No método de esterilização de água da indústria alimentícia, o método tradicional é usar bactericida contendo cloro e esterilização por calor. Além disso, processos como tratamento com ozônio, radiação ultravioleta e tratamento com membrana (UF / MF) também são usados. Esses métodos têm suas próprias vantagens e desvantagens. Depois de estudar sua natureza, âmbito de aplicação e precauções, eles podem ser usados com flexibilidade de acordo com a situação específica.
Esterilização de ozônio
1. Mecanismo de desinfecção de ozônio e características de desinfecção.
A decomposição do gás ozônio produz novo oxigênio ecológico e oxigênio. O novo oxigênio ecológico pode agir nas paredes e membranas celulares, como bactérias e vírus, e reagir com as ligações duplas dos lipídios (compostos lipídicos). Nesse processo, a membrana celular será destruída, e a enzima também será destruída, resultando em um efeito bactericida.
O fungicida de ozônio com uma concentração de 0,3 ~ 0,5mg / L é usado para esterilizar os esporos do Bacillus. As bactérias do ácido láctico têm fraca resistência ao ozônio. Os relatórios mostram que a maioria das bactérias nos 2,3 ~ 5,6 × 109 / mL iniciais, 30 segundos após o tratamento com ozônio, morreram.
O efeito bactericida do ozônio varia muito, dependendo da parede celular ou membrana celular e do tipo de microrganismos.
Demora muito tempo para tratar os esporos e leveduras de Bacillus com ozônio, mas se a concentração de ozônio aumentar, o tempo de reação pode ser reduzido de forma adequada. Na verdade, a concentração de ozônio e o tempo de reação de contato podem ser determinados de acordo com a espécie bacteriana e também podem ser selecionados de forma adequada.
Realize a esterilização por ozônio de acordo com os padrões de água potável, o tempo de reação de contato pode chegar a 5 ~ 8 minutos, a concentração de ozônio na saída do gerador de ozônio está acima de 0,4mg / L (taxa de injeção 2 ~ 3mg / L), na maioria dos casos as Condições acima são utilizadas como indicadores de gestão operacional. No mesmo sistema, a taxa de injeção de ozônio deve ser aumentada para 5mg / L e, na água tratada desta forma, geralmente as bactérias não sobrevivem.
2. O método de esterilização por ozônio em água não é apenas um equipamento de esterilização, mas um sistema de esterilização.
Para construir este sistema, os seguintes pontos devem ser observados.
(a) Escolha uma fonte de ozônio que possa produzir ozônio estável e torná-lo cheio de vitalidade. Nos últimos anos, o progresso da pesquisa e o nível técnico da atividade biológica do ozônio melhoraram significativamente. Existem geradores de ozônio no mercado, e vários modelos estão disponíveis, como tipo de descarga silenciosa, tipo de placa homopolar, tipo de descarga de superfície de cerâmica e assim por diante. Desde máquinas pequenas de 15g / h até máquinas grandes de 40kg / h, o oxigenador PSA pode ser usado para montar uma série.
(b) Refino de matérias-primas de ozônio: Além de pequenos equipamentos de ozônio usados para produzir ozônio ou armazenamento refrigerado, a biomassa de ozônio em escala industrial também deve ser purificada pelo ar e usada como matéria-prima de ozônio para obter a remoção de poeira e desumidificação. De modo geral, a concentração de ozônio gerada pelo uso de ozônio de descarga eletrostática é de 1 a 3% quando o ar é usado como matéria-prima e de 2 a 6% quando o oxigênio é usado como matéria-prima. Se o processo de purificação não é perfeito, não é só a produção de ozônio. A eficiência é baixa e as partes não purificadas das matérias-primas entram no sistema de tratamento de água com ozônio e se transformam em óxidos de nitrogênio.
O método de esterilização por ozônio é usado na água de produção de alimentos, e a matéria-prima de ozônio deve ser oxigênio puro ou gerador de oxigênio PSA.
(c) Tempo de reação de contato entre a água e o ozônio: A quantidade de ozônio injetada e o tempo de reação de contato são determinados pelo tipo de microrganismo a ser esterilizado e a taxa de esterilização alvo. Esses fatores incluem custos de construção.
(d) Gerenciamento da concentração de ozônio: Para fazer a esterilização do ozônio funcionar de maneira confiável, a concentração da injeção de ozônio e a solubilidade do ozônio devem ser monitoradas e controladas dentro de uma faixa apropriada. Além do medidor de concentração de ozônio contínuo de alta precisão, um medidor de concentração de ozônio portátil e barato também foi desenvolvido. Portanto, é necessário monitorar regularmente a concentração de ozônio e remediá-la. No processo de desinfecção, o ozônio na água será inevitavelmente descarregado para fora do sistema, portanto, deve ser tratado com danos para tornar a emissão de ozônio mais baixa do que a concentração permitida.
2. Método de desinfecção por radiação ultravioleta.
Mecanismo de esterilização por UV e características da tecnologia de esterilização.
Os raios ultravioleta com comprimento de onda de 200 ~ 290 mm podem ser irradiados através da membrana celular de bactérias ou vírus, causando danos ao fenômeno do gene de controle e à função biológica do ácido nucleico (DNA), fazendo com que perca a capacidade de reprodução, conseguindo assim a esterilização.
O ácido nucléico (DNA) é especialmente fácil de absorver sob a radiação ultravioleta de 250 ~ 260 mm de comprimento de onda. Portanto, os raios ultravioleta desse comprimento de onda têm um forte efeito bactericida. A esterilização é feita com base na quantidade de radiação ultravioleta necessária para matar os microrganismos, sem nenhuma alteração na qualidade da água, e a esterilização instantânea em um tempo muito curto e com bons resultados. Além disso, o processo de tratamento é concluído em uma máquina de circulação de tubo reto.
Quanto à desinfecção ultravioleta, a relação entre a capacidade de desinfecção e a radiação ultravioleta na água tratada é mw · s / cm ^ 2 (intensidade da desinfecção ultravioleta [mw / cm ^ 2 × tempo]). A quantidade de radiação ultravioleta está relacionada à taxa de esterilização.
A sensibilidade de vários microrganismos aos raios ultravioleta varia de espécie para espécie. De acordo com os resultados dos testes de fábrica do Bacillus (incluindo B.subtlis), sob a irradiação de D10=12,5 mw · s / cm ^ 2, o efeito bactericida pode chegar a 99,5%. Portanto, a potência de iluminação do projeto do dispositivo real é igual a D10 × 4, ou seja, 50mw · s / cm ^ 2.
Use ocasiões e precauções para esterilização ultravioleta
1. Seleção do equipamento de desinfecção ultravioleta: Ao escolher o equipamento de desinfecção ultravioleta, a quantidade de ozônio gerada deve ser usada como padrão e, ao escolher o equipamento de desinfecção ultravioleta, a quantidade de água tratada deve ser usada como padrão. A intensidade da iluminação das lâmpadas de desinfecção se deteriora com a extensão do tempo de uso. Portanto, a seleção da quantidade necessária de radiação ultravioleta deve ser baseada na vida útil das lâmpadas.
2. As características da água a ser tratada: utilizando o método de esterilização ultravioleta, de acordo com a quantidade de radiação ultravioleta exigida pela bactéria na água a ser tratada, ela pode desempenhar seu papel inicialmente. Portanto, é um problema difícil tratar a transmitância na água com luz ultravioleta. Especialmente para água ou açúcar líquido contendo uma mistura, ao selecionar a quantidade necessária de radiação ultravioleta, o fator de atenuação ultravioleta da água (solução) a ser tratada deve ser considerado.
3. Características de temperatura: Geralmente, lâmpadas de mercúrio de baixa pressão são usadas. Sob a temperatura ambiente de 40 ~ 50 ℃, a lâmpada ultravioleta tem a maior taxa de exposição. Quando a temperatura da água é baixa, o efeito da esterilização é pobre, o que deve ser considerado.
