Республика узбекистан министерство высшего образования, науки и инноваций

ИИ БОБ. СУРХОНДАРЁ ВИЛОяТИДА ИШЛАБ ЧИҚАРИЛАЁТГАН УН, НОН ВА НОН МАҲСУЛОТЛАРИНИНГ МИКРОБИОЛОГИК ХАВФСИЗЛИГИНИ ЭКСПЭРИМЭНТАЛ ТАДҚИҚОТИ ВА ОЛИНГАН НАТИЖАЛАР

2.1. Дон, ун ва нон маҳсулотларининг микробиологик хавфсизлигини таъминлашда УЙЧ ЭММ енергиясининг қўлланилишини асосланиши

Ҳозиргача ЎЮЧ ЭММнинг микроорганизимлар таъсирининг назарияси мавжуд емас. Шунинг учун, биз мавжуд електофизик қонуниятларга (формулаларига) таянган холда, УЮЧ ЭММ енергиясининг микроорганизмларга физикавий –иссиқлиқ таъсирини ко‘риб чиқамиз.
Агар биз минимал биологик тўқиманинг ҳаёти учун ҳарорат градиенти учун сарф бўладиган енергияни аниқласак, унда биообектнинг нурланиб, ҳажмий қувватини қуйидаги маълум қонуният билан ифодалашимиз мумкин [172. 12 -24 б.]:

Бунда: бериладиган қувватнинг ҳажм зичлиги, Вт/м³, електр майдон кучланишининг амплитуда миқдори, В/м; майдон частотаси Гс, ёʻқотиш фактори тенг бўлса, бунда нурланувчи обектнинг диелектрик ўтказувчанлиги; диелектрик ёʻқотиш бурчаги.
Агар ҳужайранинг юзи тақрибан 10^-8 см² бўлса, електромагнит майдони таъсиридан олган иссиқлик Қ миқдори биологик муҳитда қуйидагича ҳисобланади:

Бунда: биообектдан ажралган иссиқлик миқдори, биообектнинг солиштирма ўтказувчанлиги См/м; майдон частотаси, Гс; електр майдоннинг кучланиши В/м; вақт,с.
Бу иссиқлик обектнинг температурасини ўзгаришига кетади:

бунда: – Дж; -обект массаси, кг; – солиштирма иссиқлик сигʻими Дж/кг⁰ С, – ⁰С
Бу икки қонуният ёрдамида вақтда биообектнинг қизишига кетадиган П_˄ солиштирма нурланиш қуввати ва майдон кучланишини Э аниқлашимиз мумкин бўлади.
ва
Бу ерда – В/м; - Вт/м³; - бўш муҳитнинг қаршилиги, Ом.
Агар биз биологик обектнинг тахминий тавсифи: м=10^-15 кг; С_об=4190 Дж/кг ⁰С; См/ж (катта частоталарда) бўлса, уни биз частотаси Гс електромагнит майдонида қиздирсак, обект қизийди, бунда сарф бўлган солиштирма майдон қуввати мкВт/см² [ 173; 45 -49 б.; 174; 56 -61 б.]
Ана шу қувватни ҳужайранинг қизиши ва ЭММ енергиясининг таъсир чегараси деб олсак бўлади. Ундан паст ҳарорат “иссиқлик емас” ва енергия биообектлардаги биокимёвий кинетика реаксиялари натижасида бўлиши мумкин.[ 175; 56-61 б.; 176; 22-28 б.]
Ички ҳужайра муҳитига ҳажм биргаликда бирлиги ЭММ солиштирма қуввати: ва
бу ерда: — ҳужайра ҳажмий бирлигидаги ажраладиган қуввати;
— ҳужайралараро муҳитни ҳажмий бир хилида ажратилган қувват;
ва — ҳужайра ва муҳитнинг комплекс диелектрик ўтказувчанлигини қисми; — ҳужайра ва муҳитнинг електромагнит майдон кучланиши.
Агар: бўлса, бунда — ҳужайра ва муҳитнинг ҳақиқий диелектрик ўтказувчанлиги комплексининг қисми.[177; . 54 -58 б.]
Бундан:

бунда: температурали коеффициент, ЭММнинг микроорганизмларга иссиқлик таъсирининг самарадорлигини тавсифлайди.
; ;
бўлса, ҳужайра температураси у турган муҳитни нисбатан катта бўлади. Бундай ҳолда, микроорганизмларни танлаб ўлдириш имкони бўлади. Бунга нисбатан кам ЭММ енергияси сарф бўлади. Булар ва миқдорига таъсир кўрсатади. Масалан, кераклигича катталигида ҳам бўлади.
Бунда ЎЮЧ ЭММнинг бактерияларга таъсирини ко‘рганимизда, унда бирор бир муҳитда сонда микроорганизмлар ҳужайралари мавжуд бўлсин. Уларнинг вазифалари чизиқли ҳисобланади ва бу тўқималарнинг ҳажмий ўлчами , ҳужайралар орасидаги муҳит “тирқиш” деб қабул қиламиз ва микроорганизмлар кичик дисперсли аралашмадан иборат ўзининг муҳитида “яшашади” Ушбу аралашманинг ҳажм бўйича ўртача електр майдон кучланиши . Ушбу ўртача майдон бўйича аралашма изотроп ва бир хил муҳит ҳисобланади ва унинг диелектрик ўтказувчанлигини самарадорлигини . деб оламиз [178; 48-58 б.; 179; 24 -56б. ]
Қуйидаги тенгликдан:

бунда: - майдон ва муҳитни кучланиши ва ҳужайра муҳитининг “тирқишлар” сони;
Қуйидагилар:

Бунда ва ва муҳитнинг комплекс диелектрик ўтказувчанлигини ҳақиқий қисми ; Худди шундай:
Албатта микроорганизмларнинг яшаши унга ЎЮЧ ЭММ таъсирида ва унинг бўлиниб ажралган ҳужайрадаги иссиқлик миқдорига богʻлиқ. Агар биз уни деб олсак [ 180; 65 -68 б; 181; 23 – 28 б.]

Бунда: ЭММ томонида ҳужайрага берилган қуввати,Вт; вакуумнинг диелектрик ўтказувчанлиги ф/м; ҳужайранинг комплекс диелектрик ўтказувчанлик қисми; ҳужайра ҳажми, м³., частота, Гс;
ҳужайра майдон кучланиши , В/м.
ЭММнинг ҳужайрага иссиқлик характеридаги таъсирида микроорганизмларнинг ЎЮЧ ЭММда яшаш експоненсион қонун билан ифодалаш мумкин [182; 53 – 68 б. 183; 72 -78 б.]:

Бунда: - ҳозирги вақтда микроорганизмлар ҳужайралар сони; бошлангʻич сони; – микроорганизмларнинг “ўлиш” параметри
параметри микроорганизмларни ҳаётга қанчалик мослашувига богʻлиқ. Бу унинг ҳароратига, микроорганизмларнинг тури, хили ва бошқаларга богʻлиқ бўлади.
Микроорганизмларни иссиқлик енергиясига чидамлилиги, уларнинг сонини марта камайтириш учун қанча енергия сарфланишини аниқлаймиз. Агар уни деб белгиласак,

ЎЮЧ генератори қуввати ва нурланувчи муҳит ҳажмини ҳисобга олган ҳолда [ 172; 53 -58 б.]

Бунда
— бир турдаги микроорганизмлар ҳажми ва нурланувчи муҳит диелектрик ўтказувчанлиги доимийси; муҳит диелектрик ўтказувчанлигини ҳақиқий қисми; нурланувчи обектнинг чегараловчи юзаси, м²; - ЎЮЧ генератор қуввати, Вт; бўш муҳитнинг тўлқинли қаршилиги,Ом; -микроорганизм ҳаётийлигини характерловчи параметри,Дж.
Шундай қилиб, микроорганизмларнинг яшаши, ЎЮЧ ЭММ нурланганда микроорганизмлар туридан ва муҳитдан , диелектрик хусусиятидан, яшаш муҳитининг консентрацияси ЭММ частотаси ва қувватига богʻлиқ бўлади. Шунингдек, микроорганизмларнинг ўлиш тезлиги унинг қуввати ва частотаси, қанча микроорганизмнинг катта бўлиши ва кичиклигига богʻлиқ. Умуман олганда, маҳсулотлардаги микроорганизмлар консентрациясининг яшаши нисбатига богʻлиқ ва агар бўлса, консентрациясининг камайиши, микроорганизмлар ўлиш тезлигини оширишга , бўлиб камайса унда уларнинг улиш тезлиги камаяди.
Энди, УЮЧ ЭММ нинг дон, ун ва нон маҳсулотларидаги ( диелектриклар) микроорганизмларнинг о‘лдирилиши учун қанча УЮЧ ЭММ билан қиздирилишига кетадиган енергияни ҳосил қилинишини ко‘риб чиқамиз.
Маълумки, резонаторли камерага тушган маҳсулотнинг қанчалик қизиши унинг шундаги турувчи то‘лқинларнинг ютилиши билан баҳоланади. Агар, турувчи то‘лқинларнинг максимал кучланишининг У_мах , минималига нисбати У_мин , турувчи то‘лқинларнинг кучланиши бўйича коеффициенти дейилади ва м билан белгиланади:
м = У_мах/ У_мин
бунда камерада ютилмай қолганлари, ютилмаган то‘лқинлар коефициенти р билан белгиланади, унда: м = 1+ р / 1- р бўлади ва бундан р [ 172; 263 -358 б.] :
р = м – 1 / м + 1 = У_мах/ У_мин – 1 / У_мах/ У_мин + 1
Камерада ютилмаган то‘лқинлар коефициентининг р сонига қараб камерадаги маҳсулотнинг қанчалик енергия ютилиши баҳоланади: р = 0 бўлса, демак то‘лқинлар то‘лиқ ютилиб ишлатилган, акс холда р = 1 да барча то‘лқинлар қайтарилган.
Бундан ташқари, камерадаги маҳсулотларга то‘лқинлар енергиясининг сингиши (чуқурлиги) билан ҳам, маҳсулотлар қизиш ҳолати баҳоланади. Агар биз, електр майдон енергиясининг маҳсулотга ютилиши билан кучсизланганлигини експонента билан бўлади десак, унда:
Е = Е₀ ехп ( — К х)
буерда: Е₀ – бошланг‘ич енергия, Е – х чуқурликдаги енергия, К майдоннинг кучсизланиши доимийси.
Агар, х = 1/ К бўлса тенглама қуйидаги ко‘ринишда бўлади :
Е = Е₀ ехп ( — 1)
яъни, Е / Е₀ = е бўлиб, бошланг‘ич енергиянинг 63% маҳсулотнинг ютганлигини кўрсатади. Маҳсулотга аста-секин ютилиб майдоннинг кучсизланишини, қуйидагича ифодалашимиз мумкин:
К 2 ;
бу ерда,
Маҳсулотга електромагнит майдон енергиясининг кириш чуқурлиги (қолган 37% енергиянинг) қуйидагича топилади:
)
бу ерда: маҳсулотнинг диелектрик о‘тказувчанлиги; – ЭММ частотаси.
УЮЧ ЭММ енергиясининг манбаи, қурилмадаги генератори – магнетрон ҳисобланади. Ундан, ишлаб чиқариладиган енергия унинг қувватига ва ФИК (фойдали иш коеффициентига богʻлиқ бўлади, ҳозирги вақтда микротулқинли печларда улар 65 -70 % ни ташкил етади. Ушбу қувват қуйидаги формула билан аниқланади:

бу ерда : – УЮЧ иситиш қуввати
Агар биз ёпиқ ҳажмда маҳсулотларни қиздирганимизда, барча енергия уни бошланг‘ич т _б = 15 – 20 ⁰C дан т _о = 95 -99 ⁰C гача қиздиришга сарф бўлади. Маҳсулотнинг қизишига кетган қувватни қуйидагича ҳисоблаш мумкин:
= 4,17 с м ( т _о - т _б)
Агар, қиздириш т _о дан маълум ₁ вақтгача олиб борилса, унда о‘ртача сарф бўлган қувват:
Р₁ = / ₁ = 4,17 с м ( т _о - т _б) / ₁
Бу, УЮЧ қуввати билан богʻлиқ бўлиб қуйидагича ифодаланади:
Р₁ = ⁽¹⁾ Н₁
Буерда : ⁽¹⁾ — шу вақтдаги фойдали иш коефициенти;
Маҳсулотлар (мева ва сабзавотлар) т _о гача қиздирилса, бунда берилган енергия ундаги сувни қиздириб буг‘латишгача сарф бўлади. Агар бу вақтда унинг массаси м га камайса, унга сарф бўлган иссиқлик қуввати қуйидагича аниқланади:
= 4,17 р м
Буерда: р – буг‘ланиш солиштирма иссиқлиги.
Маҳсулотни кераклигича қиздириш вақти ₂ бўлса , унда о‘ртача кетган қувват:
Р₂ = / ₂ = 4,17 р м / ₂
Ушбу Р₂ қувват , қурилма қуввати Н₂ билан қуйидагича богʻлиқликга ега:
Р₂ = ⁽²⁾ Н₂
Унда: ^{(1) (2)}
Юқорида келтирилганлардан Р₁ билан Р₂ ёки Н₁ билан Н₂ нисбатини олсак:
Н₂ / Н₁ Р₂ / Р₁ = р / с ( т _о - т _б) * м / м * р₁ / ₂
Ушбу нисбат, о‘зининг маъноси бўйича Ребиндер Рб критерийси билан ифодаланади.
Р₂ / Р₁ = Рб
Ребиндер критерийси билан дон, ун ва нон маҳсулотларининг УЮЧ қиздириш жараёнини тавсифлаш мумкин бўлади. Ушбу критерийни ҳисоблаб
Н₂ / Н₁
баҳоласак ва УЮЧ қурилманинг оптимал ишлаш режимини топиш мумкин бўлади, чунки Н₁ берилиши билан Н₂ охирги керак температурагача қиздириш қувватини аниқлаймиз. Олиб борилган, експериментал тадқиқотлар ушбу қувват аксарият микробларни о‘лдиришга сабабчи бўлади.