早期,鮭魚和魷魚是美國及海外地區(qū)主要的漁業(yè)資源,人們?yōu)榱颂岣唪~類的貨架期,開始設(shè)想臭氧冰對新鮮魚的保鮮,初期試驗(yàn)是采用塑料瓶盛裝臭氧水置于-80℃ 下冷凍成臭氧冰,其在熱碘化鉀溶液中融化散發(fā)出臭氧的特殊氣味,如此發(fā)現(xiàn)臭氧在冰中能夠穩(wěn)定存在,并隨著冰塊融化緩慢釋放。當(dāng)水的pH=4.0,水溫接近0℃,臭氧氣體流量2.5L/min,混合泵出水壓力0.2MPa的條件下進(jìn)行循環(huán)混合,能制出含臭氧115.3mg/kg的高濃度臭氧水,然后用快速制冰機(jī)可制出含臭氧量高達(dá)16.7 mg/kg的臭氧冰。臭氧冰在-18 ℃ 的貯藏過程中,初始時(shí)冰中臭氧濃度會有明顯的降低,而貯藏5~30d時(shí),冰的臭氧濃度基本能維持穩(wěn)定不變。水溫越低,臭氧水凍結(jié)速率越快,臭氧的損失越小,用液氮(-196℃)制備的臭氧冰濃度很高;并且臭氧含量越高的臭氧冰,常溫下釋放的臭氧濃度也越高。在裝有超純水的5L密閉容器通入流量為0.5L/min臭氧氣體5min,可制得臭氧水濃度為20.8mg/kg,用制冰模具迅速置于-50℃低溫速凍30s,制得臭氧冰中臭氧濃度可達(dá)18.0mg/kg,可用于治療口腔疾病、感染類皮膚病等。將流速為2t/h 的低溫水(3℃)與流速為40g/h的臭氧在0.45MPa 的壓力下充分混合制成臭氧水,使用臭氧濃度在線監(jiān)測傳感器調(diào)整臭氧發(fā)生器的驅(qū)動電流和驅(qū)動頻率,使臭氧水中臭氧濃度保持在149~150mg/kg;預(yù)先制成的臭氧水輸入冷凍模具中,在-10℃溫度的冷凍設(shè)備中進(jìn)行初步成型,使其表面在120s內(nèi)快速形成臭氧冰膜,膜的體積占臭氧水總體積的3%,再將初級臭氧冰輸送至另一冷凍設(shè)備中,在低于-20℃下冷凍2h,然后在-25℃下冷凍1h進(jìn)行包裝,在-30℃下冷凍5h形成成品臭氧冰,該臭氧冰中臭氧濃度為13~14mg/kg。
目前,較為成熟的臭氧冰制備技術(shù)是用低壓電解水產(chǎn)生高濃度、高純度臭氧氣體,再將臭氧與水混合成臭氧水,利用低溫設(shè)備冷凍成臭氧冰。這其中臭氧水冷凍成臭氧冰的方法比較單一,一種是將臭氧水連接快速制冰機(jī),直接產(chǎn)出臭氧冰,這種快速制冰機(jī)選材需要對臭氧具有良好的抗性(如氟材料、SS304不銹鋼、鈦鋼等);另一種是把預(yù)制的臭氧水裝入容器內(nèi)密封,然后置于低溫環(huán)境下速凍(如液氮、低溫乙醇、超低溫冰箱或冷庫等)。
除了將預(yù)先制成的臭氧水利用低溫設(shè)備凍結(jié)成臭氧冰外,后制作包含氧氣氣泡且密度為550~910 kg/m3 的冰,再利用波長為180~242 nm的紫外線對所制作的冰塊照射,可以使冰中的氧氣臭氧化制成臭氧冰。除此之外,還可以考慮臭氧與其他技術(shù)結(jié)合,拓展臭氧冰的應(yīng)用范圍。例如,流化冰具有快速降溫的效果,但使用期間易受到水產(chǎn)品表面微生物的交叉污染,而將流化冰與臭氧結(jié)合,可以充分利用流化冰的降溫功能和臭氧的殺菌效果。