出口商品電子束輻照養護的技術經濟可行性分析

楊水芝

摘 要:電子束輻照不僅可防治商品害蟲,還可殺死微生物,因此,廣泛應用于商品養護領域。通過對當前出口較多的動植物賀卡、化妝品用松花粉、幼兒玩具、婦嬰用品這四種商品滅菌,采用熱壓法、微波法、環氧乙烷法和電子束輻照法四種方法對比,經過技術經濟分析,采用電子束輻照滅菌方法最為實用。

關鍵詞:電子束輻照 熱壓法 微波法 環氧乙烷法 滅菌

中圖分類號:F746.12 文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914(2009)07-295-01

輻照養護已廣泛應用于商品養護領域。電子束輻照可以防治獸皮毛,羽絨及其制品、棉及棉制品,工藝美術品和圖書檔案的害蟲;還可以殺死化妝品,皮革及其制品,煙及煙制品等的微生物。本文為了進一步推廣此項技術,從當前出口較多的四種商品,動植物賀卡,化妝品用松花粉,幼兒玩具,婦嬰用品為例,通過使用電子束輻照滅菌與傳統熱壓滅菌、微波滅菌、環氧乙烷氣體熏蒸滅菌的方法相比較,分析其技術經濟可行性。

一、四種滅菌方法及其原理

1.熱壓法。在不銹鋼的容器里,采用加壓和電加熱空氣對流使氣溫上升,一般滅菌110℃,60分鐘;殺死細菌芽孢160℃,90分鐘。加熱使微生物蛋白質凝固或熱力透入細胞膜使之脹裂出漿死亡,滅菌效果好。不足之處,能耗大,溫度不宜均勻,商品溫度高(110℃以上),對熱敏產品如塑料制品則不適用。

2.微波法。是頻率2450兆赫(MH2),功率10KW的電磁波發射裝置,因其能量達不到形成一個離子對所需的能量,所以,稱非電離輻射。微波可使微生物中極性分子形成電偶極子,并且隨微波電場方向改變而高速轉動,使其周圍不轉或轉速不高的分子碰撞、摩擦,產生熱,致使微生物溫度快速升高,使蛋白質、DNA變性和酶失去活性而死亡。

3.環氧乙烷熏蒸法。環氧乙烷液體的沸點10.8℃。具有不銹鋼內腔,氣動密封門結構的密閉容器,體積由30m3、50m3等,溫度為3～100℃可控,濕度80%可控,功率4～6KW,用量為1kg/m3。優點是適用于忌熱物品常用滅菌法;缺點是污染環境,污染產品。根據國際環保條約,蒙特利爾議定書,發達國家2005年禁止使用,到2015年全部禁用。

4.電子束輻照法。高能電子束與微生物周圍物質或微生物體內水分相互作用,激發和電離,產生水化電子和各種自由基等活性物質與細胞膜、DNA、酶等進行氧化還原等作用,使其失活;或電子束直接破壞DNA使其斷裂、缺損而不能修復,使其死亡。此法優點是,被輻照商品不升溫,可在原包裝下輻照滅菌,輻照不對商品產生有毒有害物質,無環保問題,因此稱為綠色產業。

二、適用范圍

四種滅菌方法對當前出口較多的四種商品滅菌適用范圍如表1。

1.動植物賀卡。一般已用塑料薄膜密封包裝,所以熱壓法不適用,環氧乙烷法因無法透入,也無能為力。微波法,因瞬時加熱,可用,但滅菌不徹底。電子束輻照法最適用,但注意輻照劑量不宜過高,否則會引起某些包裝材料變淺黃色。

2.化妝品用松花粉。一般用涂膜紙盒(鋁盒)包裝,環氧乙烷無法透入,熱壓法溫度110℃以上引起松花粉變質不能食用。微波法金屬包裝不適用,涂膜紙盒可用,但體積不宜過大,否則微波透入不均勻,滅菌效果差。電子束輻照滅菌則無此問題,完全適用。

3.幼兒玩具。大部分是用高分子塑料制成,體積較大又不規則,一般不宜采用熱壓法和微波法滅菌?？捎铆h氧乙烷法滅菌,但有藥物殘留又污染環境。為此用電子束滅菌效果較好。

4.婦幼用品。婦幼用品如一次性使用婦女衛生用品,幼兒衛生用品滅菌,原則上四種方法都可以使用。但是熱壓法滅菌時間長,加溫降溫往往需要一天時間,工藝繁瑣,又耗能源;微波法限于穿透力,往往要改包裝,滅菌不徹底(70-90%)。環氧乙烷法經濟,滅菌徹底,完全適用,唯一缺點是有殘留、環保問題。電子束輻照滅菌,無上述問題效果最佳,缺點是投資大,滅菌成本高。

三、技術經濟分析

1.成本。建造四種滅菌方法車間的廠房,設備,倉庫,輔助設施等固定資產投資和年運轉費用和收益,根據近年來市場報價和有關單位資料和文獻,如表2。

2.技術經濟分析。從表2,并結合表1,作如下分析。

(1)滅菌車間建造。生產廠出口需滅菌商品日產量300箱(40*30*20cm)以上,建議投資建適合滅菌方法的車間,從表2投資90～1540萬即可建立,從表3日處理量和單價,不難算出投資滿負荷運轉1.5年即可回收成本。假使廠商在建造滅菌車間時,還可利用現有設備,如倉庫、輔助設施等,則建造成本還可以降低25～45%,其年運轉費用還可以降低,則投資回收期將低于1.5年。

(2)委托滅菌。生產廠出口需滅菌商品日產量小于100箱,往往采用委托滅菌加工。從加工成本看,采用環氧乙烷法最低,每箱委托滅菌加工費為6元,為電子束輻照法的一半。但是采用此法要考慮內包裝和外包裝均可透過環氧乙烷,有的在包裝容器(如薄膜,涂膜鋁等)要留好環氧乙烷透入窗口,這樣就需要改包裝,增加了成本,往往是改包裝的費用(材料、人工、設備)每箱超過6元。何況環氧乙烷滅菌消毒時間長,有殘留。為此,不少廠商還是采用電子束滅菌方法。

四、小結

通過技術經濟分析,對當前出口的動植物賀卡、化妝用松花粉、幼兒玩具、婦嬰用品的四種商品滅菌,采用熱壓法、微波法、環氧乙烷法和電子束輻照法四種方法對比。對日產量300箱以上的廠商,建議選擇自建適合的車間進行滅菌,對日產量100箱以下的廠商可進行委托加工滅菌,考慮綜合因素還是采用電子束輻照滅菌方法為佳。

參考文獻:

1.王寶琴,藥鳳荷主編.60COΥ射線輻照中藥質量評價.中國藥品生物制品檢定所,北京.1996.1-23

2.李榮芬等.中國消毒雜志.1993,10(3):129-131

(作者單位:寧波超能科技股份有限公司 浙江寧波 315470)

(責編:鄭釗)