紫外线消毒技术在果汁饮料行业中的应用

概要

在果汁生产加工过程中，有效的灭菌处理是必不可少的。紫外线 (UV) 消毒技术作为一种通用的消毒处理方式，正赢得越来越多的认可。紫外线通过破坏微生物的 DNA 结构来杀灭微生物。紫外线消毒技术可避免使用化学物质，能用于给水、糖浆、清洁水、废水、过滤系统以及包装表面的消毒。同时紫外线系统安装和维护非常简单方便。

简介

果汁饮料行业必须要遵守最严格的质量和卫生标准。由水中污染物或果汁成分滋生的细菌会导致饮料变色、变味以及缩短保质期，并增加消费者感染的危险。同时国家卫生标准及相关行业标准要求厂商减少食品中化学添加剂和防腐剂用量，进一步增加了食品保鲜难度。因此，生产过程中有效的灭菌消毒处理就显得更为重要。

紫外消毒是一种高效、非化学手段抑制变质的方法。紫外线能杀死所有已经为人类所知道的致病性微生物组织，包括细菌，病毒，酵母和霉菌(及它们的孢子)。它是一项维护成本低、对环境无害的消毒技术，在避免使用化学药剂的同时还保证了高效的消毒水平。

紫外线消毒原理

紫外线是介于可见光和X光之间的一种电磁波，波长范围为 185-400nm，其中特殊波长范围内紫外线(也称作 UV-C)具有很强的杀菌效果，并且波长在 265nm时杀菌能力最强。紫外线通过穿透细胞膜并破坏 DNA 来杀死微生物组织，导致其不能繁殖并有效消灭它们。

典型的紫外线消毒系统是将一个装在石英保护套管内的紫外灯管，安装于不锈钢圆柱形腔体内。让处理的液体从腔体的一端进入，另一端流出。事实上任何液体都能用紫外线进行有效处理，包括未处理的管道水，处理后工艺用水，污水，果汁及糖浆等。

基于紫外灯的类型，紫外线消毒技术主要可分为两种：低压和中压。低压灯只有单色紫外线输出(仅限于单一波长 254nm)，而中压灯是多色紫外线输出(波长范围在 185-400nm 之间)。

紫外线消毒的优点

与其它消毒方法相比，紫外线消毒有很多无以伦比优越性。紫外线不会产生毒素或残余物，也不会改变被消毒液体的化学成分、味道、气味和 pH 值。这一特性在果汁饮料行业中尤其重要，在化学消毒中，化学药剂加入到生产用水中会导致变味并改变产品的化学特性。

紫外线处理可以应用于原水消毒，或作为其它水水处理工艺的一个环节，如活性炭过滤，反渗透或低温灭菌法。因为紫外消毒没有持续消毒能力，所以它在处理系统中的最佳位置是在末端环节。这样前面所有环节引入的微生物病原体都能被彻底杀灭，使后续生产的污染几率降到最低。

紫外线消毒在果汁饮料行业中的应用

直接接触性用水

尽管一般市政水源都不含有害或致病性微生物组织，但这不能成为依据。此外，个别水源如天然泉水或地下水也可能会被污染。任何用作果汁成分，或与产品直接接触的水，都可能成为污染源。紫外线消毒技术对水的净化既不依赖化学成分，也不靠加热消毒，使得工艺用水可重复使用，这样既节约了费用又提高了生产效率，而且没有影响产品质量的风险。

糖浆

加到一些果汁里的糖浆可能是微生物的主要滋生地。尽管含糖量很高的糖浆不利于细菌的生长，但在糖浆被稀释后，休眠孢子就可能被激活。让糖浆和稀释水在使用前经过紫外线消毒处理能确保休眠的微生物组织不会再被激活。

CIP(现场清洁)冲洗水

用来冲洗杂质的 CIP 最终冲洗水及消毒方法均需要符合微生物安全标准。全自动化的紫外线消毒系统可以嵌入到 CIP 漂洗水循环中，以确保最终漂洗水不再引入微生物和病原体。中压灯管具有很高的机械强度，不会受到 CIP 水温突然变化的影响，例如流体温度从10oC突变至 80oC，系统也完全不受影响 。

过滤消毒

反渗透法(RO) 和颗粒活性炭 (GAC)常用于生产用水的处理，但也可能成为细菌的滋生地。紫外线消毒是RO 和 GAC出水消毒的最有效的方法，紫外消毒在这些处理行业也已经有很多年使用历史。

脱氯

GAC 过滤器也常用来脱除工艺用水余氯，去掉加氯消毒后的“异”味，让最终产品保持清新，没有令人讨厌的气味。如果将紫外线消毒系统放在GAC 过滤器前，可提高GAC余氯脱除效果，延长活性炭过滤器使用受命，降低系统运行费用。

包装及表面消毒

表面消毒系统用来消灭所有包装物表面的细菌，包括玻璃和塑料杯、铁罐、盖子及金属薄片。在罐装前通过用紫外线照射包装物表面，能杀灭所有食物腐噬菌，从而延长果汁的保质期。

存储罐顶端空间消毒

用来保存易变质液体的储罐或管道需要填充空气来保持压力，紫外消毒系统可用来为这些空气消毒。储罐特别容易成为细菌的滋生温床，或被空气中的孢子污染。为了防止这种情况，可浸入式紫外线消毒处理系统可被设计安装在储罐上端，为空气填充空间消毒。

废水

果汁处理设备所排污水的处理，可以不必使用对环境有害的化学物质。这能确保所有的排放符合当地环境保护的规定。正如上述提及的，因为生产用水可采用紫外线消毒来处理和循环利用，也可使得产生的废水量大幅减少。

最后

对于日益严格卫生标准，果汁饮料的生产要符合这些标准是一项真正的挑战。在对工厂设备和工艺进行改进时，他们需要能快速收回投资成本，并能在产品质量带来显著提高，此时紫外消毒无疑是最理想的选择。

对于那些致力于提高产品质量的生产商来说，紫外线消毒是一个经济、切合实际的选择。在世界范围内它已经是饮用水消毒的最为成熟的方案。在一些洁净度要求很高的领域已被广为采用，如制药、电子芯片制造，这些行业对水质量要求的等级是最高的，紫外线消毒在这些领域也获得巨大的发展。

紫外线消毒系统安装容易，对工厂已有设施稍加改造即可满足要求。它们的维护要求也极低，唯一要做的就是根据具体使用情况，每12个月左右更换一次紫外线灯管。更换操作很简单，只需要几分钟便可完成，而且一般的维护人员便可完成。