首页

DJ系列电解式臭氧在食用菌栽培技术中的应用

发布时间：

2023-03-09

食用菌栽培一直是我国一个比较稳定的行业。随着国家和百姓对食品安全的高度关注，食用菌现代工业化栽培，尤其是杏鲍菇、滑子菇、白灵菇生产已到了从普及发展转为提高生产效率和产品质量的重要阶段。在此转型期常规的栽培技术已暴露出明显的弱点。就以生产最关键的消毒灭菌及预防病害的措施来说，必须在技术上找到新的突破口，才能提高生产效益和产品质量。臭氧消毒技术因其广谱、高效、绿色、安全的消毒特性走进了菌类栽培行业，应用臭氧的特性进行杀菌、消毒、净化，是国内外现代食用菌栽培园普遍采用的高科技技术。

前言

一、臭氧杀菌消毒机理

　　臭氧又称活氧，是世界上公认的广谱高效杀菌消毒剂。其杀菌机理是它作用于细菌的细胞膜使其损伤，导致新陈代谢障碍直至死亡，其杀灭病毒的机理是直接破坏核糖核酸或脱氧核糖核酸。

　　臭氧可杀灭在空气、水、一般物体表面的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，沙门氏菌、黄曲霉菌等，能快速消灭细菌繁殖体和芽孢，病毒和真菌。

　　消毒是食用菌栽培的重要环节，是保证正常生产的前提条件下，将臭氧直接运用到菌类生产中去，它是目前国内改善菌类栽培生产环境和菌类接种消毒最有效的途径和方法。

　　经浙江省疾病预防控制中心检测。浙江省金华市广源仪器厂生产的DJ电解式臭氧空气净化消毒机的杀菌效果如下：

白色葡萄球菌飞平均杀灭率均为99.98%

自然菌的消亡率分别为99.09%、98.94%、98.55%

测试	作用时间	对照组		试验组
序号	（min）	存活菌数（cfu/m³）	自然消亡率%	存活菌数（cfu/m³）	自然消亡率%
1	0	3.50 ×105	—	3.72×105	—
	30	3.42 ×105	2.29	5.16×10²	99.85
	60	3.20 ×105	8.57	42	99.98
2	0	3.34 ×105	—	3.27×105	—
	30	3.25 ×105	2.69	5.72×10²	99.82
	60	3.09 ×105	7.48	49	99.98
3	0	3.37 ×105	—	3.49×105	—
	30	3.29 ×105	2.37	6.50×10²	99.80
	60	3.13 ×105	7.12	57	99.98

注：各次试验阴性对照均无菌生长

作用时间	测试序号	消毒前对照菌群落数（cfu/m³）	消毒后对照菌群落数（cfu/m³）	消亡率%
60	1	7.77×10²	7	99.09
	2	6.64×10²	7	98.94
	3	4.83×10²	7	98.55

二、PEM低压电解式臭氧与普通高压电晕式臭氧的区别及优势

低压电解式臭氧发生器不同与目前市场上普遍使用的高压电晕式臭氧发生器。人类研制提取臭氧的方法主要有两种：一种是低压臭氧（又称PEM电解法），另一种是高压臭氧（又称电晕法或放电法）。电解法低压臭氧生成是以纯水为原料，以质子交换膜为隔膜，在低压支流电场的作用下使水在特制阳极界面上失去电子被氧化成臭氧，不需要任何辅助材料和添加剂，生成的臭氧浓度高达20%，产生的臭氧伴随物为氧气（O3+O2），没有任何的二次污染。而传统的高压放电臭氧是以空气或氧气为原料，需要经过多道预处理，并通过15000V左右的高频高压放电场才能获得臭氧，生成的臭氧浓度低最高不大于6%（氧气源），产出的臭氧伴随物为氮、氯、氮氧化合物和其他杂质（N2+O2+O3+NOX），因空气中含有78%以上的氮气，经过高压放电后会和氧生成一种新的物质—氮氧化合物，其中主要成分二氧化氮为世界卫生组织认可的不可分解的有毒致癌物质。故过去人们常常说臭氧有害，多指于高压电晕法生成技术的副作用。

1、低压电解式的性能与特点

1. 所产生的臭氧浓度，重量比数倍于高压电晕法（可达20%，高压仅为1-3%）。

2. 所产生的臭氧气体中，不含有氮氧化合物(一氧化氮、二氧化氮)，无致癌物质。

3. 采用低压电解原理(3-5V)，无电力危险隐患。不产生电磁波和噪音，与其他精密仪器共同工作时不造成干扰。

4. 臭氧发生器的产气源为纯水，工作时无需使用氧气源及高压臭氧主机外的其他配套仪器,操作方便,安全可靠。

5. 电极损耗低，可连续性工作，有超长的使用寿命。

6. 工作时不受工作环境和温度影响，抗湿度能力高达85%。

7. 纯水自循环冷却无因设备连续工作而产生高温的事故隐患。

8.因所产生的臭氧浓度高，投入水中同等值的臭氧量，采用本方式可达到较高的水中臭氧浓度。

9.20%高浓度臭氧用于空气消毒灭菌。80%氧气用于改善空间环境质量，提高空气含氧量。

2、DJ-Q型电解法臭氧发生器与空气(氧气)放电式臭氧发生器的各项指标比较

性能指标	DJ-Q型电解法	电晕放电法
性能指标	DJ-Q型电解法	板式	管式
气源	去离子水	空气	空气或氧气
气源露点/^oC	0-35^oC	-60	-60
冷却方式	__	水冷或气冷	水冷
工作电压	3-5V	7.6~20/kV	15~19/kV
电源频率/Hz	50-60	50-500	60
电耗/kW.h/kgO₃	50	20-30	15-19 9-15
介电体	去离子水	陶瓷片(板)	玻璃管
气室压力/kPa	__	7-86	20-100
臭氧浓度/%(重量比)	18-20	1-3	1-3空气源) 2-6(氧气源)
工作环境湿度/%	≤90	≤40	≤50
发生器电极寿命/h	≥10000	≤1000	≤3000
产出气体成份	氧气+臭氧	氮气+臭氧+氧气+氮氧化合物	氮气+臭氧+氧气+氮氧化合物
污染状况	无	氮氧化物和电磁波	氮氧化物和电磁波
使用中相关设备	无需	循环冷却塔、空气除湿器、无油气泵	循环冷却塔、空气除湿器(氧气瓶或制氧机)、无油气泵
运行成本 /h (臭氧产出量g／h)	0.08元	0.13元	0.115元(空气)0.16元(氧气源)

三、臭氧杀菌消毒技术在现代化菌类栽培中的优越性
　　传统的杀菌消毒方法都有其无法克服的局限性，而且费用高，易产生二次污染，造成药物残留，而臭氧与之相比具有以下优越性：杀菌能力强：臭氧杀菌能力与过氧乙酸相当，高于其它消毒剂。

1.广谱性：适合多种致病微生物，对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌及甲乙肝炎病毒、真菌等多种微生物均有很好的杀灭作用。能快速彻底杀灭空气、物体表面、饮水中的各类病原微生物，并能有效去除氨气、硫化氢等气体的臭味，净化空间立竿见影。
　　2.杀菌能力强：杀菌能力是紫外线灯的1.5-5倍，比氯的2倍，在水中杀菌速度比氯快600-3000倍。
　　3.消毒无死角：臭氧为气体，扩散性好，容易嵌入死角、浓度分布均匀，对不规则物品的表面和隐蔽的死角都可以取得满意的消毒效果。
　　4.绿色环保：臭氧能快速分解成氧气和单原子氧，单原子氧又可自身结合成氧分子，臭氧消毒无任何有毒物质残留，，没有二次污染。被公认为是绿色消毒剂，这是其它消毒剂无法做到的。
　 5.改善空间环境：电解式臭氧消毒机是将纯净水（H2O）中的氧分子通过低压电解质子交换的技术分离出来，组合成多种形态的氧，它们是负氧离子、纯氧和臭氧，我们可以以不同浓度的模式定时定量地投放到空间中，不仅具有超强的杀菌消毒，除去氨、苯等除异味的能力，还具有改善空间环境质量，提高空气含氧量的功效。
    6.原料丰富：臭氧是利用少量的纯水制取，不需要原料储存设施节省储备所需的空间。
    7.降低投资成本：使用臭氧技术可大大减少人力投入和化学药物消毒剂的使用，提高食用菌栽培自动化的程度。
    8.提高成活率：有效防治多种菌种疾病，减少发病率、降低死亡率，提高成活率，促进食用菌健康快速生长。

四、高压电晕式臭氧在菌类栽培使用中的危害

氮氧化物是高压电晕空气源臭氧发生器常见的伴生副产物，是由空气中的氮与氧在高压电晕的情况下结合生成的NOx，NOx作为伴生副产物通常是指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，而NO一般与臭氧发生反应生成二氧化氮，所以在高压电晕式空气源臭氧发生器NOx 主分为NO2。
NOX毒性作用：NO2难溶于水，容易进入下呼吸道直至肺的深部，当NO2到达肺泡时，缓慢溶于体液中，形成亚硝酸和硝酸及其盐类，以亚硝酸根和硝酸根离子的形成通过肺进入血液在全身分布，引起肾、肝、心等脏器损伤。同时NO2本身对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用，引起肺水肿。
　免疫功能损伤：长期接触NO2不仅可降低肺泡吞噬细胞能力而且能够抑制血清中抗体的形成，影响机体免疫功能。
　　促癌作用：动物实验表明NO2有促癌和致癌作用。

由于目前国内大部分臭氧发生器都采用以空气为原料高频高压电晕的方式来产生臭氧,这种方式的臭氧发生器衍生的氮氧化物超标是一个很严重问题。由于空气中约含78%的氮气，如果暴露在高压放电的环境，氮气分子就会离解成原子，这样就优先形成毒性大的氮氧化物。而且就目前国内市场上的臭氧设备五花八门、层出不穷，产品质量参差不齐，很多人误以为只要能出臭氧,只要闻的到臭氧那草腥味就一切OK了，而忽略了氮氧化物这个对人体健康危害巨大的隐型杀手。特别是一些以臭氧原理生产出来的净化设备，因为不具备专业的臭氧生成技术，在产生臭氧的同时更容易导致大量的氮氧化合物NOx的形成。食用菌接种需要不断地往生产区内打入臭氧，而菌类大棚内空气流通性差，特别是到了冬天为了保暖而增加门户的密闭，菌类栽培不像药厂、食品厂等具备空调换风系统及新风系统，这样就等于不断的地往生产区内打入臭氧的同时打入NO2， NO2又为世界卫生组织认定的不可分解的致癌物。菌类生产区的氮氧化合物就会越聚越多，对菌类和工作人员造成严重的危害。

　　六、臭氧消毒技术在菌类栽培中的应用

臭氧是一种高效杀菌剂，对100多种细菌、霉菌均有在短时间内杀死或抑制的功效。臭氧在自然环境中能还原成纯氧，并迅速使二氧化硫、一氧化碳等有害气体转化成无害气体，净化空气，改善食用菌生长和人员工作环境。

低压电解产生臭氧离子技术的臭氧发生器，具有一次性投入、长期使用、省能节电等诸多优点。现将技术要点介绍如下。

大家都知道在食用菌栽培材料及空气、水和用具上到处都有微生物存在，当培养一种真菌时，培养基、器皿或用具必须经过灭菌后才能使用，否则会使培养物被其他真菌或微生物侵染而影响实际栽培。臭氧灭菌的方法：

1、接种室等的空气灭菌。

A．菇房灭菌在15平方米～30平方米的室内，搭成多层菇架，做好植菇前准备工作。安装臭氧发生器，关好窗、门，开机1小时，即达95％以上灭菌效果（开机15分钟已达预期目标，为使灭菌更为彻底，可开机30分钟～60分钟。停机后如不开门、窗，可保持窗内空气清洁一周左右）。

B．培养基处理培养基按原配方要求配好，摊晾在室内搁层架上，一切准备好后，开机1小时（因臭氧比重是空气的1．65倍，将臭氧出气口搁置较高处，设备所产生的臭氧即从高处向下沉降，使臭氧遍及各个角落）。铺设简易管道增加一台小型旋涡气泵效果更佳。

C．培养将接种好的菌种移入菇房内，开机灭菌30分钟，然后关机，每天观察食用菌生长情况。为确保菌种生长的良好环境，每次开门观察后，可开机15分钟，停机后密封，防止腐殖菌、杂菌滋生，促进食用菌健康生长。为方便操作，可将灭菌机的电源开关安装在菇房门外方便之处。入室操作后即闭门开机，定时关机。也可配置本厂设备插座自行设置自动开、关机时间。

D. 很多食用菌场及特殊场所为达到洁净目的，往往采用甲醛熏蒸的方法进行消毒。甲醛熏蒸不仅对门窗等设备造成损坏，还对环境空气造成化学污染，对人体产生巨大的危害，还有就是甲醛消毒后会在器皿、设备等物体表面上形成高锰酸钾，二氧化锰等聚合体，高浓度电解法臭氧发生器不仅具有空间消毒灭菌改善环境的基本功效，还可用于降解甲醛熏蒸造成的污染，经深圳市计量质量检测研究院检测，低压电解法臭氧消毒机甲醛降解率可达91%。。

2、消毒机（柜）灭菌。

一般用于玻璃用具、培养皿、吸管等需灭菌的物品。直接把需要消毒的器皿放入消毒柜中，瓶口朝上。开机0.5-1小时后，自动停机，关闭电源。即灭菌完毕。电解式臭氧消毒机（柜）有两种，一种附带有臭氧毁灭装置和干燥功能，一种不带有臭氧毁灭装置。不带有臭氧毁灭装置的设备需等待臭氧还原成氧气后方可打开橱柜。

3、高浓度臭氧水用于工作环境和器皿表面的灭菌。

臭氧水在国外被称作神水，可直接用于消毒桶、盘子、水箱、软管、器皿、以及输送带、湿的物体表面和CIP设备等物品消毒，也可以用于清洁工作场地、生产工具，净化水渠，工作服的清洗消毒或废弃的培养物实验后的处理。兼容材料包括不锈钢、塑料、木材、混凝土、水泥等，DJ-W电解法系列臭氧水机是直接制造臭氧溶解水的高度清洁卫生喷洗产品。该机产生的臭氧水是可高达10ppm，这在国内是罕见的。并且该臭氧水为最终的消毒剂，消毒后无残留，无须再度清洗或添加其他消毒剂。

4、简易风管安装方法

A、管路铺设