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臭氧**在真空冷冻干燥中的应用

摘要：臭氧在食品工业冻干机中的应用。本文阐述了臭氧的**特点，冻干机在使用过程中如何控制臭氧气体的分布均匀性，防止臭氧浓度的衰退，及达到**的时间控制．

关键词：臭氧浓度，衰退期，**时间

*目前国内使用的食品工业用真空冷冻干燥机，不管是从国外进口的，还是国内生产的都不具备有在线清洗（ＣＩＰ）和在线**（ＳＩＰ）的功能。但是随着中国冻干产品出口的幅度不断增大，食品**问题越来越受到世界各国的重视，并已成为影响食品工业竞争力的关键问题。近来随着欧盟和美国的食品工业标准规范的颁布，对中国的食品加工企业和食品设备制造企业是一个严峻的挑战。真空冷冻干燥机是食品生产加工

流水线过程中的一个重要设备，它的无菌标准要求直接关系到加工后食品的**性。我们知道**的方法有多种，选用何种**方法，既要达到效果，又不会产生对产品、人体、设备等影响。这是作者在本文中所要论述的一个新的技术问题。

ｌ、**原��

１．１食品腐坏的原因引起食品腐坏的原因是微生物在食品中的繁殖，微生物一般包括：病毒、**、**、霉菌等及小型藻类和原生物。要消灭和抑制这些微生物，就是要控制或剥夺这些微生物赖依生存和繁殖的环境，即空气、水份和温度。食品经过真空冷冻机（简称冻干机）脱水干燥，去除了９５％以上的水份，这样就控制了微生物生存及繁殖所必需８％水分的条件，为食品长期保存提供了条件，但是冻干机往往不是冻干某一种产品，并且在运转操作中不免有少量产品残留在干燥库的某一角落，这些残留的产品长期滞留，就会９产生各种**、芽饱、霉菌等，就会产生污染食品的现象。虽然国外有冻干机制造商利用辐射板加热来进行**，但是干燥库面积大、有死角，温度的传递均匀性差，达不到彻底**的效果。本公司在国内*开发了臭氧气体进行工业食品冻千机的**技术，解决了以上所存在的**缺陷，为工业食品冻干的**打开了一个崭新的思路。

１．２臭氧**的机理

臭氧又名三分子氧，是由３个氧原子组成的氧的同位体，由于臭氧的第三个氧原子的结合较弱而且非常不稳定，常温下容易分解产生具有强氧化能力的原子Ｓｔ。正因为如此强氧化性的臭氧，对各种**病毒有强烈的杀灭性。它的**机理是臭氧先作用于杀灭对象的细胞膜，使膜构成份受损伤而导致新陈代谢障碍。臭氧继续渗透穿过膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性导致细胞溶解、死亡，同时臭氧还能使细胞

活动所必要的酶失去活性，而影响其正常的生理功能，所以臭氧是一种广谱**剂，其**速度较氯快３００----６００倍，可以快速杀灭各种**繁殖休和芽孢、病毒及**。

２、臭氧**在冻干机上的应用

２．１臭氧**的影响因素

臭氧对微生物的杀灭效果受到微生物种类、温度、湿度、ＰＨ值、浓度值、作用时间的因素影响，在应用研究时表明各种微生物对臭氧受力的强弱顺序依次是芽孢菌＞沙门氏菌＞绿脓杆菌＞金黄色葡萄球菌＞霉菌和酵母菌。同时被杀灭环境温度越低湿度越大，则效果越好，并且在酸性条件下，杀灭能力强，碱性条件下杀灭能力差，特别对杀灭的容积、面积的大小，确定的浓度和作用时间（也称Ｄ值）极为重要。人们对臭氧**、**的研究已有许多报导，臭氧杀灭微生物的效果、作用我们在此不再作一介绍。在冻干机中应用臭氧**的关键是怎样来确定臭氧输入的浓度，及怎样保持在**过程中保持浓度的不衰退性和Ｄ值的确定。

臭氧的**作用

２．２臭氧**的效果

冻干机在干燥运转时，干燥仓和捕水器是一个圆形的密闭容器，是在真空低温下工作的，相对来说自然产生微生物的可能性较小。但是在干燥多品种，特别是冻干肉类、水产类含脂肪和蛋白质较高的产品时，比较容易产生各种**和芽孢，再者干燥仓和捕水器中有辐射板和蒸发管及其它部件和管路，即使是安装了ＣＩＰ清洗也不能保证每一个部位及角落都能彻底清洗到位。用化学法**含有化学残留剂污染食品的可能。也不能用像药品冻干机那样采用蒸汽**。那么采用了臭氧**彻底解决了问题。从我们制造的冻干设备使用情况来看，经过臭氧气体**的干燥仓和捕水器仓辐射板上及蒸发管取样检测，**的效果极其理想。另外在ＣＩＰ清洗管道中我们也通了臭氧，使其溶解在清洗水中，彻底杀灭了管路及仓内喷口的**，解决了ＣＩＰ管路中二次污染的难题。在使用中我们得出的结论是只要容器内保持臭氧浓度３０ｐｐｍ以上（即６０ｍｇ／ｍ３），相对湿度≥７０％，温度＜２５＂Ｃ，Ｄ值控制在≥９０ｍｉｎ即可达到杀灭一切微生物的目标。

３、臭氧在冻干设备中的**条件

３．１臭氧气体的输入控制

要使冻干机的干燥仓和冷凝仓能彻底**，臭Ｓｔ气体的输入浓度、输入时间是十分重要的。实践证明：１％浓度以下的臭氧在空气中（常温常压）中的半衰退期为３０ｍｉｎ，温度越高，分解速度越快，并且臭氧浓度低于Ｏ．２ｍｇ／ｍ３，就无**作用。臭氧是靠氧分子携带的活性氧原子的氧化作用起到**作用，并且臭氧在常压常温下是及不稳定的，所以输入容器时的气体走向、温度、压力对臭氧的衰退有很大的影响。再者臭氧的比重比空气大（臭氧密度为１．６８，空气为１），根据以上臭氧的特点，我们在输入臭氧气体**时，尽量降低容器的温度，增加容器的湿度，减低容器中的压强。要满足这些条件，在控制中要设计成自动的程序控制。在要进行**的生产批次时，因捕水冷凝器中温度已达一４０℃左右，所以就可不必化霜。取出干燥后的制品，先进行搁板的降温至常温，然后进行干燥仓和捕水仓的ＣＩＰ清洗，再打开水环泵将容器仓抽空到８０００Ｐａ左右，这样整个容器就保持了湿度和低压。臭氧的输入口从捕水冷凝仓上部处输入，这样输入的臭氧气体在途经捕水仓时，是处在低温状态下弥漫至干燥仓，再加上干燥仓上部的臭氧输入补偿口的打开，使臭氧气体符合低温、低压、高湿的状态条件，同时控制好Ｄ值（作用时间），就能有效地快速地达到**的目的。

３．２臭氧**的控制

以上的**条件满足后，关键是多少浓度的臭氧及多少作用时问才能杀灭容器中的**，这是冻干机臭氧**的关键控制。上文提到臭氧的输入先从捕水仓处输入，然后向干燥仓弥漫，那么在干燥仓出制品的仓门上部是臭Ｓｔ气体zui后到达的部位，也称为低值点。如果这部位上的点所测到的臭氧浓度达到**所需浓度值，那么整个仓里的各部位浓度肯定达到规定值．所以测量臭氧浓度的传感器应安置在这低值点的位置进行测量较为。这是其一。其二，浓度衰退期的控制，臭氧浓度在事先消菌时针对生产过程中令产生的微生物的种类及容器仓的容积事先设定。然后根据杀灭微生物数量达９０％所需的时间（称为Ｄ值，单位为ｒａｉｎ）进行醍定。那么在整个作用时问内．只要保证所设定输入的臭氧浓度不衰退，那么**目标就能保证。所以在低值点的臭氧传感器在作用时问内只要测到低于设定值就会马上反馈至臭氧气体输入阔打开进行补充，保持所需浓度。在计算机自动控制下，浓度的曲线在始终控制的范围内，无需手工操作，这样即方便控制，又达到了精度。这在本公司出厂的设备在**操作中采用以上控制，无一发生不合格现象。

３．３**之后的臭氧还原性

用化学**后有残余化学物滞留而污染食品，那么臭氧**后对食品冻干是否有影响昵？前文已提到臭氧是一个极不稳定的气体，在常温下即可自行分解，衰退期叉快，在**结束后只要超过３０ｒａｉｎ即进入半衰退期，如果温度越高分解速度越快，如达到８００Ｃ即分解＞８０％，成为氧气和水，所以**后。进行干燥库的辐射板加热循环，加快臭氧的分解，不会留下任何残留物，决不会对食品产生危害，这就是臭氧**的zui大优

点，也成为**食品所对应的优选**方法的原因。

３．４臭氧**时冻干设备的特殊性

正因为臭氧气体具有强氧化性，特别是高浓度的臭氧，对冻干机的干燥仓和捕水仓所用的橡胶密封件有腐蚀作用。一般的丁晴橡胶不耐臭氧气体。实际使用证明，只要在ｌｐｐｍ浓度的臭氧环境中连续放置５０小时就会发生密封圈的腐蚀性损害，导致真空泄漏。所以密封圈、片、条都要采用耐臭氧的硅或氟橡胶材料，确保长期使用不发生泄漏。

４、结论

目前，国内的臭氧**技术已广泛地应用于各个领域，在食品工业的应用也已有很长时问了，人们已总结出了臭氧**的规律和采用的手段，取得了显著的经济和社会效益。臭氧**用在真空冷冻干燥上还是初始阶段。通过不断的摸索和总结及提高后，臭氧**在冻干领域有着更为广阔的应用空间。

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