Báo cáo về LOẠI NHIỄM BẰNG OZONE TRONG QUẢN LÝ VẤN ĐỀ VỆ SINH

LOẠI NHIỄM BẰNG OZONE
TRONG QUẢN LÝ VẤN ĐỀ VỆ SINH
GVHD: TS. NGUYỄN THUẦN ANH
HVTH: Trần Thị Hồng Nhung
Đỗ Đức Sinh
LỚP: CH 53STH
GIỚI THIỆU VỀ OZONE
CÁC ứNG DụNG CủA OZONE
TÁC ĐỘNG CỦA OZONE LÊN CÁC VI SINH VẬT
CÁC ảNH HƯởNG KHÔNG MONG MUốN
CủA OZONE
VIỆC ỨNG DỤNG OZONE THỰC TẾ
TIỀM NĂNG TRONG TƯƠNG LAI
KẾT LUẬN
NỘI DUNG
1.GIớI THIệU Về OZONE
Phát hiện và nguồn gốc

Được phát hiện vào năm 1840 bởi nhà hóa học người
Đức Christian Schonbeina.

Là một thù hình của oxy ( trong phân tử nó chứa ba
nguyên tử oxy thay vì hai như thông thường), tồn tại ở
dạng tự nhiên như là một chất khí không màu với mùi
đặc trưng (mùi hăng).

Ở trạng thái rắn, lỏng khi đó nó có màu xanh.

Được sản sinh:

Trong bầu khí quyển do tác động của bức xạ tia

cực tím vào các phân tử oxy

Ở mặt đất như là một sản phẩm phụ của phản ứng
quang hóa liên quan đến oxy, nitơ và các
hydrocarbon

Ozone là một tác nhân kháng khuẩn hiệu quả nhờ
thế oxy hóa ​​ cao (+0,27 V) so với các tác nhân oxy
hóa như acid hypochlorid (HClO), các loại clorin
hoạt động trong dung dịch lỏng, có thế oxy hóa là
1,49 vôn.

Ozone có tính oxy hóa mạnh do nó dễ bị phân hủy
thành oxy nguyên tử và oxy phân tử.
Các tính chất hóa học của ozone

Ozone tự phân giải trong một thời gian tương đối
ngắn để tạo ra oxy do tính phản ứng rất cao của
nó.

Ozone không tồn tại trong môi trường và chỉ có mặt
trong một khoảng thời gian ngắn sau khi sử dụng
nó. Do đó, nó không thể dự trữ được và phải được
sản xuất tại chỗ.

Nồng độ ozone là một vài phần triệu (ppm) hoặc
mg / lít (mg L
-1
). 1 ppm tương đương với 0,00196
mg/l (tương đương với 1,96 x 10

-6
mg/m
3
).

Ozone có thể được sử dụng như một nhân tố
kháng khuẩn trong hai dạng: khí hoặc lỏng được
ozone hóa.
Các phương pháp sản xuất ozone
Được tạo ra bằng một số phương pháp tuỳ
thuộc vào nồng độ yêu cầu.
Ở nồng độ thấp
(0,03 ppm)
Được sản xuất bằng
cách cho không khí tiếp xúc
với bức xạ, bước sóng
185nm từ đèn UV
Ở nồng độ cao hơn
Được sản xuất bằng
cách phóng điện từ bề
mặt của vật tích điện do
sự ion hóa chất khí
xung quanh
ozone

Một điện áp xoay chiều cao được đặt vào 2 đầu, ở
giữa là một khoảng hở phóng điện trong đó có sự
hiện diện của không khí hoặc oxy. Điều này gây ra
sự kích thích điện tử, kéo theo sự chia tách các
phân tử oxy.


Ozon sau đó được hình thành bởi sự tái tổ hợp của
các nguyên tử oxy tự do.

Oxy hay thiết bị tập trung oxy có thể được sử dụng
thay vì không khí để tăng sản lượng.

Nếu không khí được sử dụng, nó phải được sấy
khô để ngăn chặn sự hình thành acid nitric.
Nồng độ ozone được sản sinh phụ thuộc vào
Nồng độ ozone được sản sinh phụ thuộc vào
điện áp
tần số xoay
chi uề
Kho ng cáchả
phóng đi nệ
vật liệu
Chi u dàyề
l p đi n môi ớ ệ

Ozone có khả năng hòa tan trong nước cao hơn
gấp 12 lần so với oxy, nhưng nó có áp suất riêng
phần thấp hơn, nên nó khó đạt được nồng độ
cao.

Để đạt được hiệu quả oxy hóa tối đa, các điều
kiện phải được tạo ra mà trong đó sự chuyển
dịch qua bề mặt phân chia khí / nước đạt tối đa.

Các phương pháp hòa tan oxy trong nước thông

thường thì không phù hợp với ozone do tốc độ
phân hủy cao của nó.

Các phương pháp thay thế bao gồm:
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN OZONE
TRONG NƯớC
Bơm ozone vào
trong nước thông
qua các vòi phun
hoặc khuấy trộn
mạnh ozone vào
trong nước trong
các tua bin tạo
nhũ tương
Tạo một lượng
lớn bong bóng
nhỏ có chứa
ozone được sản
xuất bởi bộ
khuyêch tán có
độ xốp
PP1
PP2
PP3
Kết hợp siêu âm
tạo thành bong
bóng hỗ trợ quá
trình hòa tan
ozone trong
nước

Ozone t n công các glycoproteinấ
màng t bào vi khu n ho c các axit amin gây ế ẩ ặ
ch t t bào thông qua s thay đ i trong tínhế ế ự ổ
th m c a t bào và ly gi i t bàoấ ủ ế ả ế
Ozone có th ph n ng v i các ể ả ứ ớ
nhóm sulphydryl c a m t s enzymeủ ộ ố
gây ra s gián đo n c a ho t ự ạ ủ ạ
đ ng t bào bình th ngộ ế ườ
T BÀO Ế
VI KHU NẨ
Phương thức hoạt động của ozone
Ozone nh h ng đ n thành ph n acidả ưở ế ầ
nucleic c a t bào vi khu nủ ế ẩ

Khi ozone được hòa tan trong nước, nó phân
hủy để tạo thành oxy phân tử và các gốc tự do
khác có khả năng phản ứng rất cao (HO
2
, OH và
H). Các gốc hydroxyl, được hình thành như một
sản phẩm của phân hủy ozone, có thể có hiệu
quả diệt vi khuẩn mạnh mẽ.
2.CÁC ứNG DụNG CủA OZONE
2.1. Xử lý nước

Ứng dụng đầu tiên trong công nghiệp là trong
việc xử lý các nguồn cung cấp nước.

Nhiều cơ sở nước uống ở Pháp đã sử dụng
ozone như là chất khử trùng đầu tiên từ năm

1906.

Khả năng giữ được thế oxy hóa cao của ozon
khi hòa tan trong nước là rất cần thiết để khử
trùng nước vì ozone diệt vi khuẩn bằng cách oxy
hóa các tế bào vi khuẩn.

Phân tử ozone phản ứng với bất kỳ phân tử hữu cơ nào và
cuối cùng nó sẽ được oxy hóa thành carbon dioxide và
nước.

Các nguồn nước khác nhau sẽ chứa một lượng vật chất
hữu cơ khác nhau và do đó nước được khử trùng sẽ có
một nhu cầu ozone cụ thể và riêng biệt.

Nhu cầu ozone: là lượng ozone được tiêu thụ bởi quá
trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong một thể tích nước
cho trước và phải được đáp ứng trước khi có bất kỳ tác
dụng kháng khuẩn nào.

Nhu cầu ozone và nồng độ ozone hòa tan là hai yếu tố
chính quyết định mức độ khử trùng. Phải có nồng độ ozone
dư để tác động như một nhân tố kháng khuẩn.

Một nghiên cứu của Broadwater và cộng sự (1973) đã
chỉ ra rằng ozone diệt vi khuẩn bằng một hoạt động
“tất cả hoặc không có gì” trong nước.

Nếu áp dụng với liều lượng đủ cao để oxy hóa các
chất hữu cơ và các vi sinh vật, tất cả các vi sinh vật sẽ

bị bất hoạt.

Khi liều lượng của ozone là quá thấp, nó nhanh chóng
bị cạn kiệt bởi quá trình oxy hóa của các chất hữu cơ
và một số lượng đáng kể các vi sinh vật sẽ sống sót.

Ozone cũng được sử dụng để khử trùng nước có
chứa chất hữu cơ tự nhiên và đã chứng minh hiệu quả
chống lại một số sinh vật, kể cả kén hợp tử của
Cryptosporidium parvum và bào tử Clostridium
perfringens, có tính kháng tương đối với clorine.
2.2 CÔNG NGHIệP THựC PHẩM

Ozone đã được phê duyệt để sử dụng bởi Cục
Quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA)
vào ngày 26 tháng 6 năm 2001 để sử dụng như
một chất kháng khuẩn cho việc xử lý, dự trữ và
chế biến các loại thực phẩm ở dạng khí và dạng
lỏng.

Nó đã được nghiên cứu để sử dụng như một
chất loại nhiễm của các sản phẩm thực phẩm
hiện có, nhưng cũng đóng một vai trò quan trọng
trong khử trùng thiết bị và môi trường chế biến
thực phẩm.

Khí ozone đã được tìm thấy là có hi u quệ ả làm giảm nhi u ề
mức độ của các sinh vật t n t i ồ ạ gắn liền với bề mặt không gỉ.

Vì nó không đ l iể ạ dư lượng trên bề mặt, nó có thể có tiềm

năng để sử dụng như một chất v sinh giai đo n cu i ệ ở ạ ố
cùng cho các bề mặt tiếp xúc thực phẩm.

Tuy nhiên, nó phải được sử dụng sau công đo n ạ làm sạch, vì
ozone có kh năngả phản ứng cao và các hiệu qu kh ả ử
trùng của nó bị mất khi tiếp xúc với bất kỳ ch tấ hữu cơ nào
khác, như mảnh vụn thức ăn.

Do đó, nó không phải là một s ự thay thế cho các thực hành vệ
sinh tốt như làm sạch nhưng có thể nâng cao hiệu quả của một
chính sách làm sạch tốt nếu đ c ượ sử dụng đúng cách.
3 TÁC ĐộNG CủA OZONE LÊN CÁC VI SINH
VậT

VI KHUẨN SINH DƯỠNG

Các tế bào vi khuẩn sinh dưỡng trong nước rất nhạy cảm với
ozone .

Số lượng vi khuẩn trong khoảng từ 10
6
-10
7
cfu / ml có thể
được giảm đến các mức không thể phát hiện sau 5 phút khi
tiếp xúc với nồng độ ozone trong khoảng 0,01-1,0 mg/l.

Ozone ở dạng khí có hiệu quả chống lại một loạt các vi sinh
vật gram dương và gram âm ở mức 0,05-2 ppm.


Sự hiện diện của chất thải hữu cơ làm giảm tác dụng kháng
khuẩn. Ozone chỉ là một chất vệ sinh hiệu quả khi các bề
mặt sạch sẽ và không có các chất bẩn hữu cơ.

CÁC NộI BÀO Tử CủA VI KHUẩN

Các bào tử vi khuẩn có tính kháng đ i v i ố ớ ozone nhi u ề
h nơ , nhờ sự hiện diện của l p vớ ỏ bào t .ử

Broadwater và c ng sộ ự (1973) thấy rằng các bào tử của
Bacillus spp. có tính kháng nhi u h n ề ơ lên đến 15 lần so
với các tế bào sinh d ng c a chúngưỡ ủ .

Một nghiên cứu của Ishizaki và c ng sộ ự (1986) thấy rằng
tăng độ ẩm tương đối đã làm tăng hiệu quả của ozone như
một tác nhân di t bào tệ ử và không có s ự bất hoạt đáng kể
các bào tử xảy ra ở độ ẩm dưới 50%.
NấM VÀ CÁC BÀO Tử NấM

Moore và cộng sự (2000) đã thấy rằng nồng
độ ozone 2ppm đã làm giảm đáng kể một
lượng nấm trên các tấm kim loại được đánh
bóng làm bằng thép không gỉ.

Foarde và cộng sự (1997) đã xác định rằng
muốn tiêu diệt một lượng nấm đáng kể cần
phải có một liều lượng tối thiểu là 6ppm (có
khi cần đến 9ppm để chiếu trên bề mặt).
VIRUS


Các virus có khả năng chịu đựng ozone rất kém
trong các loại nước có nhu cầu ozone thấp. Sự
bất hoạt virus bởi ozone trong nước bị hạn chế
bởi tốc độ khuếch tán xuyên qua lớp vỏ protein
vào lõi acid nucleic, dẫn đến tổn thương ARN
của virut.

Theo Komanapalli and Lau (1998) thực khuẩn
thể bị bất hoạt hoàn toàn bằng ozone 600ppm
trong dung dịch đệm photphat sau 10 phút.
4. CÁC ảNH HƯởNG KHÔNG MONG MUốN CủA
OZONE

4.1. Các vật liệu cấu tạo

Ozone phản ứng với nhiều vật liệu bao gồm sợi thủy tinh
dệt, thuốc nhuộm hữu cơ, kim loại, nhiều loại nhựa, sơn
và cao su tự nhiên.

Có khả năng phản ứng gây nổ với các chất bôi trơn và
dầu (Anon 1998a).

Tốc độ phân hủy cao sư tự nhiên có thể được giảm xuống
bằng cách bổ sung các chất kháng ozone . Tuy nhiên điều
này có thể làm tăng chi phí một cách đáng kể (10 ± 25%)
và làm tăng thể tích thành phần cao su lên 34% (Anon
1993).

Greene và cộng sự (1994) đã kiểm tra tính kháng của
các miếng đệm được làm từ một số loại vật liệu thường

được tìm thấy trong môi trường chế biến thực phẩm,
đối với ozone và clorine.

Các kết quả cho thấy việc sử dụng ozone không có ảnh
hưởng, nhất là đến các lớp đệm, so với clorin, ngoại trừ
polytetrafluoroethylene (PTFE).

Nhựa cao su, hầu hết các silicon, viton, polycarbonate
và polyvinyl chloride cứng có khả năng chống lại những
ảnh hưởng của ozone (Dusseau và cộng sự 2004).

Do đó, phải tiến hành kiểm ra một cách toàn diện trước
khi sử dụng ozone, thay thế các vật liệu này bằng các
vật liệu không bị phân hủy dưới tác động của ozone .
4.2. Các mối quan tâm về sức khỏe và tính an toàn

Ảnh hưởng lên sức khỏe chủ yếu là tại các vị trí tiếp xúc
ban đầu thông thường là đường hô hấp, phổi và mắt, các
cá nhân khác nhau có mức độ nhạy cảm khác nhau đối
với ozone .

Các ảnh hưởng chủ yếu là kích thích và làm tổn thương
các ống nhỏ dẫn khí của phổi, và các vùng tiếp xúc trực
tiếp với mức độ cao (1 ppm trở lên) có thể dẫn đến ảnh
hưởng nghiêm trọng đối với sức khỏe bao gồm tổn
thương phổi (Anon 1998a).

Nếu sự tiếp xúc này kéo dài quá 24 giờ, thì những tổn
thương đó không thể phục hồi được.
5. VIệC ứNG DụNG OZONE THựC Tế


5.1. Những nghiên cứu về việc sử dụng ozone trong
công nghiệp thực phẩm

Ozone dạng khí

Sử dụng ozone trong một nhà máy nhỏ sản xuất pho mát có
các vấn đề về môi trường chế biến bị nhiễm bẩn.

Số lượng vi sinh vật dị dưỡng hiếu khí và
Enterobacteriaceae trên cả bề mặt tiếp xúc thực phẩm và
cả các bề mặt tiếp xúc với môi trường giảm khi xử lý toàn
bộ nhà máy với ozone 2ppm qua đêm trong khoảng thời
gian 2 tháng . Khi ngừng sử dụng ozone , số lượng vi sinh
vật dị dưỡng và Enterobacteriaceae tăng lên.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là, sự giảm này chỉ
diễn ra sau khi công đoạn làm sạch.