超高压杀菌技术论文

超高压杀菌技术论文（共8篇）

超高压杀菌技术论文 篇1

摘要：阐述了高压脉冲电场的杀菌机理, 综述高压脉冲电场在食品方面的应用并分析其对食品质量的影响, 提出实现其工业化应用有待解决的问题, 展望高压脉冲电场在食品工业中的应用前景。

关键词：高压脉冲电场,杀菌,食品工业

高压脉冲电场杀菌是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。其基本过程是用瞬时高压处理放置在两极间的低温冷却食品。脉冲电场处理属于非加热处理, 由于在常温、常压下进行, 处理后的食品与新鲜食品在物理性质、化学性质、营养成分上改变很小, 风味、滋味无感觉出来的差异, 杀菌的效果明显, 可以达到商业无菌要求, 特别适合于热敏性很高或有特殊要求的食品杀菌。同时由于杀菌时间短、能耗低, 与传统的热杀菌处理相比, 具有明显的优势, 其在果汁及其它食品的加工中已显示出特有的优越性, 有望取代或补充热杀菌技术[1]。

1 高压脉冲电场的杀菌机理

1.1 高压脉冲电场的产生

高压脉冲电场的获得有两种方法:一种是利用特定的高频高压变压器来得到持续的高压脉冲电场, 用这种原理制作大型设备有很多困难。另一种是利用LC振荡电路的原理来形成高压脉冲电场, 利用自动控制装置对LC振荡电路进行连续的充电与放电, 可在几十毫秒内完成杀菌处理, 所以应用较多。杀菌用高压脉冲电场的强度一般为15~100kV/cm, 脉冲频率为1~100kHz, 放电频率为1~20Hz。

1.2 高压脉冲电场的杀菌理论

关于高压脉冲电场杀菌机理已有多种假设, 如臭氧效应、电解产物效应、电磁机理模型, 细胞膜穿孔效应等, 但目前比较认可的解释有Zim-mermann (1986) 的电崩解理论和Tsong (1991) 的电穿孔理论[2,3,4,5]。电崩解理论认为微生物细胞膜可看作一个注满电解质的电容器, 在外加电场的作用下细胞膜上的电位差就会随电压的增大而增大, 导致细胞膜厚度减少, 当膜电位差达到临界崩解电位差时, 细胞膜上孔形成, 在膜上产生瞬间放电, 使膜分解。电穿孔则认为外加电场下细胞膜压缩形成小孔, 通透性增强, 小分子进入到细胞内, 致使细胞的体积膨胀, 导致细胞膜的破裂, 内容物外漏, 细胞死亡。

总之, 高压脉冲电场杀菌作用主要表现在两个方面[6]: (1) 场的作用, 脉冲电场产生磁场, 细胞膜在脉冲电场和磁场的交替作用下, 通透性增加, 膜遭破坏, 细胞膜的保护作用减弱甚至消失。 (2) 电离作用, 电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内生命物质作用, 阻碍了膜内正常生化反应和新陈代谢的进行。同时, 液体介质电离产生臭氧的强氧化作用, 使细胞内物质发生一系列反应。通过场和电离的联合作用, 杀灭菌体。

1.3 高压脉冲电场的杀菌灭酶效果

大量实验表明, 高压脉冲电场对大肠杆菌及酵母菌的灭菌效果显著, 而对细菌孢子无效果, 只对发芽的孢子有失活现象。但也有试验分析得出:当用40kV/cm的电场强度、3.6ms的处理时间杀菌时, 细菌芽孢失活率可达98%, 所以用高压脉冲电场杀细菌芽孢是可行的[7]。

国外某些研究人员使用高压脉冲电场对培养液中的酵母、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌, 以及苹果汁、香蕉汁、菠萝汁、牛奶[8]、蛋清液等进行了大量研究, 结果显示抑菌效果可达4~6个对数级, 其处理时间极短, 在几个微秒到几个毫秒最长不超过1s, 该处理对食品的感官质量不造成影响, 其货架期一般都可延长4~6周[5][9]。

Castro1994的实验结果显示, 高压脉冲电场对鲜牛奶中碱性磷酸酶失活率为60%, 对脱脂牛奶中荧光假单胞菌属产生的蛋白酶的失活率为60%, 对模拟牛奶中胞质素的失活率为90%。带极性的指数型高压脉冲对α-淀粉酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶的失活率分别为85%、85%、75%, 而对过氧化物酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶的失活率分别为30%、40%、5%, 溶菌酶和胃蛋白酶的失活率是电场强度的函数, 在强度为13kV/cm和50kV/cm、脉冲数为30的电场作用下, 溶菌酶的失活率分别为15%和60%。

为了提高脉冲的杀菌效果, IU等人指出, 高压脉冲与中等程度的热处理相结合或与溶菌酶、乳链球菌素等天然抗微生物制剂相结合处理苹果汁, 能有效地减少大肠杆菌。脉冲杀菌与低浓度的杀菌剂如臭氧和H2O2结合, 杀菌效果将更显著, 有望在食品工业中得到应用[10]。

1.4 影响高压脉冲电场杀菌的因素分析

1.4.1 电场强度

对杀菌效果影响最显著。电场强度增大, 对象菌存活率明显下降。电场强度从5kV/m变到25kV/m, 杀菌对数曲线斜率增加一倍[5][11]。

1.4.2 处理的温度、时间及pH值

一般情况下, 处理温度上升 (在24~60℃范围内) , 杀菌效果提高, 其提高的程度一般在10倍以内[11], Hulsheger[12]等认为温度与脉冲电场有协同效应;随着杀菌时间延长, 对象菌存活率开始急剧下降, 然后平缓, 逐渐变平, 最后增加杀菌时间亦无多大作用;在正常的pH值范围内, pH对灭菌效果无显著影响, 但当pH值低于酸碱平衡值时灭菌率会增加[13]。

1.4.3 介质电导率、脉冲频率及脉冲数目

介质电导率影响放电时的脉冲强度和脉冲次数, 介质电导率提高, 脉冲频率上升, 脉冲宽度下降。这样, 电容器放电时, 脉冲数目不变, 即杀菌总时间下降, 从而杀菌效果相应降低;对于每一次电容器放电, 提高脉冲频率, 就具有更多的脉冲数目, 杀菌效果上升。但Hulsheger[12]等报道, 脉冲频率对灭菌效果没有影响, 且随着脉冲频率增加, 能耗增加, 操作费用大为增加。若电场强度固定, 细菌的存活率随所施加的脉冲数目增加而减少。

1.4.4 高压脉冲电场的波形及极化形式

Qin[14]等研究报道, 矩形波的灭菌率要高于指数衰减波, 振荡衰弱脉冲的灭菌率最低。在脉冲极化形式方面, 双向脉冲的灭菌率高于单向脉冲, 能量及电压相同的方波形脉冲电场比指数形高压脉冲电场杀菌效果好。指数形双极性高压脉冲电场比指数形单极性高压脉冲电场杀菌效果好。

另外, 微生物的种类、细胞大小、生长阶段[15]及培养基组成、食品的性状、成分, 溶液的含菌量、离子浓度和悬浮液的导电性能、食品处理室的结构等也对灭菌效果也有一定的影响。

2 高压脉冲电场在食品中的应用

2.1 食品增鲜

鲜肉在经过高压电场作用后, 其鲜嫩度增加。实验表明:新鲜猪肉经高压电场处理后, 其浸出汁中总氨基酸含量明显增加;在5KV/cm的高压场强下处理30s, 总氨基酸含量增加了37.56%。要使总氨基酸含量增加, 高场强比低场强有效, 长处理时间比短处理时间有效[5]。说明高压电场破坏了多肽链, 促进了蛋白质分子降解。这一结论可应用到其它食品工业中, 如酱油等高蛋白含量液态食品久存后会发生沉淀现象, 这些沉淀主要是蛋白质。若将这些蛋白质沉淀前体物在沉淀前置于与本实验类似的高压电场装置中处理, 可以使其沉淀前体物降解, 从而避免沉淀产生, 提高产品质量。

2.2 液态食品杀菌

早在1879年Cohn和Mendesohn就发现溶液中的电场能杀灭细菌。近年来随着电子加工技术的发展, 逐步开展了对脉冲电场技术灭菌效果的深入研究。目前, 高压脉冲电场技术可在低于40℃的条件下实现对液体物料的灭菌。不同菌种对电场的承受力不同, 相同灭菌条件下, 不同菌种存活率为霉菌>乳酸菌>大肠杆菌>酵母菌, 此原理在鲜牛奶、鲜橘汁、苹果汁、苹果酒、鸡蛋等方面已得到应用[5]。岳朝阳等[3]采用高压脉冲发生装置对牛乳进行了灭菌实验, 结果表明高压脉冲电场杀菌效果显著。1997年, 陈键[16]用22.5kV/cm的电场, 脉冲50次, 使脱脂乳中的99%的大肠杆菌失活。目前高压脉冲电场非热杀菌技术已用于蛋液的工业化生产中, 另外在实验室已进行了对苹果汁、桔子汁、脱脂乳及绿豆饮料等食品的杀菌研究[17]。

可见脉冲电场用在液体食品加工是成功的, 这样一种新的低温杀菌方法对于生产高质量、货架期稳定的食品来说将会有深远的影响。

3 高压脉冲电场对食品质量的影响

用高压脉冲电场和热分别对苹果汁、2%含脂牛奶、全蛋液、碗豆汁杀菌, 经比较, 两种方法加工的食品的感官特性无明显差别, 只是电处理过的蛋液的颜色和粘度有变化。高压脉冲电场对未过滤的苹果汁、果浆含量高的桔汁、菠罗汁、天冬甜素溶液的感官特性也无影响, 桔汁中VC的含量也不改变, 处理过的苹果汁比新鲜的苹果榨汁味道更好[10]。高压脉冲电场加工的桔汁中易挥发物质损失为13%, 萜二烯和丁酸乙酯的损失分别为15%和26%, 而热杀菌的桔汁中萜二烯和丁酸乙酯的损失分别为60%和82%。高压脉冲电场加工的桔汁中气味物质的损失率为3%, 而热杀菌的损失率为22%[18]。

食品中含有的某些营养素及酶类物质, 经氧化后会成为自由基的产生来源之一。自由基在很多的情况下对人体有损害作用。实验发现[19], 高压脉冲电场处理过后不会产生对人体有害的自由基物质。

在食品成分的变化方面, 蛋白质最易于受各种理化或微生物因素的作用而分解腐败, 从而使食品的质量降低。研究表明, 高压脉冲处理不会引起食品营养成分的改变。

4 高压脉冲电场在食品方面的应用展望

4.1 实现工业化应用有待解决的问题

(1) 高压脉冲电场对粘性食品及含固体颗粒食品的杀菌还有待于进一步研究, 操作条件还有待于进一步优化[20]。

(2) 高压脉冲电场杀菌属非热杀菌, 但杀菌过程有温升, 因此, 应研制带冷却室的食品处理装置[7]。

(3) 高压脉冲电源是杀菌装置的关键部件, 目前实验所用电源均为指数衰减波脉冲电源, 其杀菌效率没有矩形波电源高, 但产生矩形脉冲波的电路复杂, 且由于阻抗匹配等原因, 使得矩形脉冲波脉冲电源成本高。因此, 研究价格合适, 参数稳定的矩形波高压脉冲电源是此项技术走向商业化应用的重要问题[3]。

(4) 解决杀菌室的合理设计问题, 即如何增大杀菌室液体食品透过的过流断面, 否则无法投入工业化应用[3]。

(5) 影响高压脉冲电场灭菌的诸多因素之间的关系需要了解, 以便综合考虑, 确定灭菌的最佳参数组合, 这将有助于拓宽高压脉冲电场的应用范围[4]。

(6) 脉冲处理设计的使用寿命、方法的可信度、处理后食品的毒理测试, 以及食品权威管理机构的认证都是必须的, 所以今后应加强高压脉冲加工食品的质量、安全性等方面的研究, 完全确保消费者的健康[5]。

(7) 解决与传统热杀力相比拟的处理系统的成本问题[5], 需要熟悉电子电路和食品加工两方面的研究人员从整个系统设计的角度出发共同努力。

4.2 工业化前景

目前在食品工业中广泛采用的高温杀菌技术, 其处理过程破坏了食品原有的风味, 且营养损失大, 能耗大, 成本高;高压脉冲电场杀菌由于其非热加工特性, 温升小、能耗低、操作费用低, 并能满足某些食品的热敏性需要, 因此工业化的前景十分看好。据国外资料报道[3], 高压脉冲电场用于液态食品 (牛奶、果汁、饮料等) 杀菌的操作费用据估计只有0.17美分/升的电费和0.22美分/升的维护费[21]。并且当针对不同对象灭菌采用其最有效的抑制脉冲波形或高压脉冲电场杀菌与热杀菌联合使用时操作费用还可以降低。国内邓元修[5]等实验证明高压脉冲电场对酵母和大肠杆菌的杀灭耗能只有18~60×106J/m3, 即每吨液态食品灭菌耗电大约为0.5~20kW/h。

总之, 高压脉冲电场杀菌以其优良的处理效果, 低廉的操作费用展示了诱人的应用前景, 在市场竞争日趋激烈、世界能源不断枯竭、成本不断提高的情况下, 采用低能耗、低操作费用的高新技术是科技发展的必然趋势。相信随着高压脉冲技术的发展和高压脉冲电场在食品杀菌中研究的深入, 其工业化的应用已经为期不远。

冷杀菌技术在食品生产中的应用 篇2

关键词：冷杀菌技术 食品生产 应用

中图分类号：TS205 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）20-0001-01

随着物质生活水平的不断提高，人们对食品的质量要求也越来越高，要求食品加工企业在杀菌的同时保持食品的新鲜度以及营养成分，然而传统的热杀菌技术远远不能达到消费者的这些要求。为满足消费者需求，食品生产商也不断开发新的杀菌技术，近年来，国内外企业经过不断努力研究出一系列新型冷杀菌技术[1]，此技术既能控制食品微生物数量，也能保持食品本身固有的品质，满足消费者对食品的要求。

1 几种冷杀菌技术的对比分析

冷杀菌技术是一种高效的杀菌方法，它可以在杀菌过程中使得食品温度不升高或升高很低，并且能够保持食品的功能部分。主要有超高压杀菌技术、高压脉冲电场杀菌技术、脉冲强光杀菌技术、微波杀菌技术等。（1）超高压杀菌技术：该技术主要是通过破坏微生物细胞膜，抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制来实现。杀菌均匀、高效、低耗，还能保护原物质中的维生素、色素、营养成分等不发生变化，有效延长食品的储藏时间。（2）高压脉冲电场杀菌技术：此技术是流状食品（比如啤酒、牛奶、饮料）常用的杀菌技术，采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌，用瞬时、高压处理放置在两极间的低温冷却食品。具有杀菌效果好、能耗低等特点，杀菌均匀，对食品的质量影响较小。（3）脉冲强光杀菌技术：微生物主要的组成成分为水、蛋白质、脂肪等，而脉冲光具有一定的穿透力，当强光作用于活性结构时，蛋白质等发生变性，使得细胞失去生物活性，以达到杀菌的目的。此技术属于一种安全、高效、节能的冷杀菌技术[2]，经过此技术处理后，微生物会明显减少，但不会破坏掉食品的质量及营养成分，还具有投资少，无有害物质残留，杀菌时间短等特点。（4）微波杀菌技术：微波杀菌是利用电磁场效应和生物效应改变微生物细胞膜的通透性，阻碍其正常生长发育，最终达到杀菌的目的。具有节约能源、安全环保、加热速度快等特点，杀菌效果理想。

2 冷杀菌技术在食品生产中的应用

2.1 在果汁饮料生产中的应用

（1）超高压杀菌技术在果汁饮料生产中的应用：超高压杀菌生产果汁饮料的工艺流程：果实→榨汁→加入砂糖、果胶→配料混合→灌装密封→加压杀菌→成品。经过超高压技术的处理的果汁，颜色、营养、风味几乎与未处理过的新鲜果汁无异。（2）高压脉冲电场杀菌技术在果汁饮料生产中的应用：经过此技术处理后的果汁，在22～25℃下的保质期为4周[3]。为提高此技术的应用效果，有人建议，将此技术与中等程度的热处理技术相结合或与溶菌酶、乳链球菌等天然抗微生物剂结合处理果汁，能减少果汁中的大肠杆菌，应用此方法处理后的果汁保质期得到延长，香味物质在脉冲前后无明显差异，口感更好。

2.2 在肉制品中的应用

微波杀菌技术是实现肉制品安全、高效杀菌的重要方法之一。其杀菌机理主要包括热效应和非热效应两方面。在微波的作用下，微生物细胞在微波场的作用下，产生热效应，随着温度的升高，分子结构遭到破坏，从而失去了生物活性，菌体死亡或无法继续繁殖，从而达到杀菌的目的[4]。微波杀菌加热速度快，且受热较热力杀菌均匀，能够解决软包装肉制品的杀菌问题，如对于酱牛肉的保鲜处理，微波加热温度达到50～60℃时，可杀死酱牛肉中的大部分腐败菌，这样就使酱牛肉的货架期大大延长。与低温长时杀菌相比，微波杀菌时间短，减小了对肉质的损伤，最大限度地保持肉制品的营养和风味。

2.3 在果蔬食品中的应用

脉冲强光杀菌技术是近年发展起来的一种非物理杀菌技术，它是通过光热和光化学效应的共同作用来杀灭微生物。在紫外线的照射下，微生物体内的蛋白质和核酸受到影响，阻碍DNA的复制与转录从而造成细胞死亡。除此之外，微生物体内的酶类也会吸收UV-C和UV-B，对微生物造成明显的伤害。如对大白菜、胡萝卜等进行表面灭菌，脉冲强光辐照剂量为0.3J/cm2，两个脉冲处理后，蔬菜表面的微生物可下降1.6～2.6个数量级。用脉冲强光杀菌技术杀灭熟地瓜干表面染菌，经过20s的处理后，地瓜表面的大肠杆菌数量可以降低5个数量级，经过杀菌的地瓜干仍能保持原有的色泽和风味[5]。

3 结语

除以上介绍的几种冷杀菌技术外，还有真空杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等非热杀菌技术，与传统的热杀菌技术相比，更能满足消费者对食品质量的要求，此技术不但能延长食品的保质期，还能避免热杀菌技术出现的营养流失现象，符合人们对健康食品的要求，但此技术应用过程中也存在一些不足，如超高压技术中处理食品只能用塑料等较软的包装，气密性要好；在运输食品中如果环境条件控制不当，很可能导致大量致命病菌的生长。另外冷杀菌技术的操作成本比传统的热杀菌技术要高很多，也从根本上抑制了冷杀菌技术的发展[6]。虽然此技术上存在一定的缺点，但是随着冷杀菌机理的深入研究和技术的逐渐完善，人们会享受到品质更高、营养成分更高的食品，因此在未来食品发展中也将起到很大的推动作用，从而带动整个食品行业的发展。

参考文献

[1]张志强.冷杀菌技术在食品工业中应用的研究进展[J].食品研究与开发，2011（01）.

[2]南楠，袁勇军，戚向阳，等，脉冲强光技术及其在食品杀菌中的应用[J]，食品工业科技，2010年第12期.

[3]范美霞，王鲁霞，王秋瑾.冷杀菌技术在果汁加工中的应用[J].科技风，2013（22）.

[4]李影球，周光宏，徐幸莲.四种非热杀菌技术在肉类中的应用[J].食品工业科技，2013（17）.

[5]张璇，鲜瑶.脉冲强光杀菌技术及其在果蔬上的应用[J].农产品质量与安全，2011（03）.

简析鲜乳的杀菌技术 篇3

1 处理乳过程中的注意事项

1.1 要根据不同类型产品采用不同温度和时间。在生产储藏过程要避免引起脂肪上浮, 乳清析出。

1.2 酸包、涨包等问题出现。

1.3 巴氏杀菌所需的温度和时间, 以及巴氏杀菌加热过程中牛乳产

生的变化, 包括可逆变化、不可逆变化、感官变化, 以及生产运输和储藏中巴氏乳所需的温度。

1.4 超高压杀菌技术的特点, 所适用的产品类型。

1.5 超高压杀菌的工艺以及采用超高压杀菌时应注意的问题。

2 UHT杀菌技术

2.1 UHT杀菌乳的特点。

新鲜, 保质期长, 携带, 销售半径大。但UHT乳也有其自身不足, 如蛋白质凝结, 造成营养损失和包装费用增加, 且常出现个别酸包, 涨包的现象。

2.2 UHT乳的灭菌类型。

2.2.1商业灭菌。商业灭菌不同于完全无菌, 而是指完全杀死致病菌, 也就是允许产品中存在非致病菌。2.2.2非致病菌。多为耐热菌, 如微球菌, 它能分解蛋白质和脂肪, 且使牛乳在保质期内凝固和胨化。

2.3 UHT乳控制的关键点。

2.4 UHT灭菌对设备的要求。

2.4.1国产设备可保证连续生产10~12h, 然后必须进行CIP清洗。原因是随着杀菌时间延长, 管壁结垢速度加快, 杀菌温度随之降低, 当达到程序设定的临界温度, 则进入自动清洗。2.4.2保证进气压力。设备允许最低蒸汽压力为6kg, 否则出现杀菌温度不足而需重新清洗。2.4.3控制杀菌温度。国内外杀菌温度的参数也不同。总体来说, 杀菌温度越高, 保温时间越长就越容易出现问题。

2.5 不同牛乳产品采用UHT杀菌所需温度。

2.5.1酸性饮料:由于在酸性条件下产生不耐热微生物, 所以杀菌温度不可以过高。另外, 防止杀菌温度过高也有利于防止酸味剂产生酸臭味。UHT方法处理酸性乳饮料时, 温度为115~120℃, 4S。2.5.2含芽孢或耐热芽孢较多的原料 (如可可粉, 奶粉生产花色粉或中性乳饮料时, 适当提高杀菌温度, 尽量杀死芽孢, 温度为139~142℃, 4S。2.5.3含芽孢或耐热芽孢的原料奶生产牛乳或中性乳饮料时, 温度为137~139℃, 4S。

2.6 UHT乳贮存中常见问题及解决方法。

2.6.1脂肪上浮。2.6.1.1均质不当, 均质压力14~21兆帕;二次均质开始时需要的低压均质, 均质压力为4兆帕, 再进行的二次均质压力为15~20兆帕。预热温度为60℃左右较为适宜, 应尽量避免过高或过低。2.6.1.2乳化剂乳化效果不佳。乳化剂的添加量为0.1%。2.6.1.3乳中天然酶含量超标。这种情况会破坏乳脂肪和酪蛋白表面结构, 引起脂肪和酪蛋白聚集, 导致脂肪上浮现象。2.6.2蛋白凝块与乳清析出。原因:酶水解蛋白。酶有两类, 一类是天然酶, 如纤维蛋白酶。另一类为微生物产生的酶。解决方法:尽量控制原料乳中的体细胞数量, 不收购患有乳房炎牛的乳;严格控制乳中微生物数量。2.6.3酸包与涨包。酸包和涨包主要原因是微生物污染。解决方法:原料乳要彻底杀菌, 设备清洗要干净。2.6.4色、香、味改变。原因包括用H2O2对设备消毒, 若有消毒液残留则存在辛辣味, 涩味, 影响口感。

3 巴氏杀菌技术

3.1 巴士杀菌技术的特点。

3.1.1目前市场上许多鲜牛乳都采用了巴士杀菌技术。采用巴氏杀菌, 可杀灭乳微生物的代谢产物和酶, 如磷酸酶、淀粉酶、过氧化物酶, 溶菌酶、核糖核酸酶。3.1.2巴氏杀菌技术所用的温度越高时间越短。

3.2 乳加热后的变化。

3.2.1可逆变化。主要是乳糖的变旋光现象, 离子平衡反应, 包括p H变化;蛋白质构型的变化, 如β-乳球蛋白二聚体与其单体的转化;脂肪球的冷聚集;脂肪结晶;酪蛋白缔合。3.2.2乳加热后不可逆变化。气体的排除, 包括O2、N2、CO2;部分钙和磷酸盐从溶解状态转变为胶体状态;乳糖的变化, 生成有机酸 (主要是甲酸) 和乳果糖等, 温度高于100℃尤为明显;部分有机磷酸酯甚至磷脂100℃以上发生分解;滴定酸度上升, p H下降;α-乳白蛋白的稳定性最高, β-乳球蛋白及血清白蛋白次之, 免疫球蛋白最低;免疫球蛋白失活;酶被钝化, 温度高于50℃时酶开始钝化, 不同的酶钝化温度不同。3.2.3不可逆变化。温度高于60℃时, 游离巯基和硫氢化合物形成;氧化还原电位下降;美拉德反应发生;酪蛋白胶束的聚集, 通常发生于温度高于110℃;脂肪球膜的变化, 如钙含量的上升;甘油三酯在120℃以上时进行酯交换反应;内酯和甲基酮的形成 (来源于脂肪) ;部分维生素遭破坏。3.2.4感官的变化:牛乳色泽的变化;牛乳风味的变化, “蒸煮味”的出现, 主要来自巯基及硫氢化合物;质构的变化, 乳清蛋白变性和酪蛋白胶束的聚集造成粘度上升;成胶性能得到改善, 减少热凝结作用;乳油分层 (Creaming) 倾向减弱;脂肪球聚结稳定性减弱;乳脂肪自动氧化率降低;均质受加热强度的影响。

3.3 巴氏杀菌奶的质量保证。

3.3.1生奶:细菌数:≤40万/ml;抗生素:阴性;贮存温度:4℃;P≥3.0%, F≥3.3%;贮存时间:≤24hr。3.3.2运输:生奶的运输温度上升小于2度;3.3.3产品:保鲜奶:<50个/ml, 瓶奶:<1000个/ml;保鲜奶入库温度:950ml、980ml牛奶入库≤4℃;500ml牛奶入库≤6℃;200ml牛奶入库≤8℃;其它保鲜产品入库温度≤10℃瓶袋奶入库温度≤10℃。

4 超高压杀菌技术

4.1 各种杀菌技术分析, 牛初乳多种活性成分对热敏感, 现有的热处理技术, 如UHT或巴氏灭菌都会对活性物质成分造成破坏。

传统杀菌难以保留热敏性蛋白的活性, 超高压杀菌则可生产包含活性蛋白的牛初乳饮料。牛初乳的活性成分, 如免疫球蛋白等在高压下存活而其中酵母菌, 霉菌在高压下被杀死。钝化饮料中含有腐败微生物, 产品保质期为6个月。

4.2 超高压杀菌的特点。

工艺简单。糖、稳定剂等配料 (对热不敏感) 经过热处理杀菌, 冷却至不影响活性蛋白的温度, 在加入牛初乳蛋白, 混合调酸物质罐装装瓶在经超高压杀菌处理后销售。

4.3 超高压杀菌技术应用范围。

超高压杀菌技术可以杀鲜乳, 还可以用于益生菌饮料。通过高压杀灭腐败菌, 能保留其中添加的有益菌。益生菌与其它热敏性成分和配料混合后, 直接罐装封口 (不需要经过发酵) , 再经过超高压杀菌处理, 方可销售。

4.4 采用超高压杀菌技术生产牛乳制品注意事项。

4.4.1超高压不能完全杀灭孢子, 它不能代替无菌热处理方法, 因此, 超高压杀菌技术主要用于生产低酸产品或需冷藏的产品。4.4.2由于包装食品体积在超高压下会减少10~15%, 因此采用超高压杀菌技术时, 包装材料必须能承受此变化。

5 结论

5.1 在乳产品生产过程中即使采用UHT杀菌方式, 也应该严格检验原料乳。

不能收购高酸度乳、酒精阳性乳、热不稳定乳和掺假乳等。处理乳的过程中, 要根据不同类型产品采用不同温度和时间。在生产储藏过程要避免引起脂肪上浮, 乳清析出, 酸包涨包等问题出现。

5.2 巴氏杀菌会使乳产生可逆变化, 不可逆变化和感官变化。巴氏乳的原料乳, 运输时和产品都应该保持冷链。

5.3 超高压杀菌可生产包含活性蛋白的牛初乳饮料。

巴氏杀菌罐装蟹肉加工技术 篇4

关键词：罐装蟹肉,巴氏杀菌,加工技术

巴氏杀菌罐装蟹肉能极大地提高低值产品的附加值, 但加工工艺要求较高, 对温度控制尤为严格, 稍不注意会造成质量不稳定, 引起客户、消费者关注, 严重时将引发索赔事故。必须在每个工序认真摸索, 得出控制参数, 同时应引进HACCP体系对生产过程进行控制, 一般的关键控制点可设为:原料验收、金属探测、巴氏杀菌、冷藏等, 这样才能生产出既具有蟹肉特有鲜美风味、又安全卫生的产品。现将巴氏杀菌罐装蟹肉加工技术介绍如下。

1 原料验收

作为加工原料的蟹一般选用当地沿海开放海域捕获的梭子蟹, 要求新鲜、无大的机械损伤、无异味。严禁使用不新鲜的原料蟹[1]。

2 加工前处理

经初步验收合格的原料蟹要立即送入加工车间, 用清水冲洗蟹体外所附的泥沙和污物, 去除背壳、蟹鳃、腹脐, 再用冰水将蟹体清洗干净。将洗净的蟹块装入不锈钢盘, 分别放入柜式蒸煮器中, 用蒸汽蒸熟, 蒸煮时间8~12min, 可根据蟹的规格大小和重量灵活掌握。蒸煮器最好进行热力学测试, 并对具体的蒸煮时间进行摸索, 才能既保证蒸熟, 且不过火[2,3]。将出锅后的熟蟹块送到冷却室冷却至常温 (熟蟹表面无蒸汽冒出为止) [4,5,6]。然后将蟹块送入0~4℃的冷藏库中降温冷藏, 在3h内将蟹块温度降到4℃以下, 并在48h内将其加工完毕。

3 挑肉与复选

从冷藏库中提出熟蟹肉, 由专人分发, 合理控制发料量, 保证从领料到交蟹肉的时间不超过1h。挑肉工具为特制的不锈钢器具, 挑肉时应尽量保持蟹肉完整, 挑出的蟹肉按圆心肉、大白肉、小白肉、碎肉不同规格分别盛于容器中。挑肉车间的温度保持在20℃以下, 并备有充足的冰块降低蟹块温度, 使蟹肉的温度控制在18℃以下。每次回收的盛放蟹块、蟹肉的器具必须由专人进行清洗、消毒, 工人定时洗手消毒。对挑出的蟹肉进行复选, 在复选中用不锈钢镊子夹去蟹肉中的蟹壳碎块和其他杂质。复选车间温度保持在20℃以下, 并备有充足冰块。

4 金属检测

将复选后的蟹肉置于塑料容器中, 经过金属探测器检测, 检测标准为对7~25mm内金属碎片的产品采取相应措施, 以保证产品没有金属危害。探测前、后及工作中每1h用标准块进行校准1次, 标准块分为铁与非铁金属2种。

5 装罐

装罐前验收人员对包装物及随货的出厂检验合格证、包装性能检验合格证等进行验收[7]。注意包装物是否有破损、被污染迹象。可进行空罐解剖、“三率”测试, 但因为水产品是冷藏保存, 故对包装物的要求没有常温罐头严格。装罐前空罐要用82℃的热水喷淋冲洗。复选后的蟹肉要立即送去按不同规格称重装罐, 从冷藏库中的蟹块分发→挑肉→复选→金属检测→装罐结束, 整个过程蟹肉在非冷冻状态下, 其时间应控制在2h内。装罐过程中应注意保持蟹肉的完整性, 同时要对蟹肉的色、香、味、形进行感官检查。装罐后用封口机进行封口。

6 巴氏杀菌

封口后的蟹肉要立即装入不锈钢小篮中, 送入不锈钢槽中杀菌, 水温保持在85℃以上, 时间保持在120min以上, 槽内的水浴温度高于87℃的时间累计不少于60min, 使蟹肉中心温度达到85℃以上的时间持续15min, 水槽水温必须进行热分布验证。杀菌过程应有温度自动监测记录。将杀菌后的袋装蟹肉放入冰水槽冷却, 水温保持在2℃以下, 时间为90min, 使蟹肉中心温度降到3℃以下。槽中冷却水余氯含量控制在1~3mg/L。

7 装箱与冷藏

经冰水冷却的罐装蟹肉从槽中提取后要用清洁布擦干罐体表面水分, 进行装箱, 包装时纸箱外打上生产厂注册号、生产日期、规格、重量等。包装后产品迅速送入-2~0℃的冷藏库贮藏。冷藏库应保持温度稳定, 并有自动温度监测记录。发运时, 对集装箱箱体清洁度、温度保持情况预先进行监测, 保证成品冷藏温度的冷藏链不受影响。

参考文献

[1]美国食品与药物管理局, 美国海产品HACCP联盟.水产品HACCP实施指南[M].福州:福建人民出版社, 2003.

[2]蔡东生, 李建武, 杨燕忠, 等.低温罐装蟹肉HACCP体系的初步研究[J].水产科技情报, 2008, 35 (6) :308-310.

[3]吴斌, 陈明生, 卢行安.HACCP在出口模拟蟹肉中的应用[J].中国国境卫生检疫杂志, 2000 (5) :268-272.

[4]赖卫昌.出口低菌优质蟹肉的加工方法[J].中国水产, 1992 (3) :39.

[5]杨贤庆, 李来好, 徐泽智.冻模拟蟹肉加工技术[J].制冷, 2002 (2) :67-69.

[6]江永才.巴氏灭菌蟹肉罐头的加工技术[J].渔业致富指南, 2007 (3) :49-50.

啤酒设备结构特点与杀菌技术 篇5

1基本桶装线。基本桶装线包括挡桶器、拨桶器、清洗灌装机、输送机等设备。灌装过程是用手工清洗回收的啤酒桶外表面, 将空桶倒放在输送机上, 挡桶器自动将桶逐一放出, 拨桶器将啤酒桶拨入桶清洗灌装机后就开始自动进行桶内清洗、杀菌、灌装等工序, 啤酒桶装满后人工将桶从输送机上取下, 人工过磅, 合格后出厂。此灌装线属半自动化生产, 有很大工作量需人工完成。

2标准桶装线。标准桶装线除基本桶装线上必须设备外, 增加了桶外清洗机、称重器、下滑导轨和缓冲台等。对比基本灌装线, 可以对啤酒桶进行外部全自动清洗, 对装酒后的啤酒桶自动称重, 自动显示重量以及自动剔出重量不足的啤酒桶。

3全自动桶装线。全自动桶装线只需要用叉车将装有空啤酒桶的托盘送入卸码垛机, 将装有满桶的托盘从卸码垛机上运走, 其他的工序全部自动化进行。一套完整的全自动桶装灌装线包括:卸码垛机、输送机组、揭盖器、桶外洗机、翻转机、预清洗机、桶清洗灌装机、称重器、翻转机、上盖机以及瞬时杀菌装置等。此灌装线完全是自动化生产, 可在很大程度上提高工作效率。

二、啤酒设备发酵罐的结构特点

啤酒已有6000多年的历史, 从二十世纪传入我国就慢慢产生了变化, 啤酒设备发酵罐的种类很多, 世界各啤酒生产国为了增加扩大产量, 减少投资, 在传统工艺的基础上, 开始广泛采用大型露天锥底发酵罐, 也就是我们现在通常说的锥形发酵罐。目前我国绝大多数啤酒厂都采用锥形发酵罐罐。以下为大家说一下啤酒设备发酵罐的结构特点:

1具有锥底, 主发酵完成后回收酵母更加方便, 所采用的酵母菌株应该有良好的凝聚性。锥底角度多在60°~90°之间, 以70°为最好, 有利于酵母沉降和排放。

2罐体设有冷却夹层或盘管, 冷却能力可满足工艺降温要求。罐圆柱体部分设2~3段冷却夹套, 锥体部分调斜一段冷却夹套, 这样有利于酵母的沉降, 并可使酵母在重复利用时保持良好的酵母活性。

3锥形罐是密闭的, 它在可以回收二氧化碳的同时, 也可以进行二氧化碳洗涤;可以做发酵罐, 同时也可以做储酒罐。

4酒液在罐中的对流强度与罐体高度、罐形状、容量大小和冷却系统有关。锥形发酵罐具有相当的高度, 所以罐中酒液的自然对流比较强烈。锥形发酵罐中发酵液的高度一般不超过15m, 径高比为1:3~1:5为宜。如果锥形发酵罐高度过大, 发酵液对流过强, 容易形成搅拌发酵, 影响酵母的活性和正常的代谢。

5锥形发酵罐的容量可大可小, 小的仅10~100t, 大的可达1500t。国内锥形发酵罐的容量大多在100~500t之间。

6为了降低地建费用, 锥形发酵罐多设置于露天, 所以发酵罐有良好保温层。常用的保温材料有聚氨酯, 保温层厚度为15~20cm。

三、啤酒设备的清洗与杀菌技术

啤酒生产过程中, 与物料接触的设备表面, 由于各种原因总会沉积一些污物。对发酵罐来说, 其积垢成分主要是酵母和蛋白质类杂质、酒花和酒花树脂化合物以及啤酒石等。啤酒设备的清洗和杀菌技术是提高啤酒质量最关键的技术措施。因此, 在啤酒的生产过程中, 除了采取正确的生产工艺外, 还必须对设备进行正确、及时的清洗, 并定期进行消毒和杀菌。

1清洗剂

清洗剂的分类根据清洗剂的p H可分为酸性洗涤剂和碱性洗涤剂两种。下面简单介绍几种清洗剂的组合方式。

(1) 清水、碱水、清水组合。这种方法是比较原始的洗涤方法, 由于此种方法洗罐成本低, 所以目前在中小型啤酒厂中使用较多。但是此方法最大的不足就是洗涤方法简单, 不能充分杀死所有微生物, 因而会对啤酒口感带来影响。

(2) 清水、碱水、清水、杀菌剂 (CIO2、过氧乙酸、双氧水) 组合。一般认为CIO2、过氧乙酸、双氧水三种消毒剂最终分解产物无毒副作用, 洗涤后不必冲洗。此种方法目前使用也较多, 其啤酒质量特别是口感、保鲜期会比第一种方法提高一个档次。

(3) 清水、碱水、清水、消毒剂、无菌水组合。这种方法最大的优点是对微生物控制比较安全, 又可避免万一消毒剂残留而带来的副作用, 但如果无菌水细菌控制不合格会带来大罐重复污染, 所以使用此种方法时最要注意的就是控制无菌水的细菌量。

(4) 清水、稀酸、清水、碱水、清水、杀菌剂、无菌水组合。此种方法被认为是比较理想的洗涤方法。通过对长期使用的大罐内壁的检查, 可发现在内壁、输送管道等处粘附有由草酸钙、磷酸钙和有机物组成的啤酒石, 而这些啤酒石很难清洗。先用稀酸 (磷酸、硝酸、璜酸) 除去啤酒石, 再进行洗涤和消毒杀菌, 这样会对啤酒质量有很大提高。

2清洗剂的要求和选择

清洗剂应具有润滑、溶解、渗透、皂化及消化的功能, 且腐蚀性低、使用成本和效果以及环保要求要综合考虑。而对清洗剂p H值也是有要求的, p H值太低, 洗涤效果差, 瓶标不易脱落;p H值太高, 生产使用不安全。因此, 根据生产和使用的实际情况, 将p H值 (1%水溶液, 25℃) 定为11~13为最佳范围。

3清洗技术及方法

采用一定冲击强度的水流冲去设备表面上的附着物, 然后, 清洗剂在温度和表面活性物质的协同作用下发挥物理、化学作用。即使用酸性或是碱性清洗剂, 并在清洗剂中加入表面活性剂来降低设备表面附着物的表面张力, 破坏污垢膜, 使污物疏松、崩裂或溶解下来, 提高清洗效果。同时提高清洗的温度, 能促使清洗剂更快的进入污物内部, 使其快速膨胀并脱落。

4清洗过程的基本要求

(1) 必须将被清洗设备封闭起来, 保证清洗后不会重复污染;

(2) 为保证清洗彻底, 清洗液必须直接与污物接触;

(3) 清洗下来的污物必须以流动方式从设备中全部排出, 要做到随清洗随排放, 防止污物重新污染;

(4) 清洗过程中需定期调节和检测清洗液浓度, 既要达到清洗效果, 又要保证清洗彻底。

参考文献

[1]王振.啤酒发酵罐CIP冷清洗技术[J].酿酒科技, 2008 (01) .

杀菌剂烯唑醇合成技术研究 篇6

随着国家对农业生产种植结构的调整,对农药产品种类的需求也发生了变化。我国目前农药工业仍以杀虫剂为主,杀菌剂远不能满足现代农业生产的需要。烯唑醇是一种活性极高的三唑类广谱内吸性杀菌剂,1977年日本住友公司首先报道了它的生物活性,1980年正式推出该品种,目前已在全球30多个国家的40多种作物上获得登记并广泛应用,为三唑类杀菌剂销售量最大的品种之一。该产品具有活性高、持效期长、杀菌谱广等特点,是当前杀菌效果较理想的品种之一。

烯唑醇性质介绍:

中文通用名称:烯唑醇

英文通用名称:Diniconazole

商品名:病除净

化学名称:(E)-1-(2,4-二氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1,2,4-三唑-1-基)-1-戊烯-3-醇

结构式:

理化性质:纯品为白色结晶固体,熔点134-156℃,25℃时蒸气压为4.9mPa[1],25℃时水中溶解度为4mg/1,己烷为700mg/kg,丙酮、甲醇为95g/kg,甲苯为14g/kg,溶于大多数有机溶剂,对光、热和潮湿稳定[1]。

烯唑醇是具有保护、治疗及铲除的内吸向顶传导光谱性杀菌剂,它能抑制真菌麦角甾醇生物合成中的脱甲基作用,从而导致真菌的死亡,特别对子囊菌和担子菌高效,例如白粉菌、锈菌、黑粉病菌和黑星病菌等;另外对尾孢霉、球腔菌、核盘菌、青霉菌、丝核菌、黑腐菌、驼孢锈菌、柱锈菌等均有效。可用于防治谷物、果树、花生、花卉、蔬菜等作物上相应的20多种病害。

烯唑醇合成路线概述

我们在参考有关文献的基础上,选用以一氯频那酮、三氮唑、二氯苯甲醛、硼氢化钾等为主要原料,通过缩合、提纯、缩合[2]、转位、还原反应等步骤制得烯唑醇原药。

实验部分

1. 唑酮的制备

反应原理:

实验步骤:

向反应瓶内加入一定配比的三唑、氢氧化钠和溶剂,在搅拌条件下升温至回流,将回流过程中反应生成水分出,待分出一定量的水后,将瓶内温度升温至100±5℃,保温1小时,降温,加入一定量的一氯频那酮[3],升温,保温反应4小时,降温、冷却、过滤,即得唑酮溶液。此步收率(以一氯频那酮计)≥86.2%。

2. 唑酮的纯化

反应原理:

实验步骤:

向反应瓶中加入一定量的唑酮溶液,在搅拌条件下,滴入一定量的浓盐酸,搅拌1小时后冷却结晶,抽滤干燥[2]。将一定量的滤饼、溶剂和稀碱液投入反应瓶中,中和萃取,升温至48±2℃,在搅拌条件下保温2小时,即得唑酮溶液。此步收率(以粗唑酮计)≥90.1%。

3. 混合烯酮的制备

反应原理:

实验步骤:

将一定配比的唑酮溶液、2,4-二氯苯甲醛及催化剂加入到反应瓶中,升温回流,然后加入一定量的稀酸,在一定温度下搅拌50分钟,静止分层,将有机相减压脱掉溶剂[4]后,即得混合烯酮。此步收率(以精唑酮计)≥88.7%。

4.(E)-烯酮甲醇溶液的制备

反应原理:

实验步骤:

向反应瓶中加入一定量的混合烯酮溶液、硫酸[5]及溴,在75±2℃搅拌反应4小时,冷却结晶,抽滤干燥。然后将一定量的滤饼、水、溶剂投入反应瓶中,在搅拌条件下升温,保温半小时后静止分层,上层有机相经减压脱溶后加甲醇溶液,即得(E)-烯酮甲醇溶液。此步收率(以混合烯酮计)≥94.0%。

5. 烯唑醇的制备

反应原理:

实验步骤:

向反应瓶中加入一定量的(E)-烯酮甲醇溶液,升温,在搅拌条件下加入硼氢化钾,在30±1℃下保温反应4小时,经减压[6]蒸掉溶剂,冷却、抽滤干燥,即得产品烯唑醇。此步收率(以E-烯酮计)≥96.0%。

三废治理

⒈溶剂

烯唑醇合成包括五步反应,每步均需用大量溶剂,但每步溶剂均可有效的回收套用,回收率均>87%,不能回收使用的溶剂焚烧处理。

⒉废水

在烯唑醇制备过程中,废水主要为酸性废水,可进行中和后集中处理。

⒊废渣

废渣主要成分为氯化钠、甲苯,可经炭化处理后作为肥料施用。

结论

该工艺反应条件先进,简单易行,三废易处理,产品含量≥96%,总收率≥62.2%(以一氯频那酮计),原料易得,比较易于工业化。在溶剂回收节能降耗方面可进一步研究,从而降低成本。

参考文献

[1].国外农药品种手册,沙家骏等化学工业出版社,612(1992).

[2].Takano,H.,et al.J.Pestic.Sci.1983,8:575～582.

[3].Funaki,Y.,et al.J.Pestic.Sci.1984,9:229～236.

[4].Isobe,N.et al.J.Pestic.Sci.1991,16(2):201～210.

[5].The Pesticide Manual,9th ed.,p.301(1991).

饮用水杀菌消毒技术浅谈 篇7

目前地面水普遍受到污染, 据报道, 在饮用水中人们已发现756种有机物, 其中20种致癌物、23种可疑致癌物、18种促癌物和56种致突变物[1]。饮用水中微量有机污染物有卤代烃、腐殖质与腐殖酸、六六六与五氯苯酚等;微生物有大肠杆菌、噬菌体、藻类、细菌与真菌等。在供水系统中, 为了保证用户安全用水、使水质符合细菌学标准、防止通过供水管网传播传染病, 饮用水杀菌消毒是必不可少的一项措施。水的杀菌消毒方法有很多, 常规的主要有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等;目前新型的消毒处理技术还包括了二氧化钛光催化、等离子体、组合工艺等。下面对这几种饮用水杀菌消毒方法进行简单介绍。

2. 常用杀菌消毒方法

2.1 氯消毒

氯在常温下为黄绿色气体, 具有强烈刺激性及特殊臭味, 氧化能力很强。液氯的灭菌消毒主要是依靠氯与水反应产生的次氯酸 (HCl O) 氧化作用, 次氯酸通过穿透进入带有负电荷的细菌内部, 破坏酶系统, 导致细菌死亡。在我国, 液氯消毒是普遍使用的方法[2]。

液氯的优点主要在于其成本低、设备简单、易于操作;余氯在饮用水消毒中持续时间长、消毒效果好;液氯消毒是一种比较成熟的消毒方法。在使用过程中也存在一些缺点, 液氯消毒会产生一些消毒副产物, 如三卤甲烷和卤乙酸等, 而这些副产物具有“三致作用”, 对健康产生严重影响。

2.2 二氧化氯消毒

二氧化氯 (Cl O2) 是带有浅黄绿色有毒气体, 具有与氯相似的刺激性气味, 二氧化氯是一种强氧化剂, 主要有脱色、除臭、杀菌等效果。杀菌作用主要通过蛋白质失活达到[3]。

二氧化氯的优点在于其高效杀菌能力, 对水中的肠道疾病和脊髓灰质炎等多种病毒也有良好的杀灭作用;能消除水中的有机微生污染物;是一种较理想的化学杀菌消毒方法。其缺点在于此方法需要一定的设备, 应用于一些小规模的水处理厂;二氧化氯本身就是有毒气体, 水中会存在特殊气味。

2.3 臭氧消毒

臭氧 (O3) 是一种很强的氧化剂, 应用于水处理过程中氧化和消毒[4]。臭氧在水中还能分解产生具有强氧化作用的羟基自由基 (·OH) , 因此臭氧和羟基自由基共同对有机污染物以及微生物进行氧化作用, 还对水中铁、锰离子、色度、臭味等有去除效果。

臭氧消毒的优点在于杀菌效果好, 接触时间短;且不产生二次有毒污染物;在饮用水深度处理中经常与其它技术联用, 效果显著。但臭氧在水中不稳定, 容易分解, 使管网水没有剩余消毒能力;且耗电较大运行费用较高。

2.4 紫外线消毒

紫外线作为一种物理作用, 在饮用水、再生回用水消毒、生活污水、工业废水等处理中得到应用, 使用安全, 不产生有毒副产物, 通过微生物体吸收紫外线能量, 引起DNA破坏, 从而达到消毒目的。

紫外线消毒具有较高的杀菌率;无需投加外加试剂, 不产生二次污染, 且不产生有毒有害副产物;运行成本低, 性价比大, 受外界环境影响小。但紫外光无持续杀菌能力;水中悬浮物对其有较大影响, 细菌还存在复活现象等。

3. 杀菌消毒新方法

由于我国饮用水普遍受到污染, 采用常规的给水技术难以处理饮用水中微污染物质, 因此寻找更有效的饮用水微污染处理技术已刻不容缓。

3.1 二氧化钛光催化消毒

二氧化钛 (Ti O2) 具有良好的化学和生物惰性, 它能光解产生强氧化物质羟基自由基 (·OH) 以及其他一些活性物质, 从而有效去除饮用水中的微量卤代物和腐殖质等物质, 同时能杀灭细菌、真菌和病毒等微生物[5]。

二氧化钛光催化具有操作设备简单、催化剂材料易制;不需外加氧化剂, 无选择性, 没有二次污染;处理范围较广等优点, 是今后发展的一个必然趋势。而其缺陷在于存在催化剂失活以及回收等问题;对一些强顽抗病原体杀灭能力有限;消毒持续时间短等等。

3.2 等离子体消毒

等离子体消毒其实质是电化学过程中产生的活性物质, 如羟基自由基 (·OH) 、双氧水 (H2O2) 等对饮用水中微污染物质进行氧化去除, 同时放电产生的直接电场作用破坏细胞壁, 使微生物失活。

等离子体消毒运行简单, 无需外加氧化剂;对饮用水无毒无害, 同时不产生二次污染物;处理范围较广。但其能耗较高, 费用较大。

3.3 组合工艺消毒

由于单种消毒技术已经无法满足日益严重的饮用水微污染问题, 组合工艺应用于原水污染复杂以及深度处理中已经成为以后大力推广的技术。活性炭吸附、膜分离技术等, 就建立在常规水质处理基础上, 可进行深度处理。联用技术主要包括活性炭/超滤/臭氧消毒、臭氧/双氧水/活性炭/液氯、分子筛吸附/过滤/紫外线等等。

活性炭可以吸附和浓缩饮用水中有机物, 并可作为生物载体。同时膜技术主要依靠膜孔径大小过滤不同有机物[6]。虽然活性炭催化剂还存在重复使用、失活等问题, 膜技术存在预处理要求高、处理能力小等问题, 但作为联用技术和深度净化技术, 其发展前景广阔。

4. 结论

饮用水源受污染严重, 饮用水中存在很多微量有机污染物和微生物。管道分质供水除了常规杀菌消毒外, 还需进行深度处理, 才可通过管道共给用户。

本文介绍了饮用水杀菌消毒的常用方法, 包括液氯、二氧化氯、臭氧和紫外线消毒等, 并对其作用机理及存在的优缺点进行分析。同时还讨论了二氧化钛光催化、等离子体技术以及组合工艺等新型的消毒处理技术, 能对复杂水质进行处理, 不仅可去除有机污染物及消毒副产物还能杀灭顽抗微生物, 是今后饮用水杀菌消毒及深度处理的发展方向。

参考文献

[1]王占生, 刘文君.微污染水源饮用水处理.北京:中国建筑工业出版社.1999

[2]郑毅强.浅谈饮用水消毒中常用的几种方法.山西建筑.2007, 33 (27) , 190-191

[3]徐贤英, 胡世文, 付超, 范新年, 陈树生.二氧化氯消毒剂在饮用水中应用的几个问题的探讨.四川化工.2006, 9 (3) , 22-25

[4]李红兰, 张克峰, 王永磊.臭氧在饮用水处理中的应用.水资源保护.2006, 22 (3) , 60-65

[5]唐玉朝, 李薇, 华河林, 王怡中, 黄显怀.TiO2光催化技术处理饮用水微污染及杀灭微生物的研究.环境污染治理技术与设备.2004, 5 (5) , 61-66

超高压杀菌技术论文 篇8

二氧化氯是由二氧化氯发生器制备生成, 其工作原理是:首先将纯度为99%的氯酸钠溶解成水溶液与浓度为31%的盐酸水溶液分别注入二氧化氯发生器中进行充分反应, 生成以二氧化氯和氯气为主要成分的复合杀菌剂。同时, 在利用负压曝气原理, 将二氧化氯经水射器混合自动投加到水中, 它与细菌及其它微生物蛋白质中的部分氨基酸发生氧化还原反应, 使氨基酸分解破坏, 进而控制微生物蛋白质合成, 最终导致细菌死亡。同时它对细菌壁有较强的吸附穿透能力, 可有效氧化细胞酶, 并能快速抑制微生物蛋白质的合成, 达到杀菌的目的。因此, 用此类药剂可克服细菌表现出的抗菌性问题, 将污水站的菌类物质快速氧化, 达到杀菌的目的。其化学反应原理为:NaCLO3+2HCL=CLO2+1/2CL2+NaCL+H2O。

2 现场试验

试验地点选择在深度污水站进行现场试验, 二氧化氯杀菌工艺采用滤前水加药方式, 加药点设在总来水汇管上。由于二氧化氯杀菌剂具有强氧化性, 当系统内硫化物含量超标时, 将会造成二氧化氯投加量过多造成不必要的浪费, 因此试验前期对深度污水站水质进行化验分析, 从化验结果硫化物的含量可以看出, 在当前水质条件下的合适的投加量。在有效氯20-50mg/L投加量范围内观察杀菌效果, 确定达到杀菌效果的最低投加量。化验数据详见表1。

从化验结果可以看出, 在系统未投加二氧化氯杀菌剂的情况下, 空白阶段1#水样通过两级过滤和紫外线杀菌后水中的SRB、TGB、铁细菌的个数均有降低的趋势, 但均未能满足水质达标要求。

投加二氧化氯杀菌剂后, 从2#水样化验结果可以看出, 总滤后与原水比较系统内各项菌类值均降低了1个数量级, 但仍未达到标准要求。分析认为由于系统内各项还原性物质较多, 造成二氧化氯与还原性物质反应, 在一定程度上影响杀菌效果, 将此阶段定义为系统不稳定期为试验第一阶段。

从3#水样结果可以看出, 总滤后各项菌类指标均达到了标准要求, 此阶段定义为系统稳定期为试验第二阶段, 其中, SRB由原水的2.5×103个/m L降至滤后的6个/m L、杀菌率达到了99.76%, TGB由原水的6.0×103个/m L降至滤后的0.6个/m L、杀菌率达到了99.9%, 铁细菌由原水的1.3×103个/mL降至滤后的0个/m L、杀菌率达到了100%。此时系统达到稳定状态, 为了摸索最佳投加浓度, 继续开展了降低二氧化氯浓度试验。当浓度降低后, 从4#-7#水样可以看出一次滤后至二次滤后各项菌类个数均维持在达标值范围内, 分析认为在50mg/L-35mg/L时, 二氧化氯杀菌剂可有效保证系统内菌类的平衡不增, 说明此时药剂仍对系统中菌类起到抑制作用;从8#-10#水样可以看出一次滤后至二次滤后系统中菌类个数有上升趋势, 说明此时系统中的有效氯开始降低, 但由于前期杀菌率较高, 水质仍可以继续保持达标水平, 其中, 在投加浓度27.5mg/L情况下, SRB由原水的2.5×102个/m L降至滤后的6个/m L、杀菌率达到了97.6%, TGB由原水的1.2×102个/m L降至滤后的0.6个/m L、杀菌率达到了99.5%, 铁细菌由原水的1.3×100个/mL降至滤后的0个/mL、杀菌率达到了100%。

试验期间共消耗氯酸钠16t、盐酸38.5t, 深度污水站日处理水量1×104m3/d, 其中, 以现有二氧化氯最低投加浓度计算, 日需要消耗盐酸551kg (约628元) 、氯酸钠181kg (约905元) , 折合成药剂费用为0.16元/m3, 与常规杀菌剂投加浓度在30mg/L时相比降低药剂费用0.24元/m3。

由试验结果可以看出二氧化氯杀菌工艺对细菌具有较好的效果, 达到了试验预期目的, 可考虑将该工艺纳入正常生产, 以有效保证污水站水质达标合格。由于试验初期将二氧化氯杀菌工艺安装至已建的加药间内, 已建加药间空间有限, 现规划将二氧化氯主体工艺移至停运的空气压缩机操作间, 并将工艺管线等设施重新敷设安装, 以便于今后正常生产运行。

3 结论及认识

一是二氧化氯杀菌工艺对污水中的三大菌类具有杀灭作用十分明显, 可有效抑制污水中菌类物质的滋生。

二是二氧化氯杀菌工艺对污水系统的适应性较强, 如为改善污水水质, 加药点可在污水站的一次沉降罐的进口;如为改善注水水质, 加药点选择在注水站储罐进口上;如果要改善全程水质, 建议上述两个点都要投加杀菌剂。

参考文献

[1]陈婧.梁法春.含聚污水处理技术研究现状.内蒙古石油化工, 2008, (12)