臭氧水制备及在食品行业中的应用
摘 要：随着人们对食品卫生要求的不断提高随着人们对食品卫生要求的不断提高，，高效高效、、安全的食品灭菌方式显得越来越重要;臭氧水作为一种高效臭氧水作为一种高效、、无毒无毒、、无残留的消毒液体无残留的消毒液体已已被广泛的应用被广泛的应用，，本为阐述了各种本为阐述了各种方式的方式的方式的臭氧水制备系统的优缺点臭氧水制备系统的优缺点臭氧水制备系统的优缺点，，并重点介绍了一种高效臭氧水制备系统的结构组成和工作原理以及在食品行业中的应用效臭氧水制备系统的结构组成和工作原理以及在食品行业中的应用。。
关键词关键词：：臭氧水 制备 消毒
一 前言
因“大气保护层”的宣传使得“臭氧”一词广为人知，在人们通常的概念中，臭氧更多的作用是作为“大气保护层”起到隔离紫外线的作用；其实臭氧作为一种消毒介质被越来越广泛的应用。臭氧水是臭氧气体和水的混合物，是臭氧消毒应用的延伸和发展，相比臭氧气体，臭氧水具有更快、更强的灭菌效果，且快速分解无任何残留；在食品行业得到广泛的应用和发展，并广泛取代传统的过氧乙酸、二氧化氯、双氧水、乙醇等传统消毒剂。随着臭氧水应用的快速推广，臭氧水的制备技术也不停的发展，本文在简述几代臭氧水制备方式的基础上重点介绍一种目前应用广泛的臭氧水制备系统，并讲述该臭氧水制备系统在酱油行业的应用；
二 臭氧水的制备
2.1 2.1 几种几种几种常见臭氧水制备方式常见臭氧水制备方式
1.传统的曝气法
是一种历史悠久的传统混合方法，与布气板法、鼓泡塔法同样原理；是一种气水顺流、逆流或多级串联交迭逆顺流，连续运行或间断批量运行的运行方式，具有能耗低的特点，但是在喷头堵塞时布气不均匀，混合差，需要大型空压机和昂贵的氧化反应塔，且大量没有混合的臭氧气体难以处理，对周边操作人员有一定的影响。目前该方式由于占地面积大，混合效率低，使用越来越少；
2.文丘里射流混合法
这是一种常用的混合方式，主要是利用文丘里管的作用，使气液强力混合；目前市场上有各种流量的成型的文丘里管气液射流混合器，可以根据需要直接选购，因此该种臭氧水制备方式具有投资少，混合效果好，接触时间短等优势，经过射流器混合器后的臭氧水的浓度是曝气法的几倍，且体积小，使用方便；该种方式在饮用水制造行业应用非常广泛；
3.气液混合泵
这种方式的实质是利用了一台气液混合泵替代了文丘里管的吸气和混合作用。具有安全、效率极高的优点；气液混合泵的吸入口可以利用负压作用吸入臭氧气体，高速旋转的泵叶轮将液体与气体混合搅拌，由于泵内的加压混合，气体与液体充分溶解，溶解效率高。一台气液混合泵即可进行
气液吸引、混合、溶解并直接将高度溶解液送至使用点，但是需要气液混合罐和出口压力调节等才能达到需要的使用效果；其缺点是设备投入成本高，且后期需要较高的维护成本。
4、高效混合接触塔
这种方式综合了文丘里管射流法和曝气法的一些优势，在文丘里管的基础上增加气液混合腔和小型混合罐，使混合更均匀，且混合效率有大幅的提高，相对传统的曝气法，混合效率提高80%以上，可以根据使用需要得到不同的混合浓度；下面将重点介绍这种混合系统的构成和使用。
2.2 2.2 高效混合塔臭氧水制备系统高效混合塔臭氧水制备系统
1.系统的基本组成
图一 臭氧水制备系统流程图
如图一所示，该种臭氧水制备系统主要包括了臭氧发生器、循环水泵、文丘里射流器、气液混合腔、臭氧混合罐等组成；臭氧发生器的主要是将压缩空气中的氧气在高压放电的作用下制成臭氧气体；水在循环水泵的作用下不断的高速流过文丘里射流器，在射流器的作用下，臭氧气体被吸入水中，并与雾化的水进行第一次混合；气液混合物经过气液混合腔后，水流再次紊乱，臭氧气体和水再一次混合；经过两次混合后的水进入到混合罐，提供一定的混合时间让水和气再一次的接触溶解；
2.系统基本工作原理
自来水通过补水阀门进入到混合罐中，循环水泵将混合罐中的水不断的循环泵送，泵送过程中，将臭氧发生器制备的臭氧气体吸入到水中，并在射流器和混合腔的作用下进行两次的混合溶解；射流器的原理在于高压的水经过通径由小变大的射流器后，压力也随之由大变小，压差产生吸引作用将臭氧气体吸入管道中，而同时水流因为射流器的作用成雾化状，加大了与臭氧气体的接触面积；气液混合腔结构比较简单，在一段管道中增加固定一些不规则的钢片，使混合了臭氧气体的水流经
过后，水流变得紊乱，使水和气体再次大面积接触，利于气体的溶解。这样就使得臭氧和水有两次充分的接触溶解，极大的提高了混合的效率；
循环泵将混合罐中的水循环泵送，使得水有反复与臭氧混合的机会，可以根据使用要求，获得更高浓度的臭氧水；不同于气液混合泵的是，这里使用的泵是普通的水泵，设备成本低，且易于维护，不会有气液混合泵容易出现的气蚀问题。
混合罐的作用在于气体和水有更长的混合溶解时间，同时可以根据实际使用需要的浓度，延长混合时间以获得更高浓度的臭氧水。也更适合于消毒水需要循环使用的场合，低浓度的回收水可以通过回收管路再次进入到混合罐中；达到浓度的臭氧水通过出水管路去到用水点；
系统可以方便的配备各种自动检测装置，自动检测臭氧浓度，实现臭氧气体浓度和臭氧水浓度的实时检测，并自动控制臭氧发生器和循环泵，使浓度始终恒定在需要的浓度的范围内。
三 臭氧水在食品行业中的应用
在饮料、果汁、酱油等生产过程中，臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗，从而达到消毒灭菌的目的。采用这种浸泡、冲洗的操用方法，一是管路、设备及盛装容器表面上的细菌、病毒大量被冲淋掉；二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死，非常简单省事，而且在生产中不会产生死角；由于臭氧很快从水中分解出来并还原成氧气，因此完全避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒害物质排放及残留等问题。另外，利用臭氧水对生产设备等的消毒灭菌技术结合膜分离工艺、无菌灌装系统等，在酿造工业中用于酱油、醋及酒类的生产，可提高产品的质量和档次。
上述臭氧水制备系统可以直接与生产线冲瓶机对接，将制备后的臭氧水通过管路输送至洗瓶机，对瓶内和瓶身进行灭菌，经测试发现，灭菌效果远优于传统的蒸汽灭菌和过氧乙酸灭菌；能耗成本也极大的降低。
4 结束语
通过对比分析各种臭氧水制备的方式方法，我们发现高效混合塔制备系统不但可以得到高浓度的臭氧水，同时设备投入成本低，且系统易于维护；适用范围广泛；不仅适用于常规的饮水用的消毒，也适用于制备臭氧水对果蔬、容器、食品等进行浸泡消毒，更可以实现与其他设备的自动连接，实现连续制备使用，极大的简化了传统包装消毒工艺，使得该工艺方法和设备系统得到广泛的应用。
参考文献参考文献：：
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