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(qiáng)氧化性的氣體，具備強(qiáng)有力的殺菌消毒功效，氣味也特殊；正因?yàn)槠涮赜械臍馕抖妹?。臭氧殺菌消毒之后，不產(chǎn)生任何殘留物，可直接對(duì)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(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒和真菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、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(qiáng)的氧化作用，使微生物細(xì)胞中的多種成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞成分的不可逆轉(zhuǎn)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(xì)菌、霉菌類微生物的過(guò)程為：臭氧首先作用于細(xì)胞膜并將細(xì)胞膜破壞，繼而破壞膜內(nèi)組織，直至殺滅。由于臭氧的強(qiáng)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(yīng)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(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)電位可達(dá)2.08V，僅次于氟；

       臭氧化學(xué)性能極不穩(wěn)定，可自行分解成氧氣，不產(chǎn)生任何殘留。它是一種極強(qiáng)的氧化劑，但穩(wěn)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(zhǎng)。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(yīng)用就已得到迅速發(fā)展：1997年，美國(guó)食品與醫(yī)藥管理局放棄了對(duì)食品加工中使用臭氧的限制，承認(rèn)臭氧應(yīng)用于食品加工過(guò)程，符合通用安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。1995-1996年，澳洲、日本和法國(guó)等相繼立法，允許臭氧在食品行業(yè)中使用。對(duì)化學(xué)殺毒劑殘留于食品中造成食品的污染，人們的認(rèn)識(shí)逐步深入，且已形成共識(shí)，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(yīng)用

1、傳統(tǒng)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；隨著科技的發(fā)展，殺菌手段和方法日益多樣化，正向著安全、高效、節(jié)能、環(huán)保等方向發(fā)展。傳統(tǒng)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(dá)到殺菌溫度所需的時(shí)間較長(zhǎng)，致使食品營(yíng)養(yǎng)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(dǎo)致能耗高，同時(shí)高溫易使食品出現(xiàn)蒸煮味，在一定程度上限制消費(fèi)者對(duì)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(xiàng)新型殺菌技術(shù)。臭氧水殺菌既適用于導(dǎo)熱不良的食品、和因加熱而降低品質(zhì)的食品，也可以應(yīng)用于塑料、玻璃等包裝材料內(nèi)的如蔬菜汁、肉湯和咖啡飲料等食品，在短時(shí)間內(nèi)能達(dá)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(yīng)用。

2、臭氧殺菌機(jī)及其在食品行業(yè)的具體應(yīng)用

      公司研制生產(chǎn)的空氣凈化系列產(chǎn)品、氧氣源臭氧機(jī)以及臭氧水一體機(jī)，完全可以滿足食品行業(yè)對(duì)殺菌消毒的要求。對(duì)于HY和YT兩大系列產(chǎn)品，采用相對(duì)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(shè)備，具有臭氧濃度高、使用壽命長(zhǎng)、整機(jī)結(jié)構(gòu)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(yīng)用

       具體應(yīng)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(kù)的消毒和食品保鮮；三是生產(chǎn)車間空氣及設(shè)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(duì)細(xì)菌、病毒等微生物的殺滅率更高，速度更快，對(duì)水中有機(jī)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(duì)食品加工用水有很重要的意義。傳統(tǒng)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(jī)物，這些物質(zhì)具有致癌性，目前歐盟國(guó)家已禁止使用氯系列長(zhǎng)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(duì)細(xì)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(yù)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(jì)快速和簡(jiǎn)便地殺滅細(xì)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(qiáng)的廣譜殺菌效果，可對(duì)各種農(nóng)藥、有機(jī)毒物、重金屬離子等均有極強(qiáng)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(duì)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(dá)99.58%---99.89%。用臭氧水反復(fù)沖洗、擦洗、消毒對(duì)象，有利于增強(qiáng)消毒效果，存在于臭氧水中的大腸桿菌半分鐘后已檢測(cè)不出。用臭氧水對(duì)果蔬的農(nóng)藥進(jìn)行降解，經(jīng)過(guò)6至30分鐘，其降解率可達(dá)97%。

?     食品冷庫(kù)消毒     冷庫(kù)的生物污染源主要是霉菌，它們對(duì)化學(xué)消毒劑有很強(qiáng)的耐受力，而且在低溫條件下存活。試驗(yàn)證明：使用濃度為6-12ppm的臭氧，連續(xù)3到4小時(shí)的消毒，可將包括抵抗力極強(qiáng)的未萌動(dòng)孢子殺滅。停機(jī)后，封閉24小時(shí)，細(xì)菌殺滅率可達(dá)90%，霉菌殺滅率可達(dá)80%左右?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，停機(jī)兩天兩夜后，臭氧早已分解完，但微生物的數(shù)量還在繼續(xù)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(diào)、冷藏和包裝協(xié)同使用，能提高食品的保鮮效果。

       生產(chǎn)車間空氣殺菌消毒    生產(chǎn)車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，并可有效地去除車間里的異味。通過(guò)對(duì)于幾家生產(chǎn)水產(chǎn)品、凈菜加工、和肉類食品生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐表明，使用臭氧進(jìn)行消毒，能使生產(chǎn)車間的空氣、地面、操作臺(tái)、器具等物體表面的細(xì)菌指標(biāo)，達(dá)到合格要求。而且，一些肉禽類屠宰車間的異味也有明顯的降低。

     工作服的消毒     生產(chǎn)車間的大部分細(xì)菌，均能通過(guò)操作人員的工作服帶入車間。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致大面積傳播，應(yīng)引起足夠重視。食品企業(yè)大多采用紫外線照射消毒。但紫外線照射，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(duì)工作服進(jìn)行消毒，是有效而簡(jiǎn)便的方式。

三、中央空調(diào)凈化系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)區(qū)的殺菌消毒

　　食品廠生產(chǎn)區(qū)域面積較大，可利用中央空調(diào)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)區(qū)的凈化消毒。其方法：將臭氧發(fā)生器直接放置在空調(diào)凈化系統(tǒng)的風(fēng)道中，稱為內(nèi)置式臭氧發(fā)生器。臭氧隨著風(fēng)道氣流，送入生產(chǎn)區(qū)，對(duì)潔凈區(qū)進(jìn)行滅菌消毒，剩余的臭氧吸入回風(fēng)口，由中央空調(diào)帶走。

       另外，可將臭氧發(fā)生器放置在中央空調(diào)風(fēng)口的外面，將臭氧打入中央空調(diào)的風(fēng)道中，然后送入各個(gè)潔凈室，這種稱為外置式臭氧發(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(wèi)生部消毒技術(shù)規(guī)范的要求，對(duì)空氣消毒的臭氧濃度是5ppm，但事實(shí)上，生產(chǎn)區(qū)的消毒不僅要對(duì)空氣進(jìn)行消毒，還包括對(duì)物體表面的消毒，因此，設(shè)計(jì)時(shí)的濃度通常要大于10ppm。每天上班之前開機(jī)兩個(gè)小時(shí)，下班時(shí)關(guān)機(jī)，即可保證一天內(nèi)，生產(chǎn)區(qū)的浮游菌和沉降菌達(dá)到消毒要求。

　　對(duì)于沒(méi)有通風(fēng)口的生產(chǎn)區(qū)、包裝檢驗(yàn)區(qū)等，可使用移動(dòng)式臭氧機(jī)，能迅速將臭氧傳送到空間內(nèi)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(jù)使用臭氧，進(jìn)行滅菌的車間的檢測(cè)報(bào)告，菌檢合格，可以替代甲醛熏蒸大消毒，取得了較為滿意的效果。

       1、工廠空間的殺菌消毒

　　工廠生產(chǎn)加工車間生產(chǎn)室，或需要?dú)⒕钠渌臻g，必須單獨(dú)進(jìn)行滅菌處理。方法是選用適當(dāng)?shù)某粞醢l(fā)生器，直接安裝在房間內(nèi)。根據(jù)要求設(shè)定消毒時(shí)間，殺菌結(jié)束后，自動(dòng)關(guān)機(jī)，操作簡(jiǎn)便；按室內(nèi)空間體積的大小和布局，實(shí)行消毒殺菌控制。只要能滿足臭氧濃度的要求，即可達(dá)到殺菌消毒的目的。比用化學(xué)試劑對(duì)室內(nèi)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(duì)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(tǒng)的方法是用紫外線消毒，但消毒不徹底，存在消毒死角，衰減快，對(duì)于特定環(huán)境中的某些細(xì)菌，無(wú)法殺滅等種種弊端。但對(duì)于浸沒(méi)在臭氧氣體中的物體表面（如：原材料表面、設(shè)備器具表面、室內(nèi)空間內(nèi)表面等），接觸一段時(shí)間后，臭氧可將表面細(xì)菌殺死。

四、食品行業(yè)中臭氧消毒方式與傳統(tǒng)殺菌消毒方法的比較

1、臭氧與食品行業(yè)使用的紫外線照射殺菌相比具有的特點(diǎn)

（1）、紫外線只有照射到物體表面，并且要達(dá)到一定的照射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，才有殺菌消毒效果。食品生產(chǎn)車間，其空間一般比較高闊，這樣會(huì)導(dǎo)致紫外線照射強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是距離遠(yuǎn)時(shí)，照射形成很大的死角。臭氧為消毒氣體，滲透性強(qiáng)，擴(kuò)散性好，濃度均勻，不會(huì)有死角；紫外線照射殺菌，需要較長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)的臭氧，只需開機(jī)1至2個(gè)小時(shí)左右，有的場(chǎng)合時(shí)間更短。

（2）、紫外線照射時(shí)，生產(chǎn)人員必須離開現(xiàn)場(chǎng)；而用臭氧進(jìn)行殺菌，主要部分空間消毒完成后，可調(diào)低臭氧發(fā)生量，用符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的較低濃度臭氧，繼續(xù)保持生產(chǎn)車間的空氣潔凈。

（3）、紫外線照射殺菌，在環(huán)境相對(duì)濕度達(dá)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?yàn)楦邼穸认?，?xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞，這一特點(diǎn)，對(duì)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。