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      1. 行業新聞

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        臭氧消毒殺菌是如何運用在食品和工業技術中的

        當今社會食品安全的重要性越來越影響著人們的生活和廣大群眾的廣泛關注。食品生產企業是食物供應鏈中最重要的一環,政府執法部門和消費者將更多的目光關注到食品安全。這一趨勢給各類食品加工企業提出了嚴峻的挑戰。嚴格的衛生要求,高度的衛生標準,是食品加工企業成功發展的基本保障。食品生產、加工、儲存、銷售等環節中的消毒滅菌是企業必須解決好的問題。隨著社會的發展和科技的不斷進步,傳統的紫外消毒和化學消毒方法逐漸暴露出諸多弊端。因此,臭氧消毒技術因其特有的優勢而受到人們越來越多的關注。

        臭氧的主要物理、化學特性臭氧是一種高活性的氣體,通過對氧氣的放電而形成,其分子式是O3,是氧的同素異形體。臭氧最顯著的特性是具有強烈的氣味,臭氧的英文詞為“OZONE”,來源于希臘語,意為“味道”。在常溫下,它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。臭氧主要存在于距地球表面20~35公里的同溫層下部的臭氧層中。在常溫常壓下,穩定性較差,可自行分解為氧氣。臭氧具有青草的味道,吸入少量對人體有益,吸入過量對人體健康有一定危害(不可燃,純凈物)氧氣通過電擊可變為臭氧,臭氧消毒原理實際上可以認為是一種氧化反應。

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        臭氧的氧化反應和消毒機理

        臭氧一經溶解在水里,會出現下列兩種反應:一種是直接氧化,它是較緩慢的且有明顯選擇性的反應;另一種則是在水中羥基、過氧化氫、有機物、腐殖質和高濃度的氫氧根誘發下自行分解成羥基自由基,間接地氧化有機物、微生物或氨等。后一種反應相當快,且沒有選擇性,另外還能將重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸。這兩種反應中后一種反應更強烈,氧化能力更強。由于氫氧根和有機物等能誘發臭氧自行分解成羥基自由基,所以低ph條件下有利于臭氧直接氧化反應,而高ph值和有機物含量高的條件下則有利于羥基自由基的間接氧化反應。臭氧的自行分解率在很大程度上取決于ph值、溫度、UV值、臭氧濃度以及水中存在的其他可去除物。其分解速率可由余臭氧的含量來間接表示。由于重碳酸鹽和碳酸鹽(尤其是碳酸鹽)具有較強的緩沖性能,因此在低PH和高緩沖性能的余臭氧可維持較長時間。臭氧可殺菌消毒的作用主要與它的高氧化電位和容易通過微生物細胞膜擴散有關。

        臭氧能氧化微生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結構而導致細胞死亡。因此,臭氧對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。此外,臭氧在殺傷微生物的同時,還能氧化水中的各種有機物,去除水中的色、嗅、味和酚等。

        1)氣液兩相的物理特性;

        2)氣體通過氣液界面的濃度差;

        3)氣體湍流的程度。

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        臭氧在水中的溶解濃度大于氧。

        臭氧在水中的溶解一般遵循亨利定律。對臭氧在水中的溶解度的主要影響因素是溫度和供氣壓力。由于臭氧采用在使用現場利用空氣或氧氣就地制備,制備出來的臭氧氣體實際上是一種臭氧化氣體,屬于混合氣體,其中含有大量的空氣和氧氣。而亨利定律表示的是某一單純氣體在水中的溶解規律,所以,臭氧在水中的溶解特性除了與上述的溫度和供氣壓力有關外,還與供氣中含臭氧的濃度有關。此外,在一定的大氣壓力下,臭氧在水中的濃度與供氣中的臭氧濃度有關。雖然臭氧在水中的溶解度大于氧,但溶于水中的臭氧極不穩定,很容易分解。

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        在食品生產企業中臭氧的作用:

        1、臭氧和食品行業常用消毒劑相比;殺菌能力高于甲醛、二氧化硫、高錳酸鉀用氯制劑等消毒劑;殺菌后剩余的臭氧會自行分解為氧氣,不產生殘留造成污染,這一點是任何化學消毒劑所無法比擬的。

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        2、臭氧殺菌與紫外線照射殺菌相比同樣具有特殊的優越性:

        (1)?臭氧到處滲透,沒有死角。紫外線只有照射到物體表面且達到一定的照射強度標準才有殺菌效果。食品車間一般比較高大,致使紫外線照射強度遠遠不夠,特別是距離遠,照射產生很大死角,如加工案板下部等。臭氧為氣體,滲透性強,擴散性好,濃度均勻,沒有死角;

        (2)?殺菌速度快。紫外線照射殺菌需要較長的作用時間,一般要照射6小時以上,而符合標準濃度的臭氧只需開機1小時以上;

        (3)?高濕度下殺菌效果更好。紫外線照射殺菌在環境相對濕度達到60%以上時,消毒效果急劇下降,濕度達到80%以上時反可誘使細菌復活。臭氧則相反,濕度越高,殺菌效果越好。這是由于高濕度下細胞膜膨脹變薄,其組織容易被臭氧破壞,這一特性對于食品行業中普遍存在的高濕環境特別適合;

        (4)?有低濃度保潔功能。紫外線照射時生產人員必須離開現場,照射完成后無法用低功率的紫外線照射保潔;臭氧消毒時生產人員必須離開現場,消毒完成后可以調低臭氧發生量,用符合國家衛生標準的低濃度臭氧繼續保持生產車間的空氣清潔。

         

        3、臭氧除臭凈化效果極好,臭氧依靠其強氧化性能可快速分解產生臭味及其其它氣味的有機或無機物質后達到脫臭效果,將臭味根源物質分解成無害物質。

        例如:將氨氧化成二氧化碳和水。



        在食品行業的具體應用:

        1、生產車間空氣殺菌消毒

        生產車間的微生物污染是影響產品質量的極重要因素,臭氧不但可以有效地殺滅它們,并可有效去除車間異味。能使生產車間的空氣、地面、操作臺、器具等物體表面細菌指標達標合格。

         

        2、更衣室和工作服消毒

        生產車間的大部分細菌,都能通過加工人員的工作服帶入生產車間,嚴重時會導致大面積傳播,應引起足夠重視。食品加工企業大多數采用紫外線照射消毒,因紫外線照射的天然缺陷,消毒效果較差,而臭氧氣體可滲透至服裝各個部位,故利用臭氧對工作服進行消毒是高效、簡單的方法。

         

        3、生產用水的殺菌凈化

        臭氧在水中對細菌、病毒、微生物等殺滅率更高、速度更快,對水中有機化合物等污染物質去除徹底,而又不產生二次污染。通常生產用水采用氯制劑進行消毒,由于水源受到有機化學產物污染日趨嚴重,氯制劑消毒后會產生氯仿、二氯乙烷、四氯化碳等氯化有機物,這些物質具有致癌性,因而歐盟國家已禁止使用氯系列長效消毒藥劑,日本也將逐步禁止使用。而臭氧消毒處理后不產生二次污染化合物,且臭氧對細菌的殺滅率比氯制劑更高,殺滅速度大約是氯制劑的6003000倍。特別在預冷消毒中,克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點,可以高效、經濟、簡便的殺滅細菌。

         

        4、制備高濃度的臭氧水做為新型消毒劑

        把高濃度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有極強的廣譜殺菌效果,同時對各種農藥、有機毒物、重金屬離子都有極強的降解作用。高濃度的臭氧水在完成殺菌消毒及降解其它有害物質時,臭氧重新變成氧氣,在水中不留下殘留物,無二次污染和任何副作用。

         

        5、食品冷庫和保鮮冷庫消毒

        冷庫的生物污染源主要是霉菌,它們對化學消毒劑有很強的耐受力,而且在低溫條件下存活。實驗證明:使用濃度為612PPm的臭氧連續34小時消毒,可以將包括抵抗力極強的未萌動孢子殺死。停機后封庫24小時以上,細菌殺滅率達90%左右,霉菌殺滅率可達80%左右。在食品保鮮中應用臭氧可以起到殺菌防霉與減緩新陳代謝的作用,同冷藏、空調、包裝協同使用,更能提高食品的保鮮效果。


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