Геомагнитные поля и эффективность электрофизических технологий

Ключевые слова: магнитная обработка молока, геомагнитная активность, солнечная активность, наложенное внешнее электомагнитное поле, электрофизические технологии.

В работе приведены результаты исследований двухфакторного эксперимента по одновременному влиянию естественных геомагнитных и искусственно наложенных электромагнитной установкой полей на ряд физико-химических и технологических свойств молока.

Магнитные полями называют силовые поля, действующие на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом. Источниками магнитных полей являются намагниченные тела, проводники с током и движущиеся электрически заряженные тела. Природа этих источников едина: магнитное поле возникает в результате движения заряженных микрочастиц (электронов, протонов, ионов, ассоциатов), а также благодаря наличию у частиц собственного (спинового) магнитного момента и изменению числа их реакционноспособных столкновений [1].

Магнитное поле может быть естественным (солнечная, геомагнитная активность, межпланетное магнитное поле, космические лучи и др.) и наложенным искусственно (электрические системы, промышленные магнитные установки). Применение магнитных установок с целью достижения конкретных эффектов можно назвать наложенным магнитным полем. Сложность стандартизации практической эффективности магнитной обработки биологических систем заключается в двух основных факторах:

- их полидисперсности, невозможности иметь дело всегда с абсолютно одинаковым по составу объектом, будь то молоко, или даже дистиллированная вода;

- геомагнитное влияние, возможно, изменяет эффективность воздействия наложенного внешнего электромагнитного поля.

Но, если полидисперсность биологических объектов, в частности перерабатываемого на молочных предприятиях молока, регулировке поддаётся мало, то исследования по геомагнитному влиянию на молоко, с учётом доступности геомагнитных прогнозов, возможны. Медицина уже давно даёт советы для метеочувствительных людей в зависимости от определённых космофизических показателей [2], то ни одно предприятие переработки, ввиду не изученности предмета, не пользуется методическими указаниями по корректировке технологических параметров в зависимости от геомагнитного состояния.

Бесспорен факт, что химические и биохимические реакции протекают по-разному, в зависимости от солнечной активности и движения Земли [3, 4, 5]. Это касается как реакций, протекающих внутри живых организмов (что особенно важно для людей с повышенной магниточувствительностью), так и для реакций, лежащих в основе физико-химических трансформаций при производстве продуктов питания. Так, например, при производстве молочных продуктов на современных молокоперабатывающих предприятиях, молоко-сырьё повергается следующим физико-химическим превращениям (эффективность которых, на наш взгляд, магниточуствительна):

- центробежная очистка с нормализацией (эффективность очистки от механических примесей, микроорганизмов, бактериофагов);

- промежуточное хранение или созревание молочной смеси (развитие микроорганизмов, вызывающих до определённого уровня желательный, затем нежелательный липолиз с накоплением свободных жирных кислот и протеолиз белков с изменением их фракций);

- химическая обработка обезжиренного молока цитратами (эффективность термоустойчивости молока, дисперсности белковых веществ и содержание в готовом продукте кальция);

- пастеризация (её эффективность и глубина денатурации сывороточных белков, уровень изомеризации лактозы);

- стерилизация (уровень взаимодействия лактозы с аминокислотами, т.е. реакция Майяра);

- сгущение, сушка, заквашивание, созревание, хранение продукта и др. (дальнейшие изменения жирно-кислотного, белкового, ферментного, витаминного и микроэлементного состава).

Цель исследований первого этапа – изучение одновременного влияния геомагнитного и наложенного внешнего электромагнитного полей. на ряд характеристик молока: рН, Еh, титруемую кислотность, электропроводность, вязкость, термоустойчивость по алкогольной пробе.

При формулировке гипотезы этого этапа исследований мы исходили из того, что величина магнитной индукции магнитного поля Земли около 50 мТл (во время солнечных бурь резко снижается), а промышленных и медицинских электромагнитных и магнитных установок 10^-2 -10^-5 Тл, т.е. часто ниже геомагнитной составляющей.

Гипотеза: При практическом применении инновационных технологий с применением электрофизических технологий изменение солнечной или геомагнитной планитарной активности (Кр) может влиять на эффективность магнитной обработки объектов (молока).

Объекты и методы исследований. Применённая нами характеристика геомагнитного поля (Кр –индекс) в конкретные день и час исследований доступна в свободном режиме [4]. Внешняя электромагнитная обработка проводилась с помощью аппарата Молмаг-1. (5-20мТл, 1 мин, два режима обработки: право и левовращающий). Активная кислотность рН, Еh (иономер рН-МИ, Россия), титруемая кислотность, электропроводность (кондуктомер «Эксперт 002», Россия) и термоустойчивость по алкогольной пробе определялись стандартными методами [5]. Вязкость определялась стандартным методом на вискозиметре Оствальда ВПЖ-2-0,7 мм (Россия), однако для выявления быстротекущих его изменений не проводился перевод вязкости в Па ∙ с, т.к. для этого требуется дополнительно сравнительная проба с дистиллированной водой. Принятые нами единицы измерения вязкости – среднее время истечения молока между двумя определениями в секундах (с). Статистическая обработка проводилась с помощью программы «Статистика 5.5»

Р и с у н о к 1. Влияние обработки молока наложенным внешним магнитным полем 20мТл, 1 мин при левом его вращении (М.лево) и правом (М.право) по сравнению с не омагниченным контролем на вязкость молока (с).

Р и с. 2. Влияние обработки молока наложенным внешним магнитным полем 20мТл, 1 мин при левом его вращении (М.лево) и правом (М.право) по сравнению с не омагниченным контролем на рН молока.

Р и с. 3. Влияние обработки молока наложенным внешним магнитным полем 20мТл, 1 мин при левом его вращении (М.лево) и правом (М.право) по сравнению с не омагниченным контролем на удельную электропроводность молока УЭП (См/м).

Результаты и их обсуждение. Статистическая обработка данных (число опытов N=60) показала, что при магнитной обработке магнитным полем, создаваемым аппаратом Молмаг-1, при указанных режимах достоверно изменяются все показатели, кроме термоустойчивости, но особенно сильно уменьшается вязкость (Рис. 1), увеличивается электропроводность (Рис. 2) при левовращающем поле и снижается рН при обоих режимах вращения поля (Рис. 3).

Р и с 4. Диаграмма средних изменения вязкости молока при его магнитной обработке, где: Контроль – не обработанное электромагнитом молоко; М. лево – молоко, обработанное левовращающимся полем: 50 Гц, 220 В, 30 мТл; М. право - аналогичным правовращающимся полем

Р и с. 5. Исследование изменчивости вязкости молока (с) в условиях низких геомагнитных возмущений, Кр=2 (15.04.11 г., начало исследования в 13 ч 10 мин) где, 1, 2,3……30 – номер повторности исследования с разрывом во времени 3 мин

При этом, сравнительный анализ одинакового геомагнитного поля (Кр=2) в разные дни (25 и 28 апреля 2011 г), в частности, на вязкость молока (с) показал, что при одинаковой величине Кр, характеризующей геомагнитное состояние, вязкость изменяется по-разному (Рис.4), поэтому этот показатель не может служить единственным входным параметром в дальнейших исследованиях влияния магнитного поля производство конкретных пищевых продуктов.

Дополнительные исследования вязкости неомагниченного молока от геомагнитного поля с использованием того же индекса Kp (рис. 5) выявили, что эти колебания составляют около 7 %. Для дистиллированной воды аналогичный показатель, по нашим данным, в 2,5 раза ниже.

Геомагнитная активность рассматривается как параметр, контролирующий динамику и активность конкретных процессов в магнитосфере, способных влиять на физико-химические процессы на Земле [6,7].

Вывод. При практическом применении инновационных технологий с применением электрофизических технологий для учёта изменения солнечной активности недостаточно данных свободного доступа Кр, следует продолжить многофакторные исследования с использованием других показателей геомагнитной обстановки, в частности PC-пульсаций [6]. Решение задачи количественного описания воздействия магнитосферной активности

на эффективноть электрофизических технологий позволит оптимизировать технологические свойства сырья как функцию естественных и наложенных внешних электромагнитных полей.

Литература:

1. Магнитные поля. – Режим доступа: magnetix.my1.ru › publ/magnitnoe_pole_material_iz…1…3, свободный.

2. Универсальный мониторинг экологического здоровья (УМОН). Совместный проект Таврического национального университета и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН. - Режим доступа: htt://umon.org.ua/, свободный.

3. Владимирский Б.М. Космическая погода и физическая химия. – Химия и жизнь - ХХI век, 2009. - № 2. – С. 12-19.

4. Прогноз геомагнитный. – Режим доступа: http: www: gismetio.ru, свободный.

5. Охрименко О.В., Горбатова К.К., Охрименко А.В. Лабораторный практикум по химии и физике молока. – С-Пб.: - ГИОРД, 2005. – 256 с.

6. Белова Н.А. Перичные системы во взаимодействии слабых магнитных полей с биологическими системами.

Автореферат дисс… д-ра. биол. наук. Пущино. - 2011 г.

7. Бинги В.Н. Савин А.В. Физические проблемы действия слабых магнитных полей а биологические системы. Успехи физических наук. 2003, 173(3): 265-300.

Дата добавления: 2015-08-27