当今社会食品安全的重要性越来越影响着人们的生活和广大群众的广泛关注。食品生产企业是食物供应链中最重要的一环，政府执法部门和消费者将更多的目光关注到食品安全。这一趋势给各类食品加工企业提出了严峻的挑战。严格的卫生要求，高度的卫生标准，是食品加工企业成功发展的基本保障。食品生产、加工、储存、销售等环节中的消毒灭菌是企业必须解决好的问题。随着社会的发展和科技的不断进步，传统的紫外消毒和化学消毒方法逐渐暴露出诸多弊端。因此，臭氧消毒技术因其特有的优势而受到人们越来越多的关注。

臭氧的主要物理、化学特性臭氧是一种高活性的气体，通过对氧气的放电而形成，其分子式是O3，是氧的同素异形体。臭氧最显著的特性是具有强烈的气味，臭氧的英文词为“OZONE”，来源于希腊语，意为“味道”。在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要存在于距地球表面20~35公里的同温层下部的臭氧层中。在常温常压下，稳定性较差，可自行分解为氧气。臭氧具有青草的味道，吸入少量对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害（不可燃，纯净物）氧气通过电击可变为臭氧，臭氧消毒原理实际上可以认为是一种氧化反应。

臭氧的氧化反应和消毒机理

臭氧一经溶解在水里，会出现下列两种反应：一种是直接氧化，它是较缓慢的且有明显选择性的反应；另一种则是在水中羟基、过氧化氢、有机物、腐殖质和高浓度的氢氧根诱发下自行分解成羟基自由基，间接地氧化有机物、微生物或氨等。后一种反应相当快，且没有选择性，另外还能将重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸。这两种反应中后一种反应更强烈，氧化能力更强。由于氢氧根和有机物等能诱发臭氧自行分解成羟基自由基，所以低ph条件下有利于臭氧直接氧化反应，而高ph值和有机物含量高的条件下则有利于羟基自由基的间接氧化反应。臭氧的自行分解率在很大程度上取决于ph值、温度、UV值、臭氧浓度以及水中存在的其他可去除物。其分解速率可由余臭氧的含量来间接表示。由于重碳酸盐和碳酸盐（尤其是碳酸盐）具有较强的缓冲性能，因此在低PH和高缓冲性能的余臭氧可维持较长时间。臭氧可杀菌消毒的作用主要与它的高氧化电位和容易通过微生物细胞膜扩散有关。

臭氧能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此，臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外，臭氧在杀伤微生物的同时，还能氧化水中的各种有机物，去除水中的色、嗅、味和酚等。

（1）气液两相的物理特性；

（2）气体通过气液界面的浓度差；

（3）气体湍流的程度。

臭氧在水中的溶解浓度大于氧。

臭氧在水中的溶解一般遵循亨利定律。对臭氧在水中的溶解度的主要影响因素是温度和供气压力。由于臭氧采用在使用现场利用空气或氧气就地制备，制备出来的臭氧气体实际上是一种臭氧化气体，属于混合气体，其中含有大量的空气和氧气。而亨利定律表示的是某一单纯气体在水中的溶解规律，所以，臭氧在水中的溶解特性除了与上述的温度和供气压力有关外，还与供气中含臭氧的浓度有关。此外，在一定的大气压力下，臭氧在水中的浓度与供气中的臭氧浓度有关。虽然臭氧在水中的溶解度大于氧，但溶于水中的臭氧极不稳定，很容易分解。

在食品生产企业中臭氧的作用：

1、臭氧和食品行业常用消毒剂相比；杀菌能力高于甲醛、二氧化硫、高锰酸钾用氯制剂等消毒剂；杀菌后剩余的臭氧会自行分解为氧气，不产生残留造成污染，这一点是任何化学消毒剂所无法比拟的。

2、臭氧杀菌与紫外线照射杀菌相比同样具有特殊的优越性：

(1) 臭氧到处渗透，没有死角。紫外线只有照射到物体表面且达到一定的照射强度标准才有杀菌效果。食品车间一般比较高大，致使紫外线照射强度远远不够，特别是距离远，照射产生很大死角，如加工案板下部等。臭氧为气体，渗透性强，扩散性好，浓度均匀，没有死角；

(2) 杀菌速度快。紫外线照射杀菌需要较长的作用时间，一般要照射6小时以上，而符合标准浓度的臭氧只需开机1小时以上；

(3) 高湿度下杀菌效果更好。紫外线照射杀菌在环境相对湿度达到60%以上时，消毒效果急剧下降，湿度达到80%以上时反可诱使细菌复活。臭氧则相反，湿度越高，杀菌效果越好。这是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄，其组织容易被臭氧破坏，这一特性对于食品行业中普遍存在的高湿环境特别适合；

(4) 有低浓度保洁功能。紫外线照射时生产人员必须离开现场，照射完成后无法用低功率的紫外线照射保洁；臭氧消毒时生产人员必须离开现场，消毒完成后可以调低臭氧发生量，用符合国家卫生标准的低浓度臭氧继续保持生产车间的空气清洁。

3、臭氧除臭净化效果极好，臭氧依靠其强氧化性能可快速分解产生臭味及其其它气味的有机或无机物质后达到脱臭效果，将臭味根源物质分解成无害物质。

例如：将氨氧化成二氧化碳和水。

在食品行业的具体应用：

1、生产车间空气杀菌消毒

生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素，臭氧不但可以有效地杀灭它们，并可有效去除车间异味。能使生产车间的空气、地面、操作台、器具等物体表面细菌指标达标合格。

2、更衣室和工作服消毒

生产车间的大部分细菌，都能通过加工人员的工作服带入生产车间，严重时会导致大面积传播，应引起足够重视。食品加工企业大多数采用紫外线照射消毒，因紫外线照射的天然缺陷，消毒效果较差，而臭氧气体可渗透至服装各个部位，故利用臭氧对工作服进行消毒是高效、简单的方法。

3、生产用水的杀菌净化

臭氧在水中对细菌、病毒、微生物等杀灭率更高、速度更快，对水中有机化合物等污染物质去除彻底，而又不产生二次污染。通常生产用水采用氯制剂进行消毒，由于水源受到有机化学产物污染日趋严重，氯制剂消毒后会产生氯仿、二氯乙烷、四氯化碳等氯化有机物，这些物质具有致癌性，因而欧盟国家已禁止使用氯系列长效消毒药剂，日本也将逐步禁止使用。而臭氧消毒处理后不产生二次污染化合物，且臭氧对细菌的杀灭率比氯制剂更高，杀灭速度大约是氯制剂的600～3000倍。特别在预冷消毒中，克服了次氯酸钠消毒后氯残留的缺点，可以高效、经济、简便的杀灭细菌。

4、制备高浓度的臭氧水做为新型消毒剂

把高浓度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有极强的广谱杀菌效果，同时对各种农药、有机毒物、重金属离子都有极强的降解作用。高浓度的臭氧水在完成杀菌消毒及降解其它有害物质时，臭氧重新变成氧气，在水中不留下残留物，无二次污染和任何副作用。

5、食品冷库和保鲜冷库消毒

冷库的生物污染源主要是霉菌，它们对化学消毒剂有很强的耐受力，而且在低温条件下存活。实验证明：使用浓度为6～12PPm的臭氧连续3～4小时消毒，可以将包括抵抗力极强的未萌动孢子杀死。停机后封库24小时以上，细菌杀灭率达90%左右，霉菌杀灭率可达80%左右。在食品保鲜中应用臭氧可以起到杀菌防霉与减缓新陈代谢的作用，同冷藏、空调、包装协同使用，更能提高食品的保鲜效果。

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