高浓度稳定二氧化氯杀菌消毒剂在饮用水、饮料及食品加工生产中的应用

肖爱迪

　　摘要: 本文论述了爱星高浓度稳定二氧化碳杀菌消毒剂的高效、速度、无毒、广谱的杀菌消毒除臭性能和广泛的应用领域。阐述了它在矿泉水等饮用水、饮料及食品加工生产中的应用和效果。
　　关键词: 二氧化氯 杀菌消毒应用

　　1、引言

　　随着人民生活水平的提高，市场上饮用水、饮料、保健饮品、调味品、食品等品种繁多，在他们的生产过程，必须对设备、管道、包装袋（瓶），仍至生产场所进行必要的灭菌消毒处理，以确保产品达到卫生标准要求。由于常规使用杀菌消毒处理方法，或是缺乏广谱性，无法全面杀灭各类菌毒；或是杀灭能力所限，作用时间要长，使用剂量要大满足不了生产的需要；或是由于缺乏稳定性（如水处理采用0₃等）而造成效果差；甚至可能在消毒过程中产生诸如氯酚、氯仿等有害、致癌的物质，使产品达不到卫生标准要求而给消费者带来危害。
　　随着CLO₂作为杀菌消毒剂的出现以及CLO₂生产技术的日趋成熟和进步，CLO₂作为一种高效、速效、广谱、无毒的安全消毒剂，引起广泛的关注，应用愈来愈广泛。CLO₂是目前被世界卫生组织确认的一种安全高效广谱杀菌剂，已被广泛应用于饮用水、饮料、食品加工生产中的设备、管道、容器等方面的消毒处理。

　　2、高浓度稳定二氧化氯的特性和应用

　　由于CLO₂是气态物质且在水中的溶解度较低（在15℃为1L/1T）并随着温度的升高而降低，这就给CLO₂的应用范围带来了限制。随着人们对CLO₂的杀菌消毒作用的认识和应用愈来愈广，市场需要逐增。为满足市场需要福建惠安消毒剂厂研究开发了高浓度稳定二氧化氯杀菌消毒剂，其CLO₂含量>6%，是目前国内稳定二氧化氯消毒剂量最高的产品，经福建省防疫站检定，其稳定性、广谱杀菌消毒性能和毒理学经验结果表明，该消毒剂具有高效、速效、无毒、无味、广谱的杀菌消毒性能。最适宜于饮用水、饮料及食品加工生产中的水质杀菌消毒、除味、去色、净化有毒有害物质的处理及生产设备、管道、容器的快速消毒杀菌处理。
　　2.1高浓度稳定二氧化氯
　　高浓度稳定二氧化氯消毒剂是惠安爱星消毒剂厂研究开发的采用先进的CLO₂吸收技术，使CLO₂形成稳定的CLO₂化合物水溶液，产品可稳定1年以上，在使用时将其活化析出游离CLO₂而进行杀菌消毒，因此具有CLO₂同等的杀菌消毒效果。由于该产品CLO₂含量高，杂质含量少，使用剂量极少而使产品的使用更安全性，同时由于产品CLO₂含量高，可以减少产品出厂包装费用、运输费用而降低生产和使用成本。因此，高浓度稳定二氧化氯消毒剂是用户的理想选择。
　　2.2 CLO₂消毒剂的特性与作用
　　2.2.1高效、速效、广谱的杀菌消毒性能
　　CLO₂对病源微生物有很好的杀灭效果。由福建省防疫站对高浓度稳定二氧化氯消毒剂的细菌学检测结果表明： 　　　CLO₂对枯草芽胞杆菌、绿脓杆菌、沙门氏菌、痢疾杆菌、年团菌、大肠杆菌、葡萄球菌等致病菌有很强的杀灭能力。对孢子和病毒，特别是乙肝病毒、水源中的柯隆奇（肠道）病毒、人肠道孤病毒、疱疹病毒、新城病毒、鸡的病毒性肺炎、脑髓炎病毒、仙台病毒、噬菌体、牛痉病毒、脊髓灰质炎病毒（I、II）等众多病毒有很好的消毒效果。　　CLO₂对各种病源微生物，包括病毒芽胞以及水路系统中的异养菌、硫酸盐还原菌和真菌均有很好的消毒作用，这是由于CLO₂对微生物细胞壁有较好的吸附和透过性，能有效地氧化细胞内含疏基的酶，从而加速控制微生物蛋白质的合成，控制细菌、藻类和粘泥的生长，达到加速杀菌灭藻的效果。CLO₂的杀菌消毒效果是CL₂的5倍，特别是在使用剂量低的情况下，CLO₂比CL₂在水中的扩散性更快，如在0.25mg/L的使用剂量，对大肠杆菌的杀灭率99%，CLO₂只需15秒，而氯气却要5分钟才能达到要求。
　　2.2.2强氧化性和脱色去臭净化性
　　CLO₂消毒剂是强氧化性消毒剂。它不与水中存在的氨、胺、氯胺作用生成有效致癌性的氯仿等，并可对水中残存的有机物氧化降解成含氧基团而不出现氯代产物，如将水中的酚氧化成醌式支链酸而不产生像用CL₂消毒时产生的具有很大嗅味的氯酚。实验表明，CLO₂对水中的色、味的去除能力很强，特别是对敏感性强，即使含量在10^-3ug/L级也会产生很大怪味的TCA、IPMP、IBMP及MIB等的怪味去除。因此特别适用于各类饮用水的精处理。
　　CLO₂的强氧化性还可将致癌物3、4苯并芘氧化成无致癌性的醌式结构，对灰黄霉素、腐植酸等也有很好的降解作用。此外，CLO₂对艾滋病病毒也有很好的杀灭效果。所有这些都是传统的氯类消毒方法所无法实现的。
　　CLO₂作为一种强氧化剂，它还可以氧化去除水中少量的S^2-、So₃^2-、Sno₂^2-、Aso₃^2-、Slo₃^2-、No₂^-和CN^-等还原性酸根和Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺等还原态金属，使水得到进一步净化。
　　2.2.3无毒和安全性
　　经福建省防疫站对高浓度稳定CLO₂的小白鼠急性口毒性试验结果：LD50=1950mg/Kg体重；家兔一次性皮肤刺激试验结果：未见明显刺激作用。说明在正常使用剂量下是绝对安全的。美国的一个研究报告指出：大白鼠长期饮用含CLO₂10mg/L的水达2年之久，对健康无任何影响；对一个每年夏季都饮用含5mg/LCLO₂的池塘水的村民进行健康状况测定，结果发现：居民的细胞容积平均值、血细胞比容、网状细胞计数、白细胞计数、血液中尿素氮含量、股酸及胆红素等，与常人无异。而在进行饮用水消毒处理，所需的CLO₂使用剂量仅为0.2mg/L，因此是绝对安全的。
　　2.3高浓度稳定CLO₂消毒剂的应用
　　由于CLO₂是目前我国所使用的十多种化学消毒中杀菌能力最强，消毒效果最好，且无毒、安全，被广泛用作水相消毒和气相消毒。高浓度稳定CLO₂消毒剂在使用前必须将其活化并配成消毒剂使用液，再按不同的消毒对象和使用剂量，采用一定的消毒方法进行消毒处理。下表是使用含500mg/LCLO₂消毒剂使用液对主要应用对象的消毒处理方法。

　　3、高浓度稳定二氧化氯消毒剂在饮用水、饮料及食品加工生产中的应用。

　　无论是矿泉水等饮用水，还是啤酒等饮料以及食品加工生产中，首先遇到的问题是水质符不符合饮用水的卫生标准要求。其次是生产中所使用的设备、容器、泵、管道、包装袋（瓶）等会不会给产品带来污染（有害物质及各种菌毒）。其三是生产场所、作业人员的卫生、携带菌毒情况会不会影响产品的卫生指标等。在解决这三个问题时，高浓度稳定二氧化氯杀菌消毒剂是你的最好助手。
　　3.1消毒剂使用液的配制
　　在使用CLO₂消毒剂进行以上三个方面的处理时，必须先将高浓度稳定二氧化氯配制成消毒剂使用液，其目的一是将稳定CLO₂激活成游离CLO₂，其二是调至成一定的低浓度，以便使用时方便加入和减少CLO₂的逸散浪费，降低处理效果。
　　3.1.1配制方法
　　根据使用量的要求，在消毒剂使用溶器中放入一定量的高浓度稳定二氧化氯消毒剂原液（如IL），然后加入10倍的水量（10L），混外匀后加入原液体积10%的活化剂（0.1L），混合后放置10分钟，使稳定CLO₂活化完全，再加入110倍原液体积的水量，混匀备用，即为含CLO₂500mg/L左右的消毒剂使用液。
　　3.1.2注意事项
　　<1>消毒剂使用液最好使用的当天配制,最多不要超过10天.这是由于活化后的消毒剂，其CLO₂呈游离态，且由于CLO₂的水溶性不高且随气温的升高而下降，因此放量乃至产生CLO₂的逸散而使CLO₂浓度下降。
　　<2>配制时必须先稀释再加活化剂，反之CLO₂浓度太大，活化剂的加入，瞬间将产生大量的红黄色CLO₂浓烟逸散损失。在稀释后加入活化剂必须均匀缓慢地加并不断缓慢的搅拌，防止局部CLO₂浓度过高而逸散。
　　<3>消毒剂使用液所放量的场所应避光的阴凉外。
　　<4>消毒剂使用液的CLO₂浓度，主要考虑进行消毒处理过程加入量易于控制。尽可能将CLO₂浓度控制低一些，以利于保存和活化的完全。
　　3.2水质净化和杀菌消毒脱色除臭
　　生产用水水质，随取水水源、气候状况变化、地面环境变化、季节变化及水厂处理程度的不同而有较大的区别。为确保产品严格满足卫生标准要求，需根据不同水质进行必要的快速净化、杀菌消毒、去色除臭处理，对设备的冷却循环系统需要进行杀菌灭藻等处理。由上节论述的CLO₂的特性与作用表明，采用CLO₂作处理剂是最合适的。
　　CLO₂处理使用剂量，视所处理的项目及含量情况而定。一般情况下，采用0.2mg/LCLO₂剂量就能保证对水中微量的还原怀金属和有机物的净化和对各种病源微生物的杀灭效果及去色除臭。对于水中有机物及还原性物质含量较高，以及洪水期、周围环境质量较差的地面水源的水，CLO₂使用剂量应适当提高一0.3~0.5mg/L，以确保产品质量达到卫生标准要求。
　　处理方法视间断生产或连续生产而定。间断生产，以每周期（或每一槽）的处理量（Q），按式：C₁V₁=（Q+V₁）.C,计算出消毒剂使用液用量(V₁),(式中:C₁-消毒剂使用液CLO₂浓度,C-CLO₂使用剂量),然后将消毒剂使用液V₁加入处理的水中,混匀后10分钟即完成处理.对于连续生产的工艺,按需处理的流量(Qm³/min)及使用剂量C计算出消毒剂使用液的加入速度(Vml/min),选择适当的加入口(为泵前或泵后),按V的流速将消毒剂使用液加入运行的管道中,利用水在管道中或泵的高速转动将消毒剂与水混匀。
　　3.3生产设备、容器、泵、管道、包装袋（瓶）等的杀菌消毒处理。
　　为使产品质量确保卫生标准要求，在每次生产前都必须对与产品相接的设施处于无菌毒状态，因此应进行消毒处理。
　　3.3.1处理剂的CLO₂浓度及配制
　　由于消毒剂使用液在设施运行中速度较快，消毒使用剂量可适当增大，对于连续生产系统的设备、容器、管道等系统消毒，其处理剂的CLO₂浓度可控制在20ml/L左右。配制方法：在一个处理剂槽中加入一定量的消毒剂使用液（含CLO₂500mg/L），然后加入25倍的水量，混匀即可。
　　3.3.2消毒处理方法
　　对于间断生产的设备（主要容器、包装设备、包装袋等）的处理，可采用浸泡的方法或者喷洒的方法进行。浸泡是将处理剂置于要处理的容器或设施中，放置5--10分钟，将处理剂放出，用消毒处理过的水清洗两遍即可；喷洒法是将处理剂喷洒在要处理的容器或设施的器壁进行消毒处理，5--10分钟，用消毒过的水冲洗两遍即可。
　　对于连续方式生产的流程，可直接用泵连续将处理剂输送到各需要处理的部位，运行5--10分钟后，排出处理剂。将阀门切换到处理过贮水池，用水清洗系统3--5分钟（视流程长短而定）。
　　处理剂可反复使用较长时间，由于其CLO₂浓度低，不会造成的CLO₂逸散。对于消毒过程所消耗的CLO₂，可在使用一段时间后，视CLO₂的降低情况进行补加消毒剂使用液。
　　3.3 作业场所和作业人员的消毒
　　作业场所除保证环境的干净清洁外，需要定期进行空间的气相消毒。气相消毒的方法可以采有所配制的处理剂喷洒厂房空间，喷洒量按20ml/m²或m3空间量进行。也可以采用自然逸散法，采有逸散法，处理液可适当将CLO₂浓度提高或直接使用消毒剂使用液，并将其PH值调整至5左右。将处理剂置于要消毒的空间，让CLO₂逸散出来进行空间气相消毒，置放量按5ml/m³空间CLO₂500mg/L的处理剂，放量一次可以消毒半个月以上。
作业人员的衣物，可在洗净后用25mg/LCLO₂的处理剂浸泡5分钟进行消毒。作业人员的手可用含CLO₂100mg/L处理剂浸泡5分钟进行消毒。

　　4、结语

　　CLO₂消毒剂是目前被世界卫生组织确认的一种高效、无毒安全的消毒剂，它具有高效、速效、无毒、广谱的杀菌消毒除臭效能，被广泛应用于各领域的杀菌消毒。
　　高浓度稳定二氧化氯消毒剂；具有稳定性好，活化后具有与CLO₂同等的杀菌消毒等性能，同时由于其CLO₂浓度高，投加量少，带入的杂质少，因此更具有其安全性；产品包装、运输等的经济性，因而深受客户的欢迎。该产品经泉州市怡新蒸馏水公司、永春祥业矿泉水公司、漳州紫山矿泉水公司等用户使用，效果很好，产品各项卫生指标都达到了卫生标准要求。

　　主要参考资料
　　1、栾和林等，水处理技术，1989（3）
　　2、爱星消毒剂厂，高浓度稳定二氧化氯的试制及应用研究（内部资料）
　　3、爱星消毒剂厂，二氧化氯消毒剂使用说明书
　　4、福建省防疫站，高浓度稳定二氧化氯消毒剂检测报告书1996（014号）（内部资料）