簡述紫外線殺菌和臭氧滅菌技術在食品工業用水過程中的原理和比較

                           本文由張家港康爾瑞飲機摘錄整理
 

    在水處理設備中原水在經過處理過后，如果是要達到飲用水標準話那么肯定是會用到殺菌消毒的，目前在水處理這個行業用得zui多的就是紫外線殺菌和臭氧殺菌，這兩者一個是使用紫外線燈管進行殺菌，一個是在水中用臭氧，這兩者在本質上沒有多大的區別都是殺菌消毒，但是那種效果更好呢?對于這個技術性的問題，下面就對這兩者產品技術問題進行分析。

1. （a）食品工業用水處理過程中的臭氧

   所使用的水水質必須符合飲用水標準。有的必須在水質極限濃度標準備范轉之內，甚至，根據用途的要求需達到無菌純水，由于食品工業zui終成品的種類和工廠的規模不同，情況也是各種各樣的。如果不考慮整個操作過程的經濟性和維護和管理問題，那么，在zui終階段采用0.22um或0.45um的薄膜過濾器(MF)，有可能達到切實滅菌。臭氧是強氧化劑。臭氧處理法是利用臭氧分解時，生成的新生態氧的氧化作用和分解能力。      

   無機物的氧化

1. 金屬離子的去除：除鐵、除錳、有機金屬化合物的分解;有害物質的去除；有機物的改變

2. 脫色;減少臭味;

3. 去除有機物的預處理;提高活性炭的吸咐性

4. 生物去除：殺菌，病例毒的非活化;

5. 淤泥的去除

6. 有機物合成，維生素的制造，一般藥品的制造有機物的*氧化。

  （b）水的紫外線照射滅菌法

   不是在水中新加入任何不純物，也不是使被處理的水發生任何化學變化，而是在極短的時間內存其設備之內完成滅菌過程。因此，紫外線殺菌方法大多適用于清潔的生產用水滅菌。在儀器工廠用水的微生物控制方面，與制品的質量惡化、*有關的菌種有芽孢菌屬的一般細菌，野生酵母類、絲狀菌類等。臭氧處理法，除了滅菌作用以外，還有脫色，去臭，使難分解的物質變成容易分解的物質，絮凝作用的改善和提高凈化能力等。因此，在工廠用水和水處理方面，臭氧的應用范圍很廣，即可以用于處理原水系，生產用水，也可以處理排水，但是作為生產用水使用的殺菌手段，臭氧處理法的復合作用，在有的場合也并不受歡迎

二.臭氧滅菌法

   1.臭氧的滅菌機制和滅菌特性：臭氧分解生成氧和新生態氧。此種新生態氧作用于細菌和病毒等的細胞壁和細胞膜，反應在脂質(類脂化事合物)的雙鍵。在進行這一作用時，細胞膜被破壞，而且SH酵素被破壞，從而達到滅菌的效果。對于芽孢桿(Bacillus)菌細菌孢子，用濃度0.3-0.5mg/l的臭氧滅菌劑即可達到滅菌效果。乳酸菌對臭氧的抵抗力很弱，據報告，初菌數2.3-5.6×109/ml,經臭氧處理30秒種，細菌大多數死去。

按飲用水標準進行的臭氧滅菌法，

接觸反應時間性為5-8分種，臭氧發生器出口處的臭氧濃度為0.4mg/l以上(注入率為

2-3mg/l)，大多數實例以上述條件為運行管理目標。如果在同樣的系統內，將臭氧的注入率增加至5mg/l，根據實驗結果，經過此種處理的水，一般來說，細菌是不能存活的。

臭氧的殺菌效果，因微生物種類的不同而有很大差異，這是由于的細胞壁或細胞膜的差異遷成的。用臭氧處理芽桿菌屬的細菌孢子和酵母。需要較長時間，但是。若增加臭氧濃度可使反應時間適當的縮短。在實際使用過程中，可根據菌種確定臭氧的濃度和選定接觸反應時間。

   2.水的臭氧滅菌方法，不僅是一個滅菌裝置，而應視為一個滅菌系統。為了建立這樣一個系統，須注意事項：

1．臭氧原料的精制：除了借助熒光燈制造臭氧或冷藏庫使用的小型臭氧機外，對于工業規模臭氧發生機，作為臭氧原料的空氣精制除理，除塵、除濕是非常重要的，一般來說：用無聲放電臭氧發生機產生臭氧的濃度，以空氣和氧為原料時濃度分別為1-3%和2-6%，如果這個精制處理過程不充分，那么，有僅臭氧的生產效率低，而且原料中的不純物原封不動地、一部分以氮的氧化物形式進入臭氧處理水理系統。

2．選用具有穩定的臭氧生產能力的臭氧發生機那座建議采用臭氧發生器。近年來，臭氧發生機的開發研制和技術水平顯著提高市場上出售的臭氧發生器，各類型都有，如無聲放電式玻璃管式，同極板式，陶瓷表面放電式等，三菱電機，住友精密，富士電機等*的制造廠商的制品，其性能達到了*水平。從15G/H的小型機到40KG/H的大型機，均可于供臭氧原料的PSA制氧機配套，形成系列化產品。zui近加入制造商行列的大手機械制造公司，推出了便攜式臭氧機。

3．用于食品制造的生產用水的臭氧殺菌方法，采用純氧或PSA氧濃縮器來供給臭氧原料。

4．水和臭氧的接觸反應時間：臭氧注入量和接觸反應時間，要根據作為殺菌對象的微生物的種類及目標滅菌率而定。

5．臭氧濃度的管理：為了使臭氧滅菌過程可靠的進行，監測臭氧注入濃度和臭氧溶解度是很重要的，要將他們控制在一個合適的范圍內。現在。除了高精度的連續式臭氧濃度測定器

6．價格低廉手提式測定器也已研制出來，所以定期進行臭氧濃度測試，并采取補救措施也是必要的。在水的滅菌過程中，不可避免地要將臭氧排到系統之外，所以必須進行除害處理，使排出的臭氧量在允許濃度之下。

三.紫外線照射殺菌法

紫外線殺菌機理和處理特性

    波長200-290mm的紫外線，可透過細菌或病毒的細胞膜對控制著遺傳現象和生物機能核酸(DNA)造成損傷，使它失支繁殖能力，從而達到殺菌的目地。

   各種微生物對紫外線的敏感程度，因菌種的不同而有差異。根據以芽孢桿菌屬(Bacillus)為對象(含B.subtlis)進行的工廠試驗結果表明，在照射量D10=mw.s/cm2

時，殺菌率達到99.5%。為此，實際裝置的設計照射量相當于D10×4，即50mw.s/cm2以上。

核酸(DNA)對于波長250-260mm的紫外線，有特別容易吸收的傾向。這就是為什么這種波長的紫外線殺菌能力zui強的緣故。按照要殺滅的微生物所需的紫外線照射量進行來菌處理，而又不使水質發生任何變化，在極短時間內進行一閃性滅菌，效果良好。而且，這種處理是在直管流通型的裝置內完成的。在紫外線殺菌方面，殺菌力的大小以相對于處理水時的紫外線照射量mw.s/cm2(紫外線照射強度[mw/cm2×時間])來表示。

紫外線照射擊量的大小與殺菌率的大小有相關關系