Механическая очистка и техническая переработка

Продукции растениеводства

Снижение содержания радионуклидов в продукции растениеводства достигается при использовании таких простых методов, как промывка в проточной воде, очистка от кожуры, отмачивание в воде, удаление кроющих листьев у капусты. Концентрация радионуклидов в продукции уменьшается также при консервировании, засолке, варке, но при этом надо помнить, что радионуклиды переходят в маринад при консервировании или в воду при варке. Эффективность этих приемов с учетом кратности очистки от цезия-137 приведена в табл. 10.2.

Овощи (огурцы и помидоры) дос­таточно перед использованием промыть. Капусту следует употреблять без верхних трех-четырех листьев и кочерыжки, так как удаление кроющих листьев снижает заг­рязнение радионуклидами до четырех раз.

У свеклы, моркови, брюквы, репы, редьки и других корнеплодов обяза­тельно нужно удалять ботву вместе с венчиком на 10–15 мм. Это позволяет снизить уровень загрязнения в 15–20 раз. Лук, салат, петрушку, редис и дру­гие овощи тщательно отмывают от частиц почвы. Картофель и корнеплоды необходимо промывать два раза: перед тем как снимать кожуру и после очистки кожуры.

Таблица 10.2. Эффективность приемов снижения содержания

Радионуклидов в продукции растениеводства

Исходная продукция	Способ обработки (готовый продукт)	Коэффициент очистки, Коч
Зерно (пшеница, рожь, ячмень, гречиха, пшено и др.)	Отвеивание Отмывание проточной водой Переработка на муку, крупу Переработка на спирт	1,5–2,0 1,5–3,0 1,2–2,5
Зерно (овес, гречиха, ячмень, овес)	Обрушение, удаление пленок	10–20
Картофель (клубни)	Очистка Варка Переработка на крахмал Переработка на спирт	3–5 2–3
Соя, рапс, подсолнечник, кукуруза	Переработка на растительное масло	500 (промышленный способ), 50 (в домашних условиях)
Овощи	Отмывание проточной водой Удаление кроющих листьев (кочан), засолка, маринование	3–10   2–5
Сахарная свекла	Переработка на сахар	70–90
Ягоды, фрукты	Переработка на сок Переработка на вино Переработка на варенье	До 100 До 500 100–500

При варке картофеля, свеклы, моркови, фасоли нужно сливать отвар после 10–15 минут кипячения, что способствует удалению из этих овощей от 50 до 90% цезия-137.

Яблоки, груши, сливы, вишни и другие фрукты необходимо промывать про­точной водой, особенно тщательно возле плодоножек и цветоложа. Ягоды нужно употреблять в пищу после их тщательной промывки в проточной воде.

Эффективность очистки сельскохозяйственной продукции от радионуклидов оценивается коэффициентом очистки (К_оч) – отношением содержания радионуклида в исходном сырье к содержанию радионуклида в конечном продукте. Он показывает, во сколько раз конечный продукт переработки стал чище, чем исходное перерабатываемое сырьё, и определяется по формуле

К_оч = а₁/а₂, (10.1)

где а₁ – содержание радионуклида в исходном сырье, Бк/кг;

а₂ – содержание радионуклида в конечном продукте переработки, Бк/кг.

Задание 10.1. Переработка зерна зерновых и крупяных культур

Зерно зерновых и крупяных культур используется в пищу в виде крупы, муки и других продуктов. Установлено, что в зерне радионуклиды распределяются неравномерно; максимальная концентрация наблюдается в кроющих чешуях и оболочках, минимальная – в эндосперме. Поэтому механическое удаление кроющих чешуй и оболочек (обрушивание) при производстве крупы может снижать содержание радионуклидов в конечном продукте в 10–20 раз. В то же время при отвеивании зерна, пшеницы, ржи, ячменя, гречихи, пшена коэффициент очистки составляет 1,5–2, при отмывании проточной водой – 1,5–3,0, при переработке на хлеб и крупу – 1,2–2,5, при переработке на спирт – 1000 (табл. 10.2).

Материалы и оборудование: гамма-радиометр РКГ-АТ1320(РКГ–01 или др.), пробы зерна зерновых и крупяных культур, полученные из них пробы крупы и муки, весы лабораторные.

Выполнение работы

1. Подготовьте радиометр к работе.

2. Измерьте удельную активность зерна, крупы и муки. Полученные результаты занесите в табл. 10.3 отчета по работе. Сравните содержание цезия-137 в продуктах переработки с РДУ-99 (приложения 2 и 3).

Таблица 10.3. Эффективность технической переработки зерновых и крупяных культур

№ п.п	Культура	Вид продукции	Содержание цезия-137, Бк/кг	Предельно-допустимое содержание цезия-137, Бк/кг	Коэффициент очистки Коч
	Овес	Зерно
Крупа
	Ячмень	Зерно
Крупа
	Гречиха	Зерно
Крупа
	Просо	Зерно
Крупа
	Рожь	Зерно
Мука

3. Рассчитайте кратность очистки (коэффициент очистки) для каждого продукта.

4. Сделайте выводы об эффективности технической переработки зерновых и крупяных культур.

Задание 10.2. Дезактивация клубней картофеля

При возделывании картофеля возможно поверхностное и структурное загрязнение клубней. Поверхностное загрязнение происходит в результате прилипания частиц почвы, содержащих цезий-137 и стронций-90, к поверхности клубня, поэтому картофель перед закладкой на хранение должен тщательно просушиваться и очищаться от почвы. Поверхностное загрязнение легко устраняется при промывании клубней в проточной воде перед очисткой клубня от кожуры и при промывании клубней после очистки кожуры. Структурное загрязнение происходит в результате включения радионуклидов в ткани клубней картофеля. Поступление цезия-137 и стронция-90 в клубни картофеля непосредственно из почвы не происходит. Из почвенного раствора и почвенных частиц ионы радионуклидов первоначально всасываются корневой системой растения по механизму ионно-обменных реакций. Затем из корней аналогично элементам питания, т.е. с восходящим током, радионуклиды переносятся в стебли и листья, из которых с нисходящим током частично переносятся в клубни, где накапливаются в течение всего периода вегетации. В связи с этим для снижения перехода и содержания радионуклидов в клубнях ботва картофеля должна скашиваться за 2–3 недели до уборки урожая.

Распределение радионуклидов в клубне происходит неравномерно. Установлено, что основное их количество концентрируется в кожуре, поэтому очистка клубней от нее приводит к снижению содержания радионуклидов в 3–5 раз. Отваривание очищенного картофеля со сменой отвара после 10–15 минут кипячения приводит к снижению содержания цезия-137 в готовом продукте еще в 2–3 раза. Техническая переработка клубней картофеля в крахмал и спирт снижает содержание в них цезия-137 соответственно в 50 и 1000 раз (см. табл.10.1).

При варке картофеля на переход радионуклидов в отвар влияют два фактора. Первый фактор – наличие поваренной соли в воде при его варке. Например, установлено, что если при варке кар­тофеля в воду добавить 6 г/л поваренной соли, то в очи­щенных сваренных клубнях обнаруживается всего 37% ра­диоактивного стронция и 40% цезия. Если при варке соль в воду не добавляется, то в клубнях картофеля может находиться примерно по 65% этих радионуклидов от исходного содержания. Эффект от добавления соли увеличивается, если картофель перед варкой измельчается на кубики. Второй фактор – наличие на картофеле кожуры. При варке картофеля «в мундире» переход радионуклидов в отвар значительно ниже, чем при варке очищенных клубней.

Материалы и оборудование: гамма-радиометр РКГ-АТ1320(РКГ-01 «Алиот» или др.), клубни картофеля, весы лабораторные, нож, посуда для варки, поваренная соль.

Выполнение работы

1. Подготовьте радиометр к работе.

2. Последовательно измерьте содержание цезия-137 в пробах картофеля, подготовленных согласно вариантам, приведенным в табл. 10.4.

Таблица 10.4. Эффективность методов дезактивации картофеля

№ п.п.	Картофель	Содержание цезия-137, Бк/кг	Коэффициент очистки Коч
	Без промывки и очистки
	Промытый в проточной воде
	Промытый в воде и очищенный от кожуры
	Отварной в чистой воде
	Отварной в соленой воде (6 г соли на 1 л воды)

3. Рассчитайте кратность очистки (коэффициент очистки или дезактивации) клубней картофеля для каждого способа дезактивации.

4. Сделайте выводы об эффективности способов дезактивации картофеля.

Контрольные вопросы

1. Какие радионуклиды формируют радиационную обстановку в Республике Беларусь?

2. Назовите основные источники поступления цезия-137 и стронция-90 в биосферу.

3. Назовите максимальные пределы плотности загрязнения почвы цезием-137 и стронцием-90 при производстве сельскохозяйственной продукции.

4. В какой форме радионуклиды поступают в растения, организм животных и человека?

5. Во сколько раз возросло содержание цезия-137 и стронция-90 в основных продуктах питания после катастрофы на Чернобыльской АЭС?

6. Назовите основные продукты питания, которые вносят максимальный вклад в дозу внутреннего облучения.

7. В каких органах и тканях в организме человека распределяются цезий-137 и стронций-90?

8. Какие способы первичной переработки продукции вы знаете и какова их эффективность?

9. Что такое техническая переработка? Приведите примеры, показывающие ее эффективность.

10. Дайте определение коэффициента очистки.

11. От чего зависит накопление радионуклидов в товарной части урожая?

12. Как радионуклиды распределяются в зерне?

13. Назовите основные приемы дезактивации зерна и укажите их эффективность, или коэффициенты очистки.

14. Какие коэффициенты очистки зерна зерновых и крупяных культур были получены при выполнении лабораторной работы?

15. Что такое поверхностное и структурное загрязнение урожая?

16. Как устранить поверхностное загрязнение зерна и картофеля?

17. Как происходит структурное загрязнение зерна и картофеля?

18. Как радионуклиды распределяются в клубне картофеля?

19. Во сколько раз снижается содержание цезия-137 при очистке и варке картофеля?

20. Как осуществляется термическая обработка картофеля и как улучшить ее эффективность?

21. Назовите основные факторы, влияющие на переход радионуклидов в отвар при варке картофеля.

22. Какие коэффициенты очистки картофеля получены при выполнении лабораторной работы?

23. Какие продукты получают при технической переработке картофеля?

24. Назовите допустимые уровни содержания цезия-137 в хлебе, муке, крупе и картофеле.