简述紫外线杀菌和臭氧灭菌技术在食品工业用水过程中的原理和比较

                           本文由张家港康尔瑞饮机摘录整理
 

    在水处理设备中原水在经过处理过后，如果是要达到饮用水标准话那么肯定是会用到杀菌消毒的，目前在水处理这个行业用得zui多的就是紫外线杀菌和臭氧杀菌，这两者一个是使用紫外线灯管进行杀菌，一个是在水中用臭氧，这两者在本质上没有多大的区别都是杀菌消毒，但是那种效果更好呢?对于这个技术性的问题，下面就对这两者产品技术问题进行分析。

1. （a）食品工业用水处理过程中的臭氧

   所使用的水水质必须符合饮用水标准。有的必须在水质极限浓度标准备范转之内，甚至，根据用途的要求需达到无菌纯水，由于食品工业zui终成品的种类和工厂的规模不同，情况也是各种各样的。如果不考虑整个操作过程的经济性和维护和管理问题，那么，在zui终阶段采用0.22um或0.45um的薄膜过滤器(MF)，有可能达到切实灭菌。臭氧是强氧化剂。臭氧处理法是利用臭氧分解时，生成的新生态氧的氧化作用和分解能力。      

   无机物的氧化

1. 金属离子的去除：除铁、除锰、有机金属化合物的分解;有害物质的去除；有机物的改变

2. 脱色;减少臭味;

3. 去除有机物的预处理;提高活性炭的吸咐性

4. 生物去除：杀菌，病例毒的非活化;

5. 淤泥的去除

6. 有机物合成，维生素的制造，一般药品的制造有机物的*氧化。

  （b）水的紫外线照射灭菌法

   不是在水中新加入任何不纯物，也不是使被处理的水发生任何化学变化，而是在极短的时间内存其设备之内完成灭菌过程。因此，紫外线杀菌方法大多适用于清洁的生产用水灭菌。在仪器工厂用水的微生物控制方面，与制品的质量恶化、*有关的菌种有芽孢菌属的一般细菌，野生酵母类、丝状菌类等。臭氧处理法，除了灭菌作用以外，还有脱色，去臭，使难分解的物质变成容易分解的物质，絮凝作用的改善和提高净化能力等。因此，在工厂用水和水处理方面，臭氧的应用范围很广，即可以用于处理原水系，生产用水，也可以处理排水，但是作为生产用水使用的杀菌手段，臭氧处理法的复合作用，在有的场合也并不受欢迎

二.臭氧灭菌法

   1.臭氧的灭菌机制和灭菌特性：臭氧分解生成氧和新生态氧。此种新生态氧作用于细菌和病毒等的细胞壁和细胞膜，反应在脂质(类脂化事合物)的双键。在进行这一作用时，细胞膜被破坏，而且SH酵素被破坏，从而达到灭菌的效果。对于芽孢杆(Bacillus)菌细菌孢子，用浓度0.3-0.5mg/l的臭氧灭菌剂即可达到灭菌效果。乳酸菌对臭氧的抵抗力很弱，据报告，初菌数2.3-5.6×109/ml,经臭氧处理30秒种，细菌大多数死去。

按饮用水标准进行的臭氧灭菌法，

接触反应时间性为5-8分种，臭氧发生器出口处的臭氧浓度为0.4mg/l以上(注入率为

2-3mg/l)，大多数实例以上述条件为运行管理目标。如果在同样的系统内，将臭氧的注入率增加至5mg/l，根据实验结果，经过此种处理的水，一般来说，细菌是不能存活的。

臭氧的杀菌效果，因微生物种类的不同而有很大差异，这是由于的细胞壁或细胞膜的差异迁成的。用臭氧处理芽杆菌属的细菌孢子和酵母。需要较长时间，但是。若增加臭氧浓度可使反应时间适当的缩短。在实际使用过程中，可根据菌种确定臭氧的浓度和选定接触反应时间。

   2.水的臭氧灭菌方法，不仅是一个灭菌装置，而应视为一个灭菌系统。为了建立这样一个系统，须注意事项：

1．臭氧原料的精制：除了借助荧光灯制造臭氧或冷藏库使用的小型臭氧机外，对于工业规模臭氧发生机，作为臭氧原料的空气精制除理，除尘、除湿是非常重要的，一般来说：用无声放电臭氧发生机产生臭氧的浓度，以空气和氧为原料时浓度分别为1-3%和2-6%，如果这个精制处理过程不充分，那么，有仅臭氧的生产效率低，而且原料中的不纯物原封不动地、一部分以氮的氧化物形式进入臭氧处理水理系统。

2．选用具有稳定的臭氧生产能力的臭氧发生机那座建议采用臭氧发生器。近年来，臭氧发生机的开发研制和技术水平显著提高市场上出售的臭氧发生器，各类型都有，如无声放电式玻璃管式，同极板式，陶瓷表面放电式等，三菱电机，住友精密，富士电机等*的制造厂商的制品，其性能达到了*水平。从15G/H的小型机到40KG/H的大型机，均可于供臭氧原料的PSA制氧机配套，形成系列化产品。zui近加入制造商行列的大手机械制造公司，推出了便携式臭氧机。

3．用于食品制造的生产用水的臭氧杀菌方法，采用纯氧或PSA氧浓缩器来供给臭氧原料。

4．水和臭氧的接触反应时间：臭氧注入量和接触反应时间，要根据作为杀菌对象的微生物的种类及目标灭菌率而定。

5．臭氧浓度的管理：为了使臭氧灭菌过程可靠的进行，监测臭氧注入浓度和臭氧溶解度是很重要的，要将他们控制在一个合适的范围内。现在。除了高精度的连续式臭氧浓度测定器

6．价格低廉手提式测定器也已研制出来，所以定期进行臭氧浓度测试，并采取补救措施也是必要的。在水的灭菌过程中，不可避免地要将臭氧排到系统之外，所以必须进行除害处理，使排出的臭氧量在允许浓度之下。

三.紫外线照射杀菌法

紫外线杀菌机理和处理特性

    波长200-290mm的紫外线，可透过细菌或病毒的细胞膜对控制着遗传现象和生物机能核酸(DNA)造成损伤，使它失支繁殖能力，从而达到杀菌的目地。

   各种微生物对紫外线的敏感程度，因菌种的不同而有差异。根据以芽孢杆菌属(Bacillus)为对象(含B.subtlis)进行的工厂试验结果表明，在照射量D10=mw.s/cm2

时，杀菌率达到99.5%。为此，实际装置的设计照射量相当于D10×4，即50mw.s/cm2以上。

核酸(DNA)对于波长250-260mm的紫外线，有特别容易吸收的倾向。这就是为什么这种波长的紫外线杀菌能力zui强的缘故。按照要杀灭的微生物所需的紫外线照射量进行来菌处理，而又不使水质发生任何变化，在极短时间内进行一闪性灭菌，效果良好。而且，这种处理是在直管流通型的装置内完成的。在紫外线杀菌方面，杀菌力的大小以相对于处理水时的紫外线照射量mw.s/cm2(紫外线照射强度[mw/cm2×时间])来表示。

紫外线照射击量的大小与杀菌率的大小有相关关系