CN107373293A - 一种高级氧化消毒杀菌装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高级氧化消毒杀菌装置及方法，具体地本发明中将含有臭氧的消毒液雾化，然后使用紫外线照射雾汽发生高级氧化反应，再使用高级氧化反应后的雾汽进行消毒杀菌。与现有技术相比，本发明具有安全无毒、抗菌性强、使用方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及食品卫生领域，尤其涉及一种高级氧化消毒杀菌装置及方法。
背景技术
食品质量控制中微生物指标是重要的检测项目，目前诸多行业标准、国家标准以及国际上通行规范对其有不同的要求，食品添加剂防腐剂的限制使得加工过程微生物控制尤为重要。海产品的生物营养丰富水分大，为保持风味加工工艺繁琐耗时长，为提高口感而添加糖份较多都增加了微生物超标的概率。
我国是生鲜产品的生产与消费大国，随着商品化生鲜产品的市场需求逐渐增大，生鲜产业必将迎来蓬勃飞速的发展。由于切分加工工艺破坏了新鲜生鲜原有的组织状态，其生理发生显著变化，同时也易受到微生物的侵染，微生物主要包括非致病性的细菌如腐败菌及肠道菌属，还包括致病性的细菌如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等，若鲜切果蔬在生长、加工、运输、销售过程中被致病菌侵染，就易爆发食源性疾病。
在过去的几十年里，对流行病的研究表明，与生鲜产品相关的食品带来的疾病数量显著增加，疾病预防控制中心(DCD)报道，与水果和蔬菜相关的流行病的平均爆发数量从1973年到1987年(每年4.3次)增加了两倍多，从1988年到1991年(每年9.75次)增加了两倍。1996年到2008年期间，有82起食源性疾病的爆发与食用鲜切产品有关，其中34％与消费绿叶类蔬菜有关，引起949人患病，5人死亡。
目前使用较多的山梨酸钾添加是常规使用延长食品保质期的办法，但因其氧不稳定性、超量毒害作用各国都限制了添加量(日本≤1.0g/kg；美国≤0.1g/kg；俄罗斯≤0.3g/kg)。60Co-γ射线(8-10kGy)灭菌法能够有效的高效快捷的杀菌力备受食品、医药等领域的关注，却存在较高的使用成本问题，很多生产企业的因此增加了产品投入。短波(253.7nm)单紫外辐照空气空间环境除害的使用较多，在医疗机构及人流较多的公共场所多见，微生物对紫外线敏感性不同，最敏感的是革兰氏阴性杆菌，之后是革兰氏阳性杆菌，再次为芽胞，最强的是霉菌孢子最高需求剂量高达300mJ/cm2，灭活率仅为1.3log。海产食品生产线空间大、环境湿度大、气溶胶微生物含量高、生物营养丰富，低压单波长紫外效率杯水车薪。
因此，本领域需要开发一种安全无污染、杀菌效率高、使用成本低的消毒杀菌工艺。
发明内容
本发明目的在于提供一种高级氧化消毒杀菌装置及方法，提供一种安全无污染、杀菌效率高、使用成本低的消毒杀菌工艺。
本发明的第一方面提供了一种高级氧化消毒杀菌装置，所述高级氧化消毒杀菌装置，包括高级氧化反应器和雾化器，所述高级氧化反应器包括一箱体，所述箱体内部设有紫外灯，所述雾化器和所述高级氧化反应器之间通过通气管连接，所述箱体的上部设有雾气出口；其中，所述雾化器被设置用于雾化消毒液，所述消毒液中含有臭氧。
优选地，所述紫外灯外部设有石英玻璃罩。所述石英玻璃罩被设置用于隔离紫外灯和雾气，以延长紫外灯寿命。
优选地，所述装置还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器产生的臭氧经过管道溶于水中从而形成所述消毒液。
优选地，所述臭氧发生器臭氧出口设有流量计。
优选地，所述雾气出口设有加热装置，所述加热装置被设置用于给自高级氧化反应器中流出的雾汽加热。
优选地，所述高级氧化反应器的容积为1×105cm2～10×105cm2。
本发明的第二方面提供了一种高级氧化消毒杀菌方法，所述方法包括步骤：
(1)提供消毒液
配制消毒液，所述消毒液中含有臭氧；
(2)制备消毒雾汽
将所述消毒液雾化，形成所述消毒雾汽；
(3)制备高级氧化雾汽
使用紫外线照射所述消毒雾汽，形成高级氧化雾汽；
(4)消毒杀菌
使用所述高级氧化雾汽进行消毒杀菌。
优选地，所述步骤(1)中，所述消毒液的pH为7.5～8。
优选地，所述步骤(1)中，所述消毒液中臭氧浓度≥0.15mg/L。更优选地，所述消毒液中臭氧浓度为0.2mg/L-10mg/L。
优选地，所述步骤(3)制备高级氧化雾汽过程中维持温度30℃～40℃。
优选地，所述步骤(3)中，紫外线强度为0.8-1.1mw/cm2。
优选地，所述步骤(3)中，紫外线剂量为20-60mj/cm2。
优选地，所述步骤(3)中，所述消毒雾汽的体积为1×105cm2～10×105cm2。
优选地，所述步骤(1)中，所述消毒液中还还含有过氧化氢。
优选地，所述步骤(1)中，所述消毒液中的过氧化氢浓度为5mg/L-20mg/L。
优选地，所述步骤(1)中，使用碳酸氢钠调节消毒液的pH。
优选地，所述步骤(4)中，消毒过程中维持所述高级氧化雾汽温度高出待消毒物品的温度2℃以上，更优选地4℃以上，最优选地5-20℃。
与现有技术相比，本发明的高级氧化消毒杀菌方法，具有如下优点：提供一种安全无污染、杀菌效率高、使用成本低的消毒杀菌工艺：
(1)安全无毒，杀菌效率高；
(2)成本低，使用方便。
附图说明
图1是本发明一个优选地实施方式的高级氧化消毒杀菌装置的结构示意图；
图2是本发明另一个优选地实施方式的高级氧化消毒杀菌装置的结构示意图；
图3显示了使用本发明的消毒杀菌方法对鲜切生菜的杀菌效果。
具体实施方式
高级氧化除菌(紫外催化氧化蒸汽)又称做深度氧化技术，在光催化条件下以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点，分解环境中有机分子，多以水媒介处理有机物与生物灭活。本发明中使用紫外/过氧化氢/臭氧高级氧化技术，反应条件温和，是较为理想的消毒杀菌技术。
本发明实施例中紫外灯管选用飞利浦紫外灯管，功率为36W～260W；雾化器功率为260W，雾化量0～5L/h；臭氧发生器(臭氧机)的臭氧制备效率为0.1-1g/h。
如图1所示，在本发明的一个优选的实施方式中，根据本发明的高级氧化消毒杀菌装置，包括高级氧化反应器1和雾化器2，所述高级氧化反应器1包括一箱体10，所述箱体10内部设有紫外灯11，紫外灯11的数量可以根据需要进行设置，所述雾化器2和所述高级氧化反应器1之间通过通气管21连接，所述箱体的上部设有雾气出口13；其中，所述雾化器2被设置用于雾化消毒液，所述消毒液中含有臭氧和/或过氧化氢。所述箱体10为直径60cm，高1m的圆筒。所述消毒液中过氧化氢浓度为30mg/L-100mg/L，和/或臭氧浓度为0.5mg/L-20mg/L。所述紫外灯外部设有石英玻璃罩14。所述石英玻璃罩14被设置用于隔离紫外灯和雾气，以延长紫外灯寿命。所述箱体10的底部设有排水口12。
如图2所示，所述装置还包括臭氧发生器3，所述臭氧发生器3产生的臭氧经过管道22进入所述雾化器2中的消毒液中。在所述臭氧发生器的臭氧出口可以设置流量计。在其它实施方式中，也可以使用臭氧发生器3产生臭氧，在外部配制消毒液，然后再将消毒液加入雾化器2中。
在其它实施方式中，可以在雾气出口13上设置加热装置，用于给自高级氧化反应器1中流出的雾汽进行加热。
实施例1制备高级氧化雾汽
设置臭氧发生器的臭氧制备效率为0.5g/h，将臭氧通入纯水中制备消毒液，直至消毒液中臭氧浓度达到5mg/L，然后使用碳酸氢钠调节消毒液的pH为7.8。启动雾化器对消毒液进行雾化，雾化形成的雾汽，通过管道通入高级氧化反应器底部。高级氧化反应器为直径60cm，高1m的圆筒。内部中央设有紫外灯，设置紫外线强度为1mw/cm2进行高级氧化反应，经过高级氧化反应后的雾汽即为高级氧化雾汽。制得的高级氧化雾汽通过高级氧化反应器顶部的排汽管导出。可以将待消毒的物品(如，生鲜食品)悬挂于密闭的消毒箱内，将制得的高级氧化雾汽通入消毒箱，即可对物品进行消毒。
实施例2制备高级氧化雾汽
设置臭氧发生器的臭氧制备效率为0.3g/h，将臭氧通入过氧化氢水溶液中制备消毒液，过氧化氢浓度为10mg/L，直至消毒液中臭氧浓度达到0.5mg/L，然后使用碳酸氢钠调节消毒液的pH为7.8。启动雾化器对消毒液进行雾化，雾化形成的雾汽，通过管道通入高级氧化反应器底部。高级氧化反应器为直径60cm，高1m的圆筒。内部中央设有紫外灯，设置紫外线强度为1mw/cm2进行高级氧化反应，经过高级氧化反应后的雾汽即为高级氧化雾汽。制得的高级氧化雾汽通过高级氧化反应器顶部的排汽管导出。可以将待消毒的物品(如，生鲜食品)悬挂于密闭的消毒箱内，将制得的高级氧化雾汽通入消毒箱，即可对物品进行消毒。本发明人在研究中发现，使用碳酸氢钠调节消毒液的pH为
7.5-8.0，不仅能够提高杀菌消毒效果，而且能够降低对果蔬产品消毒所引起的褐变，能够使果蔬产品保持原有的色泽。
应用例1蔬菜消毒
自来水下冲洗新鲜生菜1min，沥干后将生菜切成5×5cm的片作为实验材料，实验组1使用实施例1制备的高级氧化雾汽消毒2min，实验组2使用实施例2制备的高级氧化雾汽消毒2min。对照组1使用纯水制备的雾汽进行消毒作业，其它同实验组；对照组2使用未经紫外照射的雾汽进行消毒作业，其它同实验组1；对照组3使用不含臭氧仅含过氧化氢(10mg/L)消毒液制备的雾汽进行消毒作业，其它同实验组2。消毒过程中室温为28℃(即，生菜温度)，控制雾汽温度为32℃。消毒完成后晾干表面残留水分，装入无菌保鲜袋中放置于4℃环境下冷藏保存。在第4天测定菌落总数。实验结果如图3所示。从实验结果中可以看出，实验组1、2的菌落总数显著少于对照组；而且实验组2，显示出了更优的消毒杀菌效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高级氧化消毒杀菌方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
(1)提供消毒液
配制消毒液，所述消毒液中含有臭氧；
(2)制备消毒雾汽
将所述消毒液雾化，形成所述消毒雾汽；
(3)制备高级氧化雾汽
使用紫外线照射所述消毒雾汽，形成高级氧化雾汽；
(4)消毒杀菌
使用所述高级氧化雾汽进行消毒杀菌。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述消毒液的pH为7.5～8。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述消毒液中臭氧浓度≥0.15mg/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，紫外线强度为0.8-1.1mw/cm2。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)制备高级氧化雾汽过程中维持温度30℃～40℃。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述消毒液中还还含有过氧化氢。
7.一种高级氧化消毒杀菌装置，其特征在于，所述高级氧化消毒杀菌装置包括高级氧化反应器和雾化器，所述高级氧化反应器包括一箱体，所述箱体内部设有紫外灯，所述雾化器和所述高级氧化反应器之间通过通气管连接，所述箱体的上部设有雾气出口；其中，所述雾化器被设置用于雾化消毒液，所述消毒液中含有臭氧。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器产生的臭氧经过管道溶于水中从而形成所述消毒液。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述臭氧发生器臭氧出口设有流量计。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述雾气出口设有加热装置，所述加热装置被设置用于给自高级氧化反应器中流出的雾汽加热。
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| CN105110411A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-02 | 惠州市泰林科技有限公司 | 紫外线-臭氧高级氧化消毒罐 |
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2016
- 2016-08-29 CN CN201610742343.4A patent/CN107373293A/zh active Pending
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| CN111829099A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-10-27 | 中物院成都科学技术发展中心 | 用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置及方法 |
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