ازن چیست؟

صفحه اصلی/ازن چیست؟
ازن چیست؟ ۱۳۹۶-۹-۲۲ ۱۳:۳۳:۵۰ +۰۳:۳۰

ازن چیست؟

معرفی ازن

ازن به طور طبیعی در اتمسفر تولید می شود . ازن سه اتمی با نماد O3 و وزن ملکولی ۴۸ است. این ماده از اثر تابش نور ماورای بنفش (UV) یا بار الکتریکی فشار قوی بر اکسیژن (O2) به وجود می‌آید. این گاز بی رنگ، نخستین بار توسط اسکونبین (Schonbein) در سال ۱۸۴۰ کشف شد. ازن در غلظتهای بالا دارای بوی تند و زننده ای است ولی در غلظت‌های کمتر قابل حس نیست. این ماده میکروبها را از طریق اکسایش و نابودی دیواره‌ی سلولی آن ها نابود می‌کند. نابودی میکرو ارگانیسم های بیماریزا نظیر اسپور باکتری‌ها ، کیست‌ها و ویروس‌ها بدون نیاز به زمان طولانی از امتیازهای ازن است. مواد آلی مانند یک سپر ازن را خنثی کرده و از باکتری‌ها حفاظت می‌کند. از این رو برای نابودی میکروارگانیسم‌های احاطه شده با مواد آلی، نیاز به غلظت‌های بالاتری از ازن است. ازن ۵۰ درصد قوی تر از کلر و نیز قوی‌ترین ماده‌ی اکسیدکننده برای نابودی میکروب‌ها است. بر خلاف سایر گندزداها ازن در سطوح و غذاها پسماندی نداشته و به واسطه‌ی ترکیب با مواد آلی و یا تجزیه‌ی طبیعی به اکسیژن تبدیل می‌شود. نیمه عمر ازن در مقایسه با دیگر گندزداها پایین است. آب حاوی ازن (محلول ازن) قادر به گندزدایی سطوح ، تجهیزات و مواد خام است. در شکل گازی، ازن به عنوان ماده‌ی نگهدارنده می‌تواند عمر ماندگاری محصول را افزایش دهد. ازن ماده‌ی اکسیدکننده‌ی قدرتمندی است و کاربردهای صنعتی زیادی دارد. مزایای استفاده از این گاز به شرح زیر است:

1-        ازن را به آسانی و در محل مورد نیاز می‌توان تولید کرد.

2-        ازن یکی از موثرترین مواد اکسیدکننده است.

3-        ازن به سرعت به اکسیژن تبدیل شده و پس‌ماندی ندارد.

4-        واکنش ازن با مواد هیچ نوع ماده‌ی سمی تولید نمی‌کند.

5-        در مقایسه با سایر مواد گندزدا سرعت عمل بیشتری دارد.

6-         ازن بر طیف گسترده‌ای از میکروارگانیسم ها تاثیر دارد .

ژنراتور ازن از روش CORONA DISCHARGE  برای تولید ازن با عبور هوا از یک میدان  الکتریکی خیلی قوی که باعث جدا شدن مولکول دو اتمی اکسیژن(O2) به دو اتم برانگیخته (O-) می شود که به خاطر ناپایداری اش به آسانی به اتمهای اکسیژن دیگر ترکیب می شود و تشکیل ازن می دهد.

 

 

 

روش های تزریق ازن تزريق ازن در اب به دو روش زير انجام مي گيرد :

  • روش Contact Column (ازن به صورت حبابهاي ريز از زير منبع به آب تزريق مي گردد)
  • روش Venture

در اين دستگاه براي تزريق ازن در آب از روش ونچوري استفاده مي گردد و غلظت ازن موجود در آب بين ppm1 تا حداکثر 4ppm  قابل تنظيم مي باشد.

روش­ های اندازه ­گیری ازن

  • کیت سنجی

این کیت از روش رنگ سنجی  برای اندازه گیری ازن محلول  در آب  استفاده می کند قرص مورد استفاده در آن DPD4 است که مخصوص ازن طراحی شده است .

برای دقت بیشتر آزمایش پیشنهاد می شود زمان بین ازن زنی و نمونه گیری به حداقل برسد

  1. ابتدا کیت اندازه گیری را تا خط نشانه ( 10 میلی لیتر ) از آب ازن دار پر کنید .
  2. یک عدد قرص4 را داخل محلول کاملا خرد کنید .
  3. رنگ محلول در صورت وجود ازن پس از 30 ثانیه به صورتی تغییر رنگ خواهد داد.
  4. حالا با مقایسه رنگ محلول و طیف رنگ کنار عدد مربوط را می خوانیم .

نکته:

  • در صورت باز بودن قرص DPD4 از آن استفاده نکنید
  • حداکثر زمان نمونه گیری تا انحلال قرص حداکثر 60 ثانیه باشد
  • در حضور مواد اکسیدکننده دیگر این روش خطا دارد

 

  • سنسورهای الکترونیکی

دارای دو بخش ممبران و نمایشگر می­باشد که قسمت ممبران را درون آب ازن دار قرار داده سپس میزان ازن در آب با نمایشگر نشان داده می­شود.

معمولا این سنسورها دارای خروجی با قابلیت اتصال به دستگاه­های ازن می­باشد که از این طریق می­توان میزان ازن محلول در آب را کنترل نمود.

روش ممبرانی یک روش پرهزینه می­باشد به همین منظور اغلب از همان روش کیت سنجی استفاده می­کند

دياگرام دستگاه ازن ژنراتور به صورت زير است:

Typical Vertical Tube Ozonator Process Flow Schematic

1. Air Compressor 2. Air Receiver 3. Pre-Filter
4. Refrigerated Cooler 5. 0.01u Coalescing Filter 6.    -70 C Desiccant Air Dryer
7. Dust Filter 8. Flow Control Valve 9. Pressure Relief Valve
10. Air Flow Rota meter 11. Cooling Water Jacket a Grounding Electrode 12. Ozone Generator Cell
13. Dielectric Tube 14. High Voltage Electrode 15. To Ozone Diffuser
16. Cooling Water used as 17. H.V Transmitter 18. 4-20mA Control signal
19. Voltage/Frequency Regulator 20. 415V 50Hz Supply  

شکل 1- سیستم ازن زنی

ازن قويترين ضد عفوني کننده تجاري مي باشد که جدول مقايسه قدرت ضدعفونی کنندگی آن با بعضي عناصر به صورت زير است.

ازن از کلر براي ضد عفوني بسيار قوي تر مي باشد و مهمترين نکته آن از بين بردن تمامي ميکرو ارگانيسمها بدون در نظر گرفتن ماهيت آن و با سرعت بيشتر  مي باشد که در جدول مقايسه ازن و کلر و UV آمده است.

اگر چه FDA ازن را به عنوان ضد عفوني کننده غير مستقيم مواد غذايي به رسميت شناخته بود ، ولي در سال 2001 اين سازمان اجازه استفاده از ازن به عنوان ضد عفوني کننده مستقيم مواد غذايي را صادر نمود FDA)FR Vol.66 No.123 pp. 33829-33830, June 26, 2001) که اين عمل تحول عظيمي در استفاده از ازن به صورت گازي و يا محلول در آب براي کاهش بار ميکروبي، ويروسي، قارچي و يا تک ياخته اي مواد غذايي به وجود آورد.

در ادامه جدول غلظت در زمان یا همان  CT  را مشاهده می کنید.

مقايسه عملکرد هاي ازن، اشعه U.V، پرسيدين، کلر

با توجه به بررسي جدول نامبرده از فعاليتهاي مواد ضد عفوني کننده موارد زير به پيوست ارائه مي گردد.

Cl2 C2H4O3                CO2+O2+H2O U. V O2+O.       O3 Application
1.36 81/1   2.7 درجه اکسيد کنندگي
ندارد ندارد ندارد دارد قابليت طعم گيري آب
ندارد دارد دارد ندارد تأثير روي PH آب
ندارد ندارد ندارد دارد تأثير بر روي کدورت آب
ندارد ندارد ندارد دارد غلبه بر کليه ميکرو ارگانيسم ها حتي ويروسها و اسپورها
ندارد ندارد ندارد دارد کاهش زمان در استريل کردن ( خصوصاً CIP )
دارد دارد دارد دارد قابليت توليد و بهره وري در محل
دارد دارد دارد ندارد شرايط خاص براي نگهداري
ندارد ندارد دارد ندارد هزينه هاي جانبي از قبيل حمل و نقل و نگهداري
دارد ندارد ندارد دارد سنسور آن لاين
خريد روزانه به صورت مداوم خرید روزانه به صورت مداوم مصرف برق به همراه تعويض مداوم لامپ مصرف برق پایین ماده مصرفی

 

فواید و مزايای استفاده از ازن نسبت به ساير مواد ضدعفونی کننده:

  • ازن با درجه اکسيد کنندگی بالاتر، فعاليت سريعتر، زمان اثر کمتر و تأثير گذاری بهتر، نتايج مطلوب تری براي استريليزاسيون نسبت به ساير روش ها دارا می باشد.
  • سيستم های ازن به صورت سانترال و دائم کار هستند و نياز به هيچ گونه ماده اوليه مصرفی به جز برق 220 ولت ندارند. استفاده از اين روش در مقايسه با ساير مواد مثل فرمالدئيد که تهيه آن به صورت موقت و بر مبنای مقدار استفاده روزانه کارخانه انجام شده و هزينه های گزاف خريد، حمل و نقل و نگهداری را در پی دارد .
  • فاکتورهایی که بر میزان و سرعت تاثیر ازن در موثر می باشد :
  • غلظت ازن
  • pH برای اغلب میکروب ها بین 5.7 تا 10.1 عمل می‌کند
  • نوع آلودگی موضوع ضد عفونی
  • نوع و میزان مقاومت میکروب های موجود
  • محل و غلظت میکروب ها
  • وجود تخم باکتری ها و یا قارچ ها
  • نحوه استفاده از ازن

مکانیسم عمل ازن بر روی باکتری ها

باکتریها میکروارگانیسم های کوچکی میباشند که دارای ساختمان ساده و ابتدایی میباشند. مولکول ازن با اکسید کردن گروه های سولفیدریک پروتئینی سلول باکتری را غیر فعال میکند. در دزهای بالاتر با حمله به جداره ی سلول باکتری، موجب از هم گسیختگی و پارگی دیواره و غشاء خارجی و مرگ باکتری میشوند.

مکانسیم عمل ازن بر روی ویروس ها

ویروسها ذراتی غیر مستقل هستند که تنها در سلول میزبان رشد و تکثیر مییابند. هر ذره ویروس شامل یک مولکول اسید نوکلئیک DNA یا RNA است. در اطراف این مولکول پوششی از جنس پروتئین قرار دارد که کپسید نامیده میشود. وظیفه ی کپسید محافظت از اسید نوکلئیک ویروس و امکان پذیر کردن اتصال و دخول ویروس به میزبان میباشد. هر مولکول ازن با نفوذ از میان پوشش پروتئینی، اسید نوکلئیک ویروس را تخریب میکند و در غلظتهای بالاتر مولکول های ازن با تخریب پروتئین کپسید، سلول ویروسی را منهدم میکنند.

تاثیر ازن بر قارچ ها و کپک ها

ازن قارچ کش موثری می باشد و تاثیر آن بر روی قارچ ها بیشتر از کپک هاست. به عنوان مثال برای از بین بردن قارچ Rhodotorula  غلظت کمتری از ازن مورد نیاز است تا برای خنثی کردن کپک Penicillum  قدرت از بین بردن قارچ ها با ازن در درجه اول به دلیل قدرت ترکیب آن با اجزاء چربی موجود در غشاء سلول قارچ می باشد. مقاومت هاگ قارچ های مختلف در مقابل ازن متفاوت است برای مثال مشاهده شده است که آستانه تاثیر ازن محلول بر هاگ Candida به مراتب کوتاه تر از زمان لازم جهت مجاورت با هاگ مربوط به Aspergillus می باشد.

دلايل اصلي از بين رفتن باکتريها بوسيله ازن که توسط محققين ارائه شده عبارتند از:

1-       حمله مولکولي ازن به باند هاي دوگانه غير اشباع چربيها در سطح سلول باکتري

2-       از بين رفتن لايه هاي ليپو پروتئين و ليپو پلي ساکاريد و نهايتا تغيير در نفوذ پذيري و تجزيه سلول

3-       انعقاد پروتئن هاي سلولي , تخريب آنزيمها و تبديل S-S به H-S و نهايتا مرگ سلول

4-       تخريب مواد ژنيتيکي سلول

 ازجمله مواد سازگار با ازن سرامیک، شیشه، استنلس استیل L316 و L304، تفلون ETFE و PTFEو گورتکس می باشد.

موادی ناسازگار با ازن :

  • ازن باعث نابودی فولاد، مس ، لاستیک ، وکائوچو می شود .
  • لذا تمامی دستگاه ازن زنی و لوله های متعلق به دستگاه که محل عبور ازن محلول است بایستی از جنس فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم باشد .

ایمنی ازن:

حد آستانه مجاز ازن در طی 24 ساعت کاری عبارت است از:

0.05ppm برای کار های سخت، 0.08ppm برای کارهای متوسط و 0.1ppm  برای کارهای سبک

ازن همانند اکسید کننده های دیگر از قبیل کلرین و پراکسید هیدروژن گاز اکسید کننده پر قدرتی است که بایستی در استفاده از آن دقت نمود و زمان تعیین شده را رعایت کرد .

میزان ازنی که به صورت طبیعی در اطراف ما وجود دارد معادل 0.1-0.15ppm  میباشد .

قابل ذکر است که استفاده از اکسیژن فعال در صنایع غذایی و آبهای آشامیدنی در تاریخ ۸/۹/۱۳۸۲به تائید وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی ایران (معاونت غذا و دارو) نیز رسیده است.

مراکز تایید کننده ازن در دنیا:

  • سازمان غذا و داروي آمريکا FDAدر 26 ژوئن 2012 کاربرد ازن را بعنوان یک ماده ضد باکتریایی در صنایع تصویب نموده است.
  • آژانس حفاظت محيط زيست EPA
  • سازمان سلامت شغلي آمريکا OSHA
  • همچنين داراي تأييديه FSIS
  • انستيتو ملی بهداشت و سلامت شغلی NIOS
  • سازمان بهداشت جهاني WHO
  • معاونت غذا و داروي وزارت بهداشت و درمان و آموزش پزشکي ايران در تاریخ 08/09/1382 استفاده از ازن در صنایع غذایی و آب های آشامیدنی را تائید کرد است.

استفاده از این ماده در صنایع غذایی و شیلاتی کشورهای ژاپن، استرالیا، فرانسه و سایر کشورهای پیشرفته در صنعت غذا و آبزی پروری نیز مجاز اعلام شده است.