臭氧是氧的同素异形体,常温下是一种不稳定的淡紫色气体,有刺激腥味,微量时具有一种“清新”气味。臭氧具有极强的氧化能力,在水中的氧化还原电位为2.107V,仅次于氟电位 2.187V,居第二位,它的氧化能力高于氯 ( 1.136V )、二氧化氯 ( 1.15V ) 。正因为臭氧具有强烈的氧化性,所以它对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性,这种作用通常是物理、化学、生物学方面的综合效果。其机理可以是以下几个方面: ( 1) 臭氧很容易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应,从而使细菌的细胞壁和细胞受到破坏(即所谓的溶菌作用) ,细胞膜的通透性增加,细胞内物质外流 ,使其失去活性。 ( 2) 臭氧破坏或分解细胞壁迅速扩散进入细胞里,氧化了细胞内酶或RNA、DNA,从而致死菌原体。 在高电压强电场作用下,气体在电介质表面产生脉冲电晕放电,产生高浓度等离子体,电子和离子被强大 电场力作用加速与气体分子碰撞,在10s内使氧分子分解成单原子氧,在数10s内原子氧和分子氧结合成臭氧: 臭氧在水中是不稳定的;时刻发生还原反应,产生十分活泼的、具有强烈氧化作用的单原子氧 (O ),在产生瞬时,对水中细菌、微生物有机物质进行分解作用。 臭氧在水中的“半衰期”为20mi m ( P H7.16时41mi n , P H10.14时为0.15mi n)。人们把含有臭氧的水叫做臭氧水。臭氧水对各种致病微生物均有极强的灭菌作用臭氧在水中不稳定,发生强烈氧化还原反应产生极活泼、具有强烈的氧化作用的单原子氧 (O )、羟基 (O H)。羟基氧化还原电位为2.18V,相当于氟的氧化能力。 臭氧杀菌的效果主要受其浓度、微生物种类、作用时间、温度、P H值、水的理化性质、杂质等因素影响。 ( 1) 臭氧对各种微生物杀灭效果不同 。实验表明,臭氧对人和动物的致病菌和病毒如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、乙肝病毒、沙门式菌等具有很强的杀灭性,即使对化 学消毒剂有着较强耐受力的霉菌也具有较强的杀灭性 ; ( 2) 温度、湿度也影响其杀菌灭霉效果。通常温度低、湿度大杀菌效果好。实验证明:当环境相对湿度小于45 %,臭氧对空气中的悬浮物几乎没有杀灭性,在同样温度下,相对湿度超过 60 %时,杀灭效果逐渐增强,在相对湿度为90 %时,达到最佳灭菌效果; ( 3) 臭氧的浓度也影响其灭菌能力,浓度在 0.12mg / m3以下,几乎没有杀灭作用。 (1)高效、快速 臭氧仅在1mi n内就可以100 %杀死细菌、酵母和 黑曲霉菌 。臭氧水灭菌消毒不同于一般灭菌 、消毒剂,如次氯酸 ( HO C12 )、二氧化氯 ( ClO2 ) 的灭菌、消毒是进行性、累积性的,臭氧水灭菌消毒则急速性的,一当臭氧的浓度超过阈值,消毒、杀菌就会瞬时发生。如清净水中臭氧浓度达0.104~0. 5pp m 时,在 0.15~5mi n内就可以致死细菌。 (2)安全可靠 臭氧的分解产物是氧气,不会产生残留污染。另一方面,它作为气体,扩散性好,浓度均匀,尤其在高湿度环境中,比紫外灯更实用,而且操作方便,安全可靠。臭氧对人体毫无影响。 (3)价格便宜 生产1t 0.15~1.5pp m浓度的臭氧水仅需0.18元是世界上最廉价的消毒灭菌剂 。 臭氧自1785年发现以来,作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品加工、运输、贮存、自来水生产等领域,因为它不但能对空间消毒灭菌,而且也能作用于物体表面和内部,特别是进年来由于人们对臭氧利用技术了解的深入,臭氧杀菌在食品工业中越来越受到人们的重视,利用的范围也越来越广,例如,可用于冷库消毒;生产车间空气的灭菌净化;蔬菜水果加工、贮藏及防霉保鲜;矿泉水杀菌保质以及生产用水、生产工具容器、包装物等的消毒;有助于食品生产企业通过食品行业的GMP及HACCP体系的认证。 如表 2 所示 ,在日、美等国,臭氧的杀菌手段已广泛使用于食品加工的各个方面。 |
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