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臭氧在矿泉水、纯净水及饮料用水生产中的应用
一、概述
    目前,在我国瓶装饮用水市场上,主要有矿泉水和纯净水两种饮用水。在饮料市场上,各种饮料的主要成分均为水,称为饮料用水。在此,就矿泉水和纯净水两种饮用水及饮料用水的消毒杀菌工艺做以概述。
    在水质处理过程中,大部分微生物已被去除,但即使是采用微滤、超滤等方法处理水时,水中的细菌物质也不能完全被去除。而一般的水质处理方法更不能除尽微生物,为确保产品在保质期内合格,保证消费者的健康,在制造饮料时,特别是制造碳酸饮料、矿泉水、纯净水以及包装后不再进行二次灭菌的果汁饮料时,必须对水进行消毒处理,并要注意贮罐、管道、阀门等卫生状态,防止对水产生二次污染。
    水消毒的目的是杀灭水中的致病菌,并使水中的细菌含量符合规定标准。常用的水消毒方法是***消毒、紫外消毒和臭氧消毒。
二、消毒原理
    ***消毒包括液***、漂白粉、次***酸钠、******。其消毒原理是***在水中会产生如下反应:
    Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl → 2H+ + Cl- + Ocl-
    反应生成的次***酸具有很强的穿透力,能迅速穿过微生物的细胞膜,进入微生物体内,破坏微生物体内的系统,使之失去的活力而致死。另一方面,次***酸性质很不稳定,即容易放出新生态氧[O] ,新生态氧与铵盐、硫化氢、氧化亚铁、亚***盐以及有机物***后产生的物质相结合,对水中有机物和一些无机物等起氧化作用,从而抑制酸根杀菌力较弱,不具有次***酸穿透微生物细胞膜的能力,因此其消毒作用远低于次***酸。
    紫外线消毒的原理是紫外线的光谱波长在 490nm -140nm 范围内具有杀菌能力。微生物受到紫外线照射后,气体内的核蛋白质会因吸收紫外线光谱能量而变性,引起新陈代谢障碍,从而丧失繁殖能力。当照射剂量增大一定量时,微生物细胞被破坏致死。紫外线对澄清透明的水有一定的穿透力,因此能使水消毒。
    臭氧消毒的原理是臭氧在水中发生氧化还原反应,产生氧化能力极强的单原子氧( O )和羟基( OH ),瞬间分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基( OH )是强氧化剂、催化剂,可使有机物发生连锁反应,反应十分迅速。羟基( OH )对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原子氧( O )也具有强氧化能力,对顽强的微生物如病毒、芽胞等有强大的杀伤力。
三、比较
    自来水等饮用水在我国目前普遍使用***剂消毒。而使用***消毒方法有严重的二次污染问题存在。 1973 年起,荷兰、加拿大、美国等国相继发现用***消毒后的自来水中会产生卤代有机物(***仿、******等),经动物实验证明有致癌危险,而且***消毒易受温度和 PH 值影响。***消毒还会影响饮用水的口感(特别对饮料用水),***消毒会使碳酸饮料等饮料制品产生***的臭味,并使饮料中的 95 精、色素发生氧化,影响产品质量。
    采用紫外消毒时,不同的对象均致死所需的照射能量差异较大,另一方面原水水质对紫外杀菌效果也有影响,紫外线因在水中的穿透能力有限而难以达到理想效果。而且紫外消毒不能像***消毒方法那样维持消毒效果。
    臭氧具有比***消毒方法更强的氧化消毒能力,不但可以较彻底地杀菌消毒,而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质,如铁、锰、硫化物、苯、醛、有机磷、有机***、***