食品工业臭氧的应用

2021-03-25 09:24:46| 发布者: 佳环

公司名称:广州佳环电器科技有限公司
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一、臭氧基本特性概述和消毒原理

1、臭氧的得名

        臭氧是一种强氧化性的气体,具备强有力的杀菌消毒功效,气味也特殊;正因为其特有的气味而得名。臭氧杀菌消毒之后,不产生任何残留物,可直接对食品使用。作为广谱高效杀菌剂,其杀菌速度较氯消毒剂快300至600倍,可快速杀灭各种细菌繁殖体和芽孢、病毒和真菌,如大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌、枯草杆菌、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等。

2、臭氧的杀菌消毒原理

       臭氧的杀菌原理为:它极强的氧化作用,使微生物细胞中的多种成分发生化学反应,从而导致细胞成分的不可逆转的变化而死亡。一般地,臭氧灭活病毒是通过直接破坏核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)物质而完成的。杀灭细菌、霉菌类微生物的过程为:臭氧首先作用于细胞膜并将细胞膜破坏,继而破坏膜内组织,直至杀灭。由于臭氧的强氧化性和广谱性,它具有杀菌、消毒、除臭、除味等特殊效用,已经在许多领域得到广泛应用。

3、臭氧的基本特性

       臭氧是一种广谱高效杀菌物质,具有极强的杀菌能力。臭氧分子由三个氧原子组成,分子式是O 3,分子量为48,密度为2.14g/ L,它是氧气的同素异形体。常温下,臭氧为淡兰色气体,具有特殊的刺激性气味。臭氧在水中的溶解度高出氧气十倍以上,其氧化还原的标准电位可达2.08V,仅次于氟;

       臭氧化学性能极不稳定,可自行分解成氧气,不产生任何残留。它是一种极强的氧化剂,但稳定性差,臭氧在温度为20 ℃的纯水中的饱和度大约为30mg/L,半衰期是20分钟,水质越纯,衰期越长。在空气中,其半衰期大概是16分钟左右,之后还原成O2。

       十多年前,臭氧在食品行业的应用就已得到迅速发展:1997年,美国食品与医药管理局放弃了对食品加工中使用臭氧的限制,承认臭氧应用于食品加工过程,符合通用安全标准的要求。1995-1996年,澳洲、日本和法国等相继立法,允许臭氧在食品行业中使用。对化学杀毒剂残留于食品中造成食品的污染,人们的认识逐步深入,且已形成共识,臭氧已成为食品行业的新兴消毒剂,并得到广泛的使用和推广。

 

二、食品行业中的臭氧实际应用

1、传统的杀菌消毒方式

       杀菌是食品加工中,确保食品安全的极其重要工艺;随着科技的发展,杀菌手段和方法日益多样化,正向着安全、高效、节能、环保等方向发展。传统的杀菌方法是:热力杀菌,由于食品的传热性能较差,食品的物料中心达到杀菌温度所需的时间较长,致使食品营养价值降低。另外,由于加热装置本身的热容量,引起能量吸收,导致能耗高,同时高温易使食品出现蒸煮味,在一定程度上限制消费者对高温食品的选择。

       臭氧水杀菌技术是近年来兴起的一项新型杀菌技术。臭氧水杀菌既适用于导热不良的食品、和因加热而降低品质的食品,也可以应用于塑料、玻璃等包装材料内的如蔬菜汁、肉汤和咖啡饮料等食品,在短时间内能达到杀菌的目的,防止二次污染。臭氧在食品领域已经得到广泛的应用。

2、臭氧杀菌机及其在食品行业的具体应用

      公司研制生产的空气净化系列产品、氧气源臭氧机以及臭氧水一体机,完全可以满足食品行业对杀菌消毒的要求。对于HY和YT两大系列产品,采用相对低的电压(在几千伏以下)。利用“电晕”放电原理产生臭氧,不会产生氮氧化合物。该两大系列设备,具有臭氧浓度高、使用寿命长、整机结构简洁、体积小、安装和操作简便易会等特点。

3、臭氧杀菌在食品工业的具体应用

       具体应用有三个方面:一是生产加工用水的杀菌净化和制备高浓度的臭氧消毒液;二是冷库的消毒和食品保鲜;三是生产车间空气及设备、器具表面和工作服杀菌消毒。

生产加工用水的杀菌净化;臭氧在水中对细菌、病毒等微生物的杀灭率更高,速度更快,对水中有机化合物等污染物的去除很彻底,而且不产生二次污染,这对食品加工用水有很重要的意义。传统生产用水,采用氟制剂进行消毒,氟制剂消毒后会产生氯仿、二氯乙烷、四氯化碳等氯化有机物,这些物质具有致癌性,目前欧盟国家已禁止使用氯系列长效消毒药剂。

       臭氧消毒处理后,不产生二次污染化合物,且臭氧对细菌的杀灭率比氯制剂更高,杀灭速度大约是氯制剂的300至600倍。特别在预冷池的消毒中,克服了次氯酸钠消毒后氯残留的缺点,可以经济快速和简便地杀灭细菌。

       制备高浓度臭氧水作为新型消毒剂     把高浓度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有极强的广谱杀菌效果,可对各种农药、有机毒物、重金属离子等均有极强的降解作用。高浓度的臭氧水在完成杀菌消毒及降解其它有害物质时,臭氧重新变成氧气,在水中不留下残留物,无二次污染和任何副作用。

       对于大肠杆菌,用一定浓度的臭氧水中消毒5到15分钟,平均灭菌率可达99.58%---99.89%。用臭氧水反复冲洗、擦洗、消毒对象,有利于增强消毒效果,存在于臭氧水中的大肠杆菌半分钟后已检测不出。用臭氧水对果蔬的农药进行降解,经过6至30分钟,其降解率可达97%。

      食品冷库消毒     冷库的生物污染源主要是霉菌,它们对化学消毒剂有很强的耐受力,而且在低温条件下存活。试验证明:使用浓度为6-12ppm的臭氧,连续3到4小时的消毒,可将包括抵抗力极强的未萌动孢子杀灭。停机后,封闭24小时,细菌杀灭率可达90%,霉菌杀灭率可达80%左右。现场测定,停机两天两夜后,臭氧早已分解完,但微生物的数量还在继续下降。

      食品保鲜使用臭氧可以起到杀菌防霉、减缓新陈代谢的作用。与空调、冷藏和包装协同使用,能提高食品的保鲜效果。

       生产车间空气杀菌消毒    生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素,臭氧不但可以有效地杀灭它们,并可有效地去除车间里的异味。通过对于几家生产水产品、净菜加工、和肉类食品生产企业的应用实践表明,使用臭氧进行消毒,能使生产车间的空气、地面、操作台、器具等物体表面的细菌指标,达到合格要求。而且,一些肉禽类屠宰车间的异味也有明显的降低。

     工作服的消毒     生产车间的大部分细菌,均能通过操作人员的工作服带入车间。严重时会导致大面积传播,应引起足够重视。食品企业大多采用紫外线照射消毒。但紫外线照射,有天然缺陷,消毒效果差,而臭氧气体可渗透到服装的各个部位,利用臭氧对工作服进行消毒,是有效而简便的方式。

 

三、中央空调净化系统对生产区的杀菌消毒

  食品厂生产区域面积较大,可利用中央空调实现对生产区的净化消毒。其方法:将臭氧发生器直接放置在空调净化系统的风道中,称为内置式臭氧发生器。臭氧随着风道气流,送入生产区,对洁净区进行灭菌消毒,剩余的臭氧吸入回风口,由中央空调带走。

       另外,可将臭氧发生器放置在中央空调风口的外面,将臭氧打入中央空调的风道中,然后送入各个洁净室,这种称为外置式臭氧发生器。外置式臭氧发生器安装方便,但制造成本要高一些,但两种方法的消毒效果一样。按照卫生部消毒技术规范的要求,对空气消毒的臭氧浓度是5ppm,但事实上,生产区的消毒不仅要对空气进行消毒,还包括对物体表面的消毒,因此,设计时的浓度通常要大于10ppm。每天上班之前开机两个小时,下班时关机,即可保证一天内,生产区的浮游菌和沉降菌达到消毒要求。

  对于没有通风口的生产区、包装检验区等,可使用移动式臭氧机,能迅速将臭氧传送到空间内的各个地方,电脑定时控制消毒时间,使得消毒无死角。根据使用臭氧,进行灭菌的车间的检测报告,菌检合格,可以替代甲醛熏蒸大消毒,取得了较为满意的效果。

       1、工厂空间的杀菌消毒

  工厂生产加工车间生产室,或需要杀菌的其他空间,必须单独进行灭菌处理。方法是选用适当的臭氧发生器,直接安装在房间内。根据要求设定消毒时间,杀菌结束后,自动关机,操作简便;按室内空间体积的大小和布局,实行消毒杀菌控制。只要能满足臭氧浓度的要求,即可达到杀菌消毒的目的。比用化学试剂对室内进行熏蒸要省事很多,可完全替代化学熏蒸,缩短杀菌时间,既无死角,又避免二次污染。

       2、固体表面的杀菌消毒

      食品生产过程中,要对原材料、工具器材、包装物、生产场所等进行物体表面消毒。传统的方法是用紫外线消毒,但消毒不彻底,存在消毒死角,衰减快,对于特定环境中的某些细菌,无法杀灭等种种弊端。但对于浸没在臭氧气体中的物体表面(如:原材料表面、设备器具表面、室内空间内表面等),接触一段时间后,臭氧可将表面细菌杀死。

 

四、食品行业中臭氧消毒方式与传统杀菌消毒方法的比较

1、臭氧与食品行业使用的紫外线照射杀菌相比具有的特点

(1)、紫外线只有照射到物体表面,并且要达到一定的照射强度标准,才有杀菌消毒效果。食品生产车间,其空间一般比较高阔,这样会导致紫外线照射强度远远不够,特别是距离远时,照射形成很大的死角。臭氧为消毒气体,渗透性强,扩散性好,浓度均匀,不会有死角;紫外线照射杀菌,需要较长的作用时间,一般要照射6个半小时以上;而符合浓度标准的臭氧,只需开机1至2个小时左右,有的场合时间更短。

(2)、紫外线照射时,生产人员必须离开现场;而用臭氧进行杀菌,主要部分空间消毒完成后,可调低臭氧发生量,用符合国家卫生标准的较低浓度臭氧,继续保持生产车间的空气洁净。

(3)、紫外线照射杀菌,在环境相对湿度达到60%以上时,杀菌效果急剧下降。臭氧则不同,在湿度很高的条件下,杀菌效果仍然好。这是因为高湿度下,细胞膜膨胀变薄,其组织容易被臭氧破坏,这一特点,对于食品行业中普遍存在的高湿环境特别适合。

2、臭氧产品与食品行业常用消毒剂相比具有的特

(1)、杀菌能力与过氧乙酸不相上下,高于甲醛、二氧化氯、高锰酸钾及氯制剂等化学消毒剂。

(2)、杀菌后,剩余的臭氧会自行分解为氧气,不产生残留污染,这是其他化学消毒剂无法比拟的。

 

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广州佳环电器科技有限公司是专业从事臭氧系列环保设备的研发、生产及销售为一体的臭氧发生器生产厂家。公司成立于2007年,经过多年发展,现已成为臭氧行业的领军企业,以雄厚的技术实力和丰富的臭氧行业经验为依托,不断的开发出新的臭氧产品面向市场。

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