Разработка электрофизических технологий по обеспечению ветеринарной и биологической безопасности в птицеводстве

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-16-04038

НазваниеРазработка электрофизических технологий по обеспечению ветеринарной и биологической безопасности в птицеводстве

Руководитель Соковнин Сергей Юрьевич, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный аграрный университет" , Свердловская обл

Конкурс №16 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (исследования в области картофелеводства и птицеводства)

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство

Ключевые слова электрофизические технологии, ускорители электронов, наносекундный пучок электронов, высоковольтные импульсы, дезинфекция, излучение плазмы, птицеводство, яйцо, мясо птицы

Код ГРНТИ68.41.31

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Современное птицеводство - одна из рентабельных отраслей животноводства. К сожалению, инфекционные заболевания, как заразной, так и незаразной патологии сдерживают развитие промышленного птицеводства. Значительный ущерб среди болезней птиц представляют бактериальные инфекции (пастереллёз, сальмонеллёз и др.) (Джаилиди, Г.А., Лысенко А.А., 2014). Для профилактики и ликвидации источника возбудителя болезней используют различные методы. Самые известные физические методы, препятствующие росту микробов: стерилизация и пастеризация (тепловая обработка), охлаждение и замораживание (воздействие холодом), высушивание (удаление воды) и обработка ионизирующими излучениями. При этом практически единственным действенным способом снижения микробиологической обсемененности сырья животного происхождения является термическая обработка. Однако термическая стерилизация ведет к необратимому изменению качественных характеристик продукта. Например, при производстве меланжа соблюдение санитарно-гигиенических правил является необходимым условием, так как содержимое яйца служит хорошей питательной средой для размножения микроорганизмов. Получить меланж высокого качества можно только из яиц с обеззараженной скорлупой, что не всегда достижимо. При хранении яйца также невозможно добиться микробной стерильности, особенно после 3-10 дней. В процессе хранения яиц качество их ухудшается. При длительном хранении белок яйца теряет свои бактерицидные свойства, поэтому в яйце может происходить размножение бактерий, грибов, накопление токсических веществ. При производстве мяса птицы возникает угроза микробной обсемененности. При выращивании птицы существует угроза заноса и возникновения инфекционных болезней. Обезвреживание и обработка продукции птицеводства, а также факторов передачи возбудителя инфекции являются одним из основных звеньев в профилактике и лечении опасных возбудителей инфекционных болезней животных и птицы. В процессе реализации проекта планируется разработать основы двух электрофизических методов обработки продукции птицеводства: частотным наносекундным пучком электронов и излучением плазмы частотного импульсного разряда в газе высокого давления, причем планируется исследовать методы как раздельно, так и совместно для изучения возможного синергетического эффекта. Данный подход является пионерским, и обладает несомненной научной новизной При этом доза радиационной стерилизации (независимо от вида излучения) не превышает 25 кГр [Туманян М.А. и др. , 1974]. Небольшая глубина пробега наносекундного электронного пучка, связана с относительно небольшой энергией электронов (до 1 МэВ). Вполне возможно использование наносекундного электронного пучка для обработки жидких и сыпучих материалов, которые можно тонким слоем пропускать под пучком. При этом требуемая производительность будет достигаться за счет большой скорости перемещения продукта под пучком. Предложенная технология имеет преимущества по сравнению с существующими: не изменяются органолептические и качественные характеристики продукта (что показано на примере исследований по меланжу), не требуются расходные материалы для процесса обработки. Между тем во многих случаях для стерилизации не требуется высокой проникающей способности радиации, а достаточно лишь поверхностной обработки, особенно если стерилизацию изделий выполнять до их упаковки во вторичную, используемую для перевозки, тару. В этом случае более важно обеспечить высокую скорость облучения, упростить технологическую оснастку и снизить затраты на биологическую защиту. Все это сделало актуальной задачу исследования биологического действия наносекундного электронного пучка (НЭП). Для тех же целей использование излучения из плазмы частотного импульсного газового разряда в воздухе позволит определить эффективность этого метода. Главное достоинство этого метода – существенное упрощение установки, т.к. будет использоваться практически та же система формирования высоковольтного импульса, но при этом не требуется вакуумный диод с системами получения вакуума и электронного пучка, а также отсутствует фактор радиационной опасности. Достижение заявленных результатов будет происходить при использовании обозначенных методов, по результатам исследований будет выбран оптимальный. Создание наносекундных ускорителей электронов (НУЭ) и высоковольтных генераторов с полупроводниковым прерывателем тока позволяет перейти от экспериментов по исследованию воздействия наносекундного электронного пучка и излучения из плазмы частотного импульсного газового разряда в воздухе на микроорганизмы к разработке основ технологии стерилизации для конкретных ветеринарных изделий и продуктов. Данные методы можно использовать при производстве и переработке продуктов птицеводства, обработке продуктов птицеводства при профилактике опасных возбудителей инфекционных болезней птицы.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Балезин М.Е., Соковнин С.Ю., Андреев А.А., Аверин Ф.В. Upgrade of the pulse transformer URT-0,5M accelerator Известия высших учебных заведений. Физика, Том 61, №9/2, С. 101-105. (год публикации - 2018)

2. Злыгостева О.А., Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г. The use of manganese-doped mesoporous silica nanopowder for targeted drug delivery Journal of Physics: Conference Series, 1115 (2018) 042067 (год публикации - 2018)
10.1088/1742-6596/1115/4/042067

3. Вазиров Р.А., Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г., Мушкина А.В., Бажукова И.Н. Application of cerium oxide nanoparticles as modificators in radiation therapy AIP Conference Proceedings, AIP Conference Proceedings 2015, 020110 (2018) (год публикации - 2018)
10.1063/1.5055183

4. Вазиров Р.А., Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г., Бажукова И.Н., Пизурова Н., Кузнецов М.В. Physicochemical characterization and antioxidant propertiesofcerium oxide nanoparticles Journal of Physics: Conference Series, 1115 (2018) 032094 (год публикации - 2018)
10.1088/1742-6596/1115/3/032094

5. Соковнин С.Ю., Донник И.М., Шкуратова И.А., Кривоногова А.С., Исаева А.Г., Балезин М.Е., Вазиров Р.А. The use of nanosecond electron beam for the eggs surface disinfection in industrial poultry Journal of Physics: Conference Series, 1115 (2018) 022034 (год публикации - 2018)
10.1088/1742-6596/1115/2/022034

6. Соковнин С.Ю., Исаева А.Г., Кривоногова А.С., Балезин М.Е. An investigation of the disinfection effect in joint action of the nanosecond electron beam and plasma radiation Journal of Physics: Conference Series, 1115 (2018) 022035 (год публикации - 2018)
10.1088/1742-6596/1115/2/022035

7. Кривоногова А.С., Исаева А.Г., Соковнин С.Ю., Донник И.М., Моисеева К.В. Применение метода наносекундного электронного пучка для обработки продукции в птицеводстве Материалы XIX международной конференции ВНАП, Материалы XIX международной конференции ВНАП "Мировые и российские тренды развития птицеводства: реалии и вызовы будущего", С. 436-439 (год публикации - 2018)

8. Кривоногова А.С., Соковнин С.Ю., Шкуратова И.А., Исаева А.Г., Донник И.М., Моисеева К.В., Лысова Я.Ю., Романова А.С. Method of combine electrophysical disinfection of eggs with nanosecond electron beam and plasma radiation Foodconf. Science, technology and innovation (год публикации - 2018)

9. Кривоногова А.С., Соковнин С.Ю., Исаева А.Г., Шкуратова И.А., Донник И.М.. Лоретц О.Г., Моисеева К.В., Вазиров Р.А. Periblastic Sanitation of Poultry Meat and Offal with Nanosecond Electron Beam International Journal of Advanced Biotechnology and Research (IJABR), Vol-9, Issue-4, 2018, pp. 541-548 (год публикации - 2018)

10. Соковнин С.Ю., Балезин М.Е. CATHODES FOR NANOSECOND ELECTRON ACCELERATORS TYPE URT1 Журнал «Известия ВУЗов. Физика» (год публикации - 2016)

11. С.Ю. Соковнин Наносекундные ускорители электронов для радиационных технологий ФГБОУ ВО Уральский ГАУ, г. Екатеринбург. (год публикации - 2017)

12. С.Ю. Соковнин, М.Е. Балезин Investigation of cold cathode for nanosecond electron accelerators Vacuum, Volume 146, December 2017, Pages 79-86 (год публикации - 2017)

13. С.Ю. Соковнин, Р.А. Вазиров, М.Е. Балезин, А.С. Кривоногова Surface disinfection of chicken eggs by nanosecond electron beam International journal of advanced biotechnology and research (год публикации - 2017)

14. С.Ю. Соковнин, И.М. Донник, И.А. Шкуратова, А.С. Кривоногова , А.Г. Исаева, М.Е. Балезин Development of technology bases of shell eggs disinfection using surface irradiation by the nanosecond electron beam First Conference Innovations on Food Science & Technology (год публикации - 2017)

15. С.Ю. Соковнин, А.С. Кривоногова, И.А. Шкуратова, А.Г. Исаева, И.М. Донник, Л.И. Дроздова, О.Г. Лоретц The Use of Nanosecond Electron Beam Irradiation Method to Sterilize Eggs in Industrial Poultry International Journal of Advanced Biotechnology and Research, Vol-8, Issue-2,2017, pp680-686 (год публикации - 2017)

16. Кривоногова А.С., Соковнин С.Ю., Исаева А.Г., Шкуратова И.А., Донник И.М., Лоретц О.Г., Моисеева К.В., Мусихина Н.Б., Вазиров Р.А. Periblastic sanitation of poultry meat and offal with nanosecond electron beam International Journal of Advanced Biotechnology and Research (IJABR) (год публикации - 2018)

17. С.Ю. Соковнин, Р.А. Вазиров, М.Е. Балезин, А.С. Кривоногова Surface irradiation of chicken eggs by nanosecond electron beam RAD Conference Proceedings, vol. 2, pp. 11–14, 2017 (год публикации - 2017)
10.21175/RadProc.2017.03

18. А.С. Кривоногова, А.Г. Исаева, К.В. Моисеева, С.Ю. Соковнин, И.М. Донник, П.С. Кривоногов Results of nanosecond electron beam application for antimicrobial treatment of chicken meat International journal of advanced biotechnology and research (год публикации - 2017)

Публикации