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臭氧能氧化分解細菌、病毒內部氧化葡萄糖所的葡萄糖氧化酶，并直接與細菌、病毒發生作用，氧化并穿透其細胞壁，破壞其細胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，使細菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細菌病毒的生命。同時還可以滲透細胞膜組織、侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖，使細胞發生通透性畸變，導致細胞溶解性死亡，并將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術對微生物作用的原理可分為型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達到“、地消滅物體內部所有微生物的目的”，不僅這樣而且它的作用是瞬間完成的。
臭氧機除臭是通過臭氧發生器產生臭氧，臭氧機氧化臭氣體如：氨、胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC類，苯、甲苯、二甲苯等，使呈游離狀態的污染物分子與臭氧氧化結合成小分子無害或低害的化合物，如CO2、H2O等，從而達到除臭的效果。臭氧除臭過程中，成本低，幾乎不需要添加藥劑;除臭速度快，通常幾分鐘就能達到除臭效果;如果臭氧設備保養的好，使用周期較長，更換頻率很低。藥劑除臭，有一定的局限性，不如設備除臭。而UV紫外燈除臭過程中，臭氧濃度過低，除臭效果有限。綜合來看，臭氧機經濟實惠。
臭氧機是牛仔布洗水方法之一，能夠起到消毒、漂白、脫色的作用。臭氧法的作用原理是利用臭氧的強氧化性，破壞牛仔布表面的發色和助色基團，從而達到脫色的目的，對布面產生漂白的效果。
臭氧對不同的有機染料作用是不同的，對堿性染料脫色90%需要5分鐘，而對直接染料則需要5-10分鐘。臭氧與染料反應時，生成水和二氧化碳，臭氧本身在空氣中被還原成氧氣，整個過程與其他方法對比更為環保。臭氧并不穩定，受溫度影響容易分解，因此溫度把控需比較嚴格。在10℃左右，臭氧機氧化漂白的效率較高，且對碳水化合物的降解速度相對較低，故反應通常在常溫狀態下進行。
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