Ультрафиолетовое (УФ) облучение охватывает область электромагнитных колебаний с длинами волн (136-4000)-10-10 м. В зависимости от длины волны действие различных участков ультрафиолетового спектра неодинаково. Область лучей с длиной волн (4000-3300)'10-1° м является химически активной. Зона в пределах (3300-2000)-10-10 м является биологически активной, способствует синтезу в организме витамина А и оказывает антирахитическое действие. Наибольшим воздействием на микроорганизмы, подавляющим их жизнедеятельность и приводящим живые клетки к гибели, обладают ультрафиолетовые лучи (УФЛ) с длиной волн (2950-2000)-10-10 м. Максимум бактерицидного действия оказывают лучи с длиной волны около 2600-10-10 м.
Чувствительность микроорганизмов к действию УФЛ уменьшается с увеличением размеров клеток: стойкость плесеней значительно больше, чем у бактерий. Но и различные плесени по-разному относятся к облучению. Не все клетки даже одной и той же культуры одинаково стойки к действию УФЛ: 70-80 % клеток погибают при минимальной затрате лучистой энергии, а для уничтожения остальных 20-30 % ее требуется в 3-4 раза больше. Если бактерии или споры подвергают многократному мгновенному действию УФЛ, то для их уничтожения потребуется значительно больше энергии, чем при непрерывном облучении той же продолжительности.
Продукт при УФ-обработке не нагревается, благодаря чему сохраняет свои нативные свойства. Но при этом практически не инактивируются ферменты, интенсифицируется окисление жиров. Кроме того, широкое использование бактерицидного эффекта УФЛ для консервирования пищевых продуктов ограничивается их малой проникающей способностью (доли миллиметра). Не проходят лучи через стенки жестяной и стеклянной тары.
УФ-лучи можно использовать для обеззараживания воздуха, стен производственных и складских помещений, реже - для обработки поверхности мясных туш и колбасных изделий, так как шероховатость, мельчайшие неровности и складки защищают споры и клетки микроорганизмов от действия УФЛ.
Бутылки и крышки можно сделать стерильными путем установки непрерывной линии УФ-ламп непосредственно над подающим конвейером. Установка ламп над наполнителями, укупорочными машинами защищает продукцию. Использование бактерицидных УФ-облучателей вместо пероксида водорода для обработки тароупаковочного материала упрощает и удешевляет линию по асептическому розливу соков и напитков.
УФ-облучатели используют для дезинфекции молока, соков и напитков и других жидкостей в тонком слое. Для дезинфекции мутных сред и жидкостей большой плотности используют мощные облучатели или специально защищенные УФ-облуча- тели в потоке.
Установка бактерицидных УФ-облучателей влагозащитного исполнения на внутренней поверхности крышки бака позволяет избежать развития микроорганизмов на поверхности хранящегося полуфабриката. Лампы размещают не выше чем на 2 м от поверхности жидкости. Для защиты оператора при открытии бака устанавливается система автоматического отключения УФ-облучателей.
В последние 20 лет во всем мире получил широкое распространение метод обеззараживания воды УФ-излучением. Причиной этого стало обнаружение недостатков хлорирования воды. При определенном количестве хлора в воде он способен уничтожить полезные бактерии в пищеварительном тракте. Вступая в реакцию с органическими соединениями, содержащими углерод, хлор образует канцерогены. Кроме того, хлорирование недостаточно эффективно в отношении некоторых микроорганизмов.
УФ-обеззараживание - простой и дешевый способ дезинфекции воды (питьевой, оборотной, сточной). УФЛ эффективно уничтожают находящиеся в воде микроорганизмы. Вместе с тем при последующем внесении в обеззараженную воду микроорганизмов (например, при производстве продуктов брожения) они не испытывают на себе остаточного подавляющего действия УФЛ. В обеззараженной воде отсутствуют нежелательные химические соединения.
Среди излучательного оборудования выделяют бактерицидные лампы, облучатели и установки. Могут применяться открытые (работающие в отсутствие работников), закрытые и комбинированные УФ-облучатели. Время достижения требуемого уровня бактерицидной эффективности зависит от типа облучателя: для закрытых облучателей - 1-2 ч; для открытых и комбинированных - 15-30 мин. Основной расходный материал в установке - УФ-лампы. При непрерывной эксплуатации смену ламп следует производить 1 раз в 1,5 года. Наибольшее распространение получили бактерицидные разрядные ртутные лампы низкого давления (срок службы от 5000 до 8000 ч). Ртутные лампы высокого давления имеют более низкую бактерицидную эффективность при меньшем сроке службы.
В последнее время распространение получили ксеноновые импульсные лампы, обладающие более высокой бактерицидной активностью и меньшим временем экспозиции. Достоинством ксеноновых ламп является также то, что при случайном их разрушении окружающая среда не загрязняется парами ртути.
Таким образом, УФ-облучение - эффективная защита от микроорганизмов при относительно малых затратах и эксплуатационных издержках.