CC BY
9
Таблица 2
Бактериальная обсемененность сырья и фарша из мороженого мавроликуса
Число микроорганизмов в 1 г. клеток- 1 О3
Объект исследования мезофильных психрофильных
пределы колебаний М±т пределы колебаний М ± т
Смывы с поверхности тела мороженой рыбы Смывы с поверхности тела дефростирован- ной рыбы Размельченная рыба Рыбный фарш 1—2 16—22 62—83 47—52,6 1,68±0,14 (6) 19,1±0,56 (12) 71,26±3,04 (6) 50,3±0,92 (5) 1,3—2 10—21 53—66,2 40—50 1,71 ±0,12 (6) 18,4±0,85(12) 59.93± 1,72 (6) 45,6± 1,96 (6)
микрофлорой. Однако обнаружение в ряде проб воды общего содержания микроорганизмов более 100 микр. кл/мл и наличия санитарио-показательных бактерий в поверхностном слое свидетельствует о необходимости предварительного обеззараживания морской воды прн использовании ее для технологических целей.
Основным источником бактериального обсеменения фарша является, по-видимому, кишечное содержимое свеже-выловленного мавроликуса, которое в процессе технологической обработки измельчается вместе с мышечной тканью.
Производство фарша из мороженого мавроликуса после длительного размораживания сырца при температуре воздуха выше 15 °С значительно ухудшает качество продукции по микробиологическим показателям.
В связи с незначительной разницей численности мезо-
фильных и психрофильных микроорганизмов в морской воде районов промысла, сырье и фарше из мавроликуса необходимо определение общего количества микрофлоры в этих объектах прн 30±1°С в течение 72±3 ч.
Литература
1. Инструкция о порядке расследования, учета и проведения лабораторных исследований в учреждениях санитарно-эпидемиологической службы при пищевых отравлениях. М., 1975.
2. Наука о питании в реализации Продовольственной программы СССР. — Вопр. питания, 1983, № 2, с. 3—5.
Поступила 10.04.84
УДК 615.462.014.45:615.28:547.281.1].033
Т. В. Лихтман, Н. И. Колесникова, Р. А. Вышегородская
ДИФФУЗИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ВНИИ дезинфекции и стерилизации Минздрава СССР, Москва
Формальдегид (ФА) издавна применялся для дезинфекции и стерилизации. В настоящее время, после некоторого периода, когда для стерилизации отдавали предпочтение окиси этилена, интерес к нему возобновился. Это объясняется более высокой эффективностью ФА и возможностью в связи с этим использования его в значительно более низких концентрациях, чем окись этилена, что дает возможность экономии препарата, удешевления процесса, решения весьма сложной иногда проблемы дегазации про-стернлнзованных изделий. Широкому применению ФА до недавнего времени препятствовало общепринятое мнение о том, что ФА—вещество «поверхностного действия». Т. В. Лихтман и соавт. |3) показали, что таковым он является лишь при низкой температуре вследствие полимеризации, что значительно снижает его проникающую способность. При 80 °С и выше ФА существует в виде мономера и его проникающая способность весьма высока. Следовательно, оптимальная температура использования ФА для дезинфекции и стерилизации 80 °С, так как более высокая температура может неблагоприятно сказываться на эксплуатационных свойствах изделии из полимеров. Таким образом, отпадает один из главных аргументов, препятствующих широкому применению ФА, в частности для промышленной стерилизации. Однако до настоящего времени не изучались закономерности процессов массопереноса, что связано, по-видимому, с значительными трудностями работы с ФА, обусловленными его склонностью к полимеризации. Между тем знание этих закономерностей, в том числе таких характеристик системы полимер — газ, как коэффициенты диффузии и десорбции, необходимо для прогнози-
рования срока и выбора оптимального режима дегазации, а также для рекомендации материалов при конструировании изделий медицинского назначения с точки зрения их стерилизации и последующей дегазации.
В настоящей работе изучены закономерности диффузии и десорбции ФА в самом широком диапазоне концентраций (от насыщающей до минимальной определимой порядка 1 мкг/г).
В работе использовали полимерные материалы, применяемые в медицинской практике: композиции на основе поливннилхлорнда (ПВХ), пластифицированного диоктнл-фталатом, полиэтилена (Г1Э) высокой плотности, резин из натурального каучука (НК), наполненных сажей или мелом, резни из силиконового каучука СКТВ с аэросилом. Материалы использовали в виде образцов прямоугольной формы толщиной 1 мм и площадью 15x15 мм2. Выбор метода исследования был продиктован поставленными задачами. Для насыщения полимерных образцов ФА бралн применяемый на практике стерилизующий состав. Коэффициент диффузии О определяли по кинетике удаления газа из полимера, причем условия опытов (температура, концентрация и др.) были максимально приближены к практическим условиям стерилизации и дегазации изделий. Содержание ФА в материалах в процессе дегазации определяли фотоколориметрическим методом с использованием динатриевой соли хромотроповой кислоты [6| вследствие его более высокой чувствительности, чем объемных н весовых методов, с помощью которых обычно регистрировали количество десорбнрующегося газа.
Для определения О по кинетике удаления газа из по-
О_О,! 0,2 0.3 0.4 0.5 ТН/с{г
Ч
т-1-1-1-г
ния Фика имеет следующий вид:
8
1
<?„ ~ л2 ^ (2* + 1)» к= О
е "" (1)
1 Авторы выражают благодарность Н. А.
за оформление статьи.
Коноревон
-3 -
ЧЮЬо
Рис. 1. Теоретическая зависимость ()/С)о—17\/(1г.
димера пользовались решением второго уравнения Фика [5] при следующих граничных условиях: в начальный момент (т = 0) концентрация диффузанта в образце толщиной й равна £ = {ч>; диффундирующее вещество выходит из образца через боковые поверхности (* = 0, х = с1), на которых мгновенно устанавливается и поддерживается в течение всего эксперимента постоянная концентрация сх=о, х--
О 2 4 6 В Ю 12 Т.ЬКН
Рис.3
-Й5
1до/а0
т—г
Т
"Г
РисЛ
,,1=0. Для этого случая решение второго уравне-
где Оо — начальное количество диффузанта при равномерном его распределении в объеме образца; 0 — количество диффузанта в данный момент.
Просуммировав члены уравнения, можно построить график зависимости <?/С?0 от £>тМг или, что гораздо удобнее для расчетов (особенно в области малых концентраций), \gQIQo от От/с/2 (рис. I)1. Путем сравнения теоретической кривой с экспериментальными кинетическими кривыми десорбции ФА можно определить О.
Кинетику удаления ФА из полимеров изучали на установке, представляющей собой стеклянный термостатируе-мый сосуд, внутри которого на металлической сетке помещены образцы [1]. Скорость воздушного потока в сосуде с образцами выбирали с таким расчетом, чтобы выполнялись граничные условия, а именно: постоянство концентрации ФА на поверхностях образца и равенство ее нулю (сж_0_ ^ = 0). Для этого экспериментально определяли скорость продувки, при которой скорость диффузии не зависит от скорости воздушного потока. Оказалось, что при скорости продувки 20 см/мин и выше скорость диффузии уже не увеличивалась, поэтому для изучения кинетики удаления ФА была выбрана скорость воздушного потока 20 см/мин.
Образцы насыщали ФА [4| в микроанаэростате при концентрации препарата 100 мг/л и температуре 80°С. Стерилизующий раствор подавали из аэрозольного баллона с помощью дозирующего клапана. Состав наполнителя
Рис. 3. Схема зависимости \gQIQo — т для всего изученного диапазона концентраций.
/ — первая область; // — вторая область.
Рис. 4. Экспериментальная зависимость ^ ()/()о от времени дегазации для силиконовой резины (первая область).
аэрозольного баллона был следующий: этанола 30 мае. %, фА 20 мас.%, хладона-12 50 мае. %. Раствор ФА в этаноле использовали для предотвращения полимеризации (2].
Образцы, насыщенные ФА, помещали в сосуд для дегазации при комнатной температуре (23 °С). Через строго фиксированные промежутки времени (в интервалах 1— 7 ч, 1—7 сут, а для крсмнийорганнческого полимера дополнительно 2—20 мин) отбирали образцы для измерения . содержания ФА. Экстракцию последнего осуществляли ди-^Р стиллнрованной водой при перемешивании на автоматическом встряхивателе в течение 5 сут. В экстракте ФА определяли указанным фотоколорнметрическим методом.
Полученные результаты использовали для построения зависимостей |£ 0/(?о от т. с помощью которых (путем приравнивания тангенсов углов наклона экспериментальных и теоретической кривых) устанавливали коэффициенты диффузии.
Все результаты подвергали математической обработке, определяли среднюю квадратичную погрешность и доверительный интервал среднего значения (последний не превышал 5 %).
На рис. 2 приведены зависимости относительного содержания ФА в полимерах от времени дегазации в указанных выше условиях: прямые, полученные для временного интервала 1—7 ч (а) и 1—7 сут (б). Из графиков видно, что во всем диапазоне концентраций сохраняется экспоненциальный характер зависимости (?/(?о = '(т), о чем свидетельствуют прямые, полученные в полулогарифмических координатах. Однако при переходе из области больших концентраций и малых периодов времени в область малых * концентраций и больших периодов времени наклон пря-^ мых к оси абсцисс резко меняется на более пологий, как показано на схеме зависимости \gQIQo—т для всего диапазона концентраций (рис. 3). На это явление указывали ранее в работе 11 И. Комаркова и 'Г. И. Лихтман |1|, где было установлено, что излом в ходе прямой связан с изменением механизма процесса, определяющего характер этой зависимости, если в первой области лимитирующей скоростью процесса дегазации была скорость диффузии, то во второй лимитирует скорость десорбции молекул ФА, наиболее прочно удерживаемых полимером. Этот вывод
№
Рис. 2. Экспериментальная зависимость 'Б <2/Фо от времени дегазации в первой (о) и второй (б) области.
I — ПВХ; II - НК с мелом; III — НК с са.
жей; IV - ПЭ; У-СКТВ. А
^Коэффициенты диффузии (D) и коэффициенты десорбции (К) формальдегида
Материал D- ю*. см'/с К-10«. с"»
ПВХ 1,25 2,68
ПЭ 10,40 —
НК С мелом 8,40 0,51
НК с сажей 5,80 1,40
СКТВ 122 1,54
был сделан на основании результатов опытов, проведенных с образцами разной толщины. В тех случаях, когда лимитирующей скоростью является скорость диффузии, время выхода вещества из образца должно быть пропорционально квадрату его толщины (с(2). Опыты проводили с образцами ПВХ (толщина 0,7 и 1 мм) и резинами из НК с сажей (толщина 0,6 и 1,2 мм). В первой области эта закономерность соблюдалась, но для второй время выхода вещества из образцов не только не было пропорционально с/2, но вообще не зависело от толщины образца: время, необходимое для дегазации образцов до безопасного уровня концентраций стернлякта было одинаковым для образцов разной толщины.
Экспериментальная зависимость <?/(?о — т для силиконовой резины (первая область) приведена на рнс. 4.
Количественной характеристикой скорости процесса удаления ФА из полимеров для первой области является коэффициент диффузии, значения которого приведены в таблице.
Результаты, приведенные в таблице, показывают, что наименьший коэффициент диффузии имеет ПВХ, что объясняется полярностью его макромолекул. Последнее затрудняет диффузию ФА вследствие взанмодеейтвия молекул днффузанта с полимером. У ПЭ, несмотря на его неблагоприятную для диффузии ФА структуру (наличие кристаллической фазы), коэффициент диффузии на порядок выше, чем у ПВХ, за счет неполярности его молекул. Самый высокий коэффициент диффузии, как и следовало ожидать, у силиконовой резины вследствие необычайно высокой гибкости и подвижности ее макромолекул.
У резины на основе НК коэффициенты диффузии близки к таковым ПЭ, что объясняется одновременным действием двух противоположных факторов, с одной стороны, преимуществом резин, связанным с гибкостью макромолекул НК, а с другой — наличием в резинах большого количества наполнителей, затрудняющих диффузию.
Для второй области количественной характеристикой скорости процесса служит коэффициент десорбции (константа скорости десорбции) К:
а^С}^-1«, (2)
где Q0 —содержание ФА в образцах, соответствующее точке пересечения прямой, характеризующей вторую область, с осью ординат. К можно рассчитать как тангенс угла наклона прямых lgQ/Qo=f(x) (графики аналогичны приведенным на рис. 26). Значения этих коэффициентов приведены в таблице. Для ПЭ коэффициент десорбции не удалось определить, так как уже в конце первой области содержание ФА в образцах было предельно мало (на уровне предела обнаружения) вследствие очень низкой сорбционной способности ПЭ. Наибольший коэффициент десорбции установлен для ПВХ, наименьший—для резин на основе НК с мелом.
Таким образом, полученные результаты показали, что большие количества ФА быстрее удаляются из силиконовой резины, малые — из ПЭ и ПВХ. Это дает возможность разумно выбирать материалы для конструирования медицинских изделий. Изделия небольших размеров, безопасная концентрация ФА в которых может быть достаточно высокой (в пределах первой области), целесообразно выполнять из материалов на основе кремнийорганических соединений. Крупные изделия с большой поверхностью (системы для переливания крови, аппараты искусственного кровообращения и др.), которые требуют дегазации до очень низких концентраций (вторая область), для того чтобы общая доза ФА, поступающего в организм больного из простерилизованного изделия, была безопасной, следует изготовлять из ПЭ или ПВХ.
Задача прогнозирования сроков дегазации простерили-зоваиных полимерных изделий с известным начальным содержанием ФА решается двояким образом в зависимости от того, в какой области находятся допустимые остаточные количества. Если безопасные остаточные количества ФА находятся в первой области, то по теоретической кривой устанавливают От/d2, соответствующие этому количеству и, подставив известные значения D и d, определяют т. Если же безопасные количества ФА находятся во второй области, что бывает в подавляющем большинстве случаев, то срок дегазации определяется по экспериментальным кинетическим кривим.
Литература
1. Комаркова Н. И.. Лихтман Т. В.— Мед. техника, 1983, № 3, с. 33—38.
2. Лебедева С. П.. Лихтман Т. В., Руденко Б. А. и др. — Хим.-фарм. ж., 1979, № 6, с. 114—117.
3. Лихтман Т. В.. Комаркова Н. И., Кареев Н. В. — В кн.: Основные направления развития наукн и практики дезинфекционного дела. М., 1981, с. 52—56.
4. Лихтман Т. В.. Комаркова Н. И., Кареев Н. В. — Мед. техника, 1982, № 6, с. 46—48.
5. Рейтлингер С. А. Проницаемость полимерных материалов. М„ 1974, с. 17.
6. Critchjield F. £., Johnson J. В. — Analyt. Chem., 1957, v, 29, р. 797—800.
Поступила 04.0-1.84
*
