裝水消毒不產生溴酸鹽的安全方法——紫外線
來源： 閱讀：2303 更新時間：2008-08-29 10:31簡 介
在一個規范日益嚴格和安全日益關注的市場上，瓶裝水行業不得不按照更高標準進行處理。原料水——無論它們是泉水、井水、地表水，還是市政處理過的水，如果受到隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲、大腸桿菌，或者其他病原體與致病微生物的污染，將會對生產商帶來嚴重的后果。
如果能及時發現存在的污染問題，那么可以選擇不用被污染的水；或者將這些水廢棄（顯然，這將對生產者的成本帶來影響）。但糟糕的是，如果不能及時發現水被污染，那么消費者就會被感染；這時，生產商將會面臨非常嚴重的法律和經濟制裁問題。但目前，污染的潛在威脅越來越大，因為消費者要求生產商盡量少用化學方法來處理水。這樣一來，生產瓶裝水的整個過程，從水源取水到最后將水裝瓶，如何進行有效的滅菌就成為十分關鍵的問題。
目前，最常用的瓶裝水的消毒方法是用臭氧滅菌。盡管用臭氧來消毒具有許多優點，但是由于這種方法所產生的副產品，特別是溴酸鹽，則遭到越來越多的批評。這是因為在臭氧化過程中，水中溴化物被氧化生成溴酸鹽，這又是一種致癌物質。在許多天然泉水中，都會含有一些溴離子，而它們對人是完全無害的。但是，如果這些溴離子的濃度太高，臭氧會促進它們轉變成為溴酸鹽。
2008年7月4日，中國質量監督檢驗和檢疫局對飲用水和礦泉水的國家質量標準進行了修訂。在這個修訂稿中，建議礦泉水中溴酸鹽的最大值為0.01毫克/升。
在整個食品和飲料行業中，勢必需要一種更為高效安全的的消毒方式；紫外線消毒，這一得到廣泛認可的綠色消毒方式，能夠殺死所有已知的致病微生物，包括細菌、病毒、酵母和霉菌（以及它們的孢子），而在滅菌過程中不會產生任何副產品。這是一種低維護成本、環境友好的物理消毒方式，它不再需要進行化學處理且消毒后不改變水的任何特質，同時還具有很高的殺菌水平。
紫外線是如何殺菌的
紫外線是界于可見光和X射線之間的那部分電磁波，其光譜中的185-400納米；其中240nm-280nm之間紫外線(也叫做UV-C），具有很強的殺菌作用，而殺菌效率最高的波長為265納米。紫外線是通過侵入病菌的細胞膜，破壞其DNA，使得它們喪失繁殖能力，而將它們有效殺滅。
典型的紫外線消毒系統，是由紫外線燈管、石英套管、不銹鋼處理腔及控制系統組成。待處理的水在該腔體的一端流入，經腔體的另外一端流出。實際上，任何水源都可以用紫外線進行有效處理，包括泉水、地表水和市政處理過的水、RO出水、粘稠的糖漿和工業廢水等等。
根據所使用的紫外線燈管——低壓燈管和中壓燈管——的不同，紫外線消毒技術主要分為兩種。低壓燈管具有單色的紫外線輸出（其波長限定為254納米）；而中壓燈管則具有多色紫外線輸出（其波長范圍為185—400納米）。一般來說，低壓系統最適合用于小流量和間歇流動液體；而中壓系統則更適合大流量、高流速場合使用。
紫外線消毒的好處
與其他方法相比，紫外線消毒具有許多優點。與化學消毒劑不同，在處理水的過程中，紫外線不會產生毒性，也不存在任何殘留物和各種副產品，更不會改變水的味道、氣味或pH值。
紫外線滅菌可以用來對水進行初步滅菌，或者作為其他凈化方法，例如：碳過濾法、反滲透、或者巴氏滅菌的輔助系統。由于紫外線消毒不存在任何殘留，因此最好將該系統放在緊靠出水端的前面，這樣能夠確保流進供水系統里的水中微生物被徹底殺滅，同時在處理后也不再有被再次污染的危險。
紫外線消毒在瓶裝水行業中的應用
原料水的來源
盡管泉水和礦泉水通常都不含有害的或致病的微生物，但這也不是絕對的。從井、河流或者湖泊中取出的水，則可能被污染，因此必須加以消毒。
CIP（Clean-in-Place恰當位置清潔）沖洗水
最后用來沖洗掉異物和消毒溶液的CIP沖洗用水，必須在微生物方面是足夠安全的，這一點非常重要。全自動的紫外線消毒系統可以和CIP沖洗循環組合在一起，以確保最后用的沖洗用水不會再次遭到微生物的污染。對于這種應用場合，中壓燈管是最理想的，因為它機械強度高，不受CIP水溫突然變化的影響。例如：當用80oC 的熱水沖洗后，緊接著又用10oC 的冷水加以沖洗。
過濾器的消毒
反滲透（RO）濃縮液和顆粒活性炭（GAC）過濾液是滋生細菌的溫床。對于反滲透濃水和顆粒活性炭過濾水，紫外線是對其進行消毒的有效方法，已經在加工行業得到廣泛應用。
脫氯處理
常常使用顆粒活性碳過濾器對水進行脫氯處理，以除去經過氯化處理后所產生的異味，使最終得到的水口感較好，并沒有令人不快的味道。而在脫氯活性碳過濾器的前面加裝紫外線系統，能夠提高活性碳過濾器的工作效能，延長活性碳的使用時間，從而降低成本。
包裝物和表面滅菌
常常使用表面滅菌系統來減少所有包裝物的微生物數量，這些包裝物包括：玻璃和塑料瓶、罐子、蓋子和金屬薄片等。如果在灌裝前，用紫外線對這些包裝物進行輻射處理，就可以消除各種的致病有機體，從而延長產品的保質期、降低腐敗變質的危險。
糖漿
糖漿使用前用紫外線滅菌系統對這些糖漿和稀釋水加以消毒，就能確保那些處于休眠狀態的孢子復活。
儲存罐頂部空氣的消毒
對那些保存容易變質液體的壓力罐或者壓力管道來說，還可以用紫外線滅菌系統來對加壓充入的空氣進行滅菌。儲存罐特別容易滋生細菌和受到空氣所攜帶孢子的污染。為了防止這種情況發生，專門設計了浸入式紫外線滅菌系統，將它安裝在罐子頂部，對頂部存在空氣進行消毒。
廢水的消毒和/或再利用
紫外線滅菌系統可以對工藝設備中流出的廢水進行處理，而不必使用對環境有害的化學藥品。這就保證了所有的廢水排放都能符合當地環境法規的要求。正如上面所提到過的，由于設備中流出的廢水可以通過紫外線滅菌系統的處理，而重新加以利用，因此就大大減少了生產過程中所產生的廢水量。
案例研究
英國安吉爾•斯普林斯責任有限公司（Angel Springs Limited）
安吉爾•斯普林斯責任有限公司位于英國的奇爾登•希爾斯（Chiltern Hills），該公司主要生產天然瓶裝礦泉水。幾年前，該公司用海諾威公司所生產的紫外線滅菌系統取代了以前所使用的臭氧消毒裝置。該公司之所以決定做出這種改變，就是擔心臭氧處理過程中所產生的溴酸鹽。
“由于在臭氧處理過程可能會產生溴酸鹽，我們就不再使用臭氧進行消毒了。” 斯普林斯公司的安德魯•格萊斯特說道。“盡管我們的水源里溴酸根的含量并不十分高，但是為了安全起見，我們還是選擇使用紫外線滅菌系統。” 安德魯•格萊斯特先生進行補充說明。“紫外線滅菌系統沒有缺點，只有優點。自從安裝了它以后，我們對它的表現一直很滿意。只要每過8000工作小時后，對紫外線燈管加以更換，因此它的工作效率非常高。”
安吉爾•斯普林斯責任有限公司的水源是當地的天然泉水，在經過物理過濾以除去固體顆粒后，就通過紫外線照射室加以消毒，接著就可以進行灌裝。此外就再沒有進一步的水處理了，也不需經過什么化學處理。
結 論
在瓶裝水行業中，如何滿足日益嚴格的衛生標準，已經越來越成為一項嚴重的挑戰。特別是中國質量監督檢驗和檢疫局將要實施關于溴酸鹽含量的法規，就更是如此。顧客也希望不要再用化學藥品來對水的進程進行處理。如果需要對工廠和設備加以改進，那也需要使這方面的投資盡快地帶來回報，并在產品質量上有所提高。
對于那些正在設法提高最終產品質量的生產商來說，紫外線滅菌系統是一個經濟、可靠的選擇。它是一種對飲用水進行消毒的行之有效的好方法，這一點已經在全世界得到了證明。它也被廣泛地應用在需要高純度水的行業里，例如：制藥行業和半導體行業，這些行業所使用的水都要求具有最高的質量。
紫外線滅菌系統的安裝十分簡便，幾乎不對工廠的正常生產造成什么干擾。它們所需要的維護工作也極其簡單，唯一需要的是視情況每隔8000工作小時更換一下紫外線燈泡而已。更換燈泡的操作也十分容易，只需要經過幾分鐘的學習就能掌握，因而普通的維修工人就足以承擔這項工作。
