如何更有效的利用臭氧进行空间杀菌,避免出现一些使用误区,小编与大家共同分享一些使用经验。
1、臭氧杀菌原理
臭氧灭菌或抑菌作用,通常是物理的、化学的及生物学等方面的综合结果。而杀灭细菌、霉菌类微生物则是臭氧首先作用与细胞膜,使细胞膜的构成收到损伤,导致新陈代谢障碍并抑制其生长,臭氧继续渗透破坏膜内脂蛋白和脂多糖,改变细胞通透性,导致细胞溶解、死亡。
臭氧在空气中杀菌常用的浓度及使用方法应用范围浓度参考表
应用范围 | 浓度(PPM) | 使用方法 |
冷库 | 6.0~10.0 | 根据库容和污染程度,连续开机,主要杀灭霉菌 |
食品车间 | 1.0~1.5 | 每天下班后开机送 O₃气体 |
鸡蛋 | 2.0~2.5 | 间断供 O₃气体,每天开机 2~3h |
苹果 | 2.0 | 间断供 O₃气体,每天开机 2~3h |
叶绿素少的蔬菜 | 1.0~1.5 | 间断供O₃气体,每天开机 2~3h |
鱼、干酪 | 0.5~1.0 | 间断供 O₃气体,每天开机 2~3h |
工作服消毒 | 10-20 | 相对湿度90%左右,衣服用衣架挂起 |
鱼类加工厂 | 3 | 在管道内投入O₃气体氧化除臭 |
注:上表来源于《臭氧技术及应用》(化学工业出版社,2003.3)
空气消毒:
应在封闭空间,室内无人的条件下进行,一般臭氧浓度5mg/m~30mg/m相对湿度~70%,作用时间30min~120min。
水消毒:
用于生活饮用水消毒时,水出厂前臭氧与水接触时间应>12 mn,消毒后的水中臭氧残留量应≤0.3 mg/L,管网末梢水中臭氧残留量应>0.02 mg/L。
餐饮具和食品加工管道消毒:
浸泡消毒时一般水中臭氧浓度应>10mg/L,消毒时间应>15 min;冲洗消毒时一般水中臭氧浓度应>0.6 mg/L,消毒时间应>20 min。
物体表面消毒:
用臭氧气体对物体表面消毒时,一般臭氧浓度应>60mg/m相对湿度>70%,作用时间60min~120min。
用臭氧水对物体表面消毒时,一般要求水中臭氧浓度>10 mg/L,作用时间>60 min。
注:上述数据来源于《GB28232-2020 臭氧消毒器卫生要求》
空间灭菌的效果与臭氧的达到浓度有关,因此在考虑使用多大产量的臭氧发生器是否合适,以下有个公式可以参考:
W=C×V×10-3/D
注:W-臭氧发生器产量 单位:g/h
C-单位体积臭氧投加量 单位:mg/m3(空气中臭氧浓度 1ppm=2.14mg/m3)
V-实际臭氧消毒体积单位: m3 【V包括V1洁净区空间体积、V2空气净化系统体积 (可以忽略)、V3循环时空气损失体积(实际计算过程中V3等于循环系统总风量的1.2%)】
D-臭氧衰退系数0.42
例如:若设计臭氧浓度按空间1.5ppm,消毒空间体积10000 m3,送风流量100000 m3/h
W=1.5×2.14×10-3×(10000+100000×1.2%)/0.42=85.6g/h
根据计算结果一般选用臭氧发生器产量为90g/h
因为臭氧在湿度越高环境下,杀菌效果越好。这是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄,其组织容易被臭氧破坏,这一特性对于食品行业中普遍存在的高湿环境特别适合。
但是有些企业会将臭氧发生器放置在室内,这就存在安全隐患,因为在高湿度环境下,臭氧会腐蚀臭氧发生器本身一些零部件,缩短设备寿命,还有可能造成短路、故障、甚至起火。
所以建议一般臭氧发生器安装在室外,室内采用布管式。
a.杀菌水对物体表面的杀菌效果
消毒物品 | 处理前细菌总数cfu/g | 杀菌剂 Mg/kg | 作用时间 Min | 平均杀菌率 % |
不锈钢台面 | 3800 | CLO2水(100) | 1 | 1.2 |
O3水(1.5) | 1 | 1.5 | ||
聚酯瓶 | 56 | CLO2水(100) | 2 | 100 |
O3水(1.5) | 2 | 100 | ||
玻璃瓶 | 320 | CLO2水(100) | 2 | 1.7 |
O3水(1.5) | 2 | 100 |
b.臭氧水喷淋对虾及其它鱼类5min,经感官评定对色泽、风味等品质均无影响
消毒物品 | 处理前细菌总数 cfu/g | 杀菌剂 mg/kg | 处理前细菌总数 cfu/g | 平均杀菌率 % |
有壳虾 | 36000 | CLO2水(100) | 650 | 1.2 |
O3水(0.7) | 290 | 1.5 | ||
自来水 | 27000 | 1.0 | ||
虾仁 | 28000 | CLO2水(100) | 200 | 1.8 |
O3水(0.7) | 140 | 1.1 | ||
自来水 | 22000 | 1.4 |
c.喷淋榨菜丝、萝卜片、黄瓜片2min,不同处理方式的产品细菌总数 cfu/g
产品 | CLO2水 100 mg/kg | O3水 1.0mg/kg | 自来水 |
榨菜丝 | 12 | 5 | 1200 |
萝卜片 | 25 | 7 | 4300 |
黄瓜片 | 8 | 0 | 750 |
臭氧自1785年发现以来,作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品加工、运输、贮存、自来水生产等领域,因为它不但能对空间消毒灭菌,而且也能作用于物体表面和内部,特别是近年来由于人们对臭氧利用技术了解的深入,臭氧杀菌在食品工业中越来越受到人们的重视,利用的范围也越来越广,例如,可用于冷库消毒;生产车间空气的灭菌净化;蔬菜水果加工、贮藏及防霉保鲜;矿泉水杀菌保质以及生产用水、生产工具容器、包装物等的消毒;有助于食品生产企业通过食品行业的GMP及HACCP体系的认证。
如表 2 所示 ,在日、美等国,臭氧的杀菌手段已广泛使用于食品加工的各个方面。
表2 臭氧在食品企业中应用的领域
应用目的 | 应用领域 | 应用方法举例 |
食品杀菌 | 食品原料(谷类、豆类和其他粉体类)、蔬菜、水果、生鲜点心,鲜鱼、食肉、生贝、熟菜类 | 小麦粉、精白米、糙米、荞麦面、香辛料杀菌、清蒸罐头、盐渍罐头内充填O₃,面包粉、饺子皮、混沌皮、切面、荞麦面、熏肉杀菌,草莓、苹果、豆芽等果蔬包装内封入O₃ |
环境空气杀菌 | 糕点车间、水产畜产加工车间、冷库、食堂、厨房、烤鸡烤鸭间、豆腐加工车间、冷冻食品加工车间 | 车间空气消毒,果蔬、蛋、肉、干酷的贮藏 |
水杀菌 | 食品加工用水、洗净用水、排水处理、食品喷雾水 | 鲜鱼、精肉、水果蔬菜、焙烤用具的盐水、洗净,冻鱼、冻肉解冻水杀菌,饮料水、洗净水杀菌 |
脱臭及脱色 | 肉食加工间、厨房操作间、食品原料的脱色和漂白 | 鱼贝类、鲜肉及大蒜的脱臭 |
氧化及其他作用 | 有毒气体分解,食品原料的催熟化、促进植物生长、新鲜度的保持 |
|
我国卫生部1979年制定的《工业卫生标准》中规定,臭氧的安全标准为0.15ppm;美国标准规定,人员可在0.1ppm浓度下工作8小时。
引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm,允许接触的时间是1.5小时,时间长了会感到口干等不适。浓度在1-4ppm会引起人员咳嗽,允许接触时间为1小时。浓度在4-10ppm会引起强烈咳嗽,允许接触时间为20分钟。
因此臭氧空间消毒时生产人员必须离开现场,消毒完成后可以调低臭氧发生量,用符合国家卫生标准的低浓度臭氧继续保持生产车间的空气清洁。
表1 臭氧的暴露对于人体安全的影响
臭氧浓度(ppm) | 影响及反应 |
0.01-0.02 | 感觉有一些臭气(过一会儿就习惯了)。 |
0.1 | 有明显地臭气味,对于鼻子,喉头有刺激感。 |
0.2-0.5 | 在3~6小时的暴露下,视觉就降低。 |
0.5 | 在上呼吸道里有明显地刺激感。 |
1-2 | 在2小时的暴露下,有头痛胸疼,进而引起上呼吸道口渴及咳嗽,在反复暴露下就陷入慢性中毒。 |
5-10 | 出现脉搏数增加,体疼,麻酸状等,继续暴露就招致肺部水肿。 |
15-20 | 小动物在两周就死亡。 |
50 | 活体人在1小时下就陷入生命危险状态。 |
表2 臭氧容许浓度的基准限制值
容许值 | 美国 | 日本 | 东欧各国 |
容许浓度 | 0.1ppm | 0.1ppm | 0.05 |
从食品安全的角度,由于臭氧杀菌的浓度很低,并且易于分解,食品表面无残留污染,因此不会对食品品质产生不良的影响。