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臭氧在食品工业的应用技术资料

【发布时间:2011-04-19】 【查看次数:2746】
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臭氧在食品行业的应用历史

臭氧用于延长食品贮藏期是从1909年在法国Cologne的冷冻厂开始的,当时用于冷藏肉表面杀菌。以后在欧洲的一些大型冷冻厂应用臭氧于肉类、水果、鸡蛋的贮藏和酿酒工业。1940年到美国的80%鸡蛋冷藏库都装备了臭氧发生器,用以灭霉提高鸡蛋的贮藏期。解放前英国人在天津建立的和记蛋厂也装备了臭氧发生器以保证打蛋车间的卫生。

现在,臭氧应用正向食品加工、销售领域扩展。国外已有肉联厂在分割肉车间使用臭氧杀菌、除味,保持了商品的鲜度,空气也变得清新。我国在食品行业应用臭氧的时间较短,广州黄埔冷冻厂1964年从原联邦德国DEMAG公司进口一台5/小时臭氧发生器,用于冷库消毒除味,效果很好。九十年代,一大批单位开始生产称为冷阴极管网式俗称臭氧灯的微型、小型臭氧发生器。自1986年开始,全国数十家大中型鸡蛋贮藏单位作臭氧空库消毒、贮藏防霉保鲜,产生发良好的效果,取得了巨大的经济效益和社会效益,原商业部科技司验收通过了这项臭氧应用技术成果。在蔬菜水果贮藏防霉保鲜、食品生产车间消毒与气体除味净化等方面应用,数百家企业也取得了良好效果,解决了一部分食品出口企业微生物难以控制的难题,使臭氧应用技术得到推广普及。

最近,为了加强矿泉水、纯水质量管理,即将实施新的矿泉水标准。作为杀菌净化,提高矿泉水保质期的首选手段---臭氧消毒,得到地矿部、卫生部等部门及专家的推荐。一批矿泉水、纯水生产厂家应用臭氧取得了明显的应用效果。

臭氧在食品行业的应用的领域

1、 冷库消毒

冷库的生物污染源主要地霉菌,因其在低温条件下存活,对消毒剂有较强的耐受力。甘肃商业科研所和兰州大学合作对兰州地区冷库的青毒菌作消毒剂筛选,在甲醛、过氧乙酸、苍尔子油和臭氧消毒效果对比中优选出臭氧。在臭氧122ppm作用下3~4小时,包括低抗力极强的未萌动孢子皆被杀死。厂家实际应用效果也证明了臭氧在冷库消毒中的优良效果。

我国贮藏蛋果蔬的高温冷库对空库消毒比较重视。冷库消毒要求臭氧浓度6-10ppm,停机后封库24小时以上,细菌杀灭率90%左右,霉菌杀灭率80%左右。这时杀菌过程长一些,现场测定停机48小时后微生物数量还在不断下降,而臭氧早已分解完。因此,要求臭氧消毒时间在进货前一周安排。

2杀灭效果对比 

厂家

消毒剂浓度

臭氧杀灭率

其他杀灭率

检测单位

臭氧

其他

细菌

霉菌

细菌

霉菌

石家庄蛋品批发部

7ppm

甲醛1.2ml/m3

89

82

78

53

本厂

武汉冷冻六场

-

过氧乙酸

97

92

95

92

湖北商检局

武汉禽蛋二厂

9ppm

过氧乙酸2.5m/m3

90

75

85

86

本厂、中南技协

荆门禽蛋加工

6ppm

-

-

89

-

-

本厂

冷库消毒应使用产量较大的臭氧设备,否则难以达到要求的浓度,可按10g/100m3选择。

冷库除味应用臭氧效果极好,短时即可奏效。广州有一厂家用臭氧去除鱼类变质臭味,一小时即完成。成都一家冷库用臭氧去除鱼库的腥臭味后贮藏冰淇淋,质量很好,其它化学消毒剂的味道会污染冰淇淋。

2、食品加工车间杀菌净化

速冻食品、冷冻食品、肉蛋奶制品加工车间与包装间,都有比较高的卫生要求,特别是生鲜食品由于最终没有加热消毒工序,生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素。目前我国大都采用紫外灯消毒,由于前述紫外法杀菌天然的缺点,食品微生物指标很难控制,在夏季尤其严重。都采用紫外灯消毒,由于前述杀菌天然的缺点,食品微生物指标很难控制,在夏季尤其严重。臭氧用于食品加工车间效果很好,浓度也比冷库消毒要求低得多,一般0.5~1.0ppm即可达到80%以上的空气杀菌率,并可去除车间异味。蛋口加工厂生产蛋黄酱、冷冻厂生产冰淇淋、雪糕,都有搅拌、膨化工序,产品与空气强烈接触,使用臭氧后车间微生物降低90%,产品质量达到合格标准,而一旦停止使用臭氧,产品中细菌会计时逐日快速增加。

车间工具、包装物杀菌要求臭氧浓度高一些,应达到5~6PPm19949月,天津一分割包装煮鸭车间(约法三章50m3)用3g/h臭氧发生器消毒2小时后,经区卫生防疫站检测,结果如下:

空气细菌总数
消毒前:冷却间105/立方米 包装间1325/立方米
消毒后:冷却间26/立方米 包装间0/立方米

食品操作间内消毒后物品表面细菌情况
工作台、菜刀、菜板:无菌落生长,无大肠菌。
门把、地面、手套、真空机、成品箱、细菌总数均小于1/平方厘米,无大肠菌。

结论:臭氧消毒后空气细菌指标很好,达标合格;物品表面细菌指标达标合格。

加工肠衣、皮革、海产品等气味污染严重的车间使用臭氧除味也很有效、实用,是很好的劳动保护手段。

食品加工间杀菌净化的一个重要问题,是确定发生器的开机时间,原则是使上班时加工间内细菌数处于最低水平。一般是下班后开机,如上班前能开机更好。 要留有停机臭氧分解时间,待上班时嗅不到新鲜的臭氧气味即可。

要求更高的无菌操作室可以在闭路空气循环中进行杀菌而又使工作人员不接触臭氧,该项应用技术已成熟。

目前北京、天津、山东等地一批食品出口企业使用开式发生器在食品加工间应用,提高了产品合格率,取得了良好的经济、社会效益。

3、 蔬菜水果贮藏防霉保鲜

蔬菜水果贮藏保鲜是一项复杂困难的工作,臭氧可在杀菌防霉与减缓新陈代谢两个方面发挥作用,同包装、冷藏、气调等手段一起配合提高保鲜效果。

臭氧杀菌防霉分三个阶段应用:空库消毒、入库杀菌和日常防霉,目的是减少霉菌、酵母菌等微生物造成腐烂。臭氧快速分解乙烯以实现减缓新陈代谢过程,推迟后熟和老化。

蔬菜水果的包装码放在有利于臭氧接触、扩散,纸箱侧面的孔要捅开,不要码成大垛。气调库与气调大帐要用管道送入臭氧,自然气调塑料袋包装有硅窗的臭氧可以渗入,全塑袋可在换气前后应用臭氧。

蒜苔是目前贮量最大、差价增值很大的蔬菜,臭氧应用相对成熟一些,一批国营和个体贮户取得了防止霉变腐烂的经验。空库消毒特别是旧库、地下库消毒要高度重视,臭氧消毒效果只要达到浓度要求即可保证。

入库预冷杀菌由于冷风机一直开动难以建立起臭氧浓度。这是应该将臭氧发生器放在库内距冷风机最远端,此时产生的臭氧借助冷风机抽风空气流动而与蒜苔表面接触,起到部分杀菌作用。在装袋前可一直开臭氧,由于贮量大、空气流动,不会达到2.5ppm的伤害浓度。

日常防霉对于气调库与气调大帐要在调节补充空气时同时通入臭氧,这时应选用有压力、臭氧浓度适中的臭氧源。清华大学研制的XFZ-D5型发生器即满足这种要求,可通过管路输入臭氧。小包装袋可通过硅窗或开袋换气前后开臭氧杀菌净化空气,去除蒜味。此时注意应将发生器放在开袋区域以增强杀菌净化效果。

实际应用证明,臭氧可强烈抑制蒜苔苔苞腐烂扩展,如有霉料发生,可使其直接暴露在臭氧下杀菌抑制其扩展。 苹果、梨及葡萄等水果应用臭氧效果很好,间断应用浓度不超过2.0ppm没有任何伤害。

臭氧防霉保鲜的蔬菜水果出库后一段时间仍保持保鲜作用。

4、 矿泉水杀菌保质

饮用水杀菌净化是臭氧应用历史最长、应用规模最大的一个领域。目前世界臭氧产业的主要市场仍是饮水处理,在欧美、日本等发达国家臭氧化处理饮用水已占主导地位。原因在于臭氧处理可达到无微生物污染、无残余化学污染的高水平。

矿泉水已是大量消费的瓶装饮料,其保质期取决于微生物的彻底杀灭。常用的超滤加紫外消毒的方法难以达到质量标准,臭氧杀菌成为首选方法,即可以完全杀灭活微生物,达到双零指标,又可去除水中铁锰可溶性盐类而保存有益的碳氧化合物。

矿泉水臭氧溶解度在0.4~0.5mg/时即可满足杀菌保质要求,合理的设计为臭氧投加量1.5~2.0g/m3。臭氧在水中的溶解度随温度降低、压力提高而提高。在实际生产条件下,保证臭氧气体浓度在10mg/L。臭氧与水接触时间5~10分钟,气水混合接触良好的情况下即可达到要求。目前一些厂家用50~100/小时臭氧发生器处理矿泉水(产水量10立方米/小时以下)是不负责任的。首先作为源水质量很好的矿泉水无需那么多臭氧(只有污水由于严重的化学、生物污染才会吸收消耗大量臭氧),多余大量臭氧作为尾气排放反而增加尾气处理装置的容量的负担。其次,容易对矿泉水造成过氧化而产生有益微量元素成分损失。

矿泉水灌装间安装臭氧设备对空气杀菌净化,防止落下菌污染对没有空气过滤净化设备的厂家是非常有益的。采用臭氧化工艺的矿泉水厂经常利用臭氧对贮水罐(池)、管道、过滤器消毒也是非常有益的,在国外的资料里作为经验推荐。

生产工艺
  臭氧水的生产,就是将高效大功率的臭氧发生器产生出来的臭氧溶解于水中,对水进行消毒并制成具有杀菌效力的杀菌水。以臭氧杀菌为核心,确定臭氧水生产工艺,其设备流程见图1

5、生产用水杀菌净化

食品生产需要大量洁净水,在生产成本中是一项较大开支。目前食品生产厂家有两种需求:一是水源不合格,如用海水代替淡水加工水产品或自采水存在污染;另一个是加工用水回用或处长使用时间。臭氧处理是完全可以满足这些需求的。

某冷藏厂是食品出口企业,地处市区海边,利用海水加工水产品。由于海水污染,对产品质量造成很大影响。1994年建成海水臭氧处理站,应用500g/h臭氧发生器处理20m3/h海水,取得良好效果。

3海水处理站水样检验表

取样

臭氧投放量(g/m3

样品编号

大肠菌数(个/cm3

杂菌数(个/cm3

时间

原水样

处理后

原水样

处理后

1994.12.1

2

1

2.3×10

0

3.9×102

1

1994.12.2

2

2

1.9×10

0

5.6×103

0

1994.12.4

1.8

3

1.8×10

0

195×102

2


该厂提高了出口产品质量,现已通过ISO9002认证。经运行成本分析,臭氧处理海水总成本低于工业自来水成本。加工蔬菜或禽类最后清洗用水会随时间处长而污染,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的效益。

6、在水产品加工中的应用
    在冷冻水产品的冻前处理中,通过臭氧水喷淋杀菌对水产制品的卫生指标起到了很好的控制作用。在出口冻虾仁加工生产中,其改造后的新工艺流程如下:
        原料虾冰水清洗去壳、分级低温漂洗消毒浸泡臭氧水喷淋杀菌
        →单体速冻包冰包装冻藏
    由表3可以看出,臭氧水对虾制品的杀菌效果是明显的。另外,用浓度为0.7mg/kg臭氧水喷淋的虾及其它鱼类制品5min,经感官评定对色泽、风味等品质均无影响。

4不同杀菌剂处理虾制品2min杀菌效果比较

样 品

处理前细菌总数/cfu.g-1

杀菌剂/mg.kg-1

处理后细菌总数/cfu.g-1

平均杀菌率/%

有壳虾

3.6×104

ClO2水(100

6.5×102

98.2

O3水(0.7

2.9×102

99.2

自来水

2.7×104

25.0

虾仁

2.8×104

ClO2水(100

2.0×102

92.8

O3水(0.7

1.4×102

95.1

自来水

2.2×104

21.4

试验重复三次分别得到的杀菌率的平均值
杀菌率=(处理前细菌总数-处理后细菌总数)/处理前细菌总数×100%

7、 工作服消毒

食品加工、冷饮、生化制药等部门一些工序对工作服消毒要求很高。工作服消毒经常采用高压消毒法,这在食品行业是难以做到的。食品厂家多用紫外线照射消毒工作服,因紫外线法的照射消毒效果很差。利用臭氧对工业服消毒,是高效、经济、简便的方法。

卫生部北京生物制品所利用臭氧对工作服进行了消毒试验,在封闭房间内将衣服用衣架挂起,温度15~20,湿度调整到RH80%~90%。臭氧浓度达到20PPM后停机封闭20小时细菌总数杀灭率90%~95%。这个试验一个月内反复进行四次,结果重复性很高。

食品行业如每天下班后消毒工作服,在20m2封闭房间内挂上几十件工作服,在地上洒些水。如利用3g/h臭氧发生器开机3~4小时即可达到8~10PPM臭氧浓度取得杀灭率85%以上的消毒效果。把工作服挂在臭氧杀菌车间也有消毒作用,效果因浓度较低而差一些。

8、臭氧在食品行业的应用是大势所趋

从臭氧的操作简便、灭菌效果好、安全系数高、且节省了大量的人力、物力、财力等诸多特点来看。臭氧属于一次性投资的产品.从长远来看臭氧是最为经济.且臭氧属于节能环保的产品.不会产生二次污染.它的安全性也是不容置疑的从人类使用臭氧历史来看从未发生过一起因臭氧而发生的事故,所以使用臭氧消毒是绝对安全的。绝对没有任何隐患可言。

1:以原天津外贸食品厂为例,原厂房内面积1300立方米速冻食品加工间,装有30W紫外灯48盏,后通过改革改装3/小时臭氧发生器两台,每天开机仅1小时,细菌杀灭率达到91.3%1991年度节支消毒管理费用13321.44元。

从上述例子可见,臭氧的前期投入较高。但从长远来看,原材料消耗以空气为主,投入几乎为零,性价比十分优越。由此可见,臭氧在食品行业的应用是大势所趋。也已成为世界潮流。


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