臭氧發(fā)生器在食品行業(yè)、水處理殺菌消毒、冷庫臭氧消毒的應用 臭氧發(fā)生器在食品行業(yè)的應用 1、 臭氧機應用概況 臭氧機用于飲用水處理和化學氧化已有百多年歷史,在食品方面應用時間則短些。文獻介紹,臭氧用于延長食品貯藏期是從1909年在法國Cologne的冷凍廠開始的,當時用于冷藏肉表面殺菌。以后在歐洲的一些大型冷凍廠應用臭氧于肉類、水果、雞蛋的貯藏和釀酒工業(yè)。 由于臭氧發(fā)生器與配套儀器設備的技術進步,以及加強了對臭氧應用與控制技術的研究,促進了臭氧用于食品貯藏技術的發(fā)展。許多歐洲國家把臭氧應用于船舶的食品冷藏倉,殺滅細菌、莓菌,去除異味,以保存運載的干酪、雞蛋、肉類、家禽和水果,保證了遠洋運輸過程中的的食品質量。目前,包括我國制造的船舶在內,大部分船舶的食品冷藏倉、船員伙食倉都有臭氧發(fā)生器用于船艙消毒和對食品殺菌防霉。 自1986年開始,全國數十家大中型雞蛋貯藏單位作臭氧空庫消毒、貯藏防霉保鮮,產生發(fā)良好的效果,取得了巨大的經濟效益和社會效益,原商業(yè)部科技司驗收通過了這項臭氧應用技術成果。在蔬菜水果貯藏防霉保鮮、食品生產車間消毒與氣體除味凈化等方面應用,數百家企業(yè)也取得了良好效果,解決了一部分食品出口企業(yè)微生物難以控制的難題,使臭氧應用技術得到推廣普及。 2、 食品行業(yè)應用 2.1、 冷庫消毒 冷庫的生物污染源主要地霉菌,因其在低溫條件下存活,對消毒劑有較強的耐受力。甘肅商業(yè)科研所和蘭州大學合作對蘭州地區(qū)冷庫的青毒菌作消毒劑篩選,在甲醛、過氧乙酸、蒼爾子油和臭氧消毒效果對比中優(yōu)選出臭氧。在臭氧122ppm作用下3~4小時,包括低抗力極強的未萌動孢子皆被殺死。廠家實際應用效果也證明了臭氧在冷庫消毒中的優(yōu)良效果。 我國貯藏蛋果蔬的高溫冷庫對空庫消毒比較重視。冷庫消毒要求臭氧濃度6-10ppm,停機后封庫24小時以上,細菌殺滅率90%左右,霉菌殺滅率80%左右。這時殺菌過程長一些,現場測定停機48小時后微生物數量還在不斷下降,而臭氧早已分解完。因此,要求臭氧消毒時間在進貨前一周安排。 冷庫除味應用臭氧效果極好,短時即可奏效。用臭氧去除魚類變質臭味,一小時即完成。成都一家冷庫用臭氧去除魚庫的腥臭味后貯藏冰淇淋,質量很好,其它化學消毒劑的味道會污染冰淇淋。 冷庫消毒應使用產量較大的臭氧發(fā)生器,否則難以達到要求的濃度,可按10g/100m3選擇。 2.2、 食品加工車間殺菌凈化 速凍食品、冷凍食品、肉蛋奶制品加工車間與包裝間,都有比較高的衛(wèi)生要求,特別是生鮮食品由于最終沒有加熱消毒工序,生產車間的微生物污染是影響產品質量的極重要因素。目前我國大都采用紫外燈消毒,由于前述紫外法殺菌天然的缺點,食品微生物指標很難控制,在夏季尤其嚴重。都采用紫外燈消毒,,由于前述殺菌天然的缺點,食品微生物指標很難控制,在夏季尤其嚴重。臭氧用于食品加工車間效果很好,濃度也比冷庫消毒要求低得多,一般0.5~1.0ppm即可達到80%以上的空氣殺菌率,并可去除車間異味。蛋口加工廠生產蛋黃醬、冷凍廠生產冰淇淋、雪糕,都有攪拌、膨化工序,產品與空氣強烈接觸,使用臭氧后車間微生物降低90%,產品質量達到合格標準,而一旦停止使用臭氧,產品中細菌會計師逐日快速增加。 食品加工間殺菌凈化的一個重要問題,是確定發(fā)生器的開機時間,原則是使上班時加工間內細菌數處于最低水平。一般是下班后開機,如上班前能開機更好。要留有停機臭氧分解時間,待上班時嗅不到新鮮的臭氧氣味即可。 要求更高的無菌操作室可以在閉路空氣循環(huán)中進行殺菌而又使工作人員不接觸臭氧,該項應用技術已成熟。 2.3、 蔬菜水果貯藏防霉保鮮 蔬菜水果貯藏保鮮是一項復雜困難的工作,臭氧可在殺菌防霉與減緩新陳代謝兩個方面發(fā)揮作用,同包裝、冷藏、氣調等手段一起配合提高保鮮效果。 臭氧殺菌防霉分三個階段應用:空庫消毒、入庫殺菌和日常防霉,目的是減少霉菌、酵母菌等微生物造成腐爛。臭氧快速分解乙烯以實現減緩新陳代謝過程,推遲后熟和老化。 蔬菜水果的包裝碼放在有利于臭氧接觸、擴散,紙箱側面的孔要捅開,不要碼成大垛。氣調庫與氣調大帳要用管道送入臭氧,自然氣調塑料袋包裝有硅窗的臭氧可以滲入,全塑袋可在換氣前后應用臭氧。 蒜苔是目前貯量最大、差價增值很大的蔬菜,臭氧應用相對成熟一些,一批國營和個體貯戶取得了防止霉變腐爛的經驗。空庫消毒特別是舊庫、地下庫消毒要高度重視,臭氧消毒效果只要達到濃度要求即可保證。 入庫預冷殺菌由于冷風機一直開動難以建立起臭氧濃度。這是應該將臭氧發(fā)生器放在庫內距冷風機最遠端,此時產生的臭氧借助冷風機抽風空氣流動而與蒜苔表面接觸,起到部分殺菌作用。在裝袋前可一直開臭氧,由于貯量大、空氣流動,不會達到2.5ppm的傷害濃度。 實際應用證明,臭氧可強烈抑制蒜苔苔苞腐爛擴展,如有霉料發(fā)生,可使其直接暴露在臭氧下殺菌制其擴展。 蘋果、梨及葡萄等水果應用臭氧效果很好,間斷應用濃度不超過2.0ppm沒有任何傷害。 臭氧防霉保鮮的蔬菜水果出庫后一段時間仍保持保鮮作用。 2.4、 礦泉水殺菌保質 飲用水殺菌凈化是臭氧應用歷史最長、應用規(guī)模最大的一個領域。目前世界臭氧產業(yè)的主要市場仍是飲水處理,在歐美、日本等發(fā)達國家臭氧化處理飲用水已占主導地位。原因在于臭氧處理可達到無微生物污染、無殘余化學污染的高水平。 礦泉水已是大量消費的瓶裝飲料,其保質期取決于微生物的徹底殺滅。常用的超濾加紫外消毒的方法難以達到質量標準,臭氧殺菌成為首選方法,即可以完全殺滅活微生物,達到雙零指標,又可去除水中鐵錳可溶性鹽類而保存有益的碳氧化合物。 礦泉水臭氧溶解度在0.4~0.5mg/l時即可滿足殺菌保質要求,合理的設計為臭氧投加量1.5~2.0g/m3。臭氧在水中的溶解度隨溫度降低、壓力提高而提高。在實際生產條件下,保證臭氧氣體濃度在10mg/l。臭氧與水接觸時間5~10分鐘,氣.-水混合接觸良好的情況下即可達到要求。目前一些廠家用50克~100克/小時臭氧發(fā)生器處理礦泉水(產水量10立方米/小時以下)是不負責任的。首先作為源不質量很好的礦泉水無需那么多臭氧,(只有污水由于嚴重的化學、生物污染才會吸收消耗大量臭氧)多余大量臭氧作為尾氣排放反而增加尾氣處理裝置的容量的負擔。其次,容易對礦泉水造成過氧化而產生有益微量元素成分損失。 礦泉水灌裝間安裝臭氧設備對空氣殺菌凈化,防止落下菌污染對沒有空氣過濾凈化設備的廠家是非常有益的。采用臭氧化工藝的礦泉水廠經常利用臭氧對貯水罐(池)、管道、過濾器消毒也是非常有益的,在國外的資料里作為經驗推薦。 2.5、 生產用水殺菌凈化 食品生產需要大量潔凈水,在生產成本中是一項較大開支。目前食品生產廠家有兩種需求:一是水源不合格,如用海水代替淡水加工水產品或自采水存在污染;另一個是加工用水回用或處長使用時間。臭氧處理是完全可以滿足這些需求的。 提高了出口產品質量,現已通過IS—9002認證。經運行成本分析,臭氧處理海水總成本低于工業(yè)自來水成本。 加工蔬菜或禽類最后清洗用水會隨時間處長而污染,經常換新水負擔不起。利用臭氧處理有兩種方案:循環(huán)處理或在池內處理均可達到要求。由于水處理臭氧系統(tǒng)投資相對較高,一些企業(yè)不愿接受,其實按設備壽命計算水成本并不高,產品質量提高則是最大的效益。 2.6、 工作服消毒 食品加工、冷飲、生化制藥等部門一些工序對工作服消毒要求很高。工作服消毒經常采用高壓消毒法,這在食品行業(yè)是難以做到的。食品廠家多用紫外線照射消毒工作服,因紫外線法的照射消毒效果很差。利用臭氧對工業(yè)服消毒,是高效、經濟、簡便的方法。 衛(wèi)生部北京生物制品所利用臭氧對工作服進行了消毒試驗,在封閉房間內將衣服用衣架掛起,溫度15~20℃,濕度調整到RH80%~90%。臭氧濃度達到20PPM后停機封閉20小時細菌總數殺滅率90%~95%。這個試驗一個月內反復進行四次,結果重復性很高。 食品行業(yè)如每天下班后消毒工作服,在20m2封閉房間內掛上幾十件工作服,在地上灑些水。如利用3g/h臭氧發(fā)生器開機3~4小時即可達到8~10PPM臭氧濃度取得殺滅率85%以上的消毒效果。把工作服掛在臭氧殺菌車間也有消毒作用,效果因濃度較低而差一些。 3、 臭氧發(fā)生器的選用 臭氧由于易分解不能像氧氣那樣生產后儲存在鋼瓶內備用,只能邊產生邊使用。產生臭氧的設備即為臭氧發(fā)生器,目前應用的發(fā)生器多是利用交變高壓電場產生電暈放電使空氣的部分氧氣分解、聚合為臭氧的。 空氣、物品殺菌消毒選用“兩用型”發(fā)生器,它結構簡單,使用方便。產生臭氧濃度較低,不需再擴散稀釋。 根據多年的實踐經驗,間斷使用臭氧,食品加工車間按500m3空間選用一臺3g/h產量臭氧發(fā)生器;果蔬菜貯藏庫容選用一臺15g/h臭氧發(fā)生器;冷庫消毒要求濃度高,可集中多臺發(fā)生器連續(xù)開機48小時以上。 作水處理應用應選擇標準型發(fā)生器,由于水——氣接觸時間短,要求臭氧濃度達到10mg/l以上。因此標準型發(fā)生器要有空氣干燥處理系統(tǒng),結構復雜。礦泉水、飲用水、食品加工用水均可按1m3水投加2.0~2.5g臭氧設計,按每小時處理水量選擇發(fā)生器規(guī)格即可。 由于臭氧比空氣重,開式發(fā)生器臭氧出口應選在高處,使臭氧自上而下擴散濃度比較均勻。一個車間裝多臺發(fā)生器時,應注意布置使臭氧濃度均勻,同時離門遠一點。 4、 人們關心的幾個問題 臭氧作為殺菌消毒劑當然不能對人直接使用,隔絕人使用是一項原則。多年理論研究與實踐證明,臭氧對人的影響在消毒劑中比較小的。我國衛(wèi)生部制定的《工定衛(wèi)生標準》中規(guī)定臭氧安全標準0.15ppm,美國和國際臭氧協(xié)會的標準是0.1ppm下工作8~10小時。在這些濃度下任何人都會感覺到臭氧的特異性臭味,有人會有輕微口干的感覺。研究確定的一個無癥狀刺激區(qū),它是按照臭氧濃度與時間乘積關系劃定的一條曲線。簡述如下:0.5~1PPM接觸1.5小時,口干不適;1~2PPM接觸1小時,咳嗽,不疲乏;2~4PPM接觸45分鐘,引起強烈咳嗽。這些刺激當離開臭氧區(qū)回到自然環(huán)境下,即很快消失不留癥狀。也發(fā)現極少數人對臭氧敏感,反應強烈。 車間消毒按排在上班前下班后,貯藏庫開機時間與查庫、出貨時間錯開,人們既使嗅到點臭氧由于時間很短也沒有任何損害。應用臭氧一百年來,世界上未發(fā)生一次臭氧中毒事件。 4.1、 對食品的影響 臭氧殺菌PPM級,作用于食品表面只產生極微弱的氧化作用,不足以影響食品內在物質變化。由于臭氧仍易分解,空氣中半衰期20~50分鐘,在食品表面也不產生殘留。我國食品營養(yǎng)部門曾對臭氧貯藏的雞蛋、蘋果、柿椒的營養(yǎng)成分進行分析,并與對照組比較,沒有明顯差別。 4.2、 對設備的影響 雖然臭氧是強臭氧劑,但由于在空氣中應用濃度與對表面氧化要求相比還是很低的,不足以造成明顯損害。實踐證明,應用多年的加工車間、冷庫,均未發(fā)現設備、裝置受損明顯的情況,橡膠制品除處。由于水處理應用臭氧濃度高,接觸臭氧部分的材料應具有防氧化能力。