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(yīng)，從而導(dǎo)致細胞成分的不可逆轉(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、霉菌類微生物的過程為：臭氧首先作用于細胞膜并將細胞膜破壞，繼而破壞膜內(nèi)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(yīng)用。

3、臭氧的基本特性

       臭氧是一種廣譜高效殺菌物質(zhì)，具有極強的殺菌能力。臭氧分子由三個氧原子組成，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(wěn)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(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。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，美國食品與醫(yī)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(yīng)用于食品加工過程，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，食品的物料中心達到殺菌溫度所需的時間較長，致使食品營養(yǎng)價值降低。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，同時高溫易使食品出現(xiàn)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)是近年來興起的一項新型殺菌技術(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，在短時間內(nèi)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(yīng)用。

2、臭氧殺菌機及其在食品行業(yè)的具體應(yīng)用

      公司研制生產(chǎn)的空氣凈化系列產(chǎn)品、氧氣源臭氧機以及臭氧水一體機，完全可以滿足食品行業(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、整機結(jié)構(gòu)簡潔、體積小、安裝和操作簡便易會等特點。

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(tǒng)生產(chǎn)用水，采用氟制劑進行消毒，氟制劑消毒后會產(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(yù)冷池的消毒中，克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點，可以經(jīng)濟快速和簡便地殺滅細菌。

       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(nóng)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，臭氧重新變成氧氣，在水中不留下殘留物，無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(fù)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(nóng)藥進行降解，經(jīng)過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(xù)3到4小時的消毒，可將包括抵抗力極強的未萌動孢子殺滅。停機后，封閉24小時，細菌殺滅率可達90%，霉菌殺滅率可達80%左右。現(xiàn)場測定，停機兩天兩夜后，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。通過對于幾家生產(chǎn)水產(chǎn)品、凈菜加工、和肉類食品生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用實踐表明，使用臭氧進行消毒，能使生產(chǎn)車間的空氣、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)車間的大部分細菌，均能通過操作人員的工作服帶入車間。嚴重時會導(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部位，利用臭氧對工作服進行消毒，是有效而簡便的方式。

三、中央空調(diào)凈化系統(tǒng)對生產(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)實現(xiàn)對生產(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)的風道中，稱為內(nèi)置式臭氧發(fā)生器。臭氧隨著風道氣流，送入生產(chǎn)區(qū)，對潔凈區(qū)進行滅菌消毒，剩余的臭氧吸入回風口，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)風口的外面，將臭氧打入中央空調(diào)的風道中，然后送入各個潔凈室，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，對空氣消毒的臭氧濃度是5ppm，但事實上，生產(chǎn)區(qū)的消毒不僅要對空氣進行消毒，還包括對物體表面的消毒，因此，設(shè)計時的濃度通常要大于10ppm。每天上班之前開機兩個小時，下班時關(guān)機，即可保證一天內(nèi)，生產(chǎn)區(qū)的浮游菌和沉降菌達到消毒要求。

　　對于沒有通風口的生產(chǎn)區(qū)、包裝檢驗區(qū)等，可使用移動式臭氧機，能迅速將臭氧傳送到空間內(nèi)的各個地方，電腦定時控制消毒時間，使得消毒無死角。根據(jù)使用臭氧，進行滅菌的車間的檢測報告，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，或需要殺菌的其他空間，必須單獨進行滅菌處理。方法是選用適當?shù)某粞醢l(fā)生器，直接安裝在房間內(nèi)。根據(jù)要求設(shè)定消毒時間，殺菌結(jié)束后，自動關(guān)機，操作簡便；按室內(nèi)空間體積的大小和布局，實行消毒殺菌控制。只要能滿足臭氧濃度的要求，即可達到殺菌消毒的目的。比用化學(xué)試劑對室內(nèi)進行熏蒸要省事很多，可完全替代化學(xué)熏蒸，縮短殺菌時間，既無死角，又避免二次污染。

       2、固體表面的殺菌消毒

      食品生產(chǎn)過程中，要對原材料、工具器材、包裝物、生產(chǎn)場所等進行物體表面消毒。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，對于特定環(huán)境中的某些細菌，無法殺滅等種種弊端。但對于浸沒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(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

（1）、紫外線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)車間，其空間一般比較高闊，這樣會導(dǎo)致紫外線照射強度遠遠不夠，特別是距離遠時，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，不會有死角；紫外線照射殺菌，需要較長的作用時間，一般要照射6個半小時以上；而符合濃度標準的臭氧，只需開機1至2個小時左右，有的場合時間更短。

（2）、紫外線照射時，生產(chǎn)人員必須離開現(xiàn)場；而用臭氧進行殺菌，主要部分空間消毒完成后，可調(diào)低臭氧發(fā)生量，用符合國家衛(wèi)生標準的較低濃度臭氧，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)境相對濕度達到60%以上時，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，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)消毒劑無法比擬的。