CN116529209A - 次氯酸水的制造方法和制造装置 - Google Patents

Abstract

以提供在原理上不产生氯气且简便地制造高浓度的次氯酸水的方法和装置为课题，在本发明中，分别单独独立地制备pH为1.5～5的酸性水溶液和含有次氯酸盐的水溶液，使所述两水溶液混合，从而得到pH为5～7的次氯酸水。

Description

次氯酸水的制造方法和制造装置

技术领域

本发明涉及次氯酸水的制造方法和制造装置。

背景技术

以往，次氯酸水溶液(以下也称为次氯酸水)在医疗、食品、农业、家庭用等中被用作杀菌剂或除菌剂。次氯酸水溶液的杀菌或除菌效果依赖于次氯酸分子和次氯酸离子的氧化能力。

对于生成次氯酸水溶液的方法，存在利用次氯酸盐的电解进行的电解法、利用次氯酸盐(次氯酸钠等)水溶液与酸水溶液(盐酸等)的中和反应的两液法以及使用特殊的离子交换体而利用离子交换反应成为弱酸性的缓冲法。

例如，在食品制造工厂、农业的领域中，需要大量使用次氯酸水作为杀菌水，但在电解法中，大量生成次氯酸水需要昂贵的电解装置。次氯酸水的生成量不足而并不实用。

在两液法中，通常使盐酸与自来水、井水等天然水和次氯酸钠的混合液接触并反应，从而生成具有杀菌或除菌效果的高浓度的弱酸性次氯酸水溶液(次氯酸水)。但是，在两液法中，有时会产生氯气作为副产物。

图3是利用以往技术的两液法的制造装置的示意图。假设该图示的制造装置使用盐酸和次氯酸钠作为原料。在图3的制造装置中，稀释用的水自水龙头31经由流量计32到达流量比例注入泵33。自盐酸罐34向流量比例注入泵33投入盐酸，盐酸被上述的稀释用的水稀释并到达下一个流量比例注入泵36。在作为相对于盐酸罐34独立的罐的次氯酸钠罐37储存有次氯酸钠水溶液，该次氯酸钠水溶液向上述的流量比例注入泵36供给。如此，供给到流量比例注入泵36的盐酸与次氯酸钠水溶液利用混合机38混合。混合的结果，生成次氯酸水，利用pH测量装置39测量生成物的pH，利用次氯酸水喷雾装置310使得到的次氯酸水雾化喷出。

作为缓冲法的现有技术，在专利文献1中，基于在pH为3.5以上的情况下实质上不产生氯气这样的认知，公开有一种以如下方式构成的制造装置的发明，该制造装置具备供次氯酸盐溶液通过的填充有弱酸性离子交换体的容器，在所述次氯酸盐溶液通过所述容器时，不会下降到产生氯气的pH以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5692657号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种用于在两液法中安全且简便地制造次氯酸水的方法和装置。

用于解决问题的方案

本发明人们进行了深入研究，结果完成了以下这样的本发明。

(1)一种次氯酸水的制造方法，其是pH为5～7的次氯酸水的制造方法，其特征在于，分别单独独立地制备pH为1.5～5的酸性水溶液和含有次氯酸盐的水溶液，将所述两水溶液混合。

(2)根据(1)的制造方法，所述酸性水溶液为盐酸水溶液。

(3)根据(1)或(2)的制造方法，所述次氯酸盐为次氯酸钠。

(4)根据(1)～(3)中任一项的制造方法，所述次氯酸水的次氯酸浓度为2240ppm以下。

(5)一种次氯酸水的制造装置，其中，该次氯酸水的制造装置具备：第1容器，其能够收容酸性水溶液；相对于第1容器单独独立的第2容器，其能够收容含有次氯酸盐的水溶液；混合机，其经由配管而与第1容器以及第2容器连结，能够使所述酸性水溶液与所述含有次氯酸盐的水溶液混合；以及pH测量装置，其能够测量供给到所述混合机的所述盐酸的pH，所述配管构成为使第1容器的内容物与第2容器的内容物在供给到所述混合机之前不接触，通过所述混合机中的所述酸性水溶液与所述含有次氯酸盐的水溶液的混合，而生成次氯酸水。

(6)根据(5)的次氯酸水的制造装置，所述pH测量装置具备：存储部件，其存储pH的阈值；以及信号发出部件，其在测量到的所述酸性水溶液的pH低于所述pH的阈值时发出信号。

(7)根据(5)或(6)的次氯酸水的制造装置，该次氯酸水的制造装置还具备与所述混合机连结的喷雾装置，所述喷雾装置使在所述混合机中生成的次氯酸水雾化喷出。

发明的效果

根据本发明人们的新的见解，实质上产生氯气的情况限定为次氯酸离子处于低于1.35的pH环境的情况。因而，若预先将酸性水溶液的pH调整为1.5～5，之后使其与次氯酸离子接触，则能够消除产生氯气的担忧。具体而言，在本发明中，将含有次氯酸盐的水溶液与调整成1.5以上的pH值的酸性水溶液混合。在中和反应中，不会自反应前的酸性水溶液的pH下降，而会上升，因此，在制造过程中，次氯酸盐不会成为低于1.5的pH的状态。因而，能够在整个制造工序中消除产生氯气的担忧。在此，实质上不产生氯气是指，不会以对生物体而言危险的程度实质上产生氯气的情况、在使次氯酸盐溶液的pH降低时无法实质上确认从溶液产生氯的气泡的情况、或者在使次氯酸盐溶液的pH降低时实质上没有氯的漂白作用的情况，作为标准之一，是即使在将生成的次氯酸水溶液放入杯子等直接闻气味的情况下，也几乎感觉不到氯独特的刺激气味的状态。

根据本发明的装置，能够利用上述的制造方法安全且简便地得到次氯酸水。

附图说明

图1是本发明的实施例的测量结果的图表。

图2是本发明的装置的示意图。

图3是以往技术的制造装置的示意图。

具体实施方式

以下，详细地说明本发明。在两液法中，使次氯酸盐的水溶液与酸性水溶液接触，从而产生中和反应，由次氯酸盐得到次氯酸。在本发明中，分别单独独立地制备酸性水溶液和含有次氯酸盐的水溶液。分别单独独立地制备两水溶液是为了，在各个水溶液成为预定的pH和浓度之前，防止两水溶液互相接触。由此，能够抑制不期望地由具有较低的pH的水溶液与次氯酸盐的接触引起的氯气的产生。

如上述那样，在以往技术中，认为在pH小于3.4的情况下产生氯气。另一方面，根据所述参照的图3所示的以往的制造装置，盐酸罐34使用了市售的浓盐酸(pH小于1)的盐酸罐。根据这样的以往的制造装置，还存在不期望地产生氯的情况，由于这样的情况，针对使用pH为1～3.5的范围内的酸性水溶液，甚至连研究也并未进行。

对此，在本发明中，应制备的酸性水溶液的pH的下限为1.5，作为优选的下限值，可列举1.75、2.0等。作为应制备的酸性水溶液的pH的优选的上限值，可列举2.1，在pH为2.1以下的情况下，能够得到含有特别高浓度的次氯酸的次氯酸水。为了中和呈碱性的次氯酸盐的水溶液，需要酸性水溶液的pH较低，但另一方面，从防止产生氯气的观点来看，过低的pH并不适当。根据这些方面而列举上述pH的范围。在所述范围内，能够进一步考虑后述的中和反应的化学计量，以最终得到的次氯酸水的浓度和pH为基准，设定应制备的酸性水溶液的pH。图1是后述的实施例中的次氯酸钠的添加量和生成物的pH的图表。在设定应制备的酸性水溶液的pH时，还能够利用图1所示的添加量与pH之间的关系。对于图1的具体的内容，利用后述的实施例部分进行详细说明。

酸性水溶液中的酸没有特别限定，能够非限定性地列举盐酸、醋酸、柠檬酸等。考虑到最终得到的次氯酸水的用途，优选使用对人体的不良影响较少的盐酸、柠檬酸。

对于应制备的次氯酸盐的浓度，能够考虑最终得到的次氯酸水的浓度来设定。具体而言，若利用酸来中和含有1摩尔的次氯酸离子的水溶液，则能够得到含有1摩尔的次氯酸的水溶液。能够考虑所述化学计量来确定次氯酸盐的浓度。

作为次氯酸盐，没有特别限定，典型而言，能够非限定性地列举碱金属盐，特别是钠盐等。

分别单独独立地制备的酸性水溶液和含有次氯酸盐的水溶液的pH和浓度的设定方法的一个例子如下所述。

根据最终得到的次氯酸水中的次氯酸的目标浓度，确定水的总量和次氯酸盐(离子)的量。根据为了将次氯酸盐中和成次氯酸所需要的酸的量和最终得到的次氯酸水的目标pH，确定预先制备的酸性水溶液的pH。这些具体的数值例子还能够参照后述的实施例等。

得到的次氯酸水的pH优选为5～7，更优选为5.5～6.5。在所述pH的范围内，能够安全地用于食品等，并且能够得到较佳的杀菌、除菌效果。

得到的次氯酸水中的次氯酸的浓度没有特别限定，作为优选的上限值，原理上不产生氯气的该制造方法中的次氯酸的浓度的上限值为2440ppm，从储藏、运输的成本、杀菌、除菌效果等来看，只要是上限以下的浓度，就能够适当地进行选择。

分别单独独立地制备酸性水溶液和含有次氯酸盐的水溶液的具体的方式、将两水溶液混合的具体的方法没有特别限定，能够适当地参照以往技术中的方式等。

在本发明中，还提供一种能够通过实施上述的方法来制造次氯酸水的制造装置。所述装置至少包含第1容器、第2容器、混合机、连结它们的配管和pH测量装置。图2是本发明的装置的示意图。图2在使用盐酸作为酸性水溶液、使用次氯酸钠作为次氯酸盐的前提下进行了描绘。但是，本发明并不限定于这样的使用。

第1容器用于收容pH为1.5～5的酸性水溶液。在图2中，由附图标记26表示的混合罐相当于“第1容器”。第1容器既可以仅能够收容液体，也可以例如如后述那样还具备与稀释用的水混合的混合功能。若酸性水溶液的pH为1.5～5，则不会产生氯气，这样的酸性水溶液的制造方法、具体例如上所述。第1容器的材质、形状等只要能够收容所述酸性水溶液即可，没有特别限定，例示有耐酸性的金属制容器、玻璃容器、耐酸性的塑料容器等。

在图2所述的装置中，为了制备收容于第1容器的酸性水溶液，而具备作为稀释用的水的供给源的水龙头21、流量计22、流量比例注入泵23、作为成为稀释前的原料的酸的容器的盐酸罐24、用于利用水稀释酸的混合机25。

第2容器用于收容含有次氯酸盐的水溶液。在图2中，由附图标记28表示的次氯酸钠罐相当于“第2容器”。含有次氯酸盐的水溶液的制造方法和性质如上所述。第2容器的材质、形状等只要能够收容所述水溶液即可，没有特别限定，例示有耐碱性的金属制容器、玻璃容器、耐碱性的塑料容器等。在图2的装置中，第2容器由附图标记28表示。

互相单独独立地提供第1容器和第2容器。单独独立地提供是指，以第1容器的内容物和第2容器的内容物在没有用户的操作的情况下不会混合的程度进行划分。

第1容器的内容物和第2容器的内容物在由附图标记29表示的混合机29混合。在图2的装置中，混合罐26的内容物和次氯酸钠罐的内容物28使用流量比例注入泵27向混合机29供给。自所述两个罐26、28到混合机29的流路利用配管连接，上述的流量比例注入泵27构成配管的全部或局部。配管构成为混合罐26的内容物与次氯酸钠罐28的内容物在供给到所述混合机29之前不接触。

如上所述，比预定值低的pH的酸性水溶液与含有次氯酸盐的水溶液接触会提高氯气产生的风险，因此，应严格地管理供给到混合机29的酸性水溶液的pH。在本发明的装置具备测量供给到混合器之前的酸性水溶液的pH的pH测量装置。在图2的装置中，pH测量装置由附图标记210表示。作为pH测量装置，能够适当地使用市售的pH计等。

在第1容器内的酸性水溶液为不期望的较低的pH的情况下，期望防止其与含有次氯酸盐的水溶液接触。因此，pH测量装置210优选具备：存储部件(未图示)，其存储pH的阈值；和信号发出部件(未图示)，其在测量到的所述酸性水溶液的pH低于所述pH的阈值时发出信号。例如，在pH测量装置210内存储“pH的阈值为1.4”等这样的信息的存储器相当于所述存储部件。作为利用所述信号发出部件发出的信号，可列举使装置整体的驱动停止的信号、用于向用户通知异常的蜂鸣器(声音)、警告灯(光)等。在酸性水溶液的pH的实测值低于所述阈值时，通过发出上述这样的信号，能够自动地或利用用户的操作使装置的驱动停止，从而防止氯气的产生。

在本发明的装置中，在上述的混合机29中，通过使酸性水溶液与含有次氯酸盐的水溶液混合而生成次氯酸水。所生成的次氯酸水能够任意地利用。优选的是，能够在混合机29连结有喷雾装置，自该喷雾装置使次氯酸水雾化喷出。在图2的装置中由附图标记211表示的次氯酸喷雾装置相当于喷雾装置。喷雾装置能够适当地选择并使用以往公知的材质、形态的喷雾装置。

实施例

在实施例中，以下的参数按照以下方式进行测量。

pH：利用东亚DKK制造的便携式pH计HM－30P连续地持续测量反应系统中的pH。

次氯酸浓度：利用柴田科学株式会社制造的有效氯浓度测量试剂盒AQ－202P型测量有效氯浓度并换算成次氯酸浓度。

氯气：利用感官检查(臭味)判断有无氯气产生。

＜实施例1＞

首先，将盐酸用纯水稀释，制备pH为4.03的稀盐酸。相对于上述稀盐酸单独独立地制备100000ppm的次氯酸钠水溶液。针对1升的上述稀盐酸，逐次添加0.2ml的上述次氯酸钠水溶液，并测量pH和次氯酸浓度。将次氯酸钠水溶液的添加量(记为“添加量”)、以所述方式测量到的pH(记为“pH”)以及次氯酸的浓度(记为“次氯酸浓度”)总结如下。而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“A”。如此，得到大约1升的次氯酸水(pH为6.56、浓度为42ppm)。从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜实施例2＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成3.45而不是4.03以外，利用与实施例1同样的处理，得到大约1升的次氯酸水(pH为6.77，浓度为62ppm)。与实施例1的情况同样，测量“添加量”、“pH”以及“次氯酸浓度”。将测量结果总结如下，而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“B”。

从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜实施例3＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成3.02而不是4.03以外，利用与实施例1同样的处理，得到大约1升的次氯酸水(pH为6.68，浓度为88ppm)。与实施例1的情况同样，测量“添加量”、“pH”以及“次氯酸浓度”。将测量结果总结如下，而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“C”。

从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜实施例4＞

首先，将盐酸用纯水稀释，而制备pH为2.51的稀盐酸。相对于上述稀盐酸单独独立地制备100000ppm的次氯酸钠水溶液。针对1升的上述稀盐酸，逐次添加1ml的上述次氯酸钠水溶液，并测量pH和次氯酸浓度。将次氯酸钠水溶液的添加量(记为“添加量”)、以所述方式测量到的pH(记为“pH”)以及次氯酸的浓度(记为“次氯酸浓度”)总结如下，而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“D”。由此，得到大约1升的次氯酸水(pH为6.53，浓度为300ppm)。从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜实施例5＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成2.02而不是2.51以外，利用与实施例4同样的处理，得到大约1升的次氯酸水(pH为6.55，浓度为930ppm)。与实施例4的情况同样，测量“添加量”、“pH”以及“次氯酸浓度”。将测量结果总结如下，而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“E”。

从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜实施例6＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成1.75而不是2.51以外，利用与实施例4同样的处理，得到大约1升的次氯酸水(pH为6.52，浓度为1150ppm)。与实施例4的情况同样，测量“添加量”、“pH”以及“次氯酸浓度”。将测量结果总结如下，而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“F”。

从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜实施例7＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成1.50而不是2.51以外，利用与实施例4同样的处理，得到大约1升的次氯酸水(pH6.65，浓度2240ppm)。与实施例4的情况同样，测量“添加量”、“pH”以及“次氯酸浓度”。将测量结果总结如下，而且，将添加量设为横轴，将pH设为纵轴，在图1中绘制为“G”。

从开始制造到制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。

＜比较例1＞

首先，将盐酸用纯水稀释，而制备pH为1.35的稀盐酸。相对于上述稀盐酸单独独立地制备100000ppm的次氯酸钠水溶液。针对1升的上述稀盐酸，逐次添加1ml的上述次氯酸钠水溶液。在添加后，一边持续测量反应液的pH，一边搅拌反应液，pH逐渐上升不久后稳定，但经过大约1小时后，产生了氯气的臭味。考虑到安全性，在该阶段结束了处理。作为结果，在该例子中，无法利用安全的工序得到次氯酸水。

＜比较例2＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成1.30而不是1.35以外，尝试了与比较例1同样的处理。针对1升的上述稀盐酸，添加了1ml的上述次氯酸钠水溶液，几分钟后反应液发生黄变，产生氯气的臭味。考虑到安全性，在该阶段结束了处理。作为结果，在该例子中，无法利用安全的工序得到次氯酸水。

＜比较例3＞

除了将最初制备的稀盐酸的pH调节成1.15而不是1.35以外，尝试了与比较例1同样的处理。针对1升的上述稀盐酸，添加了1ml的上述次氯酸钠水溶液，几分钟后反应液发生黄变，产生氯气的臭味。考虑到安全性，在该阶段结束了处理。作为结果，在该例子中，无法利用安全的工序得到次氯酸水。

＜实施例8＞

首先，将柠檬酸用纯水稀释，而制备pH为1.88的柠檬酸水溶液。相对于上述柠檬酸水溶液单独独立地制备100000ppm的次氯酸钠水溶液。针对50ml的上述柠檬酸水溶液，添加了40ml的上述次氯酸钠水溶液。在添加后，一边持续测量反应液的pH，一边搅拌反应液，pH逐渐上升，pH值稳定在6.00。此时的利用中和反应得到的次氯酸浓度相当于44400ppm。如此，得到大约90ml的次氯酸水(pH为6.00)。在该制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。因而，该例子也是本发明的一实施方式。

＜实施例9＞

除了将最初制备的柠檬酸水溶液的pH调节成2.01而不是1.88、针对50ml的该柠檬酸水溶液、将单独独立地制备的100000ppm的次氯酸钠水溶液的添加量变更成11ml以外，利用与实施例8同样的处理，得到大约61ml的次氯酸水。此时的利用中和反应得到的次氯酸浓度相当于18000ppm。该次氯酸水的pH的测量值为6.19，在该制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。因而，该例子也是本发明的一实施方式。

＜实施例10＞

除了将最初制备的柠檬酸水溶液的pH调节成2.75而不是1.88、针对50ml的该柠檬酸水溶液、将单独独立地制备的100000ppm的次氯酸钠水溶液的添加量变更成1ml以外，利用与实施例8同样的处理，得到大约51ml的次氯酸水。此时的利用中和反应得到的次氯酸浓度相当于1900ppm。该次氯酸水的pH的测量值为6.04，在该制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。因而，该例子也是本发明的一实施方式。

＜实施例11＞

除了将最初制备的柠檬酸水溶液的pH调节成3.05而不是1.88、针对50ml的该柠檬酸水溶液、将单独独立地制备的100000ppm的次氯酸钠水溶液的添加量变更成0.3ml以外，利用与实施例8同样的处理，得到大约50.3ml的次氯酸水。此时的利用中和反应得到的次氯酸浓度相当于596ppm。该次氯酸水的pH的测量值为6.24，在该制造过程中以及制造后，完全未产生氯气的臭味。因而，该例子也是本发明的一实施方式。

以上，详细地说明了本发明的例示的实施方式。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够进行各种各样的修正和追加。上述的各种实施方式各自的特征为了在相关联的新的实施方式中提供多个特征的组合，能够根据需要与所说明的其他实施方式的特征组合。而且，在上述说明中记载了本发明的方法和装置的实施方式，但这些仅是本发明的原理的应用的例示。

附图标记说明

21、水龙头；22、流量计；23、流量比例注入泵；24、盐酸罐；25、混合机；26、混合罐；27、流量比例注入泵；28、次氯酸钠罐；29、混合机；210、pH测量装置；211、次氯酸喷雾装置；31、水龙头；32、流量计；33、流量比例注入泵；34、盐酸罐；36、流量比例注入泵；37、次氯酸钠罐；38、混合机；39、pH测量装置；310、次氯酸喷雾装置。

Claims (7)

1.一种次氯酸水的制造方法，其是pH为5～7的次氯酸水的制造方法，其特征在于，

分别单独独立地制备pH为1.5～5的酸性水溶液和含有次氯酸盐的水溶液，将所述两水溶液混合。

2.根据权利要求1所述的次氯酸水的制造方法，其中，

所述酸性水溶液为盐酸水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的次氯酸水的制造方法，其中，

所述次氯酸盐为次氯酸钠。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的次氯酸水的制造方法，其中，

所述次氯酸水的次氯酸浓度为2240ppm以下。

5.一种次氯酸水的制造装置，其中，

该次氯酸水的制造装置具备：

第1容器，其能够收容酸性水溶液；

相对于第1容器单独独立的第2容器，其能够收容含有次氯酸盐的水溶液；

混合机，其经由配管而与第1容器以及第2容器连结，能够使所述酸性水溶液与所述含有次氯酸盐的水溶液混合；以及

pH测量装置，其能够测量供给到所述混合机的所述盐酸的pH，

所述配管构成为使第1容器的内容物与第2容器的内容物在供给到所述混合机之前不接触，

通过所述混合机中的所述酸性水溶液与所述含有次氯酸盐的水溶液的混合，而生成次氯酸水。

6.根据权利要求5所述的次氯酸水的制造装置，其中，

所述pH测量装置具备：

存储部件，其存储pH的阈值；以及

信号发出部件，其在测量到的所述酸性水溶液的pH低于所述pH的阈值时发出信号。

7.根据权利要求5或6所述的次氯酸水的制造装置，其中，

该次氯酸水的制造装置还具备与所述混合机连结的喷雾装置，所述喷雾装置使在所述混合机中生成的次氯酸水雾化喷出。