كاربرد ازون در صنايع آب بسته بندی

تاريخچه
استفاده از ازون بدلایلی چون افزايش كیفیت محصولات از طريق افزايش ايمنی مصرف كننده، حذف بوي نامطلوب، بهبود طعم و… به عنوان يك موضوع مهم و با اهمیت در صنعت آب بسته بندي مورد توجه می‌باشد. وجود ازون و پذيرش استفاده از آن در تصفیه آب در دهه ۷۰ میلادي به حل مشكلات مرتبط با ضد عفونی و نگهداري مناسب محصولات منجر شد و اكنون نیز با توجه به آمار سالانه فروش آب بسته بندي در نقاط مختلف جهان توجه بسیاري به اين ضد عفونی كننده می‌شود. در سال ۲۰۰۱ و بر پايه گزارشات مستند فروش آب بسته ۵ بیلیون گالن عبور كرد.
جدول فروش آب در ايالات متحده :

امروزه ازون متداول‌ترين ماده ضد عفونی كننده در صنعت آب بسته بندي بشمار می آيد ، با استفاده از سیستم ضد عفونی تك مرحله اي با آن ، امكان ضد عفونی آب خام ، تجهیزات تولید ، بطري‌ها ، هواي مورد نیاز ،درب‌هاي بطري ، و… براي تولید كنندگان آب هاي بسته بندي فراهم میگردد تا از اين طريق از راه يابی آلودگی‌هاي میكروبی به محصولات جلوگیري و در نهايت امنیت مصرف كننده به بهترين نحو ممكن تضمین گردد.

اينها همه دلائلی است بر اينكه چرا اكثر تولید كنندگان به استفاده از ازون براي دست يابی به محصولی مطمئن ، با طعم و بوي بهتر و قابلیت انبارش و نگهداري بیشتر اطمینان نموده اند.
از زمانی كه روش تزريق ازون در صنعت آب بسته بندي بعنوان يك روش ضد عفونی مطمئن و مناسب مورد تائید قرار گرفت ساير مزاياي آن در سايه موضوع ضد عفونی از نظرها پنهان مانده ، و بیشترين توجه صاحبان اين صنعت تنها به تاثیر آن در ضد عفونی بوده است تا ساير مزايايی از جمله ، بهبود طعم آب، حذف انواع بو، افزايش تاريخ انقضاء، ضد عفونی ادوات تولید و… كه همگی موجب افزايش مستقیم و غیر مستقیم محصولات و نهايتا رضايت مصرف كننده خواهند بود. از زمانی كه ازون بعنوان ايفاگر نقشی مهم و اساسی در صنعت آب بسته بندي شناخته شد، نیاز به برخورداري از تكنولوژي روز اين تكنیك نیز احساس شد و به همان میزان اهمیت يافت، مضاف بر اينكه تولید كنندگان اين صنعت همواره بايد با سازمان‌ها و نهادهايی چون:

IBWA & USEPA & ABWA & FDA $ EBWA و… جهت دريافت قوانین و اطلاعات و آخرين بازنگري‌هاي مرتبط با موضوع استفاده از ازون در تولید محصولات خود در ارتباط و تماس باشند. در سال ۱۹۸۲ استفاده و كاربرد گاز ازون در صنعت غذا توسط FDA طی صدور بیانیه اي مورد تائید قرار گرفت و از آن تحت عنوان ( safe Generally Regarded As)  ياد نمود، و بدنبال آن كاربرد آن در صنعت آب بسته بندي را نیز مورد تائید قرار داد كه اين موضوع به تائید EPA نیز رسید ، و بر اساس آن غلظت مجاز  باقیمانده ازون محلول در آب ۰٫۴ میلی گرم در لیتر تعیین گرديد.

پس از آن FDA ازون را به عنوان يك اصل مهم GMP براي آب بسته بندي برسمیت شناخت و مینیمم مورد استفاده در امر تصفیه و ضد عفونی را ۰٫۱ میلیگرم ذكر نمود . امروزه تعداد كمی از تولید كنندگان آب بسته بندي در ايالات متحده كه منبع آب آنها داراي بیش از حد استاندارد از برمايد می‌باشد با مشكل جديدي مواجه گرديده اند كه عبارتست از تبديل برمايد كه عبارتست از تبديل ¯ به Br ¯ در حضورازون به عنوان عامل اكسید كننده ، بنابراين وجود برومات منجربه قبول آن به عنوان محصول جانبی رآيند تزريق ازون با MCL  میكروگرم در لیتر گرديد اين در حالی است كه فلسفه هرچه ازون بیشتربهتر ، موجب افزايش بی رويه ازون در محصولات گرديده است و اين اتفاق خصوصاً در مواردي كه هیچ روش كنترلی بر میزان ازون تزريقی وجود ندارد بیشتر مشاهده میگردد  كاربرد ازون در مقادير بیش از اندازه میتواند موجب تشكیل برومات در غلظتهاي بالا شود ، بهر حال در صورت استفاده از روش ضد عفونی با ازون در كنار روشهاي مونیتورينگ ان و ساير تجهیزات و ادوات كنترلی ، تشكیل برومات محدود و يا منتفی گرديده و به كمتر از MCI خواهد رسید

استفاده از ازون در صنعت آب بسته بندي
۱-ضد عفونی آب خام با هدف حذف عوامل پاتوژن كه احتمال حضور آنها در آب می‌رود.
۲- ضد عفونی سطح داخلی بطري‌ها بويژه بطري‌هاي چند بار مصرف(Reusable) در مرحله شستشوي بطري‌ها.
۳-ضد عفونی سطوح مرطوب و متعلق به تجهیزات و ماشین آلات
۴-ضد عفونی سطح داخلی درب بطري از طريق تماس آن با ازونايز شده و موجود در بطري
۵- ضد عفونی هواي موجود در بالاي سطح آب درون بطري كه از آن به عنوان(head space) ياد می‌گردد.
۶-استفاده از ازون به جايگزينی سود كاستیك در عملیاتCIP

۷- افزايش اكسیژن محلول به عنوان يكی از نتايج فرعی
۸-افزايش طول مدت انقضاء محصول از طريق دست يابی به اهداف فوق(بدون ترديد كیفیت آب درون بطري با نگهداري مناسبتر آن بی ارتباط نیست)
۹-حذف انواع بوي نامطلوب احتمالی و ناشی از وجود مواد آلی و يا معدنی مولد بو.

شیمی ازون

شیمی ازون در آب متاثر از برخی پارامترها از جمله PH ناخالصیهاي موجود در آب ، دما و… میباشد بطور كلی انحلال ازون در آب انحلالی است ناچیز و در شرايط می‌باشد. اشباع چیزي حدود ۱۲ mg/i

مطالعات نشان می‌دهند كه تجزيه ازون در آب تجزيه ايست بسرعت وخودبخود كه بشكل پیچیده اي با تولید راديكال آزاد هیدروكسیل نیز مرتبط است ، اين راديكالها از قويترين عوامل اكسید كننده در آب باسرعت واكنش بسیار زياد و وابسته به كنترل روشهاي توزيع براي موادمحلولی چون هیدروكربنهاي آروماتیكی ، تكیبات غیر اشاع ، الكلهاي آلیفاتیكی و اسید فرمیك میباشند
از سوي ديگر ، نیمه عمر حضور اين راديكالهاي آزاد هیدروكسیل در آب بسیار ناچیز و كسري از ثانیه Microsecond می باشد ، بنابراين غلظت اين راديكال هرگز به بیش از M 10 ¹²ֿ  نمی رسد. براساس شكل زير ازون به يكی از روشها و يا از طريق هردو روش در محیط آبی واكنش می نمايد :
۱-direct oxidation اكسیداسیون مستقیم تركیبات توسط ملكول ازون .

۲-direct oxidation اكسیداسیون تركیبات بوسیله OH ˚ راديكال آزاد  هیدروكسیل كه ناشی از تجزيه ازون میباشد .

هر يك از مسیرهاي دوگانه تصوير فوق در رقابت با يكديگر جهت اكسیداسیون مواد میباشند ، سرعت روش مستقیم در مقايسه با اكسیداسیون بوسیله راديكال هیدروكسیل نسبتا كمتر می باشد ، اين درحالی است كه غلظت ازون در آب بیش از راديكالهاي مذكور می باشد .
بر اساس تحقیقات انجام شده پیرامون نحوه عملكرد ازون در آب در سال ۱۹۹۷ متایج زير حاصل شد :
۱- در محیط و شرايط اسیدي واكنش غالب از نوع مستقیم و مولكولی میباشد.
۲- تحت شرايط مساعد در تولید راديكال هیدروكسیل مانند PH قلیايی ،تابش پرتو UV و يا افزايش هیدروژن پراكسید ، عامل غالب راديكال آزاد هیدوكسیل میباشد مكانیسم اخیر (۲) به عنوان روش  AOP يا اكسیداسیون پیشرفته  Advanced Oxidation Processes  در صنعت تصفیه آب كاربرد خواهد داشت كه با هدف افزايش نرخ اكسیداسیون تركیبات انجام می شود. تجزيه خودبخودي ازون طی فرآيند چند مرحله اي انجام میگیرد كه مكانیسم دقیق آن كاملا مشخص نیست ، لكن الگو و مدلی از مكانیسم آن طی سالهاي ۱۹۸۳ تا ۱۹۸۷ ارائه شده است بر اساس اين مدل راديكال هیدروكسیل بعنوان يك محصول حد واسط تشكیل می شود و توان انجام واكنش مستقیم با تركیبات موجود را دارا میباشد . در فرآيند تصفیه و در حضور تركیبات موجود در آب تجزيه ازون منجر به تولید راديكال هیدروكسیل میگردد ، و بطور خلاصه مراحل زير صورت میگیرد :
۱- اكسیداسیون  NOP موجود در آب و تولید محصولات جانبی چون آلدئیدها اسیدهاي الی ، آلدوكتواسیدها .
۲-  اكسیداسیون يون برومايد  Br -2  موجود در آب و تولید محصولاتی چون هیپو بروموس اسید ، هیپوبرومیت ، برومات ، برومو آمین ، و تركیبات آلی برم دار.
۳- اثر بر كربنات و بی كربنات موجود در آب كه غالبا تحت عنوان قلیائیت آب از آنها ياد میشود و تبديل آنها به راديكالهاي كربنات و بی كربنات تحت اثر OH ˚
(این واكنشها نیز در زمره AOP قرار دارند)
۴- اكسیداسیون مواد آلی سنتزي يا Synthetic Organic SOCS Compounds  لازم بذكر است كه اين نوع واكنش در شرايطی كه OH ˚ عامل غالب است انجام پذير میباشد و دقیقا مشابه شرايطAOP می باشد

۵- اكسیداسیون محصولات جانبی آلی و تبديل آنها به محصولات جانبی قابل تجزيه تحت عنوان AOP  یا Assimilabel Organic Carbon یا BDOC Biodegradable Dissolved Organic Carbon  .

بنابراين : انجام عمل اكسیداسیون توسط ازون يا از نوع مستقیم و توسط خود ملكول ازون و يا غیر مستقیم و از طريق راديكالهاي آزاد هیدروكسیل میباشد
در تصوير زير فرآيند تشكیل محصولات جانبی برم دار در ضد عفونی آب بوسیله ازون ارائه شده است :
واكنشهاي ملكولي ازون :

شكل رزونانسي ازون كاملا نشانگر اين موضوع ميباشد كه ازون در شكل مولكولي خود مي تواند درقالب سه عامل ، دو قطبي ، الكترونخواهي ، و هسته دوستي عمل نمايد :
الف- افزايش حلقوي Cyclo Addition

در نتيجه ساختار دو قطبي ، ملكول ازون مي تواند بصورت افزايش حلقوي ۳-۱ بر روي پيوند سير نشده عمل نمايد و نهايتا توليد ازونايد Ozonide نماید.

يك محیط اسیدي يا پروتونیك ازونايد واسطه تبديل به تركیب كربونیل ) شماره ۲ گلیسین ( و سپس بسرعت به هیدروكسی هیدروكسی پروكسید نمايش داده شده در قسمت ۳ و نهايتا به تركیب كبونیل و هیدروژن پروكسید تبديل میشود :
ب- واكنش الكترونخواهی Electrophilic
اين نوع از واكنش بیشتر متوجه تركیباتی است با دانسیته الكترونی مناسب از جمله تركیبات آروماتیكی . زمانی كه تركیبات آوماتیكی داراي گروههاي الكترون دهنده میشوند مانند ( NH2, OH) در دو موقعیت اورتو و پاراي خود بشدت واكنش پذير میگردند و همچنین عكس اين عمل در زمانی خواهد بود كه آروماتیك داراي استخلاف الكترون كشنده يا الكترون خواه مانند ( NH2, OH) باشد در اين حالت واكنش پذيري با ازون بسیار ضعیف خواهد بود . در شكل زير حمله ازون به حلقه با استخلاف الكترون دهنده نمايش داده شده است .
تركیبات بدست آمده در مراحل اخیر ، مجددا مستعد انجام عملیات ازوناسیون بوده و  نهاتا به Quinoid و در انتها به تركیبات اشباع آلیفاتیك و بالاخره به دي اكسید كربن و آب تبديل میگردند .
 پ- واكنش هسته دوستی Nucleophilic

اين دسته از واكنشها عموما متعلق به تركیباتی است كه بدلیل اتصال گروههاي الكترونخواه به كربن خود ، بشدت الكترونخواه می باشند .بطور خلاصه واكنشهاي مولكولی ازون بشدت انتخابی و محدود به تركیبات آروماتیكی و آلیفاتیكی سیر  نشده میباشد .
در جدول صفحه قبل تعدادي از تركيبات آلي با استعداد در واكنش با ازون ارائه شده است .  دياگرام زير واكنش عمومي ازون با آروماتيكها را ارائه ميدهد :
ت- مكانیسم عمل ازون بعنوان ضد عفونی كننده
بطور كلی مكانیسم عمل ازون بعنوان ضد عفونی كننده بر روي میكروارگانیسمها عبارتست از :
۱- حمله به غشاء باكتري بخصوص گلیكو پروتئینها يا گلیكو لیپیدها و كراتین آمینو اسیدها
۲-ايجاد اختلال در فعالیت آنزيمی باكتريها (اثر بر Sulfhydryl)
۳- اثر بر اجزاي سلول از طريق ايجاد تغییر بر روي پیورينها و پیريمیدين هاي موجود در نوكلئیك اسیدها .
۴-ايجاد اثر تخريبی بر روي كپسول ويروسها بخصوص پروتئینهاي موجود در آن .
۵- ايجاد اثر تخريبی بر روي محل ويژه كپسول ويروس كه هر ويروس از طريق اين محل به سلولها متصل میگردد .
۶- تخریب DNA   (Deoxyribonucleic Acid)

۷- تخریب RNA (Ribonucleic Acid)

-۸ تخريب ديواره سلولی و خروج محتويات سلول به بیرون از آن .

-۹ تجزيه پیوندهاي كربن – نیتروژن به اجزاء كوچكتر و محلول.

ث- پارامترهاي اثر گذار بر عملكرد ازون

ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت اﻧﺠﺎم ﺷﺪه ، راﻧﺪﻣﺎن ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﯽ و ﻏﯿﺮ ﻓﻌﺎل ﺳﺎزي ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻤﻬﺎ ﺗﻮﺳﻂ ازون ﺑﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ اي از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪد از ﺟﻤﻠﻪPH ، دﻣﺎ ، ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﯽ ﻫﺎ و ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت آﻟﯽ و ﻣﻌﺪﻧﯽ ﻣﻮﺟﻮد در آب ﻣﺮﺗﺒﻂ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ

PH – ﺑﻄﻮر ﮐﻠﯽ روﻧﺪ ﺗﺠﺰﯾﻪ ازون در آب در PH ﺑﺎﻻ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮي اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد و ﺑﺪﻧﺒﺎل آن ﺗﺸﮑﯿﻞ رادﯾﮑﺎﻟﻬﺎي آزاد ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﻞ ﺑﺎ ﺗﻮان اﮐﺴﯿﺪ ﮐﻨﻨﺪﮔﯽ ﺑﺎﻻ ﻧﯿﺰ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮي اﻧﺠﺎم ﻣﯿﮕﯿﺮد ، اﻣﺎ در ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت اﺧﯿﺮ ﺷﺎﻫﺪ ﺑﺮﺧﯽ ﺗﻨﺎﻗﻀﺎت ﻧﯿﺰ ﺑﻮده اﯾﻢ ، ﺑﺮاي ﻣﺜﺎل ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ  ﺑﻪ ۸ ﯾﺎ ۹ ﻏﯿﺮ ﻓﻌﺎل ﺳﺎزي ﭘﻠﯽ وﯾﺮوس Polivirus ﺑﺎ ﮐﻨﺪي ﻣﻮاﺟﻪ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ و ﯾﺎ در ارﺗﺒﺎط ﺑﺎ ﺗﺨﻢ ژﯾﺎردﯾﺎ اﻓﺰاﯾﺶ PH ﻣﻮﺟﺐ ﺑﻬﺒﻮد ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻏﯿﺮﻓﻌﺎل ﺳﺎزي و ﯾﺎ ﺣﺬف آن ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ در ﺣﺎﻟﯽ ﮐﻪ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎ ﺗﺨﻢ Naegleria gruberi اﯾﻦ اﻣﺮﺑﺎﻟﻌﮑﺲ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ، ﻟﺬا ﺑﻨﻈﺮ ﻣﯿﺮﺳﺪ ﺗﺎﺛﯿﺮ PH ﺑﻪ ﮔﻮﻧﻪ ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻢ ﻧﯿﺰﻣﺮﺗﺒﻂ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ

دﻣﺎ  Temperature

اﮔﺮﭼﻪ اﻓﺰاﯾﺶ دﻣﺎ در اﻧﺤﻼل ﮔﺎز ازون در آب ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺳﺎﯾﺮ ﮔﺎزﻫﺎ ﺗﺎﺛﯿﺮﻣﻨﻔﯽ ﺧﻮاﻫﺪ ﮔﺬاﺷﺖ ﻟﮑﻦ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﻧﺸﺎﻧﮕﺮ ﻋﺪم ﺗﺎﺛﯿﺮ دﻣﺎ ﺑﺮ روي ﻋﻤﻠﮑﺮد ازون در ﺣﺬف  ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻤﻬﺎ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ، ﺑﻪ ﻋﺒﺎرﺗﯽ ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﯽ ﻣﺴﺘﻘﻞ از دﻣﺎ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ  و ﻣﻌﺪﻧﯽ ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت آﻟﯽOrganic & Inorganic Compounds  از آﻧﺠﺎ ﮐﻪ ازون ﻗﺎدر ﺑﻪ اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﻣﻮاد ﻣﺠﺎور ﺧﻮد ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ﻟﺬا وﺟﻮد ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎﻻي اﯾﻦ ﻣﻮاد در آب ﻣﻮﺟﺐ ﺻﺮف ازون در ﭘﺮوﺳﻪ اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن اﯾﻦ ﻣﻮاد ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ و از راﻧﺪﻣﺎن ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﯽ ﮐﺎﺳﺘﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ

ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ Suspended Solids 

ﺑﻨﻈﺮ ﻣﯿﺮﺳﺪ ﮐﻪ وﺟﻮد ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ و ﺑﺪﻧﺒﺎل آن اﻓﺰاﯾﺶ ﮐﺪورت ﻣﻮﺟﺐ ﺑﻪ ﺗﺎﺧﯿﺮ اﻓﺘﺎدن ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺿﺪﻋﻔﻮﻧﯽ ﮐﻨﻨﺪﮔﯽ ازون ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.

زمان تماس و غلظت

در ﺳﺎﻟﻬﺎي دور ﻣﺤﻘﻘﯽ ﺑﻨﺎم ﺷﯿﮏ در اﻧﺴﺘﯿﺘﻮ ﭘﺎﺳﺘﻮر ﺷﻬﺮ ﭘﺎرﯾﺲ ﻣﻮﻓﻖ ﺑﻪ اراﺋﻪ ﻓﺮﻣﻮﻟﯽ ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ در آن دو ﻋﺎﻣﻞ ﻣﻬﻢ در راﻧﺪﻣﺎن ﻋﻤﻠﯿﺎت ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﯽ ﯾﻌﻨﯽ زﻣﺎن T و ﻏﻠﻈﺖ C ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﻧﺪ

CT : در ﻣﺘﻮن ﺗﺼﻔﯿﻪ آب ازC ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻏﻠﻈﺖ ﺑﺎﻗﯿﻤﺎﻧﺪه ﺿﺪﻋﻔﻮﻧﯽ ﮐﻨﻨﺪه ﯾﺎ Residual Disinfection Concentration ﺑﺎ واﺣﺪ mg/lو ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ از T ﺑﻪ ﻋﻨﻮان زﻣﺎن ﺗﻤﺎس ﯾﺎ Disinfectant Contact Time ﯾﺎد ﻣﯿﮕﺮدد .CT ﯾﮑﯽ از ﻣﻘﯿﺎﺳﻬﺎ و ﯾﺎ ﻣﻌﯿﺎرﻫﺎي ارزﯾﺎﺑﯽ ﭼﮕﻮﻧﮕﯽ ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﯽ آب ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ

ﻣﻨﺤﻨﯽ ﺷﯿﮏ در ارﺗﺒﺎط ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺗﻌﺪاد ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻤﻬﺎ در واﺣﺪ زﻣﺎن در ﺟﺪول زﯾﺮ CT ﻻزم در دﻣﺎﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ ﻫﺪف دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ راﻧﺪﻣﺎن ۹/۹۹ % در ﺣﺬف اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ

ﺑﻄﻮر ﺧﻼﺻﻪ ﻣﯿﺘﻮان اﻇﻬﺎر ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻗﺎﻧﻮن ﺷﯿﮏ ﮐﻪ ﭘﺲ از ﻣﺪﺗﯽ ﺑﻪ ﻗﺎﻧﻮن ﺷﯿﮏ – واﺗﺴﻮن ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻧﻤﻮد ، راﻧﺪﻣﺎن ﺿﺪﻋﻔﻮﻧﯽ ﺑﺸﺪت ﺑﻪ دو ﻋﺎﻣﻞ ﻋﻠﻈﺖ ﺿﺪ ﻋﻔﻮﻧﯽ ﮐﻨﻨﺪه و زﻣﺎن ﺗﻤﺎس واﺑﺴﺘﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

ﻃﺒﻖ ﺗﻌﺮﯾﻒ ﺿﺮﯾﺐ ﺟﺬب ، ﻧﺴﺒﺖ ﯾﮏ ﺣﺠﻢ از ﮔﺎز در ﻓﺸﺎرﻧﺮﻣﺎل و دﻣﺎي ﻧﺮﻣﺎل ﺑﻪ ﯾﮏ ﺣﺠﻢ از ﻣﺎﯾﻊ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺪون دﯾﻤﺎﻧﺴﯿﻮن ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻨﮑﻪ ازون ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ژﻧﺮاﺗﻮرﻫﺎي ﻣﻮﻟﺪ ازون ﺑﻪ ﺷﮑﻞ ﺧﺎﻟﺺ ﻧﻤﯿﺒﺎﺷﺪ ﻟﺬا ، از ﻓﺸﺎر ﺟﺰﺋﯽ در رواﺑﻂ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد ، ﻓﺸﺎر ﺟﺰﺋﯽ ﯾﮏ ﮔﺎز ﺳﻬﻢ ﺟﺰﺋﯽ آن ﮔﺎز در ﻓﺸﺎر ﮐﻞ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ  در ﻧﻤﻮدار زﯾﺮ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻓﺸﺎر و دﻣﺎ ﺑﺮ ﺣﻼﻟﯿﺖ ازون در آب اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ

ﻫﻤﺎﻧﮕﻮﻧﻪ ﮐﻪ از ﻧﻤﻮدار ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ اﻧﺤﻼل ازون در آب ﺑﺎ دﻣﺎ راﺑﻄﻪ ﻣﻌﮑﻮس و ﺑﺎ ﻓﺸﺎرراﺑﻄﻪ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ دارد

بطور كلی عوامل اثر گذار در انحلال ازون در آب :
۱- افزايش غلظت جزء مولی ازون
۲- افزايش فشار هواي ورودي به سیستم
۳- كاهش دماي آب
۴- كاهش مقدار مواد محلول

۵- کنترل PH

چ- نیمه عمر ازون

از آﻧﺠﺎ ﮐﻪ ازون ﮔﺎزﯾﺴﺖ ﻧﺎﭘﺎﯾﺪار ﻟﺬا ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ روش ﺟﻬﺖ اﺳﺘﻔﺎده از آن در ﭘﺮوﺳﻪ ﺗﺼﻔﯿﻪ آب ﺗﻮﻟﯿﺪ آن ﺑﺮوش On-site در ﻣﺤﻞ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻣﻔﻬﻮم ﻧﯿﻤﻪ ﻋﻤﺮ را ( ۲/۱ T ) ﻣﯿﺘﻮان اﯾﻨﮕﻮﻧﻪ ﺑﯿﺎن ﻧﻤﻮد ﮐﻪ در زﻣﺎﻧﻬﺎي ﺑﺮاﺑﺮ و ﻣﺘﻨﺎوب ﻏﻠﻈﺖ ﻣﺎده ﻣﺬﮐﻮر ﺑﻪ ﻧﺼﻒ ﺗﻘﻠﯿﻞ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ ، ﺑﺮاي ﻣﺜﺎل ﻏﻠﻈﺘﯽ از ازون اوﻟﯿﻪ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ۸ ﻣﯿﻠﯿﮕﺮم در ﻟﯿﺘﺮ ﭘﺲ از زﻣﺎﻧﻬﺎي ۳۰ ، ۶۰ و ۹۰ دﻗﯿﻘﻪ ﻋﺒﺎرت ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ از ۴ ، ۲ ، ۱ .

ﺑطور ﻛﻠﻲ ﭘﺎراﻣﺗرھﺎي ﺗﺎﺛﯾر ﮔذار ﺑر ﺗﻐﯾﯾرات ﺳرﻋت و ﯾﺎ زﻣﺎن ﻧﯾﻣﮫ ﻋﻣر ازون در آب ﻋﺑﺎتند  از :

۱- دما

۲- PHP

۳-ﺑﺎر آﻟﻲ Organic Load

٤- ﭘﺎراﻣﺗرھﺎي ﻣﻌدﻧﻲ ﻗﺎﺑل اﻛﺳﯾداﺳﯾون

ﺟدول ﻧﯾﻣه  ﻋﻣر ازون:

ﻫﻤﺎﻧﮕﻮﻧﻪ ﮐﻪ ﭘﯿﺶ از اﯾﻦ ذﮐﺮ ﺷﺪ ﺗﺠﺰﯾﻪ ازون در ﺣﻀﻮر ﯾﻮن ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ ، ﺑﻪ ﻋﺒﺎرﺗﯽ وﻗﺘﯽ ﮐﻪPH اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪﻧﺘﯿﺠﺘﺎ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﯾﻮن ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ ﻧﯿﺰ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ در ﯾﮏ ﻣﺤﻠﻮل ﺑﺎ PH ﺑﺎﻻ ﻣﻘﺎدﯾﺮ زﯾﺎدي از ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ اﯾﻦ ﻋﺎﻣﻞ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان آﻏﺎزﮔﺮ در ﺗﺠﺰﯾﻪ ازون ﻋﻤﻞ ﻣﯿﻨﻤﺎﯾﺪ

روﺷﻬﺎي ﺗﻮﻟﯿﺪ ازون

ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻋﺪم اﻣﮑﺎن ﺗﻬﯿﻪ ازون از ﻃﺮﯾﻖ ﺧﺮﯾﺪ آن ﻟﺬا ﺗﻮﻟﯿﺪ در ﻣﺤﻞ ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ روش در ﺑﮑﺎرﮔﯿﺮي ازون ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ وﺷﻬﺎي ﺗﻮﻟﯿﺪ ازون ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از  :

۱-تخلیه  اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ Crona Discharge

۲- اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺘﯿﮏ Electrolytically

۳- Photochemically ﻓﺘﻮﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ

۴- Radiochemicall رادﯾﻮ ﺷﯿﻤﯽ

روش اول ﻣﻄﻤﺌﻦ ﺗﺮﯾﻦ ، ﻣﻮﺛﺮﺗﺮﯾﻦ ، و اﻗﺘﺼﺎدي ﺗﺮﯾﻦ روش ﺗﻮﻟﯿﺪ ازون ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎي ﻋﺒﻮر ﻫﻮاي ﻓﯿﻠﺘﺮ ﺷﺪه از ﻣﯿﺎن دو اﻟﮑﺘﺮود ﺑﺎ وﻟﺘﺎژ ﺑﺎﻻ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﯽ آﯾﺪ : در روش دوم از اﻟﮑﺘﺮوﻟﯿﺰ ﯾﮏ اﺳﯿﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯿﮕﺮدد ﮐﻪ ﺑﻨﺪرت ﺑﺮاي ﺗﺎﺳﯿﺴﺎت آب اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯿﮕﺮدد ، ﭼﺮا ﮐﻪ داراي ﻣﺤﺪودﯾﺘﻬﺎﯾﯽ از ﻗﺒﯿﻞ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺑﺎﻻ ، ﺣﻤﻞ وﻧﻘﻞ اﺳﯿﺪ ﺑﻪ ﺳﺎﯾﺖ و…. ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ.

روش ﺳﻮم ﯾﺎ ﻓﺘﻮﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻫﻤﺎن ﺗﺎﺑﺶ ﭘﺮﺗﻮ ﻓﺮاﺑﻨﻔﺶ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ ، دﻗﯿﻘﺎ آﻧﭽﻪ ﮐﻪ در ﺗﺎﺑﺶ ﻧﻮر ﺧﻮرﺷﯿﺪ روي ﻣﯿﺪﻫﺪ

روش آﺧﺮ روﺷﯽ اﺳﺖ ﺑﺴﯿﺎر ﭘﯿﭽﯿﺪه و ﻋﻠﻤﯽ ﮐﻪ از اﻧﺮژي ﻣﻮﺟﻮد در ﭘﺮﺗﻮﻫﺎي ﻫﺴﺘﻪ اي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯿﺸﻮد :

خ- ﺷﺮح ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ازون از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﺨﻠﯿﻪ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ

ﺑﺮ اﺳﺎس ﺷﮑﻞ ﺻﻔﺤﻪ ﺑﻌﺪ ﯾﮏ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺼﻔﯿﻪ آب ﺑﺮوش ﺗﺰرﯾﻖ ازون از ﭼﻬﺎر ﺟﺰء اﺻﻠﯽ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ :

۱-   ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻫﻮاي ﻓﺸﺮده  Gass Feed System
۲-  ژﻧﺮاﺗﻮر ﻣﻮﻟﺪ ﮔﺎز ازون  Ozone Generator

۳-  ﺗﻤﺎس دﻫﻨﺪه Ozone Contactor

۴-  ﺗﺨﻠﯿﻪ ﯾﺎ ﺗﺨﺮﯾﺐ ﮔﺎز اﺿﺎﻓﯽ Off-gass Destruction System

ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ازون:

ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﮐﻪ از اﺳﺎﻣﯽ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ ، ﺷﻤﺎره ۱ ﺗﺎﻣﯿﻦ ﮐﻨﻨﺪه ﻫﻮاي ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ، ﺷﻤﺎره ۲ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐﻨﻨﺪه ﮔﺎز ازون ، ﺷﻤﺎره ۳ اﻧﺘﻘﺎل دﻫﻨﺪه ﮔﺎز ﺑﻪ آب  و ﺷﻤﺎره ۴ ﺧﺎرج ﮐﻨﻨﺪه ﮔﺎز اﺿﺎﻓﯽ در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ  ﺑﻄﻮر ﮐﻠﯽ ﮐﻨﺪاﮐﺘﻮرﻫﺎي ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در ﺻﻨﻌﺖ ﺗﺼﻔﯿﻪ آب ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از:

ﮐﻨﺪاﮐﺘﻮرﻫﺎي ﭘﺨﺶ ﮐﻨﻨﺪه

ﮐﻨﺪاﮐﺘﻮرﻫﺎي ﺗﺰرﯾﻘﯽ ﮐﻨﺪاﮐﺘﻮر

و ﯾﺎ ﻣﺨﻠﻮط ﮐﻨﻨﺪه ﻫﺎي ﺗﻮرﺑﯿﻨﯽ

ﮐﻨﺪاﮐﺘﻮر ﭘﺨﺶ ﺣﺒﺎب

 

روش اندازه گیري ازون

بطور كلی اطلاع دقیق از میزان ازون در نقاط مختلف يك سیستم از اهمیت زيادي برخوردارمیباشد ، لذا ازون میتواند در هر يك از نقاط زيرمورد اندازه گیري واقع شود :
– درمحل تزريق : اندازه گیري ازون در اين محل نسبت به اندازه گیري در جريان ورودي ارجعیت دارد ، اما مشكل بزرگ در اين امر دشواري در عملیات نمونه
برداري در اين نقطه میباشد كه لاجرم بايد از ادوات مخصوصی استفاده نمود .
– در تانك تماس : در مخزن تماس جايی كه براي تماس طولانی تر ازون با آب طراحی شده است به علت جريان آرام تانك و فشار كمتر نسبت به محل تزريق امكان برداشت نمونه فراهم میباشد .
– در لحظه خروج آب از سیستم : اين محل جايی است كه ازون باقیمانده محلول اندازه گیري میشود ، يعنی جايی كه میتوان نمونه را بطريهاي پرشده ، استخر ، محدوده شستشوي سبزيجات ، برج خنك كننده و…تهیه نمود .

روشهاي معمول در اندازه گیري ازون :
۱- ORP
يك جفت الكترود Oxidation –Reduction Potential یا ردوكس متر ، ظرفیت اكسید كنندگی آب را، بدون هیچ گونه انتخابی نسبت به ماده ضد عفونی كننده اندازه گیري مینمايد ، اين وسیله اگرچه از قیمت زيادي برخوردار نیست لكن نیازمند كالیبراسیون دقیق در محل و بر اساس آنالیز صحیح و همچنین نگهداري مناسب میباشد

۲- اﻟﮑﺘﺮوﺷﯿﻤﯽ
۳- ﺗﯿﺘﺮاﺳﯿﻮن ( Wet Chemistry )

۴-یدومتری

۵- DPD
۶- اﺳﭙﮑﺘﺮوﻓﺘﻮﻣﺘﺮﯾﮏ