ozon2

OZON NEDİR?

  • Oksijen (O2) molekülüne bir oksijen atomu (O) eklenmesi ile oluşan “Ozon” (Aktif Oksijen – O3) doğal bir gazdır.
  • Atmosferin yüksek kısımlarında ultraviyole ışınlar, alt kısımlarında ise yıldırımlar esnasında meydana gelen elektriklenmeler tarafından doğal olarak oluşturulur.
  • Hem güneşin zararlı ışınlarını engellemesi ve hem de doğal mikrop kırıcı olması nedeniyle dünyada yaşamın var olmasını sağlar.
  • Yağmur sonrasında, yüksek yerlerde veya deniz kenarlarında hissedilen temiz ve ferah havayı yaratan “Ozon” yani “Aktif Oksijen”dir.
  • İlk kez 1840 yılında Alman bilim insanı Friedrich Schönbein tarafından keşfedilen Ozon, faydalarının anlaşılması ile bir çok alanda kullanılmaya başlanmıştır.
  • Elektrik enerjisi yardımıyla teknolojik olarak da üretilebilen Ozon; çok güçlü, kalıntı bırakmayan, çevre dostu doğal dezenfektan olması nedeniyle öncelikli olarak tercih edilmektedir.

 

ÖZELLİKLERİ

  • Doğal ve çevre dostudur.
  • Hammadesi oksijendir ve belli bir süre sonra tekrar oksijene döner.
  • Oksidasyon gücü çok yüksek ve bilinen en güçlü doğal dezenfektandır.
  • Kimyasal atık ve kalıntı bırakmaz.
  • Kimyasal maddelerden kalan atıkları elimine eder.
  • Bakteri, virüs, küf, mantar ve sporları yok eder.
  • Diğer tüm zararlı mikroorganizmaları yok eder ve oluşumunu engeller.
  • Gıdalardaki pestisit (tarım ilacı), gübre kalıntıları ve aflatoksini parçalar.
  • Kötü koku molekülerini baskılamaz, parçalayarak yok eder.
  • Havada bulunan zehirli gazları, ağır metalleri ve solvent buharlarını oksitleyerek yok eder.
  • Havadaki sigara dumanı, toz ve mikro partikülleri çöktürerek yok eder.
  • Haşere popülasyonunu çok büyük oranda azaltır.

Gıda sanayisinde ürünlerin mikrobiyal güvenliği için çoğunlukla klorin bazlı dezenfektanlar kullanılmaktadır.
Klorinin etkisinin yetersizliği ve kalıntılarının sağlığa zararlı olması gibi nedenlerle
alternatif dezenfektanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Ozon (Aktif Oksijen) gıda sanayisinde gıdaların yüzey hijyeni,ekipman, ambalaj materyali ve atık suların dezenfeksiyonu gibi alanlarda kullanılmaktadır. Sonuç olarak ozon uygulamalarının, düşük konsantrasyon ve kısa uygulama sürelerinde etkili olması ve ozonun parçalandığında zararsız ürünlere dönüşmesi gibi nedenlerle geleneksel dezenfektanlara iyi bir alternatif olduğu görülmektedir.

Karakteristik bir kokusu olan ozonun faydaları ilk kez 1840 yılında İsviçre’de Alman
kimyacı Fredrich Schönbein tarafından keşfedilmiştir. 1900 başlarında Amerika’da
bitkilere yöneliksu arıtımı alanında kullanılan ozon, 1940’larda içme suyu arıtımında kullanılmaya
başlanmıştır. 1980’li yıllarda teknolojinin gelişmesiyle birlikte ozon üretiminin kolay ve nispeten ucuz olmasına paralel olarak kullanımı artmıştır . Yiyecek işleme ve suların dezenfeksiyonunda
Avrupa’da yıllardır kullanılmasına rağmen , ozonun Amerikan gıda sanayisinde kullanımına
Amerika Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ancak 2001 yılında onay vermiştir.
Ozon gıda sanayisinde ; ortam hijyeni, ekipman dezenfeksiyonu ve atık suların yeniden
değerlendirilmesinde başarı ile kullanılırken, akvaryum, yüzme havuzu, soğutma
suları, hastane su sistemlerinin dezenfeksiyonu ile tıp-diş hekimliği gibi farklı
alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ozon(O3) temas süresinin kısa olması ve kimyasal kalıntı bırakmaması gibi nedenlerden dolayı geleneksel dezenfektanlara iyi bir alternatif olmuştur .

OZONUN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ ,OLUŞUMU

Ozon, diatomik oksijen molekülüne (O2) oksijen atomunun eklenmesiyle oluşan son derece kararsız bir moleküldür. Ozon , endüstriyel olarak Corona Discharge (Korona Akım Metodu) ile oksijen moleküllerinin (O2) elektrik akımından geçirilmesi yoluyla üretilmektedir.
Oksijenin elektrik akımından geçirilmesi sırasında oksijen molekülü parçalanarak reaktif serbest oksijen atomuna dönüşmekte, serbest oksijen atomları (O˙) moleküler oksijenle(O2) karşılaştığında son derece kararsız olan ozon molekülü (O3) oluşmaktadır. Ozon kısa bir süre içinde moleküler oksijene (O2) ve serbest oksijen atomlarına (O˙) dönüşmektedir. Bir süre sonra yeniden diğer serbest oksijen atomları ile birleşebilir veya serbest oksijen atomları moleküler oksijene de dönüşebilmektedir. Bu moleküller ortamdaki diğer reaktiflerle de reaksiyona girebilmektedir ve bu nedenle ozon son derece reaktif bir bileşendir.

Corona Discharge uygulamasında biri yüksek akım diğeri alçak akım elektrotu olmak üzere iki adet elektrot kullanılmaktadır. Bunlar seramik dielektrik alanı ve dar bir boşaltım aralığı ile ayrılmışlardır. Yeterli kinetik enerji olması durumunda elektrotlar oksijen molekülünü ayrıştırır ve her bir oksijen atomundan bir ozon molekülü oluşur. Jeneratöri içinden ortam havası geçirilmesi durumunda %1-3 olan ozon üretimi, saf oksijen kullanılması durumunda %6’ya çıkmaktadır. Ozon, kendiliğinden oksijen atomlarına parçalanması nedeni ile depolanamamaktadır. Ozon suda kısmen çözünür ve
sıcaklık arttıkça çözünürlüğü azalır .Enerjisi yüksek bir molekül olan ozonun oda sıcaklığında yarılanma süresi 20 dakikadır ve bu süre sonunda kalıntı bırakmadan oksijene dönüşmektedir.

Ozon(Triatomik Oksijen-Aktif Oksijen)
Formülü O3
Renk Açık mavi
Koku Kendine has

Molekül ağırlığı 48
Sudaki çözünürlük (0ºC) 0.64
Yoğunluk (g/L) 2.144
Kaynama noktası -111.9±0.3°C
Erime noktası -192.5±0.4°C
Kritik sıcaklık -12.1°C
Kritik basınç 54.6 atm

Ozonun patojen mikroorganizmaları inhibe ettiği uzun zamandır bilinmektedir . Fakat inaktivasyon mekanizması tam olarak açıklanamamıştır. Nitekim bazı bilim insanları
patojen mikroorganizmaların inhibisyonunda moleküler ozonun, bazıları ise oluşan serbest radikallerin
etkili olduğu görüşüne sahiptir. Moleküler ozon ya da hidroksil radikali
gibi parçalanma ürünleri nükleik materyali, enzimleri, hücre zarını, sporları ve virüs kapsüllerini okside
ederek etkin olmaktadır . Bunun proteinlerin yapılarında bulunan sülfidril grupları ile amino asitleri okside etmelerinden
kaynaklandığı belirtilmektedir. Buna ek olarak ozonun mikroorganizmaların hücre zarındaki doymamış yağların
yapısını bozması sonucunda hücrelerin zarar gördüğü ve bileşenlerin hücre dışına çıkması sonucunda da
inaktivasyonun gerçekleştirildiği aktarılmaktadır. Ozon Gram negatif bakterilerin lipopolisakkarit ve
lipoprotein tabakalarına hasar vererek, hücre geçirgenliğini etkilemekte ve sonuçta hücrenin ölümüne
neden olmaktadır . Ozonun virüs patojenlerine olan etkilerinin farklı
mekanizmalarca belirlendiği düşünülmektedir. Yapılan bir çalışmada ozonlama sonrası faj
partiküllerinde kırılmalar olduğu ve bu kırıklardan RNA’nın dışarı sızdığı belirlenmiştir Ozonun vejetatif mikroorganizmalar üzerine sporlardan daha etkili olduğu belirtilmektedir
. Nitekim Broadwater ve ark. (1973), Bacillus cereus için letal ozon dozunu (LD)
0.12 mg/L; Escherichia coli ve B. megaterium için 0.19 mg/L olarak belirlerken, B. cereus ve B.
megaterium sporlarının inhibisyonu için 2.29 mg/L ozon olarak saptamışlardır. Kim ve Yousef (2000),
bir grup bakterinin ozon direncinin inceledikleri çalışmada en çok direnç gösteren bakterinin E. coli
O157:H7 olduğu, bunu sırasıyla Pseudomonas fluorescens, Leuconostoc mesenteroides ve Listeria
monocytogenes’in izlediği belirlemişlerdir.

Ozonun mikroorganizmalar üzerine olan etkisi bazı faktörlere bağlı olarak değişmektedir. Ozon
uygulamasının etkinliği mikroorganizma suşuna, kültürün yaşına, mikroorganizma konsantrasyonuna,
ortamda ozonla reaksiyona girebilecek maddelerin bulunmasına, ozonun uygulanma şekline ve ozon
konsantrasyonuna bağlı olarak değişkenlikler göstermektedir.
pH, sıcaklık gibi faktörler ozonun çözünürlüğü, reaktivite ve stabilitesini etkilemektedir. Van’t Hoff-
Arrhenius’un teorisi mikroorganizmaların dezenfektanın sıcaklığı arttıkça daha çok zarar gördüğünü ileri
sürmektedir. Nitekim dezenfektan sıcaklığındaki artışa bağlı olarak mikroorganizmaların yüzeyine daha
iyi nüfuz ederek etkili olduğu belirtilmektedir. Fakat sıcaklıktaki artış ozonun çözünürlüğü ve
stabilitesini olumsuz yönde etkilemektedir. Farklı sıcaklıklarda yapılan çalışmaların bazılarında
sıcaklıklar arasında istatistiki olarak fark olmadığı belirlenirken bazılarında fark belirlendiği
aktarılmaktadır. Tüm bunlar dikkate alındığında sıcaklığın inhibisyon üzerindeki etkisini tahmin etmek
güçleşmektedir. Ayrıca ortam pH’sının düşük olmasının da ozonun etkinliğini arttırdığı bilinmektedir.

Bunlara ilave olarak ozonun hidrojen peroksit gibi farklı kimyasallar yada UV gibi fiziksel yöntemlerle kombine edildiğinde mikroorganizmalar üzerine daha etkili olduğu görülmüştür.

Ozonun N2 i CO2 ve O2 gibi gazların kullanımından daha güvenli olduğu belirtilmekte ve sebepleri şu şekilde ifade edilmektedir:

• Oksidasyon potansiyeli çok yüksek olduğundan, diğer zayıf oksidasyon ajanlarına göre daha düşük
konsantrasyonlarda kullanılır ve temas süresi çok daha kısadır.
• Ozon kendiliğinden oksijene parçalandığından depolanamamakta , dolayısıyla nispeten düşük
konsantrasyonlarda üretilmektedir. Diğer gazlarda olduğu gibi ozonun yüksek
konsantrasyonlarda serbest kalması durumu söz konusu olmamaktadır.
• Yarılanma ömrü diğer gazlara kıyasla oldukça kısadır.
• Ozon kokusu keskin olduğudan 0.01 ppm konsantrasyonunda dahi hissedilmekte ve böylece zararlı bir durum ortaya çıkmadan fark edilmektedir.
• Uygulama sonrasında parçalanma ürünü olarak diatomik oksijen oluşmaktadır. Son ürünün
çevreye ve canlılara hiçbir zararı olmamaktadır.
• Ozon mutajen veya kanserojen değildir. Yağ dokusunda birikmez ve uzun süren kronik etkileri
yoktur.