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JP3728018B2 - 弱酸性の塩素系殺菌水、同殺菌水の製造方法および製造装置 - Google Patents

弱酸性の塩素系殺菌水、同殺菌水の製造方法および製造装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弱酸性の塩素系殺菌水、同殺菌水の製造方法および製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
塩素を有効成分とする殺菌水は、厨房内、厨房器具等の殺菌処理、野菜、肉等食品類の殺菌処理、病院内、医療器具等の殺菌処理等、広い分野の殺菌処理に利用されている。当該殺菌水を製造する方法としては、例えば、特開平4−42077号公報に示されている食塩水の有隔膜電解法、特開平5−237478号公報に示されている食塩水の無隔膜電解法等が知られている。
【0003】
しかして、塩素系殺菌水における塩素成分は水溶液のpHの影響を大きく受けて、Cl2、HOCl、およびOCl-の3つの形態、すなわち強酸性側でCl2、弱酸性側でHOCl、弱アルカリ性側でOCl-の形態をとる。これらの形態のうち、HOClの形態が最も殺菌力が強く、かつHOClの形態はpHが5前後の近傍において最も多く存在するとともに、その有効塩素の安定性も強酸性側に比較して高い。
【0004】
従って、塩素系殺菌水はその殺菌力からすれば、pH5を中心とする前後のpH値の範囲の弱酸性であることが好ましく、またこの範囲のpH値の殺菌水は揮発性塩素を全くまたは殆ど含まないため、使用する場合の安全性が十分に確保される等、取扱いも容易である。
【0005】
上記した前者の公開公報に示されている食塩水の有隔膜電解法では、アノード室に生成される酸性水が殺菌力を有するものであるが、この酸性水はpHが2.5前後という強酸性であることから、この酸性水を水で適宜の濃度に希釈し、またはこの酸性水をアルカリ性水で適宜のpHに調整して殺菌水として使用される。なお、当該有隔膜電解法においては、印加電流、食塩水の濃度、食塩水の流速等によってもpH、有効塩素量の調整を行うことができる。
【0006】
また、上記した後者の公開公報に示されている食塩水の無隔膜電解法では、被電解水として食塩水にpH調整剤として塩酸を添加したものを採用して無隔膜電解を行い、pHの調整された電解生成水を殺菌水として得ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、食塩水の有隔膜電解法では上記したように、アノード室側でpHが2.5前後の強酸性の酸性水が生成されるとともに、カソード室側ではpHが11.5前後のアルカリ性水が生成され、さらには酸性水は揮発性の塩素ガスを包含している。このため、当該有隔膜電解法では、電解装置、その付属施設を構成する金属、樹脂、コンクリート等が浸食され、腐食されるという問題がある。また、カソード室側では、アルカリ性水の生成に起因して不溶性のスケールが析出するため、このスケールを除去するためにアノード室、カソード室の両室を構成する各電極の極性を定期的に切替える必要があるが、この各電極の極性の切替えに起因して電極の寿命が短縮されるという問題がある。さらには、使用する水が硬質である場合には、スケールの析出が増大することから、軟水化処理が必要となるという問題もある。
【0008】
一方、無隔膜電解法では、上記した有隔膜電解法のごとき問題は発生しないが、生成される電解水は通常pHが8〜10という弱アルカリ性であって、殺菌力が極めて低いという問題がある。このため、無隔膜電解法では上記したように、被電解水である食塩水を予め塩酸を使用してpHの調整を行い、弱酸性の電解生成水を得るようにしているが、塩酸は通常一般には自由には入手し得ず、また10重量%以上のものは劇薬であることから取扱いには十分に注意する必要がある。
【0009】
従って、本発明の目的は、従来の有隔膜電解法、無隔膜電解法等による殺菌水の製造方法における各種の問題を解決することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塩素を有効成分とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法および同殺菌水に関するもので、その第1の製造方法は、食塩水を被電解水として無隔膜電解するのに先だって、炭酸ガスを使用して前記被電解水のpHを調整し、pH調整された被電解水を無隔膜電解することを特徴するものであり、また第2の製造方法は、食塩水を被電解水とする無隔膜電解にて生成された電解生成水を、炭酸ガスを使用してpH調整することを特徴するものである。これらの製造方法においては、炭酸ガスとしてガスボンベに収納されている炭酸ガス、またはドライアイスを採用することができ、ガスボンベ中の炭酸ガスを採用する場合には、炭酸ガスをバブリングして各被pH調整水溶液に供給することが好ましい。本発明に係る殺菌水は、これらの製造方法にて製造される殺菌水であり、pHが4〜5.5、有効塩素量が25ppm以上で、炭酸ガスが溶存していることを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明は、塩素を有効成分とする弱酸性の塩素系殺菌水を製造するための製造装置である。本発明に係る第1の製造装置は、本発明に係る第1の製造方法を実施する装置であって、食塩水である被電解水を収容する調製タンクと、同調製タンクから供給される被電解水を無隔膜電解する無隔膜電解槽と、前記調製タンク内に炭酸ガスを供給して同調製タンク内に収容されている食塩水のpHを調整するpH調整手段を備えていることを特徴とするものである。また、本発明に係る第2の製造装置は、本発明に係る第2の製造方法を実施する装置であって、食塩水である被電解水を収容する収容タンクと、同収容タンクから供給される被電解水を無隔膜電解する無隔膜電解槽と、無隔膜電解にて生成された電解生成水を収容する調製タンクと、同調製タンク内に炭酸ガスを供給して同調製タンク内に収容されている電解生成水のpHを調整するpH調整手段を備えていることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の作用・効果】
本発明の第1,第2の製造方法は無隔膜電解法であるため、電解生成水は強酸性水もアルカリ性水も生成されることはなく、強酸性水からの塩素ガスの揮発、電解装置、その付属施設を構成する金属、樹脂、コンクリート等の浸食、腐食等の問題が発生することはなく、またアルカリ性に起因して不溶性のスケールの析出、スケールを除去するための両電極の極性の定期的な切替えに起因する電極の寿命の短縮等といった問題が発生することはない。
【0013】
また、電解生成水のpHの調整には炭酸ガスを使用しているため、pH調整剤として使用する炭酸ガスの入手は容易であり、かつその取扱いにもさほどの注意を要しない。
【0015】
本発明に係る各製造方法は、本発明に係る各製造装置を使用して容易に実施することができ、また、本発明に係る各製造方法によって、本発明に係る殺菌水を容易に製造することができる。本発明に係る各製造方法においては、pH調整剤として一般に入手の容易な炭酸ガスを採用しており、炭酸ガスとしてはガスボンベに収容されている炭酸ガスまたはドライアイスを採用することができるが、ドライアイスを採用する場合には、炭酸ガスボンベが不要で炭酸ガス源の運搬が容易であるとともに、ドライアイスを被pH調整水溶液に添加する場合には、pHを調整された水溶液の水温が低下して有効塩素濃度を長時間安定して保持することができるという利点がある。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明するに、図1には本発明の第1の製造方法を実施するための製造装置10が概略的に示されている。当該製造装置10は、被電解水である食塩水の調製タンク11、電解槽12、およびpH調整手段13を備え、調製タンク11と電解槽12とは供給管路14aを介して互いに連結されているとともに、電解槽12は流出管路14bを介して図示しない殺菌水の貯留タンクに連結されている。
【0017】
調製タンク11内の底部には、pH調整手段13を構成する噴出管13aが配設されていて、噴出管13aは炭酸ガスボンベ13bに連結されている。噴出管13aは所定長さのパイプ状のもので、長手方向に多数の噴出孔を備え、炭酸ガスボンベ13bからの炭酸ガスを調製タンク11内に収容している希薄食塩水に、バブリング状態で供給すべく機能する。
【0018】
電解槽12は、槽本体12a内に一対の電極12b,12cを配設されて構成されている無隔膜電解槽であり、各電極12b,12cには直流電源12dが接続されていて、一方の電極12bが正極に、かつ他方の電極12cが負極になっている。なお、供給管路14aには、供給ポンプ15aと開閉バルブ15bが配設されている。
【0019】
当該製造装置10を用いて殺菌水を製造するには、例えば0.1重量%の希薄食塩水を調製タンク11内に収容し、炭酸ガスボンベ13b内の炭酸ガスを噴出管13aを通して調製タンク11内に収容されている希薄食塩水に供給し、希薄食塩水のpHを4〜5程度に調製する。
【0020】
pHを調製された希薄食塩水は、供給ポンプ15aの駆動により開閉バルブ15bを通して電解槽12の槽本体12a内に供給され、槽本体12a内の電流の印加されている正負両電極12b,12c間を流動する間に無隔膜電解され、槽本体12a内にて生成された電解生成水は流出管路14bから貯留タンクへ流出される。
【0021】
電解生成水は、希薄食塩水のpHよりわずかに高いpH値となるが、pH調整をしていない同濃度の希薄食塩水を使用した場合に比較すると、一製造例によれば、pH無調整の希薄食塩水を使用した場合にはpHが8.35で有効塩素量が21ppmであるのに対して、pH調整された希薄食塩水を使用した場合にはpHが5.17で有効塩素量が29ppmであった。
【0022】
図3には、0.1重量%の食塩水200リットルに1.5kg/cm2の炭酸ガスをバブリング状態で供給した場合のpHの継時的変化が示されており、この条件での炭酸ガスのバブリングでは希薄食塩水は漸次飽和状態となって、そのpH値は所定時間の経過後にはpH5よりわずかに低い所定値に落ち着く。
【0023】
また、図4は、この状態の希薄食塩水500ccを広口の容器に収容して容器の口を密閉した場合と開放した場合のpH値の継時的変化を示しているものであるが、pH値の調整された希薄食塩水は密閉容器に収容すれば、調整された一定のpH値を長時間維持し得ることがわかる。
【0024】
図2には、本発明の第2の製造方法を実施するための製造装置20が概略的に示されている。当該製造装置20は、被電解水である希薄食塩水の収容タンク21、電解槽22、電解生成水の調製タンク23、およびpH調整手段24を備え、収容タンク21と電解槽22とは食塩水の供給管路25aを介して互いに連結されているとともに、電解槽22と調製タンク23とは電解生成水の供給管路25bを介して互いに連結され、かつ調製タンク23は流出管路25cを介して図示しない殺菌水の貯留タンクに連結されている。
【0025】
電解槽22は、槽本体22a内に一対の電極22b,22cを配設されて構成されている無隔膜電解槽であり、各電極22b,22cには直流電源22dが接続されていて、一方の電極22bが正極に、かつ他方の電極22cが負極になっている。なお、供給管路25aには、供給ポンプ26aと開閉バルブ26bが配設され、かつ流出管路25cには流出ポンプ26cが配設されている。
【0026】
当該製造装置20においては、調製タンク23内の底部にpH調整手段24を構成する噴出管24aが配設されており、噴出管24aは炭酸ガスボンベ24bに連結されている。噴出管24aは所定長さのパイプ状のもので、長手方向に多数の噴出孔を備え、炭酸ガスボンベ24bからの炭酸ガスを調製タンク23内に収容している希薄食塩水にバブリング状態で供給すべく機能する。
【0027】
当該製造装置20を用いて殺菌水を製造するには、例えば0.1重量%の希薄食塩水を収容タンク21内に収容しておき、供給ポンプ26aの駆動により開閉バルブ26bを通して電解槽22の槽本体22a内に供給する。供給された希薄食塩水は、槽本体22a内の電流の印加されている正負両電極22b,22c間を流動する間に無隔膜電解され、槽本体22a内にて生成された電解生成水は供給管路25bから調製タンク23へ供給される。
【0028】
調製タンク23内では、炭酸ガスボンベ24b内の炭酸ガスが噴出管24aを通して調製タンク23内に収容されている電解生成水に供給され、電解生成水のpHを4〜5程度に調製する。pHの調整された電解生成水は、流出ポンプ26cの駆動により流出管路25cを経て殺菌水の貯留タンクへ流出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の製造方法を実施するための製造装置を示す概略構成図である。
【図2】本発明の第2の製造方法を実施するための製造装置を示す概略構成図でである。
【図3】食塩水中に一定量の炭酸ガスをバブリング状態で供給した場合の食塩水のpHの経時的変化を示すグラフである。
【図4】食塩水中に炭酸ガスを飽和状態に溶解した後の食塩水のpHの経過時的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10…製造装置、11…調製タンク、12…電解槽、13…pH調整手段、13a…噴出管、13b…炭酸ガスボンベ、20…製造装置、21…収容タンク、22…電解槽、23…調製タンク、24…pH調整手段、24a…噴出管、24b…炭酸ガスボンベ。

Claims (8)

  1. 塩素を有効成分とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法であり、食塩水を被電解水として無隔膜電解するのに先だって、炭酸ガスを使用して前記被電解水のpHを調整し、pH調整された被電解水を無隔膜電解することを特徴する弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法。
  2. 塩素を有効成分とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法であり、食塩水を被電解水とする無隔膜電解にて生成された電解生成水を、炭酸ガスを使用してpH調整することを特徴する弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法。
  3. 請求項1または2に記載の塩素系殺菌水の製造方法において、炭酸ガスとしてガスボンベに収納されている炭酸ガスを採用することを特徴とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法。
  4. 請求項3に記載の塩素系殺菌水の製造方法において、炭酸ガスをバブリングして各被pH調整水溶液に供給することを特徴とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法。
  5. 請求項1または2に記載の塩素系殺菌水の製造方法において、炭酸ガスとしてドライアイスを採用することを特徴とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造方法。
  6. 請求項1に記載の塩素系殺菌水の製造方法を実施する製造装置であり、食塩水である被電解水を収容する調製タンクと、同調製タンクから供給される被電解水を無隔膜電解する無隔膜電解槽と、前記調製タンク内に炭酸ガスを供給して同調製タンク内に収容されている食塩水のpHを調整するpH調整手段を備えていることを特徴とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造装置
  7. 請求項2に記載の塩素系殺菌水の製造方法を実施する製造装置であり、食塩水である被電解水を収容する収容タンクと、同収容タンクから供給される被電解水を無隔膜電解する無隔膜電解槽と、同無隔膜電解にて生成された電解生成水を収容する調製タンクと調製タンク内に炭酸ガスを供給して同調製タンク内に収容されている電解生成水のpHを調整するpH調整手段を備えていることを特徴とする弱酸性の塩素系殺菌水の製造装置。
  8. 請求項1または2に記載の塩素系殺菌水の製造方法により製造される殺菌水であり、pHが4〜5.5、有効塩素量が25ppm以上で、炭酸ガスが溶存していることを特徴とする弱酸性の塩素系殺菌水
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