Nghiên cứu sơ đồ công nghệ của thiết bị sản xuất dung dịch siêu oxy hóa để khử trùng dụng cụ và môi trường trong cơ sở chế biến thực phẩm

Trong số tất cả các loại dung dịch sát trùng có hoạt tính cao nhưng với độc tính thấp được biết từ trước đến nay, dung dịch Anolit trung tính sản xuất trên các thiết bị HHĐH có nhiều ưu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Học viên

Nguyễn Thị Mận

Lời Cảm Ơn!

Trước hết tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với thầy PGS.TS Nguyễn Hoài Châu, Viện trưởng Viện Công nghệ Môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiếp nhận, tận tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn KSC Nguyễn Văn Hà, TS Lê Thanh Sơn cùng các anh chị phòng Công nghệ Điện hóa - Viện Công Nghệ Môi trường đã đóng góp nhiều ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn; các thầy cô trong Viện Khoa học Công nghệ và Môi trường – trường Đại học Bách khoa Hà Nội

đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và nghiên cứu

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các bác, các anh chị làm việc tại nhà máy chế biến thủy sản xuất khẩu 1 (F34)- Công ty BASEAFOOD, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu đã tiếp nhận và giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình tiến hành thử nghiệm đề tài này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2013

Học viên

Nguyễn Thị Mận

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Từ đầy đủ

ANK Dung dịch Anolit trung tính

CHTĐH&CN Các hệ thống điện hóa và công nghệ

CNMT Công nghệ Môi trường

FEM Môđun điện hóa theo dòng chảy

HHĐH Hoạt hóa điện hóa

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Lịch sử phát minh các buồng phản ứng điện hóa của V.M.Bakhir 6 Bảng 3.1 Mức ổn định các thông số của Anolit 36 Bảng 3.2 Sự thay đổi mật độ E.coli và Coliforms theo nồng độ Anolit 37 Bảng 3.3 Sự thay đổi mật độ E.coli và Coliforms theo thời gian ở nồng độ chất khử

trùng là 0,5 mg/l 39 Bảng 3.4 Kết quả khảo sát thực trạng nhiễm khuẩn dụng cụ chế biến thủy sản 40 Bảng 3.5 Kết quả khử trùng rổ nhựa (thường quy) 42 Bảng 3.6 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt rổ trước và sau khử trùng thường qui (n=20 mẫu) 43 Bảng 3.7 Kết quả khử trùng rổ nhựa (bằng dung dịch Anolit) 44 Bảng 3.8 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt rổ trước và sau khử trùng bằng dung dịch Anolit (n=20 mẫu) 45 Bảng 3.9 Kết quả khử trùng thớt nhựa (thường quy) 47 Bảng 3.10 Mật độ vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt thớt nhựa trước và sau khử trùng thường qui (n=20 mẫu) 48 Bảng 3.11 Kết quả khử trùng thớt nhựa (bằng dung dịch Anolit) 49 Bảng 3.12 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt thớt nhựa trước và sau khử trùng bằng dung dịch Anolit (n=20 mẫu) 50 Bảng 3.13 Kết quả khử trùng thường quy chậu nhựa 52 Bảng 3.14 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt chậu nhựa trước và sau khử trùng thường qui (n=20 mẫu) 53 Bảng 3.15 Kết quả khử trùng chậu nhựa bằng dung dịch Anolit 54 Bảng 3.16 Mật độ vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt chậu nhựa trước và sau khử trùng bằng dung dịch Anolit (n=20 mẫu) 55 Bảng 3.17 Kết quả khử trùng thường quy bề mặt găng tay cao su 57 Bảng 3.18 Mật độ trung bình vi khuẩn trên bề mặt găng tay cao su trước và sau khử trùng thường qui (n=20 mẫu) 58 Bảng 3.19 Kết quả khử trùng găng tay cao su bằng dung dịch Anolit 59 Bảng 3.20 Mật độ trung bình vi khuẩn trên bề mặt găng tay cao su trước và sau khử trùng bằng dung dịch Anolit (n=20 mẫu) 60 Bảng 3.21 Kết quả khử trùng thường quy bề mặt bàn inox 63 Bảng 3.22 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt bàn inox trước và sau khử trùng thường qui (n=20 mẫu) 64 Bảng 3.23 Kết quả khử trùng bề mặt bàn inox bằng dung dịch Anolit 65 Bảng 3.24 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trên bề mặt bàn inox trước và sau khử trùng bằng dung dịch Anolit (n=20 mẫu) 67 Bảng 3.25 Kết quả phân tích mẫu bề mặt gạch ceramic khử trùng thường quy 69 Bảng 3.26 Kết quả phân tích mẫu gạch ceramic khử trùng bằng dung dịch Anolit 70

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cấu tạo của buồng điện hóa MB- 11 7 Hình 1.2 Hình dáng thực của buồng điện hóa MB- 11 và MB-26 7 Hình 1.3 Mặt cắt mô tả chuyển động xoắn ốc của các dòng Anolit và Catolit trong quá trình HHĐH 8 Hình 1.4 Sơ đồ thiết bị sản xuất nước ôxy hóa điện hóa từ dung dịch muối ăn tại khoang anốt: 9 Hình 1.5 Đường cong thế năng của một chất trong quá trình điện hóa 10 Hình 1.6 Sơ đồ hệ thí nghiệm điều chế dung dịch Anolit dùng 8 môđun MB-11 21 Hình 1.7 Sơ đồ cấp điện cho 8 buồng điện hóa 22 Hình 1.8 Nguồn điện một chiều dùng cho thí nghiệm 23 Hình 1.9 Hệ thí nghiệm bao gồm cả thiết bị làm mềm nước đang vận hành 23 Hình 1.10 Cụm buồng điện hóa bao gồm 8 môđun MB-11 trong hệ thí nghiệm 24

Hình 3.1 Mật độ vi khuẩn E.coli trên các đĩa petri sau khi cho tiếp xúc với Anolit ở

các nồng độ lần lượt là 0; 0,1; 0,25; 0,5; 1 mg/l, trong thời gian 5 phút 36 Hình 3.2 Mật độ vi khuẩn Coliforms trên các đĩa petri sau khi cho tiếp xúc với Anolit các nồng độ lần lượt là 0; 0,1; 0,25; 0,5; 1 mg/l, trong thời gian 5 phút 36 Hình 3.3 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với TVKHK trên rổ nhựa 46 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với Coliforms trên rổ nhựa 46 Hình 3.5 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với TVKHK trên bề mặt thớt nhựa 51 Hình 3.6 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với Coliforms trên bề mặt thớt nhựa 51 Hình 3.7 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với TVKHK trên bề mặt chậu nhựa 56 Hình 3.8 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với TVKHK trên bề mặt găng tay cao su 61 Hình 3.9 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với vi khuẩn Coliforms trên bề mặt găng tay cao su 62 Hình 3.10 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với vi

khuẩn Staphylococcus trên bề mặt găng tay cao su 62

Hình 3.11 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với TVKHK trên bề mặt thép inox 68 Hình 3.12 Biểu đồ so sánh hiệu quả khử khuẩn giữa Anolit và Clorin đối với TVKHK trên bề mặt gạch ceramic 71

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 6

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Giới thiệu chung về hoạt hóa điện hóa 5

1.1.1 Lịch sử phát triển 5

1.1.2 Cơ sở khoa học của quá trình hoạt hóa điện hóa 9

1.1.3 Một số đặc điểm của công nghệ HHĐH 11

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng và các tính chất đặc biệt của dung dịch HHĐH 12

1.1.5 Sự khác biệt giữa quá trình hoạt hóa điện hóa với các quá trình công nghệ hóa học và điện hóa truyền thống 14

1.2 Các phương pháp khử trùng thường dùng hiện nay 14

1.2.1 Khử trùng bằng nhiệt 15

1.2.2 Khử trùng bằng hóa chất 15

1.3 Hiệu quả khử trùng của Anolit để khử trùng dụng cụ và môi trường trong chế biến thực phẩm 18

1.3.1 Thành phần và tính chất dung dịch hoạt hóa điện hóa Anolit 18

1.3.2 Khả năng khử trùng của dung dịch HHĐH 19

1.3.3 Các ưu thế nổi trội của Anolit 20

1.4 Điều chế dung dịch Anolit trên thiết bị HHĐH sử dụng 8 buồng phản ứng điện hóa môđun MB – 11 21

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Các phương tiện dùng cho thử nghiệm 26

2.1.1 Thiết bị HHĐH sử dụng 8 buồng phản ứng điện hóa môđun MB – 11 26

2.1.2 Các phương pháp kiểm tra chất lượng dung dịch Anolit 26

2.1.3 Các hóa chất dùng trong thử nghiệm 27

2.1.4 Lựa chọn các đối tượng khử trùng và các vi khuẩn xét nghiệm 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 28

2.2.2 Phương pháp thực hiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm 28

2.2.3 Phương pháp thực hiện các thử nghiệm tại hiện trường 29

2.2.4 Phương pháp lấy mẫu xét nghiệm vi sinh 33

2.2.5 Phương pháp phân tích vi sinh 34

2.2.6 Xử lý số liệu 35

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 36

3.1 Độ ổn định chất lượng dung dịch Anolit theo thời gian 36

3.2 Xác định khả năng khử khuẩn của Anolit trong phòng thí nghiệm 36

3.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định nồng độ tối ưu của chất khử trùng 36

3.2.2 Thí nghiệm 2: Xác định thời gian của chất khử trùng 39

3.3 Khảo sát thực trạng nhiễm khuẩn môi trường chế biến thực phẩm 40

3.4 Kết quả thử nghiệm hiệu quả khử trùng của Anolit 41

3.4.1 Khử trùng rổ nhựa 41

3.4.2 Khử trùng thớt nhựa 47

3.4.3 Khử trùng chậu nhựa 52

3.4.4 Khử trùng găng tay cao su 57

3.4.5 Khử trùng bề mặt thép inox 63

3.4.6 Khử trùng bề mặt gạch ceramic 68

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 77

MỞ ĐẦU Thực phẩm là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho sự phát triển của cơ thể, đảm bảo sức khỏe con người nhưng đồng thời cũng là nguồn có thể gây bệnh nếu không đảm bảo vệ sinh Thực phẩm có thể gây bệnh ở nhiều khâu từ sản xuất đến vận chuyển, bảo quản, chế biến, nấu ăn và cách ăn Không có thực phẩm nào được coi là có giá trị dinh dưỡng nếu nó không đảm bảo vệ sinh

Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm luôn được đặt lên hàng đầu trong những chương trình phát triển của các quốc gia Trong những năm gần đây, tình hình ngộ độc thực phẩm có xu hướng gia tăng cả về số lượng lẫn qui mô tác hại ở nhiều nước Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm Việt Nam có 8 triệu người (chiếm xấp xỉ 1/10 tổng dân số) bị ngộ độc thực phẩm hoặc ngộ độc do liên quan đến thực phẩm Ngộ độc thực phẩm do nhiều nguyên nhân khác nhau gây

ra, nhưng trong số đó có đến 50% các vụ ngộ độc thực phẩm là do tác nhân vi sinh vật [15]

Hiện nay, xuất khẩu thực phẩm đang chiếm tỷ trọng quan trọng trong nền kinh tế nước ta Sự hội nhập kinh tế theo xu hướng toàn cầu hóa có tác động rất lớn đến các tiêu chuẩn về chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm Việc đẩy mạnh xây dựng qui trình, cải tiến các trang thiết bị trong chế biến thực phẩm đóng vai trò quyết định giúp nâng cao năng lực kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm Trong đó, khử trùng nước, dụng cụ và nhà xưởng sản xuất là những khâu thiết yếu của quá trình bảo đảm vệ sinh sản xuất

Trong số tất cả các loại dung dịch sát trùng có hoạt tính cao nhưng với độc tính thấp được biết từ trước đến nay, dung dịch Anolit trung tính sản xuất trên các thiết bị HHĐH có nhiều ưu điểm như: hoạt tính khử trùng vẫn được duy trì ở mức

độ cao, trong khi nồng độ các chất ôxy hóa trong dung dịch rất thấp và thành phần của chúng luôn biến đổi theo thời gian nên vi khuẩn không có khả năng thích nghi chống lại

Dung dịch Anolit đã được nhiều nước trên thế giới như Nga, Mỹ, Nhật, Đức… nghiên cứu và thử nghiệm ứng dụng làm tác nhân khử trùng trong nhiều lĩnh

vực sản xuất và đời sống Hợp tác với Viện Các Hệ thống Điện hóa và Công nghệ của VS.Bakhir thuộc VHLYH Nga, trong những năm qua Viện CNMT thuộc VHLKHCNVN trên cơ sở các môđun HHĐH khác nhau nhập từ LB Nga đã thiết

kế chế tạo thành công một số chủng loại thiết bị HHĐH kiểu STEL phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới của Việt Nam Để có thể ứng dụng rộng rãi Anolit trong chế biến thực phẩm, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu sơ

đồ công nghệ của thiết bị sản xuất dung dịch siêu ôxy hóa để khử trùng dụng cụ

và môi trường trong cơ sở chế biến thực phẩm’’.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu chung về hoạt hóa điện hóa

1.1.1 Lịch sử phát triển

Vào năm 1975 kỹ sư V.M.Bakhir lần đầu tiên đã phát hiện ra rằng các dung dịch thu nhận được từ dung dịch nước có độ khoáng hóa thấp trong buồng điện hoá

có màng ngăn có hoạt tính phản ứng với các tham số hóa lý khác thường Khác xa

so với các mẫu tương tự được điều chế bằng cách pha chế các hóa chất tương ứng vào nước [1-3] Các khảo sát tiếp theo đã chỉ ra rằng sự khác biệt về tính chất giữa các dung dịch được điều chế điện hóa từ dung dịch muối loãng và các dung dịch tương tự được điều chế hóa học không phải là một đại lượng bất biến Sau một thời gian nào đó các thông số hóa lý của chúng tự thay đổi và trở thành ngang bằng các thông số tương ứng của dung dịch mẫu, nghĩa là khi đó các định luật điện phân cổ điển được bảo toàn Khoảng thời gian phục hồi này có thể kéo dài từ hàng chục phút đến hàng chục giờ thậm chí hàng trăm giờ [4-5]

Các tham số hóa lý khác biệt đáng kể này chính là cơ sở để V M Bakhir gọi các dung dịch trong giai đoạn phục hồi về trạng thái cân bằng nhiệt động học là các dung dịch HHĐH và phát biểu các nguyên tắc cơ bản của công nghệ hoạt hóa điện hoá Việc nghiên cứu khai thác các hiệu ứng HHĐH đã tạo cơ sở cho việc phát triển các công nghệ HHĐH khác nhau mà bản chất của chúng bao gồm việc ứng dụng nước và các dung dịch ở trạng thái giả bền vào các quá trình công nghệ khác nhau, nghĩa là sử dụng chúng trong thời gian chúng thể hiện hoạt tính lý-hóa cao nhất Các chất lỏng ở trạng thái giả bền thu được bằng cách xử lý điện hóa dung dịch trong một điện trường đơn cực được V M Bakhir gọi là dung dịch HHĐH, còn công nghệ điều chế và ứng dụng chúng được gọi là công nghệ HHĐH

Công nghệ HHĐH cho phép không cần sử dụng đến hóa chất mà vẫn có thể thay đổi một cách có định hướng trong khoảng giá trị rộng các tính chất axit-bazơ cũng như các tính chất ôxy hóa khử và xúc tác của các dung dịch muối loãng (kể cả nước thường) để sử dụng chúng cho các quá trình công nghệ khác nhau nhằm mục

đích bảo vệ môi trường, và tiết kiệm năng lượng, nguyên liệu và chi phí lao động

Sau khi hiện tượng HHĐH trong dung dịch nước được phát minh và các thiết

bị công nghệ HHĐH được thử nghiệm thành công, nhiều các nhà khoa học Nga khác đã có những đóng góp to lớn cho sự phát triển của công nghệ HHĐH Năm

1985 HHĐH đã được Uỷ ban tối cao về cấp văn bằng (VAK) của Liên Xô chính

thức đưa vào nhóm các hiện tượng hóa-lý mới

Nhờ vào những kết quả nghiên cứu thu được trong giai đoạn 1987-1990 dưới

sự chỉ đạo của V M Bakhir, Yu G Zadorozhny và B I Leonov tại Tổ hợp Khoa học – Sản xuất “EKRAN” thuộc Viện Nghiên cứu Thử nghiệm Kỹ thuật Y học toàn Nga - nơi mà từ năm 1991 đã bắt đầu sản xuất theo dây chuyền các thiết bị HHĐH kiểu STEL có khả năng điều chế các dung dịch khử trùng, tiệt trùng và tẩy rửa với hiệu quả cao - công nghệ hoạt hóa điện hóa đã được Viện HLKH LB Nga chính thức công nhận là một hướng Khoa học - Kỹ thuật mới Các thiết bị này không chỉ hoạt động tại các cơ sở y tế mà còn hiện diện trong các xí nghiệp chế biến thực phẩm ( khử trùng thiết bị, dụng cụ, đồ chứa, nguyên liệu, sản phẩm chế biến), trong công nghiệp dầu khí, trong chăn nuôi gia súc, gia cầm, thú y, trong xí nghiệp nuôi ong và chế biến thủy sản, trong các cơ sở công cộng (nhà tắm, xưởng giặt, hiệu cắt tóc, nhà trẻ, nhà nghỉ, nhà an dưỡng )

Cho tới nay các hệ thống buồng phản ứng điện hóa đã được hoàn thiện, đáp ứng việc chế tạo nhiều loại thiết bị HHĐH sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau (bảng 1.1)

Bảng 1.1: Lịch sử phát minh các buồng phản ứng điện hóa của V.M.Bakhir [17]

Kí hiệu Năm hoàn thành Patent Các đặc tính

FEM- 1 1989 GB 2 253 860 Các buồng phản ứng điện hóa

đơn giản kiểu môđun để hoạt hóa điện hóa các dung dịch điện li loãng và nước

FEM- 9 2004 RF No 2270885

đơn giản kiểu môđun để hoạt hóa điện hóa dung dịch điện

ly đặc

MB- 11 2009 RF No 2350692 Các buồng phản ứng điện hóa

đơn giản kiểu môđun để HHĐH nhiều loại dung dịch

Hiện tại, có hai loại buồng điện hóa FEM MB-11, MB- 26 (hình 1.2) được chế tạo và cải tiến để cung cấp cho các đối tác chế tạo thiết bị Nó có những ưu điểm hơn hẳn các sản phẩm trước đó như tăng năng suất điện phân, giảm được các chi phí về muối, điện năng tiêu hao và tăng năng suất điều chế Clo hoạt tính

Hình 1.1 Cấu tạo của buồng

+ Các tế bào FEM được chế tạo dưới dạng môđun, có kích thước và trọng lượng nhỏ, với năng suất và hiệu quả kinh tế cao, cho phép sử dụng trong các quy trình công nghệ quy mô công nghiệp cũng như trong các hệ điện hóa quy mô gia đình

+ Điện cực được làm từ Titan tinh khiết nhãn hiệu BT1- 0 Bề mặt điện cực Anốt được phủ lớp oxit TiO2 nhằm tăng thêm độ dẫn của điện cực và sau đó phủ thêm các oxit kim loại quý hiếm như bạch kim, hỗn hợp Ir-Ru-Sb, Ir-Ru-Ti hoặc Ru nhằm mục đích tăng tuổi thọ Anốt

+ Màng ngăn được chế tạo từ vật liệu gốm trên cơ sở các oxit nhôm và ziriconi có độ bền cực cao Màng ngăn được thiết kế cách bề mặt điện cực khoảng 1,5 mm và tuyệt đối song song với chúng Tỷ lệ khoảng cách giữa màng ngăn và điện cực theo chiều cao được tính toán và thiết kế đặc biệt chính xác nhằm đảm bảo sao cho tốc độ chuyển động của các vi thể tích nước không thay đổi theo chiều dài điện cực; có tính năng lọc yếu nhờ vậy loại trừ hoàn toàn sự xáo trộn vật lý giữa Anolit với Catolit và đảm bảo màng giữ nguyên kích thước trong điều kiện áp suất xuyên màng thay đổi (tới 1kg/cm2

)

+ Màng ngăn có tính lưỡng cực có khả năng

hấp phụ các hạt điện tích dương trên mặt hướng về

Anốt, còn mặt hướng về Catốt – hấp phụ điện tích

âm, nhờ vậy giảm được điện trở đối với các dung

dịch điện ly có độ khoáng hóa thấp, đồng nghĩa với

việc giảm chi phí điện năng của quá trình hoạt hóa

điện hóa; tạo điều kiện thuận lợi để dung dịch điện

phân chuyển động trong các khoang Anốt và Catốt

theo đường xoắn ốc (hình 1.3), nhờ vậy các vi thể

tích nước được tiếp xúc tối đa với lớp điện kép trên

bề mặt điện cực Ngoài ra, bằng cách lựa chọn tối

ưu mật độ dòng điện và hiệu áp giữa hai khoang

điện phân có thể sử dụng màng ngăn như một màng

Hình 1.3 Mặt cắt mô tả chuyển động xoắn ốc của các dòng Anolit và Catolit trong quá trình HHĐH

chọn lọc ion

+ Trong các hệ thống điện hóa xử lý nước các tế bào FEM có thể được kết nối song song hoặc nối tiếp thành một môđun thủy lực thống nhất và liên hoàn mà các hệ điện phân truyền thống khác không thể có được

1.1.2 Cơ sở khoa học của quá trình hoạt hóa điện hóa

Hoạt hóa điện hóa là một quá

trình điện hóa trong đó dung dịch nước

có độ khoáng hóa thấp [6], dưới tác dụng

của một điện trường đơn cực trong

buồng điện hóa dòng chảy có màng ngăn

lưỡng cực, được đưa lên trạng thái kích

thích giả bền với các tính chất hóa lý dị

thường, thay đổi theo thời gian, và tự

phục hồi về trạng thái cân bằng với thời

gian kéo dài nhiều giờ [1] Dung dịch

thu được tại vùng Anốt được đặc trưng

bởi hoạt tính thiếu điện tử, thể hiện tính

chất ôxy hóa, gọi là Anolit Dung dịch

thu được tại vùng Catốt cho hoạt tính dư

điện tử, thể hiện tính chất khử, được gọi

là Catolit

Quá trình điện phân đã được khảo

sát chi tiết trong khoảng gần 2 thế kỷ kể

từ khi nó được phát minh Thế nhưng

cho đến nay, khi tính toán cân bằng năng

lượng tiêu hao cho quá trình điện phân,

người ta vẫn không có được kết quả

tương ứng với lý thuyết: một phần nào

Hình 1.4 Sơ đồ thiết bị sản xuất nước ôxy hóa điện hóa từ dung dịch muối ăn

Tại khoang anốt:

2NaCl 2H2O

Cl2 + H2O

OH- - e

H2O - e 3OH- - 2e 2H2O – 2e

-HO*

HO* +H+

HO2- + H2O 2H+ + H2O2

O3 + 2H+

O3 + H2O ClO- + H2O ClO2 + 4H+

Tại khoang Catốt:

2NaCl + 2OH- 2NaOH + Cl- 2H2O + 2e-  2OH- + H2

đó của năng lượng đưa vào đã bị mất đi mà không rõ nguyên nhân

Để có thể hiểu được sự mất cân bằng năng lượng đó, trước hết chúng ta hãy xét một quá trình điện phân cổ điển, trong đó dòng điện một chiều được cho chạy qua hai điện cực trong một dung dịch điện ly không có màng ngăn Kết quả là thành phần hóa học trong dung dịch thay đổi: tại vùng Catốt các điện tử liên kết với các ion và phân tử tạo ra sản phẩm khử, còn tại vùng Anốt các ion và phân tử bị mất điện tử, nghĩa là các chất tan bị ôxy hóa Năng lượng cấp cho quá trình điện phân chủ yếu được sử dụng vào việc thực hiện các phản ứng hóa học và tăng cường động năng của các nguyên tử, phân tử và ion được thể hiện dưới dạng phát tán nhiệt

Tác giả phát minh hiện tượng HHĐH đã đề xuất giả thuyết cho rằng một phần năng lượng đó được tiêu hao nhằm làm tăng nội thế năng của các thành phần

có mặt trong dung dịch điện ly trong khi nhiệt độ và áp suất của hệ phản ứng không thay đổi [7] Sự gia tăng thế năng đó không liên quan đến quá trình chuyển mức năng lượng của các điện tử, mà chỉ là sự tăng giảm bán kính của các quỹ đạo điện tử trong mức năng lượng của chúng (hình 1.5) Như vậy, chính lượng dư thế năng trong các nguyên tử đã làm cho chúng tồn tại trong trạng thái kích thích giả bền, thể hiện khả năng phản ứng cao trong quá trình phục hồi từ trạng thái kích thích về trạng thái cân bằng Hiển nhiên là lượng dư nội thế năng dần dần sẽ chuyển về động năng (dưới dạng nhiệt năng) và hoạt tính của nước sẽ giảm dần về giá trị không

W P

Khoảng cách điện tử-hạt nhân,

Điện hóa bình thường Địên hóa hoạt hóa

Quan sát đường cong (2) ta thấy sau khi dung dịch được hoạt hóa đưa lên trạng thái kích thích giả bền (điểm d), để về trạng thái bền vững ban đầu (điểm a) quá trình phục hồi của chất đã được hoạt hóa trong dung dịch trước tiên phải đi qua

d

r

năng của dung dịch điện hóa bình thường và cuối cùng mới đạt tới giá trị thế năng cực tiểu của dung dịch ban đầu (điểm a) Chính vì lẽ đó, các tham số lý-hóa giả bền của dung dịch sau khi ngừng tác động hoạt hóa có thời gian phục hồi kéo dài hàng chục giờ Trong khi đó, nếu dung dịch được điện phân bình thường, thì quá trình phục hồi từ điểm c về điểm a diễn ra rất nhanh (đường cong 1)

Sự ngang bằng nhiệt độ của chất trước và sau khi hoạt hóa chứng tỏ động năng của nó là không thay đổi Khi đó, sự thay đổi các tính chất hóa-lý của các chất

có mặt trong hệ cũng như khả năng phản ứng của chúng sau hoạt hóa chỉ có thể là

do sự thay đổi của nội thế năng; mà thước đo của nó theo định nghĩa vật lý cổ điển

là khoảng cách trung bình giữa các hạt của chất, hoặc nói cách khác, là mật độ của chất Đồng thời, sau khi dừng tác dụng hoạt hóa một thời gian nhất định, mật độ của các chất trở về giá trị ban đầu

Như vậy, một chất được gọi là hoạt hóa là khi dự trữ nội thế năng của nó dưới tác dụng của các yếu tố bên ngoài nào đó tạm thời không tương ứng với các giá trị cân bằng nhiệt động học của nhiệt độ và áp suất Tương tự như vậy, một tác động được xem là hoạt hóa khi nó làm cho nội năng của một chất tạm thời xê dịch khỏi giá trị cân bằng nhiệt động học Thuật ngữ “năng lượng tác động hoạt hóa” cần được hiểu là phần năng lượng của một tương tác không cân bằng được lưu lại trong chất dưới dạng thế năng rồi phát tán dần để chuyển thành nhiệt năng

Nói chung các quá trình hoạt hóa tồn tại được chỉ là do hai quá trình phục hồi theo động năng (nhiệt năng) và theo thế năng thường khác nhau đáng kể về thời gian, trong đó quá trình thứ nhất diễn ra nhanh hơn nhiều so với quá trình thứ hai

mà kết quả đã được khẳng định bằng nhiều số liệu thực nghiệm [8]

1.1.3 Một số đặc điểm của công nghệ HHĐH

Công nghệ HHĐH và công nghệ có sử dụng HHĐH có các đặc điểm chính sau:

Việc xử lí nước bằng quá trình điện hóa Anốt và Catốt được tiến hành trong bình phản ứng điện hóa có màng ngăn kiểu dòng chảy trong điều kiện loại trừ hoàn toàn sự trộn lẫn các sản phẩm Anốt và Catốt của phản ứng điện hóa vào nhau

Tạo điều kiện cho số lượng lớn các vi thể tích nước tiếp xúc với phần khuếch tán của lớp điện kép được xác lập trên ranh giới của hai pha “điệc cực – chất điện li” trong thời gian tác động điện hóa cực ngắn nhằm làm giảm mục đích tiêu hao năng lượng do giải phóng nhiệt

Trong đa số các công nghệ truyền thống, trong đó có cả công nghệ hóa học

và điện hóa, người ta sử dụng nước và các dung dịch có các thông số không phụ thuộc vào thời gian Trong công nghệ HHĐH người ta điều chế nước và dung dịch

ở trạng thái giả bền Do đó cũng với các khái niệm truyền thống như nhiệt độ, nồng

độ, thành phần hóa học và các thông số hóa lý khác nhau còn cần phải biết rõ thời gian quá trình hoạt hóa đã trôi qua, độ lệch của các thông số lý - hóa khỏi trạng thái cân bằng Ngoài ra còn cần chú ý đến điều kiện sử dụng nước HHĐH trong quá trình cụ thể [5]

Nước và dung dịch hoạt hóa điện hóa được sử dụng trong các quá trình công nghệ khác, có khả năng ngay ở giai đoạn đầu của quá trình hồi phục Điều đó tạo điều kiện trao đổi nội thế năng đã được dự trữ làm cho các phản ứng xảy ra trong thời gian tương tác có hiệu quả hơn Trong trường hợp sự hoạt hóa điện hóa nước

và dung dịch được gắn với một công nghệ khác nào đó, ví dụ như công nghệ làm sạch nước, và bao gồm một hoặc một vài giai đoạn kế tiếp tác động điện hóa lên nước, thì sau mỗi giai đoạn xử lý điện hóa cần phải xử lý nước trong một bình phản ứng đặc biệt tương ứng nhằm sử dụng có mục đích nội thế năng dư của nước đã tích lũy trong quá trình tương tác điện hóa trước đó

Các sản phẩm được điều chế trong các quy trình công nghệ có sử dụng nước

và các dung dịch hoạt hóa điện hóa có các thông số và đặc tính lí – hóa bền theo thời gian

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng và các tính chất đặc biệt của dung dịch HHĐH

Có ba yếu tố cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính của các dung dịch Anolit và Catolit Yếu tố thứ nhất là sự hình thành các dung dịch kiềm và axit bền vững và một số chất bền mà các hóa chất truyền thống có thể thay thế, bởi vậy nó

thành các sản phẩm giả bền với hoạt tính cao khác thường, trong đó có các gốc tự

do với thời gian sinh sống được tính bằng đơn vị hàng giờ, các sản phẩm giả bền này có khả năng làm tăng đáng kể các chỉ số kiềm, axit và thế ôxy hóa khử ORP của Anolit và Catolit, mà với chỉ bằng cách pha hóa chất tương ứng vào nước sẽ không thể nào có được Yếu tố thứ ba là sự xuất hiện và tồn tại trong một thời gian tương đối dài của các cấu trúc phân tán (được hình thành tại vùng điện tích không gian cận kề bề mặt điện cực) là các ion, các phân tử, các nguyên tử dưới dạng gốc

tự do hoặc hydrat hóa, mà nhờ chúng các dung dịch Anolit và Catolit có thể trở thành chất xúc tác cho rất nhiều các loại phản ứng hóa học và hóa sinh khác nhau nhờ vào khả năng làm giảm ngưỡng năng lượng hoạt hóa của các thành phần tham gia phản ứng

ORP phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố thứ hai – nghĩa là phụ thuộc vào sự hình thành các hợp chất siêu hoạt tính với thế ôxy hóa trong Anolit cao khác thường với thế ôxy hóa khử âm trong Catolit Về bản chất chỉ số ORP không ổn định, đặc biệt

là đối với Catolit, và phụ thuộc nhiều vào các điều kiện bên ngoài (vật liệu bình chứa, nhiệt độ, bề mặt tiếp xúc với không khí, ánh sáng mặt trời ) Mặc dù ở chừng mực nào đó các tham số đặc trưng cho yếu tố thứ ba cho đến nay vẫn chưa được xác lập rõ ràng nhưng những biến đổi của cấu trúc nước trong điện trường đơn cực gần

bề mặt điện cực với cường độ vài triệu von/cm có thể là nguyên nhân làm cho bản thân nước và các phần tử vật chất trong đó được kích thích lên trạng thái giả bền Sau khi ngừng tác động điện hóa, các phần tử trong dung dịch nước được đưa lên trạng thái kích thích giả bền được đặc trưng bởi các tham số hóa lí dị thường Trạng thái giả bền của một chất đã được hoạt hóa có thể được duy trì trong thời gian vô định với điều kiện không có sự trao đổi năng lượng với môi trường xung quanh Sự tắt dần của trạng thái kích thích giả bền là một quá trình không thuận nghịch xảy ra và bằng cách phát tán năng lượng vào môi trường dưới dạng bức xạ nhiệt hoặc sóng siêu cao tần

1.1.5 Sự khác biệt giữa quá trình hoạt hóa điện hóa với các quá trình công nghệ hóa học và điện hóa truyền thống

Công nghệ hoạt hóa điện hóa đặt nền móng cho việc điều chế các dung dịch giả bền có hoạt tính xúc tác lý – hóa dị thường trong các hệ kỹ thuật điện hóa đặc biệt với mục đích sử dụng nó trong các quy trình công nghệ khác nhau thay cho các dung dịch hóa chất chuyên dụng truyền thống

Dung dịch natri clorua nồng độ không vượt quá 5g/l hoặc nước có tổng lượng khoáng nhỏ hơn 1g/l thường được làm nguyên liệu cho quá trình ban đầu trong quá trình hoạt hóa điện hóa (ECA)

Một loạt các thông số và đặc điểm sau đây chứng tỏ sự khác biệt giữa HHĐH với các quá trình điện hóa hóa học đã biết:

 Nước chịu các biến đổi điện hóa có nồng độ khoáng nhỏ (từ 0,5 - 5g/l)

 Thời gian tác động điện hóa ngắn (từ 0,03 – 10 giây)

 Mật độ dòng điện lớn (khoảng 3000 A/m2)

 Thế điện cực lớn (xấp xỉ 3000 mV)

 Tiêu hao năng lượng nhỏ (từ 0,05 đến 5 Wh/l)

 Thế ôxy hóa khử của nước HHĐH thay đổi trong khoảng rộng (từ +860 đến +1200 mV )

 Khoảng thay đổi pH của nước HHĐH cực lớn (từ 1,9 đến 12,5)

1.2 Các phương pháp khử trùng thường dùng hiện nay

Theo truyền thống, các thuật ngữ “khử trùng” được dùng để mô tả các qui trình và các chất sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm nhằm đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh đáp ứng được các yêu cầu an toàn vệ sinh thực phẩm

Có thể tiến hành khử trùng có hiệu quả bằng các biện pháp xử lý vật lý như dùng nhiệt, tia cực tím hoặc bằng các chất hóa học Việc dùng nhiệt ở dạng hơi nước hoặc nước nóng là phương pháp khử trùng rất an toàn và được sử dụng rộng rãi Dưới đây chỉ mô tả 2 cách khử trùng thông dụng nhất là khử trùng bằng nhiệt và khử trùng bằng hóa chất

 Đốt cháy: Dùng lửa đèn cồn hoặc gas đốt cháy các dụng cụ kim loại như que

cấy, kẹp, kéo dao Tác dụng phá huỷ tế bào vi sinh vật

 Nhiệt khô: dùng để diệt trùng các dụng cụ kim loại hay thuỷ tinh trong lò

Pasteur

 Đun sôi: Thông thường xử lý ở 100°C trong 30 phút Tác dụng giết chết đa

số tế bào vi sinh vật, ngoại trừ một số loài vi sinh vật có bào tử Nếu cần phải diệt bào tử thì cần thực hiện đun sôi với thời gian kéo dài hoặc xử lý bằng cách đun sôi gián đoạn (shock nhiệt)

 Hơi nước bão hoà dưới áp suất cao: Dụng cụ để khử trùng thông dụng là nồi

hấp khử trùng Áp suất hơi nước ở mức 1,1 kg/cm2 tương ứng với nhiệt độ 121°C, thời gian hấp thích hợp nhất là khoảng 10-15 phút tính từ khi nhiệt độ bắt đầu ở 121oC Có thể tiêu diệt các nội bào tử kháng nhiệt

1.2.2 Khử trùng bằng hóa chất

Trong trường hợp dùng hóa chất khử trùng, tỉ lệ vi sinh vật chết phụ thuộc vào hiệu lực của nó đối với từng loài, nồng độ, nhiệt độ, pH cũng như mức độ tiếp xúc giữa chất khử trùng và vi sinh vật và các đặc tính khác Tương tự như khử trùng bằng nhiệt, những vi sinh vật khác nhau có khả năng đề kháng khác nhau đối với hóa chất khử trùng Ngoài ra, những tạp chất vô cơ hoặc hữu cơ trong môi trường cũng làm giảm đáng kể tỉ lệ chết của vi sinh vật Vì vậy, việc khử trùng hiệu quả nhất khi làm vệ sinh tốt

Chất khử trùng lý tưởng cho các cơ sở chế biến thực phẩm cần có những đặc tính sau:

 Phổ kháng khuẩn rộng, tác dụng nhanh

 Dễ dàng tráng rửa sạch khỏi mặt bằng nhà xưởng sau khi khử trùng và không

để sót lại các chất có thể gây hại cho sản phẩm

 Không làm hư hại đến trang thiết bị trong nhà máy

 Không gây nguy hiểm cho người sử dụng

 Phù hợp với qui trình khử trùng đang sử dụng của xí nghiệp

 Dễ kiểm tra nồng độ, ổn định khi bảo quản lâu

 Rẻ tiền

Một số chất khử trùng thông dụng như:

 Clo và các hợp chất chứa Clo hoạt tính

Clo và các hợp chất sản xuất từ Clo là các tác nhân khử trùng chiếm số lượng lớn và phổ biến trong các nhà máy thực phẩm Khử trùng bằng Clo có hiệu quả tốt với nhiều loại vi khuẩn và nấm mốc Chúng hoạt động tốt trong nước có nhiệt độ thấp và chịu đựng được nước cứng Chúng là chất khử trùng rẻ tiền

Hiệu lực khử trùng của Clo tỉ lệ thuận với tỉ lệ phần trăm của axit hypoclorơ trong dung dịch: dạng hóa học hoạt động nhất của Clo Clo thường được áp dụng ở

pH kiềm hoặc trung tính (ở pH dưới 4,0 Clo dễ bay hơi và khí Clo được hình thành, rất độc hại và có tính ăn mòn)

Khử trùng bằng Clo có nhược điểm là chúng ăn mòn thiết bị và có thể tạo thành các sản phẩm hữu cơ trong nước

Tính chất của dioxit Clo khác biệt so với các loại chất khử trùng chứa Clo:

Nó không tạo thành axit hypoclorơ nhưng khi tan trong nước tạo thành dung dịch có tính ôxy hóa mạnh Nó có thể hiệu quả hơn so với Clo trong khả năng tiêu diệt hoặc làm giảm vi khuẩn, và nó vẫn giữ được một phần chức năng kháng khuẩn khi có mặt chất thải hữu cơ Vì thế, nó đặc biệt có tác dụng tiêu diệt đối với vi sinh vật trong màng sinh học Nó cũng ít ăn mòn thép và ít chịu ảnh hưởng của pH hơn Clo Tuy nhiên, dioxit Clo là chất không bền, nó có khả năng gây nổ và rất độc hại nếu không sử dụng đúng cách, vì vậy cần kiểm soát cẩn thận khi lựa chọn nó làm chất

 Các hợp chất chứa Iốt

Iodophor là chất có tính sát khuẩn phổ rộng như Clorin Hoạt tính diệt khuẩn của iodophor được thực hiện nhờ giải phóng các phân tử iốt dạng tự do Thường được kết hợp với các hợp chất khác để tăng hiệu quả khử trùng

Chúng tiêu diệt được nhiều loại vi khuẩn, bao gồm nấm men và nấm mốc, ngay khi ở nồng độ thấp Chúng chịu đựng được khi có mặt lượng chất hữu cơ vừa phải, ít ăn mòn và kém nhạy cảm với pH hơn so với Clo và chúng ổn định hơn trong quá trình lưu trữ và sử dụng Chúng cũng ít ảnh hưởng đến da người hơn so với Clo

và thường được lựa chọn để ngâm tay

Iodophor thương mại ở dạng axit nên có thể hòa tan các cặn gỉ Không nên dùng chúng ở nhiệt độ trên 45oC bởi Iốt tự do có thể bay thoát

 Paracetic acid và hydrogen peroxit

Paracetic acid (hay axit perôxyaxetic) và hydrogen peroxit là những hợp chất

có tác dụng diệt khuẩn nhanh bằng cách ôxy hóa, với phổ diệt khuẩn rộng Có thể dùng riêng hoặc kết hợp dưới các dạng dung dịch pha loãng để khử trùng bề mặt Hoạt tính của chúng sẽ bị giảm bởi các tạp chất hữu cơ và cũng giảm nhanh theo thời gian

 Các hợp chất amoni bậc bốn

Các hợp chất amoni bậc bốn, đôi khi được gọi là quats hoặc QAC đã dần quay trở lại đây sau một thời gian bị quên lãng với các nhà vi trùng học Chúng yêu cầu thời gian tiếp xúc dài mới diệt được vi khuẩn Do sức căng bề mặt của hợp chất amoni bậc bốn thấp nên chúng có đặc tính rất dễ thâm nhập và vì vậy nên khó tráng rửa sạch Mặt khác, chúng rất ổn định và tiếp tục tiêu diệt vi khuẩn sau khi hầu hết các chất khử trùng khác đã mất hiệu quả do đó nó có thể xâm nhập vào sản phẩm của nhà máy

1.3 Hiệu quả khử trùng của Anolit để khử trùng dụng cụ và môi trường trong chế biến thực phẩm

1.3.1 Thành phần và tính chất dung dịch hoạt hóa điện hóa Anolit

Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng 8 buồng phản ứng điện hóa môđun

MB-11 để sản xuất dung dịch HHĐH, sử dụng nguồn điện một chiều vạn năng cho phép thay đổi điện áp cấp cho cụm buồng điện hóa từ 24 – 30V, lưu lượng dung dịch siêu ôxy hóa đạt 120 l/h

b Tính chất

Đó là các chất ôxy hóa được tổng hợp bằng điện hóa, mà một số thành phần trong đó sẽ phải chịu hàng loạt biến đổi về cấu trúc năng lượng và hóa học trong lúc bảo quản Sau thời gian hồi phục Anolit chuyển từ trạng thái kích thích điện hóa sang trạng thái không bị kích thích, nó không còn hoạt tính xúc tác nên chỉ sử dụng được cho mục đích chống nhiễm khuẩn chứ không dùng để tiệt trùng các dụng cụ y

tế

Anolit là chất lỏng trong suốt không màu Khi nồng độ NaCl trong dung dịch lớn hơn 4 g/l Anolit có mùi Clo nhẹ giống như nước trong các bể bơi Nếu nồng độ NaCl trong dung dịch từ 3 – 4 g/l, Anolit có mùi Clo như nước sinh hoạt được Clo hóa Với hàm lượng NaCl trong dung dịch nhỏ hơn 2 g/l Anolit hầu như không có mùi

Thời gian lưu giữ Anolit có hoạt tính cao với hàm lượng NaCl trong dung

2-3 g/l không quá 3 ngày và hàm lượng NaCl trong dung dịch nhỏ hơn 2 g/l không quá 24 giờ kể từ lúc điều chế

Nước hoạt hoá điện cũng như những dung dịch muối loãng được HHĐH không những chỉ là những chất ôxy hoá khử mạnh hoặc là tác nhân axit và kiềm, mà còn là chất xúc tác mạnh cho các phản ứng hoá học và sinh hoá

Anolit là chất diệt khuẩn đa năng, nó có tác dụng hủy diệt đối với tất cả các nhóm vi sinh lớn (vi trùng, siêu vi trùng kể cả siêu vi trùng lao, nấm, bào tử ) mà không gây tác dụng gì cho tổ chức tế bào của người và các vi sinh vật cấp cao khác, tức là các tế bào sống trong các hệ đa bào Khi có mặt các chất bẩn có bản chất hữu

cơ (máu… ) khả năng diệt khuẩn của Anolit bị giảm

1.3.2 Khả năng khử trùng của dung dịch HHĐH

Thành phần của Anolit trung tính gồm hoạt chất ôxy hoá Các tế bào của cơ thể người ngay trong quá trình hoạt động sống cũng tham gia vào quá trình ôxy hoá khử, chúng sản sinh ra và sử dụng có mục đích các chất ôxy hoá hoạt tính cao như: HO*, HO2-, O3, HClO, ClO-… Các tế bào này có hệ thống cấu tạo bảo vệ chống ôxy hóa, ngăn ngừa tác dụng độc hại của các chất tương tự đến cấu trúc tế bào sống nhờ

sự có mặt của các cặp lipoproteit 3 lớp có chứa cấu trúc nối đôi (- C = C -) có khả năng nhận electron Các vi khuẩn, virus thì không có hệ thống bảo vệ để chống ôxy hoá nên dung dịch ANK là chất cực độc đối với chúng Thêm nữa, mức độ khoáng hoá thấp của Anolit và khả năng hydrat hoá cao làm tăng mức độ thẩm thấu của màng tế bào vi khuẩn đối với các chất ôxy hoá Các vi bọt khí mang điện được tạo

ra trong vùng tiếp xúc với polyme sinh học cũng góp phần làm chuyển dịch mạnh

mẽ các chất ôxy hoá vào trong tế bào vi khuẩn Vì thế, Anolit có tác dụng diệt khuẩn mạnh nhưng lại ít gây hại tế bào cơ thể người

Nhiều công trình nghiên cứu đã xác định dung dịch Anolit có tính chất sát khuẩn rất mạnh đối với các loại vi khuẩn sau:

 Nhóm vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae: Escherichia Coli (có nhiều trong phân người), Klebsiella, Enterobacter…

 Các chủng vi khuẩn: Citrobacter, Eriberobacter, Citrobacter freundic…

 Liên cầu khuẩn thuộc giống Enterococcus và Streptoccocus bao gồm các loài: E avium, E Casseliflarus, S aureus,…

 Nấm: Trichophyton mentagrphytes, Aspergilus niger, Candida albicans

 Nha bào: Bacillus subtilis, Clostridium perfingens, C sporogenes, C dificile,

B anthracis, B cereus…

 Các loại vi khuẩn và virus khác: Mycobacterium tuberculocis, Mycobacterium chelomac, Bacillus subtilis

1.3.3 Các ưu thế nổi trội của Anolit

Kết quả ứng dụng cho thấy dung dịch HHĐH có những tính năng vượt trội sau:

Hiệu quả khử trùng cao: Anolit diệt nhanh nhiều loại vi khuẩn, virut, bào tử

và nấm, kể cả các loại có sức đề kháng cao như vi trùng bệnh lao, vi khuẩn bệnh than, virus viêm gan B…

Nồng độ các hoạt chất trong Anolit không lớn (trung bình từ 0,2 – 0,3 g/l) nên nó không gây nguy hiểm gì khi tiếp xúc với da và niêm mạc, an toàn cho người phải tiếp xúc với nó thường xuyên, không gây ăn mòn với dụng cụ chế biến

Dung dịch Anolit tập hợp nhiều hoạt chất sát khuẩn (HClO, O3, ClO-,… ) tồn tại đồng thời do dung dịch nước muối được kích hoạt điện hóa, bảo đảm cho Anolit vừa có khả năng sát khuẩn cao, vừa có tính tẩy rửa tốt

Anolit không làm ô nhiễm môi trường và không cần phải trung hòa nó sau khi sử dụng vì sau khi sản xuất khoảng 3 – 5 ngày các thành phần hoạt hóa của Anolit bị suy giảm hết, chỉ còn lượng hypoclorit natri NaOCl rất nhỏ, dưới mức có thể gây hại cho môi trường Có thể kết hợp sử dụng Anolit với nhiều loại hóa chất tẩy rửa khác, làm tăng hiệu quả của quá trình tẩy rửa và sát trùng

Qui trình sản xuất Anolit rất đơn giản, người vận hành thiết bị không cần có chuyên môn cao; không cần dự trữ bảo quản, cần lúc nào có ngay lúc đó

ANK được sản xuất tại chỗ do đó giảm được các chi phí về vận chuyển, lưu trữ, với cùng hiệu quả sử dụng yêu cầu chi phí thấp hơn các biện pháp khác

1.4 Điều chế dung dịch Anolit trên thiết bị HHĐH sử dụng 8 buồng phản ứng điện hóa môđun MB – 11

Sơ đồ tổng thể của hệ thí nghiệm điều chế dung dịch siêu ôxy hóa dùng 8 môđun MB-11 được trình bày trên hình 1.6

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thí nghiệm điều chế dung dịch Anolit dùng 8 môđun MB-11

Hệ thí nghiệm bao gồm các linh kiện sau:

1 Van điều áp đường nước vào có Pmax = 2 at

2 Đồng hồ chỉ thị áp suất nước P = 0 - 1,5 at

3 Lưu lượng kế có van điều chỉnh khoảng 0 – 240 l/h

4 Lưu lượng kế có van điều chỉnh khoảng 0 – 60 l/h

5 Bơm định lượng 0 – 10 l/h

6 Buồng trộn Catolit

7 Buồng trộn dung dịch siêu ôxy hóa

8 Van điều chỉnh pH dung dịch siêu ôxy hóa

9, 10,11 Van xả

Đường nước thứ 2 được điều chỉnh bằng lưu tốc kế (3) đi trực tiếp vào buồng trộn Anolit (7)

Mặt khác, dung dịch muối có nồng độ 50 g/l cũng được bơm định lượng (5) đưa vào buồng Anốt của môđun phản ứng điện hóa MB-11 Nước trong buồng Catốt sẽ được xử lý bằng dòng điện và đưa qua bộ tách khí (6) để ra ngoài Tại buồng Anốt của môđun phản ứng điện hóa, do phản ứng điện phân xảy ra mãnh liệt nên một hỗn hợp sol khí được tạo thành và được trộn với đường nước thứ 2 thành hỗn hợp dung dịch siêu ôxy hóa rồi qua buồng trộn (7) trước khi đi ra ngoài

Sơ đồ cấp điện cho các buồng điện hóa:

Hình 1.7 Sơ đồ cấp điện cho 8 buồng điện hóa

Trong sơ đồ này 8 buồng điện hóa được chia là hai dãy, mỗi dãy gồm 4 buồng mắc nối tiếp nhau Hai dãy này lại được mắc song song để tạo thuận lợi cho việc thiết kế nguồn cấp điện: khoảng điện áp và cường độ dòng điện không quá cao

Nguồn điện một chiều dùng để cấp cho các buồng điện hóa là nguồn vạn năng BK PRECISION Model VSP 4030 (Mỹ) có điện áp cấp max là 40 V, dòng max là 30 A

Hình 1.8 Nguồn điện một chiều dùng cho thí nghiệm

Hình 1.9 Hệ thí nghiệm bao gồm cả thiết bị làm mềm nước đang vận hành

Hình 1.10 Cụm buồng điện hóa bao gồm 8 môđun MB-11 trong hệ thí nghiệm Các thông số của hệ thí nghiệm được khảo sát

- Chế độ điện cung cấp cho cụm buồng điện hóa: Cụm 8 buồng điện hóa

được cung cấp điện theo sơ đồ tại hình 1.7 Nguồn điện một chiều vạn năng cho phép thay đổi điện áp cấp cho cụm buồng điện hóa từ 24 đến 30 V Khi đó dòng điện cũng thay đổi theo và nồng độ Clo hoạt tính trong dung dịch siêu ôxy hóa sẽ thay đổi Trên cơ sở phân tích các thông số pH, nồng độ Clo hoạt tính và lưu lượng

Anolit ta có thể chọn được chế độ điện áp thích hợp cho hệ thí nghiệm

- Chế độ bơm muối: Lượng dung dịch muối đưa vào buồng Anốt của các

môđun phản ứng điện hóa được điều chỉnh nhờ bơm định lượng (5) Việc điều chỉnh cho phép thay đổi lưu lượng bơm dung dịch muối từ 1,5 đến 8,6 lit/h Trên cơ

sở phân tích các thông số pH, nồng độ Clo hoạt tính và lưu lượng Anolit ta có thể chọn được chế độ bơm dung dịch muối thích hợp: Không quá thừa vì sẽ làm tăng nồng độ khoáng trong sản phẩm Anolit Nếu thiếu sẽ dẫn đến nồng độ Clo hoạt tính

- Thay đổi lưu lượng Catolit: Việc thay đổi lưu lượng Catolit hay thay đổi lưu

lượng nước đưa vào buồng Catốt của các môđun phản ứng điện hóa sẽ làm thay đổi chế độ phản ứng điện hóa Lưu lượng nước đưa vào buồng Catốt ảnh hưởng tới nhiệt độ của các môđun phản ứng điện hóa, mật độ các phần tử dẫn điện trong buồng Catốt nên ảnh hưởng tới chế độ điện và làm thay đổi nồng độ Clo hoạt tính của dung dịch siêu ôxy hóa

- Điều chỉnh pH: Việc điều chỉnh pH của Anolit được thực hiện nhờ van điều

chỉnh (8) Thông thường, khi van (8) đóng, pH của Anolit có giá trị hơi axit (từ 6) Để nâng giá trị pH xấp xỉ trung tính (~7) cần trộn thêm Catolit có pH ~ 11 vào

5-đường nước trộn Anolit Liều lượng trộn được xác định bằng thực nghiệm

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Các phương tiện dùng cho thử nghiệm

2.1.1 Thiết bị HHĐH sử dụng 8 buồng phản ứng điện hóa môđun MB – 11

Thiết bị hoạt hóa điện hóa dùng để sản xuất Anolit trong các thí nghiệm được thiết kế và chế tạo tại trung tâm phát triển công nghệ cao, thuộc Viện CNMT, VHLKHCNVN Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm với dung dịch siêu ôxy hóa thu được đạt được các chỉ tiêu chất lượng sau:

- Nồng độ Clo hoạt tính ~ 500 mg/l

- Năng suất Clo hoạt tính ~ 50 g/h

- Nồng độ khoáng trong dung dịch ~ 1,1 – 1,2 g/l

- pH dung dịch ~ 7,0

Ứng dụng vào khử trùng dụng cụ và môi trường tại xí nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu 1 (F34) – Công ty BASEAFOOD, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

2.1.2 Các phương pháp kiểm tra chất lượng dung dịch Anolit

Các thông số chính của dung dịch Anolit là pH, độ muối, thế ôxy hóa khử và nồng độ Clo hoạt tính đã được kiểm tra trước khi thực hiện các thử nghiệm khử trùng các công đoạn sản xuất Các thông số trên được kiểm tra như sau:

- Đo pH và thế ôxy hóa khử ORP: Giá trị pH và thế ôxy hóa khử của dung

dịch siêu ôxy hóa được đo bằng máy đo HANNA dùng điện cực tổ hợp đo đồng thời hai thông số trên

- Nồng độ khoáng chất (TDS): Nồng độ khoáng chất được đo bằng máy đo

TDS chuyên dụng của HACH (Mỹ) với khoảng đo từ 0-1999 mg/l với độ chính xác

1 mg/l

- Xác định nồng độ Clo hoạt tính: Nồng độ Clo hoạt tính của dung dịch siêu

ôxy hóa được xác định bằng phương pháp chuẩn độ iot theo hướng dẫn trong TCVN 6225-3:1996

Qui trình: Lấy 5 ml dung dịch Anolit vào bình tam giác dung tích 100 ml Cho tiếp 5 ml H2SO4 0,1 M, thêm 1g Kali Iodua (KI) và để yên trong tối từ 3-5 phút Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn Na S O 0,1 N cho đến khi dung dịch có màu

vàng rơm Sau đó, thêm 1ml hồ tinh bột Lắc đều và tiếp tục chuẩn độ bằng

Na2S2O3 cho đến khi dung dịch mất màu xanh Ghi thể tích dung dịch natri thiosunfat tiêu tốn

Tính toán nồng độ Clo hoạt tính ra đơn vị mg/l:

 Nồng độ Clo tổng số c (Cl2), tính bằng milimol trên lít, theo công thức:

c (Cl2) =

0

5 1

2V

V C

(mmol/l) Trong đó:

C1 là nồng độ của dung dịch chuẩn thiosunfat: c (Na2S2O3.5H2O) = 10

M là khối lượng phân tử của Clo (M = 70,91 g/mol)

2.1.3 Các hóa chất dùng trong thử nghiệm

Muối dùng để pha dung dịch đầu vào để sản xuất Anolit là muối có hàm lượng NaCl 99,8%

Chất khử trùng đối chứng: Chất khử trùng đối chứng được chọn để so sánh với dung dịch Anolit là Clorin có công thức hóa học là Ca(ClO)2 Clorin hạt được pha vào nước với liều lượng 1,6 g/l Nồng độ Clo hoạt tính xác định bằng phương pháp chuẩn độ iot với thuốc thử là Na2S2O3 0,1 N và chỉ thị hồ tinh bột

Chất khử trùng thử nghiệm: Dung dịch Anolit được điều chế từ thiết bị HHĐH ở trạng thái làm việc bình thường

Thiết bị so màu bằng mắt chuyên dụng với thuốc thử DPD của hãng HACH (Mỹ) để kiểm tra khả năng xác định nồng độ Clo hoạt tính trong nước từ 0,1 đến 3,0 mg/l với độ chính xác 0,1 mg/l

2.1.4 Lựa chọn các đối tượng khử trùng và các vi khuẩn xét nghiệm

Đối tượng dùng cho thử nghiệm là mặt bàn, gạch ceramic, rổ, thớt là các dụng cụ sản xuất của xí nghiệp được lấy ngẫu nhiên sau ca sản xuất Găng tay công nhân được chọn ngẫu nhiên trong số các công nhân đang trong quá trình sản xuất Các thùng chậu để ngâm dụng cụ đối tượng khử trùng được lấy ngẫu nhiên tại các

xí nghiệp

Vi khuẩn được lựa chọn để xét nghiệm: Coliforms, E.coli, tổng vi khuẩn hiếu khí và Staphylococcus

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến điện phân, công nghệ hoạt hóa điện hóa, công nghệ vi sinh

Nghiên cứu tài liệu liên quan đến tình hình nhiễm khuẩn trong thực phẩm và các hóa chất khử trùng trong thực phẩm

2.2.2 Phương pháp thực hiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm

2.2.2.1 Xác định độ ổn định của dung dịch Anolit theo thời gian

Chất lượng của dung dịch Anolit được kiểm soát qua các thông số lí – hóa cơ bản như: pH, thế ôxy hóa khử ORP, nồng độ Clo hoạt tính, tổng chất rắn hòa tan TDS Hệ thống vận hành liên tục từ 7 giờ sáng đến 16 giờ cùng ngày Lấy mẫu phân tích Anolit được thực hiện 1 giờ, 2 giờ, 3, 4, 7 và 8 giờ sau khi chạy máy

2.2.2.2 Xác định khả năng diệt khuẩn của Anolit

Bố trí thí nghiệm:

Chuẩn bị dung dịch Anolit (dung dịch A) theo các thông số cơ bản sau: pH = 6,5; Thế ôxy hóa khử (ORP) = 800 mV; Nồng độ chất ôxy hóa (tính theo Clo hoạt tính) lần lượt là 0; 0,1; 0,25; 0,5; 1 mg/l

Chuẩn bị dịch hỗn hợp E.coli mật độ 104 CFU/ml và Coliforms mật độ 105 CFU/ml (dịch B)

a Xác định nồng độ tối ưu chất khử trùng

- Bổ sung 1ml dịch gốc, lắc đều, rồi để trong thời gian 5 phút

- Bổ sung 0,2 ml Na2S2O3 0,1N, lắc đều trong 30 giây để khử Clo dư

- Xác định mật độ E.coli và Coliforms còn lại trong dung dịch

b Xác định thời gian diệt khuẩn của Anolit

- Cho 9 ml dung dịch A nồng độ 0,5 mg/l tiếp xúc với 1 ml dịch B với thời gian tiếp xúc lần lượt là 10 giây; 30 giây; 1 phút; 5 phút

- Sau đó khử Clo dư bằng Na2S2O3 0,1 N rồi xác định mật độ E.coli và

Coliforms còn lại trong dung dịch

Mỗi thí nghiệm đều được lặp lại 10 lần (kí hiệu là mẫu 1, mẫu 2, …, mẫu 10)

2.2.3 Phương pháp thực hiện các thử nghiệm tại hiện trường

Các thử nghiệm được thực hiện ngay tại nơi đang sản xuất của nhà máy Các qui trình thực hiện thử nghiệm đều được thực hiện theo qui trình thông thường của nhà máy

2.2.3.1 Khảo sát thực trạng nhiễm khuẩn môi trường trong cơ sở chế biến thủy sản

Sau ca sản xuất, lấy ngẫu nhiên 2 găng tay cao su, 2 rổ nhựa, 2 thớt nhựa, 2 chậu nhựa, 1 bàn inox và chọn 2 viên gạch ceramic có vị trí cách xa nhau Các dụng

cụ và bề mặt môi trường trên đã được vệ sinh qua bằng nước rửa bát cho sạch các chất hữu cơ Tiến hành lấy mẫu bề mặt bằng tăm bông trên diện tích 50 cm2 (riêng găng tay cao su lấy mẫu trên diện tích 25 cm2

) Bàn inox lấy ở 2 vị trí: 1 ở đầu bàn,

1 ở giữa bàn

2.2.3.2 Ngâm khử trùng các dụng cụ nhỏ

Phân tích vi sinh mỗi dụng cụ 80 mẫu bao gồm các chỉ tiêu vi khuẩn: tổng

VKHK, Coliforms, E.coli và Staphylococcus

Các mẫu gồm có: 20 mẫu trước khử trùng, 20 mẫu sau khử trùng bề mặt dụng cụ được vệ sinh khử trùng theo phương pháp khử trùng thường qui; 20 mẫu trước khử trùng, 20 mẫu sau khử trùng bề mặt dụng cụ được vệ sinh khử trùng theo phương pháp mới sử dụng Anolit (và được chia đều thành 2 đợt thí nghiệm)

2.2.3.2.1 Khử trùng và lấy mẫu trên rổ nhựa

a Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng thường qui

 Lấy mẫu trước khử trùng: Sau ca sản xuất, chọn 10 rổ đã được sử dụng và đánh số từ 1 đến 10 Lấy mẫu bề mặt trên diện tích 50 cm2

rổ nhựa sau khi được vệ sinh qua thiết bị chà rửa bằng tia nước áp lực cao Dùng tăm bông

đã tiệt trùng quệt đều trên diện tích lấy mẫu và đưa vào ống nghiệm đựng 10

ml nước muối sinh lý đã tiệt trùng Đặt ống nghiệm vào thùng lạnh và chuyển về phòng thí nghiệm để bảo quản và phân tích trong ngày

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, rổ sẽ được ngâm vào thùng chứa dung dịch Clorin nồng độ 100 mg/l (Clo hoạt tính) trong thời gian 5 phút Sau đó tráng rửa rổ nhựa dưới vòi nước chảy mạnh trong thời gian 1 phút rồi tiến hành lấy mẫu sau khử trùng như đã trình bày ở trên

b Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng bằng dung dịch siêu ôxy hóa (Anolit)

 Lấy mẫu trước khử trùng: Tương tự như đã trình bày ở mục a

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước vệ sinh, các rổ nhựa được chà rửa bằng bàn chải nhựa trong dung dịch Anolit (100 mg/l Clo hoạt tính) có thêm chất tẩy rửa (nước rửa bát (1%)) trong thời gian 1 phút Sau đó ngâm các rổ nhựa vào dung dịch Anolit (100 mg/l) trong thời gian 5 phút Sau khi tráng rửa các rổ nhựa dưới vòi nước chảy mạnh cho sạch, tiến hành lấy mẫu sau khử trùng tương tự như đã trình bày ở phần trên

Mỗi thí nghiệm đều được lặp lại 2 lần vào các thời điểm khác nhau

2.2.3.2.2 Khử trùng và lấy mẫu trên thớt nhựa

a Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng thường qui

 Lấy mẫu trước khử trùng: Lấy 10 thớt nhựa từ các công nhân vừa làm sản phẩm sau ca sản xuất và đánh số thứ tự từ 1 đến 10 Làm vệ sinh các thớt đã chọn bằng cách chà sát trong nước xà phòng trong thời gian 5 phút Tráng rửa lại các thớt dưới vòi nước chảy mạnh Lấy mẫu trước khử trùng các bề mặt mỗi thớt tương tự như lấy mẫu rổ nhựa với diện tích lấy mẫu 50cm2

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, các thớt nhựa đã chọn được ngâm vào thùng nước thứ nhất có pha Clorin nồng độ 100 mg/l

cho sạch các chất hữu cơ Sau khi chà rửa, thớt được mang đi tráng rửa lại dưới vòi nước chảy mạnh cho sạch xà phòng Sau đó, ngâm các thớt vào thùng nước thứ 2 có pha Clorin nồng độ 100 mg/l Clo hoạt tính, trong thời gian 5 phút Sau khi lấy thớt ra khỏi thùng nước khử trùng, tráng rửa lại dưới vòi nước chảy mạnh, tiến hành lấy mẫu sau khử trùng các bề mặt mỗi thớt theo phương pháp đã mô tả ở mục trên

b Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng bằng dung dịch Anolit

 Lấy mẫu trước khử trùng: Tương tự như đã trình bày ở mục a

 Lấy mẫu sau khử trùng: Qui trình tiến hành vệ sinh bề mặt thớt nhựa tương

tự như phương pháp khử trùng thường qui (chỉ thay Clorin bằng dung dịch ANK)

Mỗi thí nghiệm đều được lặp lại 2 lần vào các thời điểm khác nhau

2.2.3.2.3 Khử trùng và lấy mẫu trên bề mặt chậu nhựa

a Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng thường qui

 Lấy mẫu trước khử trùng: Sau ca sản xuất, lấy 10 chậu nhựa đã qua sử dụng đánh số thứ tự từ 1 đến 10 Dùng bàn chải nhựa cọ rửa các chậu nhựa trong nước xà phòng Tráng qua các chậu nhựa trong dòng nước chảy cho hết xà phòng và lấy mẫu bề mặt các chậu nhựa trước khử trùng theo cách tương tự như đã trình bày ở phần trên với diện tích lấy mẫu 50 cm2

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, các chậu nhựa được công nhân vệ sinh theo cách thường qui: Chậu được ngâm vào thùng chứa xà phòng, đặt các chậu lên băng chuyền chạy qua thiết bị cọ rửa tự động Ngâm các chậu nhựa vào thùng chứa Clorin trong thời gian 5 phút Sau đó, các chậu nhựa được tráng rửa bằng nước sạch tại vòi nước chảy và lấy mẫu sau khử trùng bề mặt bên trong của từng chậu theo cách tương tự như đã trình bày ở phần trên

b Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng bằng dung dịch Anolit

 Lấy mẫu trước khử trùng: Qui trình lấy mẫu tương tự như trình bày ở mục a

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, các chậu nhựa được chà rửa bằng bàn chải nhựa trong dung dịch Anolit (nồng độ 100 mg/l)

có thêm chất tẩy rửa (nước rửa bát (1%)) Sau khi tráng qua nước cho hết chất tẩy rửa, ngâm các chậu nhựa vào dung dịch Anolit (100 mg/l) trong thời gian 5 phút Sau khi tráng rửa các chậu nhựa dưới vòi nước chảy mạnh, tiến hành lấy mẫu sau khử trùng tương tự như đã trình bày ở phần trên

Mỗi thí nghiệm đều được lặp lại 2 lần vào các thời điểm khác nhau

2.2.3.2.4 Khử trùng và lấy mẫu trên găng tay cao su

a Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng thường qui

 Lấy mẫu trước khử trùng: Công nhân sau khi làm xong mang găng tay về nhà tự làm vệ sinh Mang đến nhà máy, nhúng qua nước sạch và lấy mẫu trước khử trùng trên 10 găng tay Lấy mẫu trên bề mặt găng với diện tích 25

cm2 tương tự như lấy mẫu rổ nhựa

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, cọ sạch bằng xà phòng, ngâm qua Clorin (100 mg/l) trong 5 phút Nhúng qua nước sạch, rồi tiến hành lấy mẫu sau khử trùng tương tự như đối với rổ nhựa đã trình bày ở phần trên

b Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng bằng dung dịch Anolit

 Lấy mẫu trước khử trùng: Tương tự như đã trình bày ở mục a

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, nhúng găng tay vào dung dịch Anolit có pha thêm chất tẩy rửa (nước rửa bát (1%)) Dùng bàn chải cọ sạch, tráng qua nước sạch Sau đó, ngâm qua dung dịch Anolit (nồng độ 100 mg/l) trong thời gian 5 phút Tráng rửa lại dưới vòi nước chảy mạnh, rồi lấy mẫu bề mặt sau khử trùng với diện tích 25 cm2 tương tự như lấy mẫu rổ nhựa

2.2.3.3 Khử trùng bề mặt lớn

2.2.3.3.1 Khử trùng và lấy mẫu trên bề mặt thép inox

a Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng thường qui

 Lấy mẫu trước khử trùng: Chuẩn bị 5 bàn inox sau ca sản xuất Trước tiên mặt bàn được thu dọn hết các sản phẩm thừa, sau đó được cọ rửa bằng nước

xà phòng, dội sạch bằng nước Lấy mẫu bề mặt tại 2 vị trí (một ở đầu bàn, một ở giữa bàn) với diện tích lấy mẫu là 50 cm2 bằng tăm bông vô trùng

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, mặt bàn được lau bằng nước pha Clorin có nồng độ Clo hoạt tính 100 mg/l Sau đó, tráng rửa bằng nước sạch và lấy mẫu sau khử trùng bề mặt theo cách tương tự như đã trình bày ở phần trên với diện tích lấy mẫu 50 cm2

b Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng sử dụng dung dịch Anolit

 Lấy mẫu trước khử trùng: Qui trình tương tự như trình bày ở mục a

 Lấy mẫu sau khử trùng: làm tương tự như với khử trùng thường qui (thay Clorin bằng Anolit có nồng độ Clo hoạt tính 100 mg/l)

2.2.2.3.2 Khử trùng và lấy mẫu trên bề mặt gạch ceramic

a Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng thường qui

 Lấy mẫu trước khử trùng: Chọn 10 viên gạch Ceramic, đánh số thứ tự từ 1 đến 10 Lấy mẫu bề mặt trên từng viên gạch làm mẫu trước khử trùng với diện tích lấy mẫu là 50 cm2

 Lấy mẫu sau khử trùng: Sau khi lấy mẫu trước khử trùng, các viên gạch được chà rửa bằng xà phòng, khử trùng bằng nước pha Clorin có nồng độ Clo hoạt tính 100 mg/l Sau đó, dội lại bằng nước sạch và lấy mẫu sau khử

trùng bề mặt theo cách tương tự như đã trình bày ở phần trên

b Lấy mẫu vi sinh kiểm tra vệ sinh khử trùng sử dụng dung dịch Anolit

 Lấy mẫu trước khử trùng: Qui trình tương tự như trình bày ở mục a

 Lấy mẫu sau khử trùng: Phương pháp khử trùng tương tự như khử trùng thường qui (thay Clorin bằng dung dịch Anolit có nồng độ Clo hoạt tính là

100 mg/l) Lấy mẫu sau khử trùng trên diện tích 50 cm2

2.2.4 Phương pháp lấy mẫu xét nghiệm vi sinh

- Phương pháp lấy mẫu vi sinh tại Xí nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu 1 (F34) – Công ty BASEAFOOD, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu được thực hiện theo hướng

dẫn lấy mẫu vệ sinh công nghiệp trong “Sổ tay kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm thủy sản” SEAQIP, Nhà xuất bản Nông nghiệp 2004

- Các mẫu vi sinh khử trùng bề mặt dụng cụ và môi trường trong chế biến thực phẩm được lấy theo phương pháp dùng tăm bông trên bề mặt xác định

Các bước lấy mẫu:

+ Dùng cồn khử trùng tay

+ Đặt khuôn lấy mẫu đã khử trùng lên bề mặt tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm (khuôn lấy mẫu là bản kim loại khoét lỗ ở giữa với diện tích là 25cm2, hoặc 50cm2tùy theo bề mặt cần lấy mẫu là lớn hay nhỏ)

+ Dùng tăm bông vô trùng quét đều mặt diện tích trong của khuôn

+ Sau khi quét xong, thao tác gần ngọn lửa đèn cồn, mở nắp ống nghiệm và nhanh chóng cho tăm bông vào Nút ống nghiệm lại (chú ý không để tăm bông chạm vào miệng ống nghiệm

+ Cho ống nghiệm chứa tăm bông đã lấy mẫu vào một túi PE vô trùng Ghi các thông tin về vị trí lấy mẫu vào thẻ nhận diện Cho thẻ vào túi chung với ống mẫu Cột kín miệng túi bằng dây thun hoặc bằng ghim bấm

+ Cho túi mẫu vào thùng cách nhiệt Cho đá khô phủ quanh túi mẫu

- Việc lấy mẫu xét nghiệm vi sinh được thực hiện của hai bên thử nghiệm: cán bộ kỹ thuật của Xí nghiệp và người thực hiện đề tài

2.2.5 Phương pháp phân tích vi sinh

Nuôi cấy vi khuẩn trên môi trường đặc hiệu bằng phương pháp đĩa thạch: + Sử dụng môi trường PCA (Merck) để định lượng khuẩn lạc tổng vi khuẩn hiếu khí

+ Sử dụng môi trường Chromocult (Merck) để định lượng khuẩn lạc Coliforms