GIỚI THIỆU CHUNG VỀ OZONE

1. TÁC DỤNG, ĐẶC TÍNH CỦA OZONE.

Ozone là một dạng thù hình của oxy có công thức O3. Ở điều kiện khí quyển (môi trường xung quanh), ozone là khí kém bền vững, màu tím, có khối lượng phân tử 48, khối lượng riêng 2,144g/l tại 00C và 1at (Pryor and Rice,2000).

Ozone hấp thụ một phần trong nước, nhưng nói chung tốt hơn oxy – theo bảng 1.1. Mùi hắc đặc trưng của ozone được phát hiện ở nồng độ rất thấp bởi giác quan của con người (0.01-0.05ppm trong không khí), và ở nồng độ thấp hơn bằng các dụng cụ phân tích, máy đo (Pryor and Rice, 2000). Ozone là một tác nhân oxy hóa mạnh, có thế oxy hóa khử 2.07V trong môi trường kiềm. Do đó nó có khả năng oxy hóa nhiều loại hợp chất hữu cơ và vô cơ.

Ozone không bền trong nước. Trong những báo cáo của những nghiên cứu từ sớm thì chu kỳ bán phân rã của ozone trong nước là 20-30 phút ở 200C trước khi phân hủy trở lại thành oxy, trong phạm vi đó Ozone đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch nước. Tuy nhiên, trong thực tế của các quá trình thực phẩm, xử lý nước uống và các lĩnh vực tương tự, những chất có khả năng oxy hóa vô cơ và hữu cơ thông thường cũng có mặt, và hầu hết trong số chúng phản ứng với ozone làm giảm chu kỳ bán phân rã của ozone.

Do đó, trong thực tế chu kỳ bán phân rã của ozone chỉ từ vài giây (trong nước bẩn) đến nhiều phút và thậm chí vài giờ (trong nước sạch).

Ngoài ra, một vài chỉ tiêu chất lượng nước: nhiệt độ, pH ảnh hưởng đến tỉ lệ phân hủy của ozone, và chu kỳ bán phân rã của nó. Khi hai chỉ tiêu này tăng lên kéo theo tỉ lệ phân hủy của ozone cũng cao hơn, do đó chu kỳ bán phân rã giảm đi là rõ ràng.

Ozone đã được thể hiện là gây nổ nếu sản xuất trong lúc nồng độ 48% theo trọng lượng trong oxy (Thorp, 1955; Warakomski, 1994). Điều này nồng độ cao, tuy nhiên, nhìn chung là không có máy sản xuất ozone dùng trong công nghệ thực phẩm đạt được nồng độ đó. Nồng độ ozone trong các máy công nghiệp được tạo bởi buồng phóng corona, thường có nồng độ 1 – 3% (w/w) từ không khí và 2 – 12% từ oxy. Do đó, không cần quan tâm đến khả năng gây nổ của ozone.

2. NGUYÊN TẮC TẠO OZONE VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA OZONE

Nguyên tắc tạo Ozone: Về mặt công nghiệp, Ozone được tạo ra bằng cách cho không khí hoặc ôxy đi qua vùng phóng điện thế cao trong máy ozone. (Cỡ hàng nghìn Vol)

Sự phát triển của ozone

Năm 1785 nhà hóa học Hà Lan Van Marum phát hiện mùi lạ từ không khí khi có phóng điện, ông cho rằng đó là hiện tượng đặc trưng của điện. Năm 1801 thành phố Krekshen (Anh) phát hiện mùi có trong ôxy khi điện phân nước. Năm 1840, Shenbein (Thụy sỹ) đã chứng minh được đó là mùi nhận được khi phóng điện trong oxy, gây ra sự xuất hiện khí mới và ông gọi nó là ozone (Theo tiếng Hy Lạp là bốc mùi). Trong thời gian 1845 – 1860 hàng loạt các nhà nghiên cứu đã biến đổi thành công oxy tinh khiết thành ozone, họ đã lần đầu tiên xác định ozone là một biến thể của oxy. Năm 1876 Soret bằng cách thay đổi mật độ khi khí khuyếch tán đã tìm ra công thức hóa học của ozone là O3.

3. ỨNG DỤNG CỦA OZONE TRONG ĐỜI SỐNG, HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP.

• Làm sạch không khí

Trong không khí bị ô nhiễm, thường có rất nhiều vi trùng, virus, bào tử nấm, mốc và những dị mùi có thành phần vô cơ, hữu cơ như: mùi rượu, thuốc lá, mùi tanh hôi, thiu… Đưa Ozone từ máy tạo không khí bơm thẳng vào trong không khí có thể nhanh chóng giết chết vi trùng, vi rus, nấm mốc, oxy hóa các chất NH3, H2S, CH3SH, CH3SCH … tạo thành những hợp chất bền vững, không mùi, không độc khác, trả lại sự sạch sẽ cho không khí, bảo vệ và duy trì không khí luôn sạch.

• Làm sạch nước Ozone hòa tan vào trong nước sẽ diệt vi khuẩn , oxy hóa các tạp chất vô cơ, hữu cơ, làm giảm COD, BOD, làm kết tủa các thành phần kim loại như Fe2+,Mn, các nông dược, các chất độc khác do bị nhiễm hoặc do con người đưa vào, khử mùi, màu tạo thành các hợp chất không độc, ít hại, các chất kết tủa,… làm cho nước trong, sạch và an toàn. Trong sản xuất nước máy, nước khoáng, nước tinh khiết… đều cần đến khâu sát khuẩn nước, bình đựng, nắp. Ozone là sự lựa chọn lý tưởng cho các mục đích đó. Trong xử lý nước nuôi trồng chế biến thủy sản, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, sử dụng ozone kết hợp với các công nghệ khác sẽ đưa lại hiệu quả cao hơn.

• Diệt khuẩn khử độc rau quả, thực phẩm

Ozone là một loại thuốc diệt khuẩn rộng rãi, hiệu quả cao, tốc độ nhanh, hiệu quả diệt khuẩn mạnh hơn formaldehyde, tốc độ diệt khuẩn nhanh hơn Clo 600 – 3000 lần, trong vòng vài chục giây đã có thể diệt khuẩn. Khi nồng độ Ozone đạt đến gần giá trị giới hạn, khả năng diệt khuẩn có thể hoàn thành trong thời gian rất nhanh. Ozone nhanh chóng phân hủy nông dược, phân bón, … còn tàn dư trên bề mặt của rau quả, cũng có thể trừ khử các chất kháng sinh, chất kích thích còn lưu lại trên các loại thực phẩm. Đồng thời oxy hóa các độc khí như: CO, NOx, H2S … làm cho nó mất đi độc tính.

• Bảo quả rau quả, thực phẩm

Trong quá trình cất giữ, rau quả tiết ra một loại chất khí Etylen (C2H4), khí này làm rau quả nhanh chin. Đồng thời, dưới tác dụng của khuẩn độc và khuẩn men, rau quả rất dễ bị nát. Ozone có thể oxy hóa C2H4, diệt khuẩn độc và khuẩn men. Ngoài ra, Ozone có thể ức chế việc trao đổi chất của rau quả, làm chậm quá trình lão hóa sinh lý của nó, từ đó đạt mục đích bảo đảm sự tươi ngon. Trong điều kiện tự nhiên, Ozone có thể làm cho thời gian giữ rau quả, thực phẩm lâu gấp 3 – 10 lần.

Bằng cách làm như khi rửa khử độc rau quả, sau đó để chúng trong khay thoáng, đặt lên giá đỡ trong kho bảo quản rồi mỗi ngày 2 – 3 lần cho khí Ozone từ máy tạo khí Ozone thổi vào sẽ làm tăng thời gian bảo quản lên nhiều lần.