紫外线和臭氧技术在食品水处理中的应用

紫外线和臭氧技术在食品水处理中的应用

食品工业用水的灭菌，历来使用以含氯为主的杀菌剂和热杀菌方法，除此以外，臭氧处理法、紫外线照射法、膜(UF/MF)处理法等新的处理方法。这些水处理方法各有优缺点，必须仔细研究各种方法的性质、适用范围和注意事项之后，再根据具体条件灵活运用。

一、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，由于食品工业最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，在最终阶段采用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。表1说明在水处理过程中，臭氧的功能和利用目地。 机能 目地

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无机物的氧化

A 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：氰、NOx、SOx;亚硝酸等的氧化分解。 有机物的改变

A 脱色;B 减少臭味;C 支除有机物的预处理;提高活性炭的吸咐性;D生物去除：杀菌，病例毒的非活化;E 淤泥的去除，F 有机物合成，维生素的制造;一般药品的制造 有机物的完全氧化 E 有机物的去除。

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，在工厂用水和处理方面，臭氧的应用范围很广，既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来菌手段，，臭氧处理法的复合作用，在有的场合也并不受欢迎。

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

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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、腐败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。 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，初始菌数2.3-5.6×109/ml,经臭氧处理30秒种，细菌大多数死去。 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。

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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。

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。

A 选用具有稳定的臭氧生产能力的臭氧发生机(建议采用LS系列臭氧发生器)。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，各种类型都有，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，富士电机等一流的制造厂商的制品，其性能达到了国际先进水平。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。最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。

B 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， 以空气为原料时为1-3%，以氧为原料时，为2-6%，如果这个精制处理过程不充分，那么，有

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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。

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

C 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。可能是由于建造费用的关系，

D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，价格低廉的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 1 紫外线杀菌机理和处理特性

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