臭氧殺菌在飲用純凈水生產中的應用

2015-11-30 17:40:09| 發(fā)布者:

近幾年來, 飲用純凈水的市場越來越大。在飲用純凈水的生產中, 殺菌消毒是保證產品衛(wèi)生質量致關重要的一個環(huán)節(jié)。純凈水生產中采用的殺菌方式主要有兩種: 一種是紫外線殺菌, 另一種是臭氧殺菌。紫外線殺菌由于其殺菌強度較弱, 無滯后殺菌作用。目前, 在該行業(yè)中使用廠家逐漸減少。而新建廠家多采用臭氧殺菌法。...

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一、臭氧的產生方法

目前各種飲用純凈水和礦泉水的生產廠家所使用的臭氧發(fā)生器主要有二種: 一種是以空氣為氣源, 空氣經壓縮、冷凝、過濾、干燥等預處理凈化后, 進入高壓放電管, 在高壓放電環(huán)境中, 空氣中部分氧分子激發(fā)分解成氧原子, 氧原子與氧原子(或氧原子與氧分子) 結合生成臭氧。該法的主要缺點是會伴隨生成氮氧化物產生異味且噪聲大。另一種是以純氧作氣源, 經硅膠干燥后進入放電管中, 產生臭氧氣體, 氧氣源發(fā)生器產生的臭氧濃度高、純凈、無噪聲,并能克服空氣源發(fā)生器使用一段時間后易使處理水產生異味的缺點。（山美水美制氧臭氧一體機，自帶氧氣源，無需外接氧氣瓶。）

二、臭氧與純凈水的混合方式

傳統臭氧與純凈水的混合方式有兩種: 一種是塔式混合, 臭氧在臭氧水混合塔中與水混合形成灌裝水。塔內可以充填一些填料, 以增加其傳質系數, 提高臭氧的濃度。另一種混合方式是: 產生的臭氧先進入-水射器(文丘里管), 然后在一固定螺旋混合器中與水在湍流下充分混合。該方法具有傳質系數高, 水中臭氧濃度高, 占地面積小等優(yōu)點, 比較適合于以氧氣作氣源的設備。

如今臭氧混合第四代產品：混合機。因傳統混合方法效率低，導致臭氧系列設備大量浪費．因而臭氧混合效率是臭氧水系統關鍵設備．山美水美系列臭氧水混合泵是在吸取國外技術基礎上，自己研發(fā)的系列產品．是全球首家在中國市場推出的低產量和高產量混合泵．混合效率是水射器的３－５倍．且管路采用衛(wèi)生級不銹鋼管件，耐壓力、耐腐蝕，符合QS認證需求。

三、臭氧與水混合后到灌裝前的控制

臭氧與純凈水混合后在水中的半衰期主要取決于水溫, 水溫高則半衰期短; 水溫低則半衰期長。一般在15～40m in 之間。這就對生產飲用純凈水企業(yè)的工藝流程有較高的要求。有些生產企業(yè)的工藝流程和生產控制不盡合理, 是造成灌裝水臭氧濃度較低的原因。如: 臭氧與純凈水混合后, 還經過過濾裝置, 然后再進入儲存罐等, 停留時間過長, 通常有10 ～20m in, 造成臭氧濃度不必要降低。采用混合塔將臭氧與飲用純凈水混合時, 臭氧與水在塔內的混合主要是以對流方式混合的, 塔內水位太低, 造成對流時間不夠, 從而臭氧濃度偏低。因此, 采用塔式混合時, 要控制好塔內的水位。因各種原因造成生產停止, 繼續(xù)生產前必須將罐內的臭氧混合水排放干凈。灌裝用水必須是新鮮的臭氧混合水。特別是在夏季, 若臭氧混合水在罐內的停留時間較長, 水中臭氧含量就會明顯下降, 這樣的水無法對包裝材料起到有效的殺菌作用。有些廠家在臭氧與水混合后, 用泵泵入儲存罐, 儲存罐后再用泵泵到灌裝機中, 兩次使用泵輸送。我們曾做過試驗, 若泵前的臭氧水濃度為1. 7mg/L, 經過離心泵后, 臭氧濃度只有1.1mg/L, 顯然經過離心泵后水中臭氧含量下降了許多。究其原因, 可能是在強離心力作用下, 臭氧又從水中分離出來了。因此, 臭氧與純凈水混合后, 應該減少泵的使用。同時縮短臭氧水在灌體和管路中的停留時間。解決方法: 可將汽水分離罐與罐裝前的高位儲存罐合二為一, 將汽水分離罐的高度增加, 即可達到目的。

四、臭氧的滅菌效果及其影響因素

臭氧與水混合后形成的臭氧水溶液具有很強的殺菌作用, 它能夠迅速廣泛地殺滅多種微生物和致病菌, 當其濃度達到2mg/L 時, 作用1min, 即可將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、細菌的芽孢、黑曲霉、酵母等微生物殺死。實際生產中, 灌入桶或瓶內的臭氧水濃度應該在0.5mg/L以上, 否則無法保證殺死包裝材料上殘留的微生物, 很可能會造成這樣的結果: 產品入庫檢驗時, 由于低濃度臭氧的抑菌作用, 活菌的檢出率較低, 但放置一周后, 由于細菌的生長繁殖, 復檢時的檢出率可能會很高。

臭氧的殺菌效果主要取決于水中臭氧的含量。水中臭氧的含量越高, 殺菌的效果越佳。而水中臭氧的濃度又取決于進入水中的臭氧氣體濃度、水溫和臭氧在水中的分散程度。當通入的臭氧氣體濃度越高, 水溫越低, 臭氧在水中的分散程度越高。臭氧與水的混合越充分, 水中臭氧含量越高, 殺菌效果自然越好。

另外臭氧發(fā)生器中的關鍵部件是放電管, 放電管的效率高, 產生的臭氧氣體濃度高, 在實際使用過程中, 若進入放電管中的氣體含有水份和油污, 會大大降低放電管的工作效率。因此, 進入放電管中的壓縮空氣或氧氣必須經過嚴格的除水除油(由空壓機帶入) 處理, 也即在生產上必須不定期對氣體的預處理系統進行檢驗, 也可從每天測定的臭氧水中臭氧的含量結果進行分析, 發(fā)現問題及時處理。