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新闻动态

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臭氧(O3)杀菌消毒技术在食品生产及加工过程中的应用

【摘要】:
继北京确定大幅提高非居民垃圾处理费、排污费后,全国各省市将会陆续公布相似措施,且二氧化硫等排污费还会列入未来环境税征收范围。  周四大智慧通讯社从北京市发改委获悉,2014年1月1日起将非居民垃圾处理费、二氧化硫、氮氧化物等排污费皆提高十余倍,并实施阶梯式差别化排污收费政策。  同日大智慧通讯社从全国人大环资委处获悉,排污费的大幅提高将不止于北京,未来各省市会陆续公布相似措施,且二氧化硫等排污费还
一、当前食品行业消毒现状
  食品加工过程中存在的沙门氏杆菌、金黄色葡萄球菌超标、加工作业用具、工作台面及环境微生物污染、空气中的细菌污染、储藏间的霉菌污染导致食品污染的问题,是每一家食品加工企业面临的严峻挑战。在食品安全越来越被重视的今天,有效的卫生保障体系及杀菌消毒系统已成为食品加工企业在日常管理运营中的重中之重。
  对于加工原料,多使用传统的热力杀菌法。由于食品的传热性较差,原料中心达到杀菌温度所需时间较长,首先致使食品营养价值降低。另外,高温易使食品出现蒸煮味、“罐头味”,在一定程度上限制了消费者对此类产品的选择。而化学消毒法,首先消毒剂本身的质量就良莠不均。根据卫生部对全国消毒工作的调查,消毒剂的合格率不到50%。其次,化学消毒剂存在对食品造成二次污染的风险。
  对于加工场所,常规的紫外线消毒存在不可避免的死角;熏蒸消毒中使用的消毒剂对人体有害,且可能对食品造成二次污染。
  臭氧作为一种具有极强杀菌能力的气体强氧化剂,其杀菌后无残留、可直接对食品使用的特点,使其成为食品加工行业中消毒杀菌的理想方案。
 
二、臭氧的杀菌消毒机理
  臭氧是一种强氧化剂,能破坏分解细菌的细胞壁,很快地扩散透进细胞内,氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶等,也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏细胞、核糖核酸(RNA),分解脱氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏。细菌被臭氧杀死是由细胞膜的断裂所致,这一过程被称为细胞消散,此条件下细胞不可能再生。与次氯酸类消毒剂不同,臭氧的杀菌能力不受PH值变化和氨的影响,其杀菌能力比氯强600-3000倍,它的灭菌、消毒作用几乎是瞬时发生的,在水中臭氧浓度0.3 - 2 mg/L时,0.5 - 1min内就可以致死细菌。达到相同灭菌效果(如使大肠杆菌杀灭率达99%)所需臭氧水剂量仅是氯的0.0048%。
  试验表明,臭氧对大肠杆菌杀灭率为100%,对金黄色葡萄球菌杀灭率为99.9%,对绿脓杆菌杀灭率为89.8%,对空气中的白色葡萄球菌杀灭率为99.99%。
  需要特别强调的是,臭氧在杀菌消毒后,多余的臭氧会还原成氧气,不存在任何残留,不会对食品及原料造成二次污染。
 
三、臭氧消毒技术应用现状
  上世纪初,国外就有利用臭氧保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品的报道。1909年法国德彼涅冷冻厂正式使用臭氧对冷冻肉表面杀菌。二战后,欧洲国家发展了用于远洋运输船舶食品冷藏仓消毒、防霉、保鲜的臭氧发生器。到八十年代中期,包括我国在内的食品船舱都装备了臭氧设备,并推广到食品集装箱、食品冷藏车内。
臭氧杀菌早已是我国GMP验证中推荐的灭菌方法,并于近几年在食品加工行业中获得广泛应用。
 
四、臭氧在食品行业中的应用
  臭氧在食品行业的具体应用主要有以下几个方面:
  生产车间杀菌消毒
  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,并可有效去除车间异味。可充分利用车间现有的HVAC系统,使生产车间的空气、地面、操作台、器具等物体表面细菌指标达标合格。
  更衣室和工作服消毒
  生产车间的大部分细菌,都能通过加工人员的工作服带入生产车间,严重时会导致大面积传播,应引起足够重视。食品加工企业大多数采用紫外线照射消毒,因紫外线照射的天然缺陷,消毒效果较差,而臭氧气体可渗透至服装各个部位,故利用臭氧对工作服进行消毒是高效、简单的方法。
  生产用水的杀菌净化
  臭氧在水中对细菌、病毒、微生物等杀灭率更高、速度更快,对水中有机化合物等污染物质去除彻底,而又不产生二次污染。通常生产用水采用氯制剂进行消毒,由于水源受到有机化学产物污染日趋严重,氯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,因而欧盟国家已禁止使用氯系列长效消毒药剂,日本也将逐步禁止使用。而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600~3000倍。特别在预冷消毒中,克服了次氯酸钠消毒后氯残留的缺点,可以高效、经济、简便的杀灭细菌。
  降解农药残留
  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,同时对各种农药、有机毒物、重金属离子都有极强的降解作用。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。
  食品冷库和保鲜冷库消毒
  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。实验证明:使用浓度为6~12ppm的臭氧连续3~4小时消毒,可以将包括抵抗力极强的未萌动孢子杀死。停机后封库24小时以上,细菌杀灭率达90%左右,霉菌杀灭率可达80%左右。在食品保鲜中应用臭氧可以起到杀菌防霉与减缓新陈代谢的作用,同冷藏、空调、包装协同使用,更能提高食品的保鲜效果。
 
五、臭氧制备项目规划
  臭氧易挥发、无残留。同时,这一不稳定性使其很难实现瓶装贮存 ,一般只能利用臭氧发生器现场生产,随产随用。潍坊东傲环境工程股份有限公司(以下简称东傲股份),作为专业的臭氧设备制造商,可为您提供设计-开发-制造-安装-调试-培训与维护的一站式全方位服务。充分利用现有生产车间布局及设备进行优化设计,避免二次重复投资,以最小的投资换取最大回报。
  臭氧发生器是通过高压电离,使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧。一套完整的臭氧发生器系统主要包含气源系统、臭氧发生器、冷却系统、电源系统、自动控制及监控系统。根据气源不同,分为氧气源和空气源臭氧发生器。氧气源是高浓度臭氧的保证,但需要搭配现场制氧机(或使用液态氧),运行成本较高。空气源是利用空气中的氧气产生臭氧,运行成本低,适合对浓度要求不高的项目。
 
六、食品加工车间及净化间适用浓度
  食品加工车间臭氧浓度一般达到2.5~3.5ppm即可。对于不同的食品储存间,根据所储存的物质不同设计不同的臭氧浓度。可以利用车间现有的HVAC系统进行臭氧投加,仅按需安装相应的臭氧发生系统即可,无须进行其他投资。对于较小的车间,可采用开放式系统,节约建设成本。