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簡(jiǎn)述紫外線殺菌和臭氧滅菌技術(shù)在食品工業(yè)用水過(guò)程中的原理和比較
閱讀:4965發(fā)布時(shí)間:2015-3-18
簡(jiǎn)述紫外線殺菌和臭氧滅菌技術(shù)在食品工業(yè)用水過(guò)程中的原理和比較
本文由張家港康爾瑞飲機(jī)摘錄整理
在水處理設(shè)備中原水在經(jīng)過(guò)處理過(guò)后,如果是要達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)話那么肯定是會(huì)用到殺菌消毒的,目前在水處理這個(gè)行業(yè)用得zui多的就是紫外線殺菌和臭氧殺菌,這兩者一個(gè)是使用紫外線燈管進(jìn)行殺菌,一個(gè)是在水中用臭氧,這兩者在本質(zhì)上沒(méi)有多大的區(qū)別都是殺菌消毒,但是那種效果更好呢?對(duì)于這個(gè)技術(shù)性的問(wèn)題,下面就對(duì)這兩者產(chǎn)品技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析。
- (a)食品工業(yè)用水處理過(guò)程中的臭氧
所使用的水水質(zhì)必須符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。有的必須在水質(zhì)極限濃度標(biāo)準(zhǔn)備范轉(zhuǎn)之內(nèi),甚至,根據(jù)用途的要求需達(dá)到無(wú)菌純水,由于食品工業(yè)zui終成品的種類(lèi)和工廠的規(guī)模不同,情況也是各種各樣的。如果不考慮整個(gè)操作過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)和管理問(wèn)題,那么,在zui終階段采用0.22um或0.45um的薄膜過(guò)濾器(MF),有可能達(dá)到切實(shí)滅菌。臭氧是強(qiáng)氧化劑。臭氧處理法是利用臭氧分解時(shí),生成的新生態(tài)氧的氧化作用和分解能力。
無(wú)機(jī)物的氧化
1. 金屬離子的去除:除鐵、除錳、有機(jī)金屬化合物的分解;有害物質(zhì)的去除;有機(jī)物的改變
2. 脫色;減少臭味;
3. 去除有機(jī)物的預(yù)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(jī)物合成,維生素的制造,一般藥品的制造有機(jī)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(fā)生任何化學(xué)變化,而是在極短的時(shí)間內(nèi)存其設(shè)備之內(nèi)完成滅菌過(guò)程。因此,紫外線殺菌方法大多適用于清潔的生產(chǎn)用水滅菌。在儀器工廠用水的微生物控制方面,與制品的質(zhì)量惡化、*有關(guān)的菌種有芽孢菌屬的一般細(xì)菌,野生酵母類(lèi)、絲狀菌類(lèi)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(zhì)變成容易分解的物質(zhì),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(yīng)用范圍很廣,即可以用于處理原水系,生產(chǎn)用水,也可以處理排水,但是作為生產(chǎn)用水使用的殺菌手段,臭氧處理法的復(fù)合作用,在有的場(chǎng)合也并不受歡迎
二.臭氧滅菌法
1.臭氧的滅菌機(jī)制和滅菌特性:臭氧分解生成氧和新生態(tài)氧。此種新生態(tài)氧作用于細(xì)菌和病毒等的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,反應(yīng)在脂質(zhì)(類(lèi)脂化事合物)的雙鍵。在進(jìn)行這一作用時(shí),細(xì)胞膜被破壞,而且SH酵素被破壞,從而達(dá)到滅菌的效果。對(duì)于芽孢桿(Bacillus)菌細(xì)菌孢子,用濃度0.3-0.5mg/l的臭氧滅菌劑即可達(dá)到滅菌效果。乳酸菌對(duì)臭氧的抵抗力很弱,據(jù)報(bào)告,初菌數(shù)2.3-5.6×109/ml,經(jīng)臭氧處理30秒種,細(xì)菌大多數(shù)死去。
按飲用水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的臭氧滅菌法,
接觸反應(yīng)時(shí)間性為5-8分種,臭氧發(fā)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(shù)實(shí)例以上述條件為運(yùn)行管理目標(biāo)。如果在同樣的系統(tǒng)內(nèi),將臭氧的注入率增加至5mg/l,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)過(guò)此種處理的水,一般來(lái)說(shuō),細(xì)菌是不能存活的。
臭氧的殺菌效果,因微生物種類(lèi)的不同而有很大差異,這是由于的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的差異遷成的。用臭氧處理芽桿菌屬的細(xì)菌孢子和酵母。需要較長(zhǎng)時(shí)間,但是。若增加臭氧濃度可使反應(yīng)時(shí)間適當(dāng)?shù)目s短。在實(shí)際使用過(guò)程中,可根據(jù)菌種確定臭氧的濃度和選定接觸反應(yīng)時(shí)間。
2.水的臭氧滅菌方法,不僅是一個(gè)滅菌裝置,而應(yīng)視為一個(gè)滅菌系統(tǒng)。為了建立這樣一個(gè)系統(tǒng),須注意事項(xiàng):
1.臭氧原料的精制:除了借助熒光燈制造臭氧或冷藏庫(kù)使用的小型臭氧機(jī)外,對(duì)于工業(yè)規(guī)模臭氧發(fā)生機(jī),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(lái)說(shuō):用無(wú)聲放電臭氧發(fā)生機(jī)產(chǎn)生臭氧的濃度,以空氣和氧為原料時(shí)濃度分別為1-3%和2-6%,如果這個(gè)精制處理過(guò)程不充分,那么,有僅臭氧的生產(chǎn)效率低,而且原料中的不純物原封不動(dòng)地、一部分以氮的氧化物形式進(jìn)入臭氧處理水理系統(tǒng)。
2.選用具有穩(wěn)定的臭氧生產(chǎn)能力的臭氧發(fā)生機(jī)那座建議采用臭氧發(fā)生器。近年來(lái),臭氧發(fā)生機(jī)的開(kāi)發(fā)研制和技術(shù)水平顯著提高市場(chǎng)上出售的臭氧發(fā)生器,各類(lèi)型都有,如無(wú)聲放電式玻璃管式,同極板式,陶瓷表面放電式等,三菱電機(jī),住友精密,富士電機(jī)等*的制造廠商的制品,其性能達(dá)到了*水平。從15G/H的小型機(jī)到40KG/H的大型機(jī),均可于供臭氧原料的PSA制氧機(jī)配套,形成系列化產(chǎn)品。zui近加入制造商行列的大手機(jī)械制造公司,推出了便攜式臭氧機(jī)。
3.用于食品制造的生產(chǎn)用水的臭氧殺菌方法,采用純氧或PSA氧濃縮器來(lái)供給臭氧原料。
4.水和臭氧的接觸反應(yīng)時(shí)間:臭氧注入量和接觸反應(yīng)時(shí)間,要根據(jù)作為殺菌對(duì)象的微生物的種類(lèi)及目標(biāo)滅菌率而定。
5.臭氧濃度的管理:為了使臭氧滅菌過(guò)程可靠的進(jìn)行,監(jiān)測(cè)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(gè)合適的范圍內(nèi)?,F(xiàn)在。除了高精度的連續(xù)式臭氧濃度測(cè)定器
6.價(jià)格低廉手提式測(cè)定器也已研制出來(lái),所以定期進(jìn)行臭氧濃度測(cè)試,并采取補(bǔ)救措施也是必要的。在水的滅菌過(guò)程中,不可避免地要將臭氧排到系統(tǒng)之外,所以必須進(jìn)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(jī)理和處理特性
波長(zhǎng)200-290mm的紫外線,可透過(guò)細(xì)菌或病毒的細(xì)胞膜對(duì)控制著遺傳現(xiàn)象和生物機(jī)能核酸(DNA)造成損傷,使它失支繁殖能力,從而達(dá)到殺菌的目地。
各種微生物對(duì)紫外線的敏感程度,因菌種的不同而有差異。根據(jù)以芽孢桿菌屬(Bacillus)為對(duì)象(含B.subtlis)進(jìn)行的工廠試驗(yàn)結(jié)果表明,在照射量D10=mw.s/cm2
時(shí),殺菌率達(dá)到99.5%。為此,實(shí)際裝置的設(shè)計(jì)照射量相當(dāng)于D10×4,即50mw.s/cm2以上。
核酸(DNA)對(duì)于波長(zhǎng)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(zhǎng)的紫外線殺菌能力zui強(qiáng)的緣故。按照要?dú)绲奈⑸锼璧淖贤饩€照射量進(jìn)行來(lái)菌處理,而又不使水質(zhì)發(fā)生任何變化,在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)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(nèi)完成的。在紫外線殺菌方面,殺菌力的大小以相對(duì)于處理水時(shí)的紫外線照射量mw.s/cm2(紫外線照射強(qiáng)度[mw/cm2×時(shí)間])來(lái)表示。
紫外線照射擊量的大小與殺菌率的大小有相關(guān)關(guān)系
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