2020-09-01
浅谈次氯酸电解水在国内食品企业应用的注意点
随着消费者和监管部门越来越关注“食品安全”问题,使得经营者对企业生产环境的卫生风险控制技术,了越来越高的改进需求。而其中用于食品生产的清洗用水,必须具备与食材接触时“无菌”的特点,及瞬时杀菌的能力,使用后必须无有害残留。

水体消毒方法

常规的水体消毒方法有向水体中添加过氧化氢(双氧水)溶液、次氯酸钠溶液,或向水体中通入氯气、臭氧、二氧化氯等气体:

  • 水体添加过氧化氢(双氧水)消毒,效果好,使用后无有害物质残留。使用浓度要求高,对食品生产企业而言运行成本极高。

  • 水体添加次氯酸钠(含氯消毒剂)消毒,消毒原理是次氯酸钠和水产生解反应,生成少量的次氯酸分子,次氯酸分子进入细胞对细菌灭活。但在食品加工上使用的次氯酸钠,对纯度要求极高,否则食品流入市场后有被抽检出重金属超标的风险。

  • 水体通入氯气消毒,氯气瓶气压不断变化,存在投加计量不够准确的问题;氯气具有极强的扩散性,对环境存在毒害作用;容易和有机物发生反应形成氯系有机产物;湿氯气对设备金属腐蚀性强。这类方式目前已接近淘汰使用。

  • 水体通入臭氧气体消毒,可以达到水体无菌。臭氧在水体中的半衰期约为35分钟,所以对水体没有持续抑菌效果。空气中氮气含量高于氧气含量,若是直接电解空气来制取臭氧,生成的臭氧纯度不高,当水体间杂质含量较高时,容易产生有害物质。

  • 水体通入二氧化氯气体消毒, 可以达到水体无菌。弊端在于原材料保存繁琐,生产投料过程产生的氯气量大于二氧化氯量, 实际上还是在用氯气消毒,对金属设备腐蚀性大,对操作人员刺激性大。


食品加工业引入微酸性电解水作为杀菌技术的的必要性

对水体使用气体消毒时,要考虑气体逃逸对于人身安全以及设备金属腐蚀性的情况。所以我们认为在食品加工环节对水体进行消毒处理的话,还是选择等比例添加有效溶液的方式更加切合。根据我们实际了解到的情况, 大多国内规模食品企业的应用方式,也一直是选择添加含氯消毒剂。只不过随着含氯消毒剂技术的发展,市场对于食品安全要求的提高,企业对含氯消毒剂种类的选择也在更迭(次氯酸钙→次氯酸钠→次氯酸电解水)。


含氯消毒剂是指溶于水能产生次氯酸的消毒剂,杀菌效果不取决于游离氯的总有效氯浓度,而是取决于次氯酸分子的浓度,其溶于水生成次氯酸分子的量和水体的pH值有关。pH值接近5时,次氯酸分子含量占比最高,氯气成分和碱性成分含量最少,毒副作用和设备金属腐蚀性最低。含氯消毒剂pH值小于5时,溶液中有效成分以氯气和次氯酸分子形式存在,溶液中的有效成分更容易转变成氯气,氯气逃逸,我们会闻到明显的刺鼻味,长期使用容易伤害呼吸道及腐蚀金属物品,所以建议使用时溶液pH值不要小于4。当溶液pH值接近5的时候,溶液中有效成分以次氯酸分子形式存在,这个时候杀菌效果最佳。当溶液pH值大于7时,溶液中有效成分转变生成次氯酸根(ClO-),即便可以检测的有效成分浓度不变,但次氯酸分子占比减少,pH值越高灭菌效果越差,导致需要更高浓度才能达到水溶液pH值接近5的使用效果。 因此,我们熟悉的次氯酸钙、次氯酸钠均为碱性含氯消毒剂,次氯酸电解水为酸性含氯消毒剂。酸性含氯消毒剂中的次氯酸分子存在比例更高。


电解法制备次氯酸,早在2002年被日本厚生劳动省和美国食品药品监督局核定为食品添加剂,广泛应用于食品生产领域。这项技术采用高纯度氯化钠和或食品级盐酸,配制成浓度小于1‰的稀盐水作为电解液,和进水原料水一同通入电解槽内进行连续式电化学反应,得到pH值在4~7之间的次氯酸电解水。由于水被电解,短时间内出水溶液中还带有少量的羟基自由基、臭氧、过氧化氢、二氧化氯等“混合强氧化剂”,共同形成了次氯酸电解水的灭菌成分,可解决长期使用单一消毒剂而导致具有耐药性的“超级细菌”问题.这种方法制备得到的才是以次氯酸为主要杀菌因子的酸性电解水(氧化电位水).”现制现用“的生产方式,也恰恰解决了次氯酸不稳定的问题(易受光、热、有机物干扰)。这也正是含氯消毒剂最本质的状态,大幅降低了含氯消毒剂的使用浓度,达到了相同的使用效果,降低了出现消毒副产品的风险。


 食品企业在生产环节明确引入次氯酸电解水,必然是大量以及高频次的进行使用,务必关注氯离子残留问题. 这是为了避免出现因长期使用而造成的设备金属腐蚀性问题。若出现使用次氯酸水导致的设备金属腐蚀情况,主要是由于“湿氯气”和“电解不完全的氯化钠”引起。当溶液pH值小于2时,溶液中的次氯酸分子大量转变成氯气,和水结合形成的湿氯气而造成的设备金属腐蚀最为强烈,同时也会带来人身安全和食品安全问题。


目前,国内市场上以“电解盐酸”这类制备方式较多,  直接推广”拿来主义“,大肆宣传”颠覆式杀菌技术“,高谈阔论“产业赋能“,这样就难以沉下心来去深入的理解第一现场客观存在的问题,浅尝辄止地把一些看起来简单的事情真就认为那么简单了,随之问题也就来了。当出水浓度过高,导致出水pH值小于2,这个过程就是在不断的制取“氯水”,最终的杀菌效果就是在利用盐酸的强酸性,不完全是利用次氯酸的强氧化性。制备过程中以及蓄水储藏过程中所逃逸出的“湿氯气”,会造成食品加工企业的不锈钢设施设备的腐蚀、车间空气流通性差导致工人出现昏眩情况,“氯水”会和有机物反应形成氯系有机副产物、“氯水”大量直排下水沟,会给企业带来一系列环保问题。使用次氯酸电解水的本意是让食品生产过程更加卫生,环保,安全,所以这类方式制取的次氯酸不应该称为电解水技术。