一、臭氧基本特性概述和消毒原理 1、臭氧的得名 臭氧是一種強氧化性的氣體,具備強有力的殺菌消毒功效,氣味也特殊;正因為其特有的氣味而得名。臭氧殺菌消毒之后,不產(chǎn)生任何殘留物,可直接對食品使用。作為廣譜高效殺菌劑,其殺菌速度較氯消毒劑快300至600倍,可快速殺滅各種細菌繁殖體和芽孢、病毒和真菌,如大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、葡萄球菌、枯草桿菌、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等。 2、臭氧的殺菌消毒原理 臭氧的殺菌原理為:它極強的氧化作用,使微生物細胞中的多種成分發(fā)生化學(xué)反應,從而導致細胞成分的不可逆轉的變化而死亡。一般地,臭氧滅活病毒是通過(guò)直接破壞核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸(DNA)物質(zhì)而完成的。殺滅細菌、霉菌類(lèi)微生物的過(guò)程為:臭氧首先作用于細胞膜并將細胞膜破壞,繼而破壞膜內組織,直至殺滅。由于臭氧的強氧化性和廣譜性,它具有殺菌、消毒、除臭、除味等特殊效用,已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛應用。 3、臭氧的基本特性 臭氧是一種廣譜高效殺菌物質(zhì),具有極強的殺菌能力。臭氧分子由三個(gè)氧原子組成,分子式是O 3,分子量為48,密度為2.14g/ L,它是氧氣的同素異形體。常溫下,臭氧為淡蘭色氣體,具有特殊的刺激性氣味。臭氧在水中的溶解度高出氧氣十倍以上,其氧化還原的標準電位可達2.08V,僅次于氟; 臭氧化學(xué)性能極不穩定,可自行分解成氧氣,不產(chǎn)生任何殘留。它是一種極強的氧化劑,但穩定性差,臭氧在溫度為20 ℃的純水中的飽和度大約為30mg/L,半衰期是20分鐘,水質(zhì)越純,衰期越長(cháng)。在空氣中,其半衰期大概是16分鐘左右,之后還原成O2。 十多年前,臭氧在食品行業(yè)的應用就已得到迅速發(fā)展:1997年,美國食品與醫藥管理局放棄了對食品加工中使用臭氧的限制,承認臭氧應用于食品加工過(guò)程,符合通用安全標準的要求。1995-1996年,澳洲、日本和法國等相繼立法,允許臭氧在食品行業(yè)中使用。對化學(xué)殺毒劑殘留于食品中造成食品的污染,人們的認識逐步深入,且已形成共識,臭氧已成為食品行業(yè)的新興消毒劑,并得到廣泛的使用和推廣。
二、食品行業(yè)中的臭氧實(shí)際應用 1、傳統的殺菌消毒方式 殺菌是食品加工中,確保食品安全的極其重要工藝;隨著(zhù)科技的發(fā)展,殺菌手段和方法日益多樣化,正向著(zhù)安全、高效、節能、環(huán)保等方向發(fā)展。傳統的殺菌方法是:熱力殺菌,由于食品的傳熱性能較差,食品的物料中心達到殺菌溫度所需的時(shí)間較長(cháng),致使食品營(yíng)養價(jià)值降低。另外,由于加熱裝置本身的熱容量,引起能量吸收,導致能耗高,同時(shí)高溫易使食品出現蒸煮味,在一定程度上限制消費者對高溫食品的選擇。 臭氧水殺菌技術(shù)是近年來(lái)興起的一項新型殺菌技術(shù)。臭氧水殺菌既適用于導熱不良的食品、和因加熱而降低品質(zhì)的食品,也可以應用于塑料、玻璃等包裝材料內的如蔬菜汁、肉湯和咖啡飲料等食品,在短時(shí)間內能達到殺菌的目的,防止二次污染。臭氧在食品領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應用。 2、臭氧殺菌機及其在食品行業(yè)的具體應用 公司研制生產(chǎn)的空氣凈化系列產(chǎn)品、氧氣源臭氧機以及臭氧水一體機,完全可以滿(mǎn)足食品行業(yè)對殺菌消毒的要求。對于HY和YT兩大系列產(chǎn)品,采用相對低的電壓(在幾千伏以下)。利用“電暈”放電原理產(chǎn)生臭氧,不會(huì )產(chǎn)生氮氧化合物。該兩大系列設備,具有臭氧濃度高、使用壽命長(cháng)、整機結構簡(jiǎn)潔、體積小、安裝和操作簡(jiǎn)便易會(huì )等特點(diǎn)。 3、臭氧殺菌在食品工業(yè)的具體應用 具體應用有三個(gè)方面:一是生產(chǎn)加工用水的殺菌凈化和制備高濃度的臭氧消毒液;二是冷庫的消毒和食品保鮮;三是生產(chǎn)車(chē)間空氣及設備、器具表面和工作服殺菌消毒。 生產(chǎn)加工用水的殺菌凈化;臭氧在水中對細菌、病毒等微生物的殺滅率更高,速度更快,對水中有機化合物等污染物的去除很徹底,而且不產(chǎn)生二次污染,這對食品加工用水有很重要的意義。傳統生產(chǎn)用水,采用氟制劑進(jìn)行消毒,氟制劑消毒后會(huì )產(chǎn)生氯仿、二氯乙烷、四氯化碳等氯化有機物,這些物質(zhì)具有致癌性,目前歐盟國家已禁止使用氯系列長(cháng)效消毒藥劑。 臭氧消毒處理后,不產(chǎn)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300至600倍。特別在預冷池的消毒中,克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點(diǎn),可以經(jīng)濟快速和簡(jiǎn)便地殺滅細菌。 制備高濃度臭氧水作為新型消毒劑 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,可對各種農藥、有機毒物、重金屬離子等均有極強的降解作用。高濃度的臭氧水在完成殺菌消毒及降解其它有害物質(zhì)時(shí),臭氧重新變成氧氣,在水中不留下殘留物,無(wú)二次污染和任何副作用。 對于大腸桿菌,用一定濃度的臭氧水中消毒5到15分鐘,平均滅菌率可達99.58%---99.89%。用臭氧水反復沖洗、擦洗、消毒對象,有利于增強消毒效果,存在于臭氧水中的大腸桿菌半分鐘后已檢測不出。用臭氧水對果蔬的農藥進(jìn)行降解,經(jīng)過(guò)6至30分鐘,其降解率可達97%。 ? 食品冷庫消毒 冷庫的生物污染源主要是霉菌,它們對化學(xué)消毒劑有很強的耐受力,而且在低溫條件下存活。試驗證明:使用濃度為6-12ppm的臭氧,連續3到4小時(shí)的消毒,可將包括抵抗力極強的未萌動(dòng)孢子殺滅。停機后,封閉24小時(shí),細菌殺滅率可達90%,霉菌殺滅率可達80%左右?,F場(chǎng)測定,停機兩天兩夜后,臭氧早已分解完,但微生物的數量還在繼續下降。 ? 食品保鮮使用臭氧可以起到殺菌防霉、減緩新陳代謝的作用。與空調、冷藏和包裝協(xié)同使用,能提高食品的保鮮效果。 生產(chǎn)車(chē)間空氣殺菌消毒 生產(chǎn)車(chē)間的微生物污染是影響產(chǎn)品質(zhì)量的極重要因素,臭氧不但可以有效地殺滅它們,并可有效地去除車(chē)間里的異味。通過(guò)對于幾家生產(chǎn)水產(chǎn)品、凈菜加工、和肉類(lèi)食品生產(chǎn)企業(yè)的應用實(shí)踐表明,使用臭氧進(jìn)行消毒,能使生產(chǎn)車(chē)間的空氣、地面、操作臺、器具等物體表面的細菌指標,達到合格要求。而且,一些肉禽類(lèi)屠宰車(chē)間的異味也有明顯的降低。 工作服的消毒 生產(chǎn)車(chē)間的大部分細菌,均能通過(guò)操作人員的工作服帶入車(chē)間。嚴重時(shí)會(huì )導致大面積傳播,應引起足夠重視。食品企業(yè)大多采用紫外線(xiàn)照射消毒。但紫外線(xiàn)照射,有天然缺陷,消毒效果差,而臭氧氣體可滲透到服裝的各個(gè)部位,利用臭氧對工作服進(jìn)行消毒,是有效而簡(jiǎn)便的方式。
三、中央空調凈化系統對生產(chǎn)區的殺菌消毒 食品廠(chǎng)生產(chǎn)區域面積較大,可利用中央空調實(shí)現對生產(chǎn)區的凈化消毒。其方法:將臭氧發(fā)生器直接放置在空調凈化系統的風(fēng)道中,稱(chēng)為內置式臭氧發(fā)生器。臭氧隨著(zhù)風(fēng)道氣流,送入生產(chǎn)區,對潔凈區進(jìn)行滅菌消毒,剩余的臭氧吸入回風(fēng)口,由中央空調帶走。 另外,可將臭氧發(fā)生器放置在中央空調風(fēng)口的外面,將臭氧打入中央空調的風(fēng)道中,然后送入各個(gè)潔凈室,這種稱(chēng)為外置式臭氧發(fā)生器。外置式臭氧發(fā)生器安裝方便,但制造成本要高一些,但兩種方法的消毒效果一樣。按照衛生部消毒技術(shù)規范的要求,對空氣消毒的臭氧濃度是5ppm,但事實(shí)上,生產(chǎn)區的消毒不僅要對空氣進(jìn)行消毒,還包括對物體表面的消毒,因此,設計時(shí)的濃度通常要大于10ppm。每天上班之前開(kāi)機兩個(gè)小時(shí),下班時(shí)關(guān)機,即可保證一天內,生產(chǎn)區的浮游菌和沉降菌達到消毒要求。 對于沒(méi)有通風(fēng)口的生產(chǎn)區、包裝檢驗區等,可使用移動(dòng)式臭氧機,能迅速將臭氧傳送到空間內的各個(gè)地方,電腦定時(shí)控制消毒時(shí)間,使得消毒無(wú)死角。根據使用臭氧,進(jìn)行滅菌的車(chē)間的檢測報告,菌檢合格,可以替代甲醛熏蒸大消毒,取得了較為滿(mǎn)意的效果。 1、工廠(chǎng)空間的殺菌消毒 工廠(chǎng)生產(chǎn)加工車(chē)間生產(chǎn)室,或需要殺菌的其他空間,必須單獨進(jìn)行滅菌處理。方法是選用適當的臭氧發(fā)生器,直接安裝在房間內。根據要求設定消毒時(shí)間,殺菌結束后,自動(dòng)關(guān)機,操作簡(jiǎn)便;按室內空間體積的大小和布局,實(shí)行消毒殺菌控制。只要能滿(mǎn)足臭氧濃度的要求,即可達到殺菌消毒的目的。比用化學(xué)試劑對室內進(jìn)行熏蒸要省事很多,可完全替代化學(xué)熏蒸,縮短殺菌時(shí)間,既無(wú)死角,又避免二次污染。 2、固體表面的殺菌消毒 食品生產(chǎn)過(guò)程中,要對原材料、工具器材、包裝物、生產(chǎn)場(chǎng)所等進(jìn)行物體表面消毒。傳統的方法是用紫外線(xiàn)消毒,但消毒不徹底,存在消毒死角,衰減快,對于特定環(huán)境中的某些細菌,無(wú)法殺滅等種種弊端。但對于浸沒(méi)在臭氧氣體中的物體表面(如:原材料表面、設備器具表面、室內空間內表面等),接觸一段時(shí)間后,臭氧可將表面細菌殺死。
四、食品行業(yè)中臭氧消毒方式與傳統殺菌消毒方法的比較 1、臭氧與食品行業(yè)使用的紫外線(xiàn)照射殺菌相比具有的特點(diǎn) (1)、紫外線(xiàn)只有照射到物體表面,并且要達到一定的照射強度標準,才有殺菌消毒效果。食品生產(chǎn)車(chē)間,其空間一般比較高闊,這樣會(huì )導致紫外線(xiàn)照射強度遠遠不夠,特別是距離遠時(shí),照射形成很大的死角。臭氧為消毒氣體,滲透性強,擴散性好,濃度均勻,不會(huì )有死角;紫外線(xiàn)照射殺菌,需要較長(cháng)的作用時(shí)間,一般要照射6個(gè)半小時(shí)以上;而符合濃度標準的臭氧,只需開(kāi)機1至2個(gè)小時(shí)左右,有的場(chǎng)合時(shí)間更短。 (2)、紫外線(xiàn)照射時(shí),生產(chǎn)人員必須離開(kāi)現場(chǎng);而用臭氧進(jìn)行殺菌,主要部分空間消毒完成后,可調低臭氧發(fā)生量,用符合國家衛生標準的較低濃度臭氧,繼續保持生產(chǎn)車(chē)間的空氣潔凈。 (3)、紫外線(xiàn)照射殺菌,在環(huán)境相對濕度達到60%以上時(shí),殺菌效果急劇下降。臭氧則不同,在濕度很高的條件下,殺菌效果仍然好。這是因為高濕度下,細胞膜膨脹變薄,其組織容易被臭氧破壞,這一特點(diǎn),對于食品行業(yè)中普遍存在的高濕環(huán)境特別適合。 2、臭氧產(chǎn)品與食品行業(yè)常用消毒劑相比具有的特 (1)、殺菌能力與過(guò)氧乙酸不相上下,高于甲醛、二氧化氯、高錳酸鉀及氯制劑等化學(xué)消毒劑。 (2)、殺菌后,剩余的臭氧會(huì )自行分解為氧氣,不產(chǎn)生殘留污染,這是其他化學(xué)消毒劑無(wú)法比擬的。
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