Ozon Dezenfeksiyon Uygulamaları

Temizlik ve dezenfeksiyon işlemlerinde klor ve diğer kimyasal dezenfektanlara alternatif olarak ozona duyulan ilgi;

  • yüksek öldürme etkisine,
  • kalıntı bırakmamasına,
  • geniş anti mikrobiyal spektrumuna,
  • sağlık açısından önemli olan yan ürün oluşturmamasına,
  • ihtiyaç duyulduğunda oluşturulabilmesine,
  • sonraki kullanımlar için depolanma ihtiyacı olmamasına dayandırılmaktadır.

Ayrıca kimyasal olmayıp, kalıntı bırakmadığı için işletme atık su kalitesini iyileştirir; çevre dostu teknoloji olarak işletmelerin çevresel maliyetlerini azaltır ve yasal prosedürlere uygunluklarını sağlar.

Ozon, kuvvetli bir okside edici ajandır. Mikrobiyal membranlara etki eder ve metabolik enzimleri parçalar. Ozonla zenginleştirilmiş su mikropları etkili şekilde dakikalar içinde öldürür ve şu Mikroorganizma gruplarına karşı etkilidir:

  • Bakteri
  • Virüsler
  • Mantarlar (maya-küf ve sporlarına karşı)
  • Protozoa

Ozon bakterilere, mantarlara ve sporlarına, virüslere ve protozoalara geniş bir aralıkta etki etmektedir. Bakteriler mantarlara ve küflere oranla ozona çok daha hassastır. Kendi içinde de gram pozitif bakteriler negatiflerine oranla çok daha hassastır. Sporlar ise biraz  dirençli olmakla beraber yine de ozon tarafından yokedilmektedirler. Ozonla zenginleştirilmiş su direkt olarak zeminlere, drenajlara, duvarlara, tanklara ve boru hatlarına hareketli veya merkezi bir sistem sayesinde, düşük basınçlı spreyleme ekipmanları ile sprey edilebilir. Ozon hem gaz halde hem de ozonlu su olarak uygulanabilir. Pek çok çalışma değişik yüzeylerde ve mikroorganizmalarda ozonun etkisini test etmek için yapılmıştır. Bu çalışmalar göstermiştir ki, hem gaz hem de ozonlanmış su uygulaması önemli miktarlarda mikrobiyal azalma için yeterlidir.

Ozonun Potansiyel Faydaları

Temizlik ve dezenfeksiyon gıda işletmelerinde hijyenik koşulların sağlanması için zorunludur. Ancak, yüksek miktarda su ve enerji kullanımı ile atık su oluşumu önemli bir çevresel etki oluşturmaktadır. Atık su genellikle ürün kalıntıları olan çözünür organik materyaller, FOG, SS, nitrat, nitrit, amonyak ve fosfat içerir. Ayrıca temizlik malzemelerinin asidik veya bazik parçalarını da içerir. Temizlik ve dezenfeksiyon proseslerine ozonun adapte edilmesi yaygın olarak kullanılan dezenfektanlara karşı değişik avantajlar getirir:

  • Ozon kalıntı bırakmadan oksijene dönüşür ve istenmeyen kalıntı bırakmaz. Bu hem gıda güvenliği için hem de atık suyun kalitesini arttırmak için avantaj sağlar.
  • Yeterli mikrobiyal kontrol sağlanır.
  • Kimyasallar yerine ozonun kullanılması tuz konsatrasyonunu azaltır ve bu yüzden elektriksel iletkenlik de azalır. Ozon kalıntı bırakmadığı için son durulamaya ihtiyaç duyulmaz.
  • Dezenfeksiyon amaçlı kullanılmış ozonlu su direkt veya yeniden ozonlama ile tekrar tekrar temizlik amacıyla kullanılabilir.
  • Atık su ozonun dönüşümü nedeni ile oksijen bakımından zenginleşir ki havalandırma tanklarının biyolojik atık su uygulama prosesinin performansını arttırır.
  • İşletmelerde koku oluşumunu azaltır.
  • Ozon kullanımı ayrıca düşük sıcaklıklarda yapıldığı için enerji tasarrufu da sağlar.
  • Kullanılacağı yerde üretildiği için ozon, tehlikeli madde depolanmasını da engellenmektedir.

Ozonla bakteri inaktivasyonu kompleks bir prosestir. Ozon pek çok hücresel bileşen saldırır:

  • proteinler
  • doymamış yağlar
  • hücre zarındaki solunum enzimleri
  • sitoplazma içindeki enzimler ve nükleik asitler
  • sporlardaki ve virüslerin kapsitlerindeki peptidoglikanlar

Hücre zarı: ozon hücre zarının çoklu doymamış yağ asitlerini, membran-bağ enzimlerini, glikolipitlerini ve glikoproteinlerini okside eder. (Scott ve Lesher 1963; Murray 1965) Ozonla doymamış yağların ve sülfidril grup enzimlerinin çift bağları okside olduğu zaman hücre geçirgenliği dahil normal hücresel bozulma ve hızlı ölüm meydana gelir.

Bakteri sporları : Foegeding (1985) Bacillus cereus sporlarının ozonla hızlı şekilde inaktive edildiğini buldu.

Enzimler: Pek çok araştırmacı ozonun öldürdüğü hücrelerde enzim inaktivasyonuna dikkat çekmiştir. Sykes (1965) klorun enzimlerde seçici davrandığını fakat ozonun davranmadığını belirtmiştir. Yine pek çok araştırmacı değişik bakteriler üzerinde ozonun enzim aktivesini yok ettiğini ve neden olarak da sisteindeki sülfidril gruplarının oskidasyonunu göstermişlerdir.

Nükleik Materyal: Yapılan çalışmalar ozonun hücre DNA sını açtığını, dönüşüm yeteneğini azalttığını, kopyalama aktivitesini azalttığını ve sonunda nüklik materyale zarar verdiğini göstermektedir. (Hamelin 1985; Mura ve Chung 1990,Scott 1975, Ishizaki 1981)

Virüsler : Ozon virüslerin protein kapsül yapısını parçalar. Daha küçük alt birimlere dönüştürür. RNA yı serbest bırakır, parçalar ve inaktive eder. Yapılan bazı çalışmalar şunlardır:

  • Sproul ve Kim (1980) Ozonlu su kapsül proteinlerini parçaladı.
  • Kim (1984) Ozonlu suyun kapsül proteinlerini parçaladığı doğrulandı.
  • Yoshizaki (1988) ozonlu suyun tütün mozaik virüsünü alt birimlere parçaladığını gördü.
  • Herbold (1989) 0.38 ppm suda ozonun Hepatit A virüsünü ve 0.13 ppm suda ozonun Polio virüsünü tamemen yokettiğini gördü.

OZONUN ÖLDÜRME ETKİLERİ 
Ozonlu Su ile Gram Pozitif Bakteri İnaktivasyonu
Uygulama Koşulları

Bakteri

Ozon ( µg/mL)

Zaman (dakika)

Ph

Sıcaklık

Logaritmik azalma

Referanslar

Bacillus megaterium

0.19

5

-

28

> 2

Broadwater and others 1973

B.cereus

0.12

5

-

28

>2

Broadwater and others 1973

Leuconostoc Mesenteroides

0.3-3.8

0.5

5.9

25

1,3- 7

Kim and Yousef 2000

Listeria Monocytogenes

0.2-1.8

0.5

5.9

25

0.7- 7

Kim and Yousef 2000

L.Monocytogenes

-

10

7.2

25

60-70 %

Lee and others 1998

Mycobacterium fortuitum

0.23- 0.26

1.67

7

24

1

Farooq and Akhlaque 1983

S.aureus

0.3-1.97

10

-

-

4-6

Lezcano and others 1998

S.aureus

0.3-1.97

0.25

7

25

>2

Burleson and others 1975

 

Ozonlu Su ile Gram Negatif Bakteri İnaktivasyonu

Uygulama Koşulları

Bakteri

Ozon ( µg/mL)

Zaman (dakika)

Ph

Sıcaklık

Logaritmik azalma

Referanslar

Escherichia Coli

0.065

0.5

-

-

3.5

Katzenelson and others 1974

E.coli

0.004-0.8

0.5-2

6.9

-

0.5-6.5

Finch and others 1988

E.coli

0.19

5

28

-

> 2

Broadwater and others 1973

E.coli

0.23-0.26

1.67

7

24

4

Farooq and Akhlaque 1983

E.coli

0.53

0.1

6.8

1

2

Fetner and Ingols 1956

E.coli O157:H7

0.3-1

< 0.5

5.9

25

1.3- 3.8

Kim and Yousef 2000

Legionella pneumophila

0.47

20

 7

24

> 5

Edelstein and others 1982

Legionella pneumophila

0.21

5

-

-

>2

Domingue and others 1988

Salmonella Enteridis

0.5-0.65

0.5

 

25

0.6- 4

Dave 1999

S.typhimurium

0.23-0.26

1.67

24

4.3

Farooq and Akhlaque 1983

Pseudomonas Fluorescens

0.2-1.2

< 0.5

-

25

0.9- 5

Kim and Yousef 2000

 

Ozonlu Su ile Virüslerin İnaktivasyonu
Uygulama Koşulları

Bakteri

Ozon ( µg/mL)

Zaman (dakika)

Ph

Sıcaklık

Logaritmik azalma

Referanslar

Bacteriophage f2

0.09-0.8

0.08

7

25

5-7

Kim ve diğerleri 1980

Bacteriophage MS2

0.6

0.3

6.9

22

2.96

Finch ve Fairbairn 1991

Bacteriophage MS2

0.3-0.4

0.08

6-10

3-10

6

Hall ve Sobsey 1993

Hepatitia A virus

0.3-0.4

0.08

6-10

3-10

3.9

Hall ve Sobsey 1993

Hepatitia A virus

0.25

0.02

7.2

20

2.7

Herbold ve diğerleri 1989

Hepatitis A virus

1

-

6.8

4

5

Novotny ve Strout 1990

Poliomyelitis virus

0.3

4

- -

4

Coin ve diğerleri 1967

Poliovirus type 1

1-10

5

- -

4

Mitsumi 1989

Poliovirus type 1

0.3

< 0.14

- -

2

Katzenelson 1974

Poliovirus type 1

0.23-0.26

0.5

- -

2

Farooq ve Akhlaque 1983

poliovirus type 1 (Mahoney)

0.23-0.26

1.67

7

24

2.5-3

Farooq ve Akhlaque 1983

poliovirus type 3

0.6

0.3

6.9

22

1.63

Finch ve Fairbairn 1991

Rotavirus human

0.1-0.3

6

6.8

4

3

Vaughn 1987

Rotavirus SA 11 simian

0.1-0.25

6-8

6.8

4

3

Vaughn 1987

Rotavirus Wa human ATCC

2.1-4.2

1

-

22

0-1

Khadre ve Yousef 2001c

Vesicular stomatitis virus

1.9-15.9

0.25

7

25

>2

Burleson ve diğerleri 1975