新技术推广

 

项目一:管状内壁真空镀膜导电层介电管

1、介电管

臭氧发生器是由机械、化工、电化学、电学、流体力学和自动控制系统多学科组成的综合性集成装置。臭氧发生器对材料的选用具有针对性很强的特殊要求,从绝缘体到良导体,从一般材料到抗臭氧腐蚀的材料品种繁多。在臭氧发生器中要将各组合部分的相互关系调整到最佳状态,其指标集中反映在每生产1kg臭氧所消耗的电能和单位面积的臭氧产率的比较上。国内外臭氧工作者长期以来竭尽全力地研究和开发电耗低、单产高的臭氧发生器,一致认为其重要环节在臭氧发生单元 — 介电管的性能质量上,由此可看出,介电管是臭氧发生器的关键所在,是臭氧发生器的‘心脏’部件。因此,一旦拥有优质且寿命长的介电管,就会为制造出一流的臭氧发生器奠定了坚实的基础。

(1)介电管的工作环境

介电管的工作环境十分恶劣,它既是易损件,又要求能长期稳定工作。介电管要承受变化性高电压和高频的冲击;气体露点的波动;气体流量和温度的变化;臭氧的强腐蚀性;部分电能转化为热量从而降低介电绝缘性易产生电击穿和热击穿的威胁;气体压力的变化等等,这些严重威胁介电管生存的不利因素最终将导致介电管产生以下四种破坏结局:热击穿;化学击穿;电击穿;湿击穿。在这四种破坏性击穿中,尤其以高电压输入导电层时因接触不良而产生的火花放电,使介电管管壁局部过热,从而由热而引起的电击穿最为常见。

(2)粗浅看法

笔者尚处于知之甚少的境界,仅仅了解了一些凤毛麟角的臭氧发展近况,但纵观臭氧世界的进程,洞察目前各类臭氧发生源的研究和使用状况,还是按捺不住对臭氧技术的重视和关心,冒昧地说出几句沉积久之的心里话,不对之处敬请指正。

臭氧发生源 — 介电管最忌讳的是非‘纯净’电晕放电,即非‘无热能放电’。火花放电产生的原因在于内壁导电层与电介质附着不紧密、离隙、电荷分布不均匀、电介质与导电层间部分被空气隔离、电密度低、电阻大、易发热,这就导致热击穿和电击穿。与此同时在以空气为气源的情况下由于火花放电产生的高温容易生成氮氧化物。

(3)真空镀膜介电管的稳定性及寿命

真空镀膜导电层介电管经过长期研究、试制和在各种正常和恶劣状况下,经过长时期的考验性运行,表明这种介电管的稳定性、可靠性和可再生性。这种真空镀膜导电层介电管在研制成功的臭氧发生器中,经过了长期的研究和试用,其中包括以下的测试内容:

①在系列性高电压由低到高下运行;

②在系列性气体湿度由低到高情况下运行;

③在系列性定电压变气体流量下运行;

④在系列性定气体流量变电压下运行;

⑤用纯氧或空气制取臭氧化气;

⑥从低电压突然升高电压进行冲击性、破坏性试验;

⑦长期固定而不更换介电管于 臭氧发生器中,使其由试验室多变而频繁的试验后,经汽车长途颠簸运输到工业性中试现场不经修理立即投入连续性制取臭氧化气,从中进行介电管耐震和抗疲劳性试验;

⑧固定一根介电管长期浸泡于水中,进行渗透性试验,观察膜层与介电质间的附着力;

⑨固定一根介电管长期暴露于不同季节、不同污染环境、不同温度和不同湿度下达15年之久,观其导电层是否起鼓、氧化变质而脱离的实验;

⑩用干、湿粗布摩擦导电层,观其擦伤情况等等。

通过诸如上述各种正常或破坏性试验和考验,取得大量系统性相关曲线、臭氧浓度测定和总结性数据资料。其结果可归结为:镀膜导电层介电管能适应各种正常或恶劣环境,并能长期稳定运行;镀膜导电层耐磨、抗腐蚀、耐高压、不易脱落;镀膜导电层电阻值小;镀膜导电层介电管不易击穿,故维修率低、运行效率高;镀膜导电层一旦损坏易再生,从而减少介电质管的消耗、减少维护费;在解决了长形细管内壁真空镀膜技术难题的条件下,镀膜导电层介电管的生产成本低,优于其它类型的介电管; 镀膜介电管质轻、抗震、易运输。

(4)真空镀膜介电管对介电质管的制作质量要求极严,但对介电质介电常数不必过高,这样选材范围较广、成本下降。为保证膜层质量,故需要高质镀膜专用料。

(5)真空镀膜介电管的规格范围

管内壁直径:Φ25~60㎜;管长度:100~1100㎜。

2、细长管内壁真空镀膜设备

为了研制出管内壁镀膜的臭氧发生器用介电管,其首要的困难就是要研究和创造出特种真空镀膜设备。通过长期、艰苦、失败和成功的反复过程,研究在细长管内壁真空镀膜的工艺和最佳方案,终于研制出单管镀膜设备。由此使制造内壁镀膜导电层臭氧发生器介电管得以实现。

 

项目二、中央空调系统臭氧净化系统

1、中央空调系统卫生状况的分析


中央空调系统一般都有温度、湿度、气流速度的要求。大多数中央空调系统以满足温度、湿度和一定的气流速度为主,对于洁净度,中央空调系统一般只设置初效过滤器,将大颗粒的灰尘滤掉即可。医疗、制药部门的中央空调系统中多用备有初效、中效和高效过滤器的空气调节除尘设备,它既达到恒温控制又可提供相对洁净空气的要求,但使用过滤器仅仅是除菌不是有效的灭菌。而一般中央空调系统考虑到系统的阻力和投资成本都不采用高效过滤器,只是在空调器新风入口和回风口采用一级初效过滤网即可,那么带有致病微生物的小颗粒灰尘、气溶胶等悬浮颗粒物仍会进入到空调系统,如果不及时清洗过滤器,其上带有致病微生物的悬浮颗粒物还会有一部分在风压下再次进入空调系统,另外人的进出活动也会将致病微生物带到室内。


大型商业建筑、公共建筑,如大型商场、宾馆、写字楼等,这些建筑的中央空调系统一般设集中制冷站,再通过送风系统和冷水系统把冷量送到各个房间。这时,就很容易通过空调系统使建筑物内空气互相掺混,某处有污染的空气很有可能通过空调系统传播到其它房间,从而导致交叉感染。尤其是有些高层建筑不能开窗,或有许多无外窗的内区房间,更容易出现问题。目前中央空调系统的一般措施就是更换中央空调新风室的过滤网,或者是用消毒剂对中央空调的过滤网作定时清洗消毒,或者是对风道清洁消毒,清洁消毒操作程序繁琐,耗时耗工,而且消毒需要专业人员进行,而大多数中央空调系统的维护人员没有专门的消毒知识,所以实际消毒效果不一定能达到卫生要求。再有就是增大新风量或者是全部由新风送风,通过大量的室外空气进入室内,使室内可能存在的病原微生物稀释,而这样采用全新风空调,使室外大量热量进入,将降低空调效果,冷却效果比较差,同时,为弥补冷却量的严重不足,冷冻机将全负荷或超负荷运转,能耗将大大增加,也会降低冷机的使用寿命。

另外目前许多中央空调系统大多采用半集中型,尤其以末端风机盘管加集中新风机组型居多,以及采用空气新风及回风由空气处理机组集中处理后再通过风管送入各空调房间的集中式空调系统方式。这两种方式都采用间接式盘管换热,水在管内流动、空气在盘管外流动与管内水进行热量交换。尤其在夏季产生凝结水在凝结水盘内,且由于凝结水盘处于回风负压区,末端风机由排空了水的凝结水管内抽空气而造成室内回风量减少,送风冷量不够,故在现场施工中凝结水管一般是在水盘排水出口加装一段水封管段,这样在凝结水盘内会形成高湿的环境,如果施工不当或设计考虑不周会导致冷凝水大量聚集。室外空气中致病微生物会通过新风入口,由室外悬浮颗粒物带入进新风机组或进入到带新风口的组合式空调箱中,而室内空气中致病微生物则从回风口由悬浮颗粒物带入到组合式空调箱或室内末端风机盘管中,沾附在盘管上和沉降在凝结水盘中,尤其是在凝结水盘中由于其高湿环境有利于滋生和繁殖大量的病原微生物,并由空调风机送入房间,而产生和传播许多相关的疾病。如1976年在美国一家旅馆召开退伍军人军团会议,发生肺炎流行,累及182人,死亡29人,从死者肺组织中分离到一种革兰阴性菌,1978年此致病菌被定名为嗜肺军团杆菌,所致疾病被称为军团病。其感染源就是该旅馆空气调节器中滋生的此种致病菌,并附着在悬浮颗粒物上由空气送风口送到空调房间所引起的感染。

综上所述,就中央空调系统卫生状况而言,如何对中央空调系统的微生物进行有效的杀灭和控制,选择适宜的消毒灭菌方式是一个切实可行的解决办法,另外对室内环境空气中悬浮或附着在办公设备、家具、建筑物表面上的细菌、细菌繁殖体、病毒、霉菌等微生物也需要有效杀灭,以保持空调环境中有一个很好的洁净度。

2、臭氧的消毒机理、杀菌效果、使用安全性解释及其优势比较


臭氧用于消毒的主要机理


臭氧能氧化分解细菌、病毒内部转化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶,并直接与细菌、病毒发生作用,氧化并穿透其细胞壁,破坏其细胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏,而夺取细菌病毒的生命。同时还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞溶解性死亡,并将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源(内毒素)等均溶解消除。综观消毒技术对微生物作用的原理可分为抑菌型、杀菌和溶菌型三种。臭氧灭菌消毒属于溶菌型剂体,可以达到“彻底、永久地消灭物体内部、表面等所有微生物的目的”。而且它的作用是短时间甚至是瞬间完成的。

臭氧作为性能优良的消毒手段,在制药企业GMP、医疗卫生场所、食品加工车间和居民日常生活等许多领域都大规模应用,被称为“绿色消毒剂” ,在卫生部《消毒技术规范》等国家技术标准中对臭氧杀菌消毒都有明确的肯定,“4.12.2杀菌作用:臭氧是一种广谱杀菌剂,可杀灭细菌繁殖体和芽胞,病毒,真菌等,可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧在水中的杀菌速度较氯快。”(载自《消毒技术规范》)。

采用气相臭氧消毒的主要优点

臭氧的最终分解物是氧气,无残留,对环境无任何公害;对所消毒物品,如器皿、餐具、食品等不会有任何残留物,而且对原有物品的理化性质影响较小;相对于其他消毒方式,如紫外线、药剂熏蒸等,运行成本较小;适用范围广阔,没有特别的限制条件。

在气相条件中臭氧杀灭微生物的效果的因素

臭氧阈值浓度,即当臭氧空气浓度在达到此浓度要求时,才能具有杀灭微生物的能力;微生物种类;处理时间;臭氧分布方式;空间内的温度和湿度条件;室内墙面、顶棚、地板及其他装饰材料的还原性影响等。气相条件下,臭氧对微生物的杀灭效果是有区别的,经实验证明,臭氧对人、动物的致病菌、病毒具有很强的溶菌性杀灭作用。影响气相臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。一般情况下,温度低、湿度大则杀灭效果好,尤其是湿度条件,相对湿度≤45%,臭氧对空气中悬浮微生物杀灭作用有限,相对湿度>70%,杀灭效果才真正的体现出来。这是由于相对湿度提高,可以使细胞膨胀,细胞壁变薄,使之更容易受到臭氧的渗透溶解。

 

项目三、臭氧禽蛋清洗消毒处理系统


由于臭氧在水中的不稳定性,分解后产生氧化能力极强(比单原子氧还强)的羟基(OH)和单原子氧等,可有效的杀灭水中的各种细菌和病毒。国外把臭氧视作最为理想的食品消毒净化剂,我们专门开发出来适用于中小禽蛋生产加工企业用水的臭氧水禽蛋清洗消毒处理设备,其优点在于,设备投资小,可靠性高,操作简便,占地小等。


臭氧水氧化能力强,杀菌效率高,杀菌速度快,臭氧杀灭微生物的效率是氯剂的600-3000倍,可以杀灭几乎所有的细菌、病毒、芽胞、孢子虫类,还能杀灭藻类等;


臭氧在水中的作用后,产物是无毒无害的氧气,并且臭氧本身无永久的残留性;


采用高浓度臭氧水进行喷雾、冲洗、浸泡,一是附着在禽蛋表面的细菌、病毒被大量冲淋去除;二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死,使用简单,同时避免了使用化学消毒剂带来的化学毒害物质的排放污染、禽类制品化学残留超标等环境和食用安全问题。


另外根据医疗器械及医用材料基础性生物学试验标准:


细胞毒性试验,对动物固体毒性试验即由人或动物细胞进行细胞毒性试验,此次为小鼠成腺细胞,进行吉姆萨染色,结果反映,臭氧水无细胞毒性或微小毒性。


过敏性试验,皮肤过敏性试验是人在某物质反复暴露时,引起免疫反应障碍,检查是否引起过敏症状。试验采用最大值进行,臭氧水注射土拨鼠皮内,结果均无红斑、浮肿等过敏症状,无过敏反应。


眼粘膜刺激性试验,在用4mg/L臭氧水滴眼时,无刺激、结膜,虹膜,角膜均无损伤,判定无眼粘膜一次刺激性。


皮肤累积刺激试验,对新西兰小白鼠背部皮肤连续在14天内,使用臭氧水擦抹,试验动物在试验期间行为正常,毛及排泄物均无变化,皮肤无红斑及浮肿,可以认为臭氧水连续使用时对皮肤无累积性刺激。


使用臭氧水消毒灭菌,是极其有效和安全的。


日本相关部门进行臭氧水对致病微生物的杀菌效果试验中,对在平时经常性接触的,也是在食品污染中重要的微生物作为测试样本,如细菌:大肠杆菌IFO3301、铜绿色极毛杆菌IFO3445、金黄色葡萄球菌ATCC43300、表皮葡萄球菌IFO12993;病毒:疱疹病毒RF、腺病毒3型、科赛奇病毒B5FAULKNER、艾珂病毒7型WALLACE、流行感冒病毒PR8等,与氯剂消毒水对比,各供试菌在臭氧水浓度4mg/L作用10秒后即可全部杀死,而对照组在30秒后,仍有103mg/L以上的活菌数残存。对于病毒,其结果由病毒半数组织培养感染量(TCID50)表示,TCID50减少103以上,可认为病毒灭活。在臭氧水4mg/L浓度作用下20秒,疱疹病毒、流行感冒病毒TCID50减少103以上,科赛奇B5病毒、艾珂7型病毒减少TCID50104以上,所以可以确认臭氧水对于食品领域中引起感染的细菌、病毒具有很好的杀灭作用。


在美国、欧盟,食品生产领域中臭氧水杀菌代替传统的消毒剂也更显示出卓越的优势。在一般的食品生产加工中,传统的消毒灭菌方法是采用高温杀菌工艺,不仅对食物的色泽、口感、质地等造成破坏,而且还消耗大量能源。利用臭氧水作为冷杀菌技术可避免传统工艺对生鲜食品质量的破坏,提高产品附加值,同时也降低了成本。在相关试验中,与二氧化氯对照比较,其生鲜食品加工品的卫生指标达到无菌要求,杀菌效果优于二氧化氯水溶液。


国外对臭氧水清洗禽蛋进行了大量的实验研究,美国农业部(USDA)已批准该方法投入商业使用(USDA1997)。报告表明,臭氧化水处理禽蛋可使总微生物(大肠杆菌、埃希杆菌和沙门氏菌)减少99.9%,同时还发现包括味道品质和储存时间等指标要明显优于使用普通水清洗处理的禽蛋。我们也开发了食用禽蛋清洗消毒流水线设备,适用于各种蛋类制品的食品加工企业,也可配套于蛋糕厂、方便面厂等的打蛋机前,作为生产流水线的一部分。

 

项目四、食品企业GMP臭氧消毒技术

工艺概述

臭氧气体由于其强氧化作用而成为新的优良消毒剂与杀菌剂,在食品加工车间、冷库消毒,除臭净化与食品加工设备消毒,食品表面杀菌、防霉保鲜等有优势,因而获得日趋广泛的应用与推广。


工业应用的臭氧大多是利用电晕放电生的“臭氧化气体”即空气或氧气中含有臭氧气体。直接应用臭氧气体于食品业加工、贮藏已有近百年历史。


公认的最早实例是1909年法国科隆冷冻厂利用臭氧气体对冷藏牛肉表面杀菌以提高贮藏期。后来应用更广泛是冷藏鸡蛋的防霉保鲜,在0℃相对温度80%—90%,2.5mg\m3臭氧条件下贮藏六个月以上,霉菌很少生长,干耗和萎缩都很少。1940年美国80%蛋库装备了臭氧发生器。50年代,臭氧气体用于梨、花椰菜、土豆及肉类、乳酪的贮藏。资料报告“臭氧在赛达乳酪成熟时抑制毒菌能力无与伦比”对果菜臭氧完全阻止了疫霉感染,贮存在10―20 mg\m3臭氧条件下,牛肉保存期延长30%―40%。80年代,丹麦开发了臭氧用于食品冷藏船和轮船食品储存室的防毒保鲜技术。防止果菜早熟、变味和霉变腐烂。这种技术与世界各国的远洋船上使用。各国应用于蛋果蔬易腐食品冷库消毒、除臭净化、防毒保鲜的臭氧技术与设备也都得到开发应用。


在实际应用臭氧气体于食品业杀菌、消毒净化防霉保鲜并取很良好效果的基础上,日本、法国于1995年,澳大利亚于1996年分别公布了臭氧法案和规则。美国食品与医药管理局(FDA)1997年4月放弃了对应用臭氧于食品业的限制政策。这些法案与政策部肯定了臭氧在食品业的作用和地位,促进了臭氧应用技术的发展。我国的有关管理部门对食品业应用臭氧也积极支持,在瓶装水、消毒柜方面制定了应用标准。

1、加工间(库)与加工设备消毒


臭氧气体用于食品加工间、贮藏库与加工设备消毒是非常方便、有效的、国外近期研究证明,在控制空气微生物方面,臭氧是甲醛和其他化学熏剂的替代物。通过化学雾化、紫外线与臭氧作消毒剂对照试验,结论是臭氧既有效又无残留,臭氧“大大抑制”了蛋糕加工设备中大肠菌群小球菌和酵母菌的生长,在生产chikuwa(一种食品)的车间,空气中微生物降低50%――70%,其食品上的细菌生长受到极大抑制。速冻食品、冷饮食品、肉蛋奶制品加工车间与包装间利用臭氧消毒效果好。同时可去除异味污染。一般(0.5―1.0)×10-6臭氧即可达到80%以上的空气杀菌率。


2、用于食品生产过程的杀菌


在蔬菜加工中的应用 小包装蔬菜如传统榨菜、萝卜、小黄瓜等食品加工中,很多企业为延长产品的保质期,往往采用包装后高温杀菌的工艺,这不仅对产品的色泽,质地等带来不利的影响而且还消耗了大量的能源。利用臭氧水冷杀菌新技术可避免传统产品加工工艺对产品质量带来的不利影响,并且可提高产品质量,降低生产成本。


该工艺适用于自动力化程度较高的连续生产线,从臭氧水喷淋杀菌至无菌包装的工艺操作均需在洁净车间内进行。


臭氧水喷淋杀菌操作设备设计为链带式,输送带速度可按所需进行无级调速,使臭氧水与食品充分接触,保证杀菌后产品的卫生质量。


在水产制品加工中的应用 在冷冻水产品的冻前处理中,通过臭氧水喷淋杀菌对水产制品的卫生指标起到了很好的控制作用,在出口冻虾仁加工生产中,其改造后的新工艺流程如下:


原料虾-冰水清洗-去壳、分级-低温漂洗-消毒浸泡-臭氧水喷淋杀菌-单体速冻-包冰衣-包装-冻藏

3、用于食品设备、容器的消毒


在饮料、果汁等生产过程中,臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗,从而达到消毒灭菌的目的。采用这种浸泡冲洗的操作方法,一是管路、设备及盛装容器表面上的细菌、病毒被大量冲淋掉;二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死,非常简单省事,而且在生产中不会产生死角,还完全避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒剂带来的化学毒害物质排放及残留等问题。


另外,利用臭氧水对生产设备等的消毒灭菌技术结合膜分离工艺、无菌灌装系统等,在酿造工业中用于酱油、醋及酒类的生产,可提高产品的质量和档次。

4、臭氧在冷库中的应用


臭氧在冷库中的应用主要有三个方面:1杀灭微生物—消毒杀菌;2使各种有臭味的无机物或有机物氧化—除臭;3使新陈代谢产物氧化,从而抑制新陈代谢的过程。


(1)杀灭微生物—消毒杀菌 虽然冻结可能会使有些细菌死亡,但有些致病菌对低温有极大的抵抗力,一旦温度回升,这些细菌就会”复苏”。尤其是冷却间及冷藏间,由于其温度适合嗜低温性细菌、霉菌及酵母菌的生长,会使所贮食品大量损坏。这种情况下,使用臭氧会取得满意效果。臭氧属于气体灭菌剂,灭菌剂的抑菌和灭菌作用,通常是物理的、化学的及生物学等方面的综合结果。其作用机制可归纳为以下三点:1作用于细胞膜、导致细胞膜的通透性增加、细胞内物质外流,使细胞失去活力;2使细胞活动必需的酶失去活性。这些酶既可以是基础代谢的酶,也可以是合成细胞重要成分的酶;3破坏细胞质内的遗传或使其失去功能。一般认为,臭氧杀灭病毒是通过直接破坏DNA(核糖核酸)或DNA(脱氧核糖核酸)物质完成的。而臭氧杀灭菌,霉菌类微生物则是臭氧首先作用细胞膜,使细胞膜的构成受到损伤,导致新陈代谢障碍并抑制其生长。臭氧继续渗透破坏膜内组织,直至死亡。


(2)使各种有臭味的无机或有机物氧化—除臭 臭氧本身有特殊的气味。利用臭氧来除臭,并不是以臭氧的气味来掩盖其他臭味。而主要是利用臭氧的强氧化能力。


(3)使新陈代谢产物氧化,从而抑制新陈代谢过程在果蔬贮藏过程中,会产生乙烯。会影响到其他果蔬,使果蔬进一步成熟。这过程的起始现象是表皮变褐,果肉变软,最终腐烂。利用臭氧可使乙烯氧化,变成CO2和水
中间生成物H2C—CH2 是乙烯氧化物,它是霉菌、酵母菌等菌类有效抑制剂。臭氧发生器产生臭氧的同时,也产生大量的负氧离子,负氧离子也有抑制果蔬新陈代谢的作用。

 

技术推广联系方式:

通信地址:北京市海淀区北四环中路209号健翔园4号楼206室(100083)

电话:010-82397991/82397662-806

传真:010-82397991/82397662-801

联系人:王世汶(常务主任)手机:13601267809

电子信箱:chinao3@vip.163.com chinao3@chinao3 chinaozone@sohu.com