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食品工廠空氣殺菌方式的正確選擇和正確使用,對食品生產環境的衛生、安全及工作人員健康至關重要。介紹幾種食品工廠常用的空氣殺菌方式,包括紫外燈殺菌、臭氧殺菌、循環風紫外線空氣消毒、等離子體殺菌,重點介紹它們的殺菌原理、特性、注意事項及應用場景。
研究結果表明:
紫外燈殺菌對病毒和細菌效果顯著,但穿透能力有限；
臭氧殺菌廣譜高效,但需注意其強氧化性；
循環風紫外線空氣消毒可實現人機共存,適合動態消毒；
等離子體殺菌高效且臭氧泄漏量低,適合高潔淨度需求場所。
四種方式各有優缺點,食品工廠應根據實際生產環境、汙染類型、人員安全和經濟預算等因素綜合選擇殺菌方式。該研究為食品工廠空氣殺菌方式的選擇提供參考。
一、食品工廠對車間環境的要求
GB 14881―2013《食品安全國家標準 食品生產通用衛生規範》明確規定：
生產、包裝、貯存等設備及工器具、生產用管道、裸露食品接觸表麵等應定期清潔消毒；
進入食品生產場所前應整理個人衛生，防止汙染食品；
進入作業區域應規範穿著潔淨的工作服，並按要求洗手、消毒；
根據產品特點確定關鍵控製環 節進行微生物監控；
必要時應建立食品加工過程的微生物監控程序，包括生產環境的微生物監控和過程產品的微生物監控。
二、食品工廠常用的空氣殺菌技術
食品企業通常可采用四種方式對生產車間的空氣進行微生物控製：紫外燈殺菌、臭氧殺菌、循環風紫外線空氣消毒、等離子體殺菌。在選擇殺菌方式時，應綜合考慮車間的生產環境、安全性、經濟性等因素，並在遵循食品安全法規以及地方標準的前提下，確保生產環境的衛生及產品的質量。
2.1紫外燈殺菌
2.1.1殺菌原理
紫外線照射是一種電磁輻射，其殺菌機製是通過引起微生物DNA或RNA的光化學變化，以此破壞其 繁殖和生存能力[2]。GB 28235―2020《紫外線消毒器衛生要求》對以C波段紫外線為殺菌因子的紫外線 消毒器進行規定。
2.1.2特性
紫外線照射殺菌是最古老的殺菌方式，紫外線殺菌不會在殺菌對象中留下有害的化學殘留物，同時對多種病毒、細菌、真菌有較高的殺滅能力，此外其在短時間內能夠實現較高的殺菌效率。紫外線殺菌設備結構相對簡單、易於獲取，操作過程簡便易學，維護成本較低。憑借高性價比和廣譜殺菌效果，紫外線殺菌已成為食品加工廠最常用的殺菌方式之一。
2.1.3注意事項
紫外線穿透能力差，僅適用於表麵殺菌，對照射範圍外的區域，其滅菌效果會大打折扣。如遠距離器具、有遮擋的器具、操cao作zuo台tai背bei麵mian等deng區qu域yu，紫zi外wai線xian難nan以yi有you效xiao覆fu蓋gai，因yin此ci不bu適shi合he用yong於yu對dui有you遮zhe擋dang或huo包bao裹guo的de物wu品pin進jin行xing滅mie菌jun。此ci外wai，紫zi外wai燈deng應ying定ding期qi清qing理li，避bi免mian積ji灰hui而er影ying響xiang滅mie菌jun效xiao果guo。紫zi外wai線xian滅mie菌jun效xiao果guo與yu照zhao射she時shi間jian有you關guan，照zhao射she時shi間jian越yue長chang，滅mie菌jun效xiao果guo越yue好hao。由you於yu紫zi外wai燈deng有you使shi用yong壽shou命ming，因yin此ci在zai使shi用yong時shi，需xu要yao進jin行xing定ding時shi滅mie菌jun。
微生物種類、微生物濃度、環境溫度及相對濕度均可影響紫外線的滅菌效果。紫外線的作用效果：病毒＞細菌＞真菌[7-8]，低溫環境＞高溫環境[9]，低濕度＞高濕度[10]。微生物經紫外線照射後，可能通過光複活、切除修複、重組修複和誘導修複的方式複活[11]。紫外線會使人的皮膚曬黑，若作用在眼睛上，則 會引起角膜炎或結膜炎[12]，通tong常chang情qing況kuang下xia，紫zi外wai燈deng需xu要yao在zai房fang間jian內nei沒mei有you操cao作zuo人ren員yuan時shi才cai能neng開kai啟qi，並bing且qie紫zi外wai燈deng的de開kai關guan宜yi設she置zhi在zai車che間jian外wai，以yi避bi免mian對dui人ren員yuan造zao成cheng危wei害hai。現xian有you國guo內nei外wai的de研yan究jiu表biao明ming，222nm紫外線不僅保留傳統紫外線殺菌的良好效果，且對人體具有極高的安全性[13-14]。然而，222nm紫外線是否可以大範圍應用，在我國仍處於研究階段。
2.1.4適用區域
紫外線殺菌可適用於整個車間，如更衣室、原料處理區、熱加工區、灌裝區、化驗室等。
2.2臭氧殺菌
2.2.1殺菌原理
臭氧（O3）是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)刺(ci)激(ji)性(xing)氣(qi)味(wei)的(de)氣(qi)體(ti)，有(you)強(qiang)氧(yang)化(hua)性(xing)，殺(sha)菌(jun)能(neng)力(li)強(qiang)，其(qi)殺(sha)菌(jun)機(ji)製(zhi)主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)與(yu)細(xi)胞(bao)壁(bi)脂(zhi)類(lei)雙(shuang)鍵(jian)反(fan)應(ying)，穿(chuan)透(tou)細(xi)胞(bao)壁(bi)，作(zuo)用(yong)於(yu)細(xi)菌(jun)細(xi)胞(bao)膜(mo)上(shang)的(de)脂(zhi)蛋(dan)白(bai)和(he)脂(zhi)多(duo)糖(tang)，改(gai)變(bian)細(xi)胞(bao)膜(mo)通(tong)透(tou)性(xing)，從(cong)而(er)使(shi)菌(jun)體(ti)發(fa)生(sheng)破(po)裂(lie)、溶解、死亡[15]。此外，其還可直接破壞細胞質內遺傳物質（DNA或RNA），從而殺滅病毒。
2.2.2特性
臭氧產生方法主要有3種。
1）紫外線法是利用 紫外線分解空氣中的氧氣（O2），並聚合生成臭氧（O3）的一種方法，在大氣中，臭氧層的形成便是基 於類似的光化學反應機製。科學家發現，波長185nm下紫外線產臭氧的效率最高，但是較其他方式獲取臭氧的方式，存在效率低、能耗大的特點，因此不適用於工業使用。
2）電解法是利用直流電電解含氧電解質產生臭氧，該方式通常是電解純水，獲得高濃度臭氧水，並對食材或器具表麵進行消毒殺菌作用[16]。
3）電(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)法(fa)是(shi)利(li)用(yong)交(jiao)變(bian)高(gao)壓(ya)電(dian)場(chang)使(shi)含(han)氧(yang)氣(qi)體(ti)產(chan)生(sheng)電(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)，從(cong)而(er)生(sheng)成(cheng)臭(chou)氧(yang)的(de)製(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)。其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)利(li)用(yong)自(zi)由(you)高(gao)能(neng)電(dian)子(zi)離(li)解(jie)氧(yang)氣(qi)，再(zai)碰(peng)撞(zhuang)聚(ju)合(he)成(cheng)臭(chou)氧(yang)。該(gai)方(fang)法(fa)是(shi)當(dang)前(qian)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)、能耗較低、市場占有率最高的臭氧獲取方式。
臭氧消毒方式由於其廣譜殺菌、無殘留等優勢，自上世紀初就開始應用於食品工業，其特性主要有4點。
1）廣譜、高效性。臭氧對細菌、真菌、病毒、芽孢、真菌孢子及原生動物均有較強的殺滅性。同時，臭氧由於其氣體性質，在以空氣為媒介的加持下，擴散性好，可均勻擴散到整個房間；通過對房間各個角落進行消毒殺菌，克服紫外線穿透力差的缺 點。高濃度的臭氧，幾分鍾即可完成對細菌的殺菌過程[17-18]。
2）易得、清潔性。臭氧一般采用臭氧發生器獲取，利用空氣中的氧氣生成臭氧，簡單易得。臭氧（O3）在空氣中極不穩定，易分解成氧氣（O2），整個過程不添加其他化學殺菌劑，也不會在殺菌後殘留任何化學殺菌劑，避免殺菌後的二次清洗過程。
3）方便、經jing濟ji性xing。臭chou氧yang發fa生sheng器qi可ke采cai用yong遙yao控kong器qi控kong製zhi其qi開kai始shi及ji作zuo用yong時shi間jian，操cao作zuo簡jian單dan方fang便bian。雖sui然ran其qi購gou買mai價jia格ge貴gui於yu紫zi外wai燈deng，但dan是shi由you於yu臭chou氧yang發fa生sheng器qi沒mei有you使shi用yong壽shou命ming的de限xian製zhi，長chang遠yuan來lai看kan，臭chou氧yang發fa生sheng器qi的de性xing價jia比bi高gao於yu紫zi外wai燈deng。
4）除臭。在殺菌功效以外，臭氧由於其強氧化性，可與空氣中大部分異味分子作用，改變異味分子結構，以此達到除異味的目的。
2.2.3注意事項
臭氧作業期間，人員亦不可在車間內，GB 28232―2020《臭氧消毒器衛生要求》規定：空氣消毒應在封閉空間和室內無人條件下進行。臭氧濃度一般為5 mg/m3，相對濕度≥70%，作用時間30~120 min。臭氧消毒後至少通風30 min後，人員才能進入室內。
由於臭氧的強氧化性，對多種物品均有損壞作用，其損壞效果隨濃度的增大而增加。比較常見的如銅片出現綠色鏽斑、橡膠老化變色、紡織品漂白褪色等。
2.2.4適用區域
臭氧殺菌機有3種形式：移動式臭氧發生器、車間壁掛式臭氧發生器、集中式臭氧發生器。
移動式臭氧發生器適用於分階段工作的生產車間，該裝置具有靈活性強，整體投資小的特點。
車(che)間(jian)壁(bi)掛(gua)式(shi)臭(chou)氧(yang)發(fa)生(sheng)器(qi)適(shi)用(yong)於(yu)所(suo)有(you)需(xu)要(yao)殺(sha)菌(jun)的(de)車(che)間(jian)，根(gen)據(ju)房(fang)間(jian)的(de)大(da)小(xiao)，可(ke)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)臭(chou)氧(yang)產(chan)生(sheng)量(liang)的(de)設(she)備(bei)，或(huo)在(zai)大(da)房(fang)間(jian)內(nei)增(zeng)加(jia)臭(chou)氧(yang)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)台(tai)數(shu)。
jizhongshichouyangfashengqitongyangshiyongyusuoyouxuyaoshajundechejian，youdaxingchouyangfashengqichanshengchouyanghou，tongguoguandaoshusongzhichejian，danshiyouyushusongliduyouxian，tongchangkaojinshebeidefangjianchouyangnongdujiaogao，yuanlishebeifangjianchouyangnongdudi。shijishiyonganzhuangguochengzhong，kecaiyongzengjiafengsongdonglijiamoduanfamendexingshikongzhichouyangnongdu。cixingshitouzijiagezuigao，chushebeidecaigoujiagewai，qitishusongdeguandaojiguandaodeanzhuangfeiyongjunxuewaizhifu。youyuchouyangdechuchoutexing，tebieshiyongyugaodanbaizhichanpindechejian，rurouzhipinchejian。zaizhexiechejianzhong，echoudelaiyuanzhuyaoyoudanbaizhifenjiechanshengdeliuhuaqing、氨類物質以及一些揮發性有機物組成。
2.3循環風紫外線空氣消毒
2.3.1殺菌原理
循環風紫外線空氣消毒方式由紫外線空氣消毒機完成，一般由紫外線殺菌燈、kongqiguolvqihexunhuanfengjiweizhuyaoyuanqijian，qishajunyuanlishitongguoziwaixianwanquanmibiyujiqineibu，tongguoxunhuanfengjiangshajunhoudekongqiguolvhuobuguolvhousongzhichejian，yidadaochejianhuanjingxiaodudexiaoguo。
由於紫外線殺菌過程是在密閉狀態下進行，人體不會直接被紫外線照射，所以該方式可以實現人機共存。
2.3.2注意事項
循xun環huan風feng紫zi外wai線xian消xiao毒du方fang式shi僅jin對dui空kong氣qi中zhong微wei生sheng物wu具ju有you殺sha菌jun作zuo用yong。若ruo要yao對dui車che間jian牆qiang體ti和he其qi他ta器qi具ju物wu表biao麵mian進jin行xing殺sha菌jun，還hai需xu和he其qi他ta殺sha菌jun方fang式shi結jie合he，如ru消xiao毒du液ye噴pen灑sa、擦拭或臭氧殺菌。
2.3.3適用區域
循環風紫外線消毒可適用於整個車間，尤其適用於需要不斷保證車間空氣潔淨度的車間，如乳製品車間、熟肉製品包裝車間、糕點包裝車間等。
2.4等離子殺菌
2.4.1殺菌原理
等離子體殺菌技術是通過放電產生分子、原子、離子、電子、光子、中心離子等各種活性物質組成的高能等離子體[23-25]。在負壓風機作用下，車間內不潔淨的空氣被負壓風機抽送至機體內，這些自由高能電子釋放足夠的能量，以電子的方式激發、解離和電離微生物，隨後潔淨的空氣再送至車間內，從而達到空 氣消毒的效果。研究表明，活性氧（ROS）和活性氮 （RNS）是促進等離子滅菌的主要因素[26-27]。
2.4.2特性
等離子體殺菌技術是在殺菌機內部進行，且張亞迪等[28]對市麵上等離子放電消毒機進行實驗研究表明，設備在運行過程中臭氧泄漏量符合GB/T 18202―2000《室內空氣中臭氧衛生標準》的要求：1 h平均最高容許濃度0.1 mg/m3。李曄等[29]對市麵上一款移動式等離子體空氣消毒機進行測試，結果表明該設備可有效消除空氣中的細菌，同時在有人員的情況下也能使用。
2.4.3注意事項
等(deng)離(li)子(zi)體(ti)殺(sha)菌(jun)技(ji)術(shu)同(tong)樣(yang)僅(jin)對(dui)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)具(ju)有(you)殺(sha)菌(jun)作(zuo)用(yong)，是(shi)近(jin)些(xie)年(nian)才(cai)開(kai)始(shi)用(yong)作(zuo)於(yu)食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)殺(sha)菌(jun)技(ji)術(shu)，設(she)備(bei)價(jia)格(ge)較(jiao)臭(chou)氧(yang)發(fa)生(sheng)器(qi)高(gao)，但(dan)是(shi)由(you)於(yu)其(qi)特(te)殊(shu)殺(sha)菌(jun)方(fang)式(shi)，食(shi)品(pin)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)可(ke)根(gen)據(ju)企(qi)業(ye)的(de)投(tou)資(zi)額(e)度(du)進(jin)行(xing)選(xuan)用(yong)。使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，設(she)備(bei)的(de)臭(chou)氧(yang)泄(xie)漏(lou)量(liang)需(xu)符(fu)合(he)國(guo)家(jia)規(gui)定(ding)。
2.4.4適用區域
等離子體殺菌適用區域同循環風紫外線消毒，食品企業可根據投資強度選擇適合自身的殺菌方式。
三、結語與展望
隨著食品工業的不斷發展以及消費者對食品安全與品質要求的不斷提高，空氣殺菌技術在食品工廠中的應用愈發重要。
食品生產企業可根據每個車間的實際生產情況和企業的投資預算綜合考慮後，選擇最適合的殺菌方式。
當(dang)前(qian)殺(sha)菌(jun)設(she)備(bei)的(de)價(jia)格(ge)也(ye)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)便(bian)宜(yi)。同(tong)時(shi)在(zai)未(wei)來(lai)殺(sha)菌(jun)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)研(yan)究(jiu)中(zhong)，新(xin)型(xing)的(de)殺(sha)菌(jun)技(ji)術(shu)可(ke)能(neng)會(hui)成(cheng)為(wei)一(yi)大(da)應(ying)用(yong)重(zhong)點(dian)，既(ji)能(neng)保(bao)證(zheng)車(che)間(jian)環(huan)境(jing)的(de)潔(jie)淨(jing)的(de)同(tong)時(shi)，又(you)不(bu)會(hui)對(dui)人(ren)體(ti)造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang)，同(tong)時(shi)性(xing)價(jia)比(bi)較(jiao)高(gao)。
車間的殺菌過程和生產環境中的實時空氣潔淨度聯動，保證車間空氣潔淨度在可視、可控的智能化係統，將是未來食品工廠應用的重點方向。
參考文獻：楊利珠,王沁峰,陳證繁,等.淺談四種殺菌方式在食品工廠空氣殺菌中的應用
