易麗娟——電解殺菌技術

1、電解殺菌技術電解殺菌技術主講人：易麗娟學號：20142097201006郵箱：目錄Contents目錄01020304電化學原理及其分類電解殺菌機理電解殺菌效果的影響因素電解殺菌技術的應用05電解殺菌的相關設備注：主要內容參照揚壽清主編的食品殺菌和保鮮技術注：主要內容參照揚壽清主編的食品殺菌和保鮮技術電化學原理電化學原理電化學反應的分類1、外接電源而引起的電化學反應當兩金屬片接上電源當兩金屬片接上電源并插入任何導電的溶并插入任何導電的溶液中（例如水中加入液中（例如水中加入少量的少量的NaClNaCl）即形成）即形成通路通路。2、光能激發(fā)的電化學反應固體半導體的電子被束固體半導體的電子被束縛在價

2、電子帶上，但如縛在價電子帶上，但如果受到某種頻率和能量果受到某種頻率和能量的光的作用，價帶上的的光的作用，價帶上的電子會越過中間的禁帶電子會越過中間的禁帶而被激發(fā)到導帶上成為而被激發(fā)到導帶上成為可以自由移動的電子。可以自由移動的電子。電解殺菌機理一、通過電極的直接作用而殺菌當菌體細胞進行氧化當菌體細胞進行氧化還原反應時，在電極還原反應時，在電極表面引起菌體細胞膜表面引起菌體細胞膜的破壞，產生溶菌和的破壞，產生溶菌和引起細胞內引起細胞內DNADNA致命致命損傷而導致細菌的死損傷而導致細菌的死亡。亡。二、通過電極的間接作用而殺菌由于電解液中總存在著由于電解液中總存在著離子，懸浮分散質，溶離子，懸浮

3、分散質，溶存氣體，它們在電場或存氣體，它們在電場或光電場的作用下也會發(fā)光電場的作用下也會發(fā)生氧化還原反應。這些生氧化還原反應。這些反應也會給細胞帶來致反應也會給細胞帶來致命的損傷，同時也更加命的損傷，同時也更加激發(fā)和強化了電極的直激發(fā)和強化了電極的直接殺菌作用。接殺菌作用。利用半導體光利用半導體光電化學殺菌時電化學殺菌時的影響因素的影響因素氧氣的影響氧氣的影響電解殺菌效果的影響因素利用半導體光電化學殺菌時的影響因素（舉例）利用半導體光電化學殺菌時的影響因素（舉例）將1mg/mlPt與TiO2粉末（TiO2/Pt，質量比10:1）及103個/ml菌體（Saccharomyces cerevisi

4、ae），在磷酸緩沖液（pH7.0）中懸浮，然后用300W氙燈（400W鹵燈或500W熒光燈）進行光照射殺菌，發(fā)現(xiàn)隨著照射時間的增加，S. cevevisial菌的活菌數成指數函數減少。經120min照射，殺菌效果達100%。研究發(fā)現(xiàn)，如果沒有研究發(fā)現(xiàn)，如果沒有Pt與與TiO2粉末懸浮，則即使用光照粉末懸浮，則即使用光照射也沒有一點殺菌效果。只有加入了射也沒有一點殺菌效果。只有加入了TiO2粉末（有粉末（有Pt或或沒有），才有殺菌作用。只用沒有），才有殺菌作用。只用TiO2粉末時其殺菌效率粉末時其殺菌效率為為80%；如；如PtPt與與TiO2混合時，殺菌效果可提高到混合時，殺菌效果可提高到100

5、%。增強光照強度也可提高殺菌效果。增強光照強度也可提高殺菌效果。半導體粉末在各種光照條件下對啤酒酵母的致死效果半導體粉末在各種光照條件下對啤酒酵母的致死效果電流和電荷量對細菌存活率的影響食鹽濃度的影響氣體對殺菌效率的影響電化學殺菌的優(yōu)點電化學殺菌的能耗比較低，例如加0.45%的NaCl時，恒流電電解殺菌要達到99%的殺菌效果，所需能量大約是2.3J/kg。如NaCl含量為0.9%，要達到99%的殺菌效果所需能量減少到0.86%。如采用Co射線殺菌，將NaCl添加到5.8%，要達到相同的殺菌效果需要能量122J/kg。將NaCl添加到0.45%要達到99%的殺菌效果，需要能量208J/kg。如用

6、恒電流電解殺菌方式殺菌，用1/90的能量就可以達到與此相同的效果。電解殺菌技術的應用（一）1、王車禮等人采用電解殺菌技術處理油田廢水 ,研究了電解時電解時間、電流強度、極板間距間、電流強度、極板間距以及電極聯(lián)結方式電極聯(lián)結方式等因素對廢水中硫酸鹽還原菌殺滅效果的影響。結果表明,油田廢水經3min3min電解殺菌 ,硫酸鹽還原菌殺滅率高達99.90%99.90%。隨著電解時間的增加,硫酸鹽還原菌的殺菌率進一步提高;電流強度增加,硫酸鹽還原菌的殺滅率升高。在電流強度保持不變的情況下,隨著極板間距增加,極板之間電壓升高,更有利于殺滅硫酸鹽還原菌。在極板間電流強度相同的條件下,兩種電極聯(lián)結方式的殺菌率

7、差別不大,殺菌率均在99.9%以上。引用：王車禮,李小明,蔡志強,裴峻峰,陳毅忠,張登慶,任連鎖. 油田廢水電解殺菌研究J. 工業(yè)水處理,2003,05:29-31.電解殺菌技術的應用（二）張化冰等指出了電化學殺菌是一種高效率、低成本、環(huán)境友好的新型殺菌技術,包括電解活性氯殺菌，電解OH殺菌、電解O3殺菌、電解H2O2殺菌等對這4種電化學殺菌技術的殺菌機理，電極材料，電解工藝條件及特點進行了探討。引用引用：張化冰,酈和生. 電化學殺菌技術在水處理中的研究進展J. 綠色科技,2014,01:146-148電解殺菌相關裝置電解殺菌相關裝置電解法二氧化氯發(fā)生器選自山東濰坊魯瑞環(huán)保水處理設備有限公司選自山東濰坊魯瑞環(huán)保水處理設備有限公司電解法二氧化氯發(fā)生器的工作原理裝置圖5和6 電解式臭氧發(fā)生器工作原理采用新型PEM膜用低壓直流導通固態(tài)膜電極的正負兩極電解去離子水，水在特殊的陽極溶液界面上以質子交換的形式被分離為氫氧分子，氫從陰極溶液界面上直接被排放，氧分子在陽極介面上因高密度電流產生的電子激發(fā)而獲得能量，并聚合成臭氧分子。電解式臭氧發(fā)生器在食品加工中的適用范圍食品加工行業(yè)食品加工行業(yè)：生產用水、生產車間、包裝間、更衣室、無菌間、生產設備工具的消毒。飲料加工行業(yè)飲料加工行業(yè)：純凈水、礦泉水、各種飲料的生產用水、生產車間、包裝間、更衣室、無菌間、生產設備工具的消毒。果蔬加工行業(yè)果蔬加工