食品用水处理臭氧发生器
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臭氧技术应用实例

臭氧O3是氧气O2的同素异形体，由3个活性氧原子组成。臭氧对于散布在空气或溶解于水中的物质和微生物，可直接或间接进行氧化，破坏和分解细菌的细胞壁，迅速扩散投入细胞内杀死病原体，具有广谱杀灭微生物的作用，其杀菌速度较氯快300～600倍。臭氧在常温、常压下易分解成为氧分子和具有强氧化力的活性氧，其半衰周期约为12～16小时，最后成为O2，无须担心臭氧残留的二次污染。

　　臭氧作为杀菌剂，在食品工业中的应用主要有三个方面：一是杀灭微生物———即杀菌消毒作用；二是氧化分解有机或无机污染气味———即除臭净化作用；三是分解果蔬代谢产物，抑制后成熟过程———即保鲜作用。

　　我国食品行业应用臭氧技术的时间较短，臭氧水处理在我国始于1908年，即福州水厂使用德国西门子公司的臭氧发生器。1964年，广州黄埔冷冻厂从原联邦德国DEMAC公司进口了1台5g／h的臭氧发生器用于冷库消毒除味。自1986年开始，清华大学原设备仪器厂在标准型高中频臭氧发生器的基础上研制开发了“开式”系列产品，在全国几十家大中型鸡蛋储藏单位用作臭氧空库消毒、贮藏防霉保鲜，取得良好效果。目前，臭氧杀菌技术已广泛应用于肉类冷藏、冷库消毒、食品加工车间杀菌净化、矿泉水杀菌保质、食品生产用水、工作服消毒、水产养殖业、速冻食品加工、海产品保鲜杀菌及环境杀菌。此外，臭氧技术还在蔬果贮藏防霉保鲜、食品生产车间消毒与气味除味净化等方面广泛应用，解决了部分食品出口企业的产品生产中微生物繁殖难以控制的难题。

　　香蕉在臭氧浓度高的情况下，香蕉新陈代谢强烈。然而在低浓度下，例如1．55ppm下可能产生生理损害。如果臭氧浓度在25～30ppm，8天后香蕉表皮会产生黑斑。臭氧浓度在30～90ppm范围内呼吸过程加快，而成熟过程保持不变。使用臭氧贮藏香蕉的最佳条件是温度在2℃，浓度1．5～7ppm。香蕉成熟不很快，呼吸强度变化也不大。

　　柑橘柑橘对臭氧不敏感，在40ppm的高浓度下，由于乙烯和其他的新陈代谢产物被臭氧氧化，柑橘的成熟度减慢。

　　浆果草莓、木莓、葡萄在贮藏期间，霉菌菌落可能繁殖，可用2～3ppm的臭氧抑制霉菌的生长，对浆果的质量和香味没有影响，贮藏期可延长一倍，但在包装方式上不能避免臭氧与浆果接触。

　　苹果在贮藏期间，视品种不同，臭氧浓度2～11ppm下，会出现生物损伤。美国所做的试验表明，在2ppm下冷藏5个月，大多数品种没有受到损害。在此期间，去除乙烯对延长贮藏期有促进作用，新陈代谢产物的钝化也可降低表皮褐变。据国内某单位的经验，用臭氧保鲜的冷藏苹果，出库后半个月仍保持保鲜作用。

　　梨对某些特殊品种的梨所做的研究表明，在臭氧浓度3ppm，温度5℃的情况下，贮藏17天没有变坏，呼吸强度也没有增加。

　　菜花原苏联用臭氧处理菜花后贮藏获得良好效果。

　　马铃薯贮藏条件为：温度6℃～14℃，相对湿90％以上。在臭氧浓度15～18mg／m3下，对马铃薯处理6～10小时，可使马铃薯疫霉菌落停止生长，而马铃薯的颜色、味道、密度都没有变化。在臭氧作用下，马铃薯的淀粉和维生素C含量增加，糖分下降。

　　蒜薹蒜薹的贮藏，除了温、湿度要求及气体成分控制以外，应用臭氧重点是在空库消毒，入库预冷杀菌和换气前后的杀菌。蒜薹入库预冷完成后，可用2～4ppm浓度的臭氧，杀死蒜薹表面部分微生物。对大棚和气调库来说，日常防霉应与换气同时进行，并使臭氧均匀扩散，浓度应以有效去除蒜薹气体而没有明显的臭氧味为宜。对气调库来说，应把臭氧发生器放在库外。小袋包装的防霉，应在每次换气前后进行。换气前使用臭氧主要是减少换入气体中的微生物。换气后的氧化以乙烯去除气味为主，这一步骤中由于臭氧不直接接触蒜薹，浓度可适当高一些。臭氧发生器开、停的安排，应以开袋换气时嗅不到明显臭氧味为宜。实际应用表明，臭氧可强烈抑制腐烂区扩展，如有腐烂发生，可使之直接暴露于臭氧下，可得到良好效果。

臭氧——杀菌、消毒的首选技术

臭氧是很强的氧化剂，臭氧发生器具有杀菌、消毒、除臭、脱色、保鲜和治病等功能。1997年美国食品与医药管理局规定，臭氧可以不加限制地作为添加剂用于食品行业，使臭氧成为国家标准的冷杀菌技术之一。近年来，国内一些外向型食品行业开始使用臭氧，使得臭氧的冷杀菌技术有了很大的市场空间，如生产车间空气杀菌及物体表面消毒、生产用水净化、冷库消毒、果蔬储藏保鲜、生产用具和工作服消毒。

　　一、果蔬保鲜臭氧对果蔬保鲜的应用机理主要有四个方面：

1、杀灭微生物和抑制细菌繁殖——消毒杀菌、防止果蔬霉烂水果、蔬菜和食品在储藏过程中，由于霉菌、微生物的侵染和危害，常常造成大量的腐烂和变质，给储户带来严重的经济损失。如何选用防腐剂或物理方法来杀灭或抑制霉菌，是果蔬储藏中一个重要的课题。实验证明，臭氧能够破坏微生物的细胞膜，是一种行之有效的气体杀菌剂。如对苹果表面的染菌，竟2毫克/升臭氧作用40分钟，霉菌的抑制效果可达90%以上。

2、氧化分解有机物和无机物的污染气味——除臭净化在果蔬储藏库中，由于腐烂和微生物的滋长，会产生某些臭味气体，如氨、硫化氢等，不仅臭氧是强氧化剂，可快速分解异味，并有助于水果芳香味的形成。

3、抑制果蔬呼吸作用——延长储藏期经臭氧处理的果蔬，经电子扫描显微镜观察，发现果蔬表皮呼吸气孔关闭2/3以上，从而使呼吸速度大幅度下降。同时，它还能抑制细胞内糖酶类及葡萄糖氧化酶的作用，阻碍糖的代谢，降低有机体总的代谢水平，从而减小果蔬营养成分的小号，延长储存期。

4、氧化新陈代谢产物，抑制新陈代谢过程——保鲜果蔬在储藏过程中，会产生议席，使果蔬进一步成熟，表现为表皮变褐，果肉变软，最终腐烂。臭氧可使乙烯氧化，将其消除。这一过程有三个好处：一是臭氧使乙烯氧化，变成二氧化碳和水，对果蔬保鲜十分有利；二是臭氧氧化乙烯的中间产物——乙烯氧化物，是霉菌等菌类的有效抑制剂；三是臭氧发生器在产生臭氧的同时，也产生大量的负氧离子，有抑制果蔬新陈代谢的作用。

　　二、食品加工应用

1、食品加工用水的消毒

　　臭氧机目前食品生产厂家大部分都是采用氯剂消毒，存在严重的二次污染问题。1973年起，荷兰、加拿大、日本、美国等国相继发现用氯消毒后的水中存在卤代有机物（氯仿、氯氨等），经动物实验证明有致癌危险。而使用紫外线法则因在水中的紫外穿透能力有限而难以达到理想的效果。因此，臭氧法具有其它方法无法比拟的优越性。

2、食品加工中产品的消毒

　　当水中的臭氧浓度达到12毫克/升以上，不但能将产品表面的细菌（大肠杆菌、葡萄球菌、霉菌）等99%杀灭，还有降解蔬菜农药的效果（依蔬菜的种类、浸泡的时间而定）。

3、食品加工车间杀菌净化

　　水产、蔬菜、肉蛋奶制品等加工与包装车间一般0.5—1.0毫克/升，即可杀灭90%以上的细菌。

4、加工蔬菜或水产最后清洗用水消毒

　　随着时间延长这部分水容易污染，经常换新水负担不起。利用臭氧处理有两种方案：循环处理或在池内处理均可达到要求。由于水处理臭氧系统投资相对较高，一些企业不愿意接受，其实按设备寿命计算水成本并不高，产品质量提高则是最大效益。