出口商品电子束辐照养护的技术经济可行性分析

杨水芝

摘 要:电子束辐照不仅可防治商品害虫,还可杀死微生物,因此,广泛应用于商品养护领域。通过对当前出口较多的动植物贺卡、化妆品用松花粉、幼儿玩具、妇婴用品这四种商品灭菌,采用热压法、微波法、环氧乙烷法和电子束辐照法四种方法对比,经过技术经济分析,采用电子束辐照灭菌方法最为实用。

关键词:电子束辐照 热压法 微波法 环氧乙烷法 灭菌

中图分类号:F746.12 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2009)07-295-01

辐照养护已广泛应用于商品养护领域。电子束辐照可以防治兽皮毛,羽绒及其制品、棉及棉制品,工艺美术品和图书档案的害虫;还可以杀死化妆品,皮革及其制品,烟及烟制品等的微生物。本文为了进一步推广此项技术,从当前出口较多的四种商品,动植物贺卡,化妆品用松花粉,幼儿玩具,妇婴用品为例,通过使用电子束辐照灭菌与传统热压灭菌、微波灭菌、环氧乙烷气体熏蒸灭菌的方法相比较,分析其技术经济可行性。

一、四种灭菌方法及其原理

1.热压法。在不锈钢的容器里,采用加压和电加热空气对流使气温上升,一般灭菌110℃,60分钟;杀死细菌芽孢160℃,90分钟。加热使微生物蛋白质凝固或热力透入细胞膜使之胀裂出浆死亡,灭菌效果好。不足之处,能耗大,温度不宜均匀,商品温度高(110℃以上),对热敏产品如塑料制品则不适用。

2.微波法。是频率2450兆赫(MH2),功率10KW的电磁波发射装置,因其能量达不到形成一个离子对所需的能量,所以,称非电离辐射。微波可使微生物中极性分子形成电偶极子,并且随微波电场方向改变而高速转动,使其周围不转或转速不高的分子碰撞、摩擦,产生热,致使微生物温度快速升高,使蛋白质、DNA变性和酶失去活性而死亡。

3.环氧乙烷熏蒸法。环氧乙烷液体的沸点10.8℃。具有不锈钢内腔,气动密封门结构的密闭容器,体积由30m3、50m3等,温度为3～100℃可控,湿度80%可控,功率4～6KW,用量为1kg/m3。优点是适用于忌热物品常用灭菌法;缺点是污染环境,污染产品。根据国际环保条约,蒙特利尔议定书,发达国家2005年禁止使用,到2015年全部禁用。

4.电子束辐照法。高能电子束与微生物周围物质或微生物体内水分相互作用,激发和电离,产生水化电子和各种自由基等活性物质与细胞膜、DNA、酶等进行氧化还原等作用,使其失活;或电子束直接破坏DNA使其断裂、缺损而不能修复,使其死亡。此法优点是,被辐照商品不升温,可在原包装下辐照灭菌,辐照不对商品产生有毒有害物质,无环保问题,因此称为绿色产业。

二、适用范围

四种灭菌方法对当前出口较多的四种商品灭菌适用范围如表1。

1.动植物贺卡。一般已用塑料薄膜密封包装,所以热压法不适用,环氧乙烷法因无法透入,也无能为力。微波法,因瞬时加热,可用,但灭菌不彻底。电子束辐照法最适用,但注意辐照剂量不宜过高,否则会引起某些包装材料变浅黄色。

2.化妆品用松花粉。一般用涂膜纸盒(铝盒)包装,环氧乙烷无法透入,热压法温度110℃以上引起松花粉变质不能食用。微波法金属包装不适用,涂膜纸盒可用,但体积不宜过大,否则微波透入不均匀,灭菌效果差。电子束辐照灭菌则无此问题,完全适用。

3.幼儿玩具。大部分是用高分子塑料制成,体积较大又不规则,一般不宜采用热压法和微波法灭菌。可用环氧乙烷法灭菌,但有药物残留又污染环境。为此用电子束灭菌效果较好。

4.妇幼用品。妇幼用品如一次性使用妇女卫生用品,幼儿卫生用品灭菌,原则上四种方法都可以使用。但是热压法灭菌时间长,加温降温往往需要一天时间,工艺繁琐,又耗能源;微波法限于穿透力,往往要改包装,灭菌不彻底(70-90%)。环氧乙烷法经济,灭菌彻底,完全适用,唯一缺点是有残留、环保问题。电子束辐照灭菌,无上述问题效果最佳,缺点是投资大,灭菌成本高。

三、技术经济分析

1.成本。建造四种灭菌方法车间的厂房,设备,仓库,辅助设施等固定资产投资和年运转费用和收益,根据近年来市场报价和有关单位资料和文献,如表2。

2.技术经济分析。从表2,并结合表1,作如下分析。

(1)灭菌车间建造。生产厂出口需灭菌商品日产量300箱(40*30*20cm)以上,建议投资建适合灭菌方法的车间,从表2投资90～1540万即可建立,从表3日处理量和单价,不难算出投资满负荷运转1.5年即可回收成本。假使厂商在建造灭菌车间时,还可利用现有设备,如仓库、辅助设施等,则建造成本还可以降低25～45%,其年運转费用还可以降低,则投资回收期将低于1.5年。

(2)委托灭菌。生产厂出口需灭菌商品日产量小于100箱,往往采用委托灭菌加工。从加工成本看,采用环氧乙烷法最低,每箱委托灭菌加工费为6元,为电子束辐照法的一半。但是采用此法要考虑内包装和外包装均可透过环氧乙烷,有的在包装容器(如薄膜,涂膜铝等)要留好环氧乙烷透入窗口,这样就需要改包装,增加了成本,往往是改包装的费用(材料、人工、设备)每箱超过6元。何况环氧乙烷灭菌消毒时间长,有残留。为此,不少厂商还是采用电子束灭菌方法。

四、小结

通过技术经济分析,对当前出口的动植物贺卡、化妆用松花粉、幼儿玩具、妇婴用品的四种商品灭菌,采用热压法、微波法、环氧乙烷法和电子束辐照法四种方法对比。对日产量300箱以上的厂商,建议选择自建适合的车间进行灭菌,对日产量100箱以下的厂商可进行委托加工灭菌,考虑综合因素还是采用电子束辐照灭菌方法为佳。

参考文献:

1.王宝琴,药凤荷主编.60COΥ射线辐照中药质量评价.中国药品生物制品检定所,北京.1996.1-23

2.李荣芬等.中国消毒杂志.1993,10(3):129-131

(作者单位:宁波超能科技股份有限公司 浙江宁波 315470)

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