EP4615807A1 - Système et procédé de production d'une solution désinfectante à base d'acide hypochloreux - Google Patents

Système et procédé de production d'une solution désinfectante à base d'acide hypochloreux

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EP4615807A1
EP4615807A1 EP23804956.3A EP23804956A EP4615807A1 EP 4615807 A1 EP4615807 A1 EP 4615807A1 EP 23804956 A EP23804956 A EP 23804956A EP 4615807 A1 EP4615807 A1 EP 4615807A1
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EP
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disinfectant solution
dilution tank
electrodes
electrolysis
enclosure
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Application number
EP23804956.3A
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German (de)
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Inventor
Michel Poyet
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MP Technic SAS
Original Assignee
MP Technic SAS
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a system for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid.
  • the invention also relates to a method using this system.
  • the field of the invention is that of the manufacture and design of devices and systems for the electrochemical production of hypochlorous acid.
  • the invention finds particular application in the field of disinfection of, for example, but not limited to, water, air, hard or soft surfaces, plant, animal or human surfaces, surfaces of medical devices.
  • Hypochlorous acid (CAS No. 7790-92-3) is a weak inorganic acid with the formula HOCI. It partially dissociates in water to produce the hypochlorite ion (OCI) according to the reaction of equation 1:
  • hypochlorous acid is the predominant species at pH ⁇ 7.6 and the hypochlorite form becomes predominant at pH > 7.6 (alkaline pH). At pH values below 3.5, chlorine gas begins to form.
  • HOCI hypochlorous acid
  • the pH should preferably be maintained between 3.5 and 7.5.
  • hypochlorous acid is, moreover, a major bactericidal compound in innate immunity. It is produced naturally in mammals by white blood cells to fight infections. It has properties germicides against a wide range of microorganisms (bacteria, viruses, fungi, etc.). Compared to sodium hypochlorite (main constituent of bleach) which is often used as a sterilizing agent, hypochlorous acid is said to be 80 to 120 times more effective while being less irritating to the skin.
  • hypochlorous acid has many uses such as in water treatment, in hygiene and food safety, in sanitation of all types of surfaces, objects or food, as well as in pharmacy and medicine, particularly for wound care and skin disinfection. It should be noted that hypochlorous acid is approved by the United States Food and Drug Administration (FDA) as a biocidal product. Furthermore, the European Commission approved, in July 2021, active chlorine released from hypochlorous acid (EC number: 232-232-5) as an active substance in biocidal products used for human hygiene.
  • FDA United States Food and Drug Administration
  • the process according to equation 3 consists of acidifying an aqueous solution of a hypochlorite salt such as calcium or sodium hypochlorite, with an aqueous solution of an acidifier such as hydrochloric acid to obtain a disinfectant solution containing hypochlorous acid.
  • a hypochlorite salt such as calcium or sodium hypochlorite
  • an acidifier such as hydrochloric acid
  • this process requires very precise control of pH and temperature during the acidification process to prevent or reduce the generation of toxic chlorine gas.
  • this process requires the manufacturing, transportation and storage of hypochlorite salts and acid products which are corrosive chemicals.
  • the first category includes split cells which use membranes to maintain complete separation of anode and cathode products in the cells, thus, the chlorine gas produced at each anode according to the equation dissolves in water to form hypochlorous acid according to the reaction of equation 2 mentioned above.
  • the second category includes undivided cells that do not use membranes.
  • the chlorine gas generated at each anode can directly react with the hydroxide anion produced at each cathode to form hypochlorite ions according to the reaction of equation 6, which hypochlorite ions can be in equilibrium with the hypochlorous acid according to the reaction of equation 1 mentioned above.
  • the disinfectant solutions produced are generally contaminated with significant quantities of chloride salt and/or are very diluted and/or have a low concentration of hypochlorous acid ( ⁇ 3 ppm).
  • the invention aims to remedy all or part of the aforementioned drawbacks.
  • Another objective of the invention is to propose a system or process for producing a disinfectant solution based on hypochlorous acid which leaves the possibility for a user to obtain said disinfectant solution with the concentration of hypochlorous acid which is most suitable. to the use it wishes to do so.
  • Yet another objective of the invention is to propose such a system or method which is simple in its design, easily achievable and easy to implement, on a small or large scale and which is inexpensive.
  • Another object of the invention aims to propose such a system or method which allows the user to monitor the production of said disinfectant solution in an efficient manner.
  • the solution proposed by the invention is a system for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid. This system is remarkable in that it includes:
  • dilution tank dedicated to the preparation of the disinfectant solution, which tank has a water inlet allowing said tank to be filled with water
  • At least one set of electrodes comprising at least one anode and at least one cathode arranged in the electrolysis enclosure
  • conduit is arranged so that filling the dilution tank with water causes the electrolysis chamber to be filled with water, to prepare an aqueous solution containing chloride ions by dissolving part of the alkaline chloride stored in said enclosure, and so that when said aqueous solution is electrolyzed in the electrolysis enclosure using the set of electrodes to produce hypochlorous acid, at least part of the hypochlorous acid can migrate from said enclosure to said tank, and can be diluted in the water present in said tank in order to form the disinfectant solution.
  • the system for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid according to the present invention has numerous advantages, in particular that of being simple in its design, easily achievable, easy to implement. work, on a small or large scale and inexpensive.
  • the system according to the present invention allows a user to obtain the disinfectant solution with the concentration of hypochlorous acid which is best suited to the use he wishes to make of it.
  • the user can adjust this system so that the disinfectant solution is concentrated in hypochlorous acid with the desired free chlorine content (for example, 5 ppm, 100 ppm, 250 ppm, 1500 ppm, 3000 ppm, or more than 3000 ppm).
  • the system according to the present invention does not include any transfer means, for example of the pump type, to transfer the hypochlorous acid (and/or the hypochlorite ions) generated in the electrolysis enclosure from the latter to the storage tank. dilution in which hypochlorous acid must be mixed with water to form the disinfectant solution. It should also be noted that before the electrolysis, the dilution tank placed above the electrolysis enclosure contained water, and that after the electrolysis this water was replaced by the disinfectant solution.
  • the electrolysis of the aqueous solution in the electrolysis chamber is adjusted to generate the formation of gas bubbles, so that said bubbles create turbulence capable of forcing the migration of at least one part hypochlorous acid from the electrolysis chamber to the dilution tank via the conduit.
  • the at least one electrolyzer may be one or two or three or more than three electrolyzers.
  • the at least one set of electrodes may be one or two or more sets of electrodes.
  • the at least one set of electrodes further comprises a plurality of bipolar electrodes interposed between an anode and a cathode of the at least one set of electrodes.
  • the at least one anode, the at least one cathode and the plurality of bipolar electrodes of the at least one set of electrodes are all in the form of flat plates, parallel and regularly spaced from each other. others.
  • the at least one set of electrodes comprises a plurality of anodes and a plurality of cathodes, which pluralities of anodes and cathodes are in the form of flat plates arranged in parallel rows of alternating polarity.
  • the electrolysis enclosure of the at least one electrolyzer may have a capacity of at least 10 liters.
  • the dilution tank may further comprise means for breaking (or reducing the size) the bubbles of chlorine gas which may come from in the electrolysis enclosure of the at least one electrolyser in order to promote the dissolution of the chlorine gas in water, said means for breaking said gaseous chlorine bubbles being arranged at the bottom of the dilution tank at least opposite the conduit putting the electrolysis enclosure and the dilution tank into fluid communication.
  • the means for breaking the gas bubbles can consist of at least one flat plate having perforations whose diameter is sufficient to reduce the size of the gas bubbles to dimensions favoring the dissolution of chlorine in the water.
  • the perforations of the at least one plate have a diameter of less than 5 mm, preferably less than 1 mm.
  • the means for breaking the gas bubbles are constituted by several flat and perforated plates, these plates are superimposed in such a way that the perforations of one plate are offset relative to the perforations of another plate which it is adjacent
  • the system according to the present invention further comprises a measuring device comprising:
  • - a display adapted to display the free chlorine content measured by the free chlorine sensor.
  • the system according to the present invention further comprises regulation means for regulating the pH of the disinfectant solution forming in the dilution tank.
  • the system according to the present invention further comprises a control unit functionally connected to the device for measuring the free chlorine content, which control unit is adapted to compare the free chlorine content measured by the sensor and a threshold value of the free chlorine content, and interrupt the electrolysis when the free chlorine content measured by the sensor is equal to or greater than the threshold value of the free chlorine content.
  • the threshold value of the free chlorine content is set at a maximum value selected in a range from 5 ppm to 3000 ppm, in particular in a range from 10 ppm to 1500 ppm.
  • the dilution tank has a water inlet which is connected to a water source by a water supply circuit comprising, in the direction of the dilution tank, a solenoid valve and a pump. traffic.
  • the dilution tank has a sampling outlet for the disinfectant solution, which sampling outlet is connected to a tap provided on the water supply circuit between the solenoid valve and the circulation pump. so that the sampling line forms with the pump and the part of the water supply circuit located after this pump a recirculation loop which is configured to circulate the disinfectant solution from the sampling outlet to the water inlet .
  • the free chlorine measuring device is placed on the recirculation loop, in particular on the sampling line, so as to allow continuous measurements to be carried out on the disinfectant solution.
  • the aqueous solution to be electrolyzed may have a pH of 3 to 8, preferably a pH of 6 to 8.
  • the present invention relates to a process for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid.
  • This method is remarkable in that it comprises: a) a step of providing a system according to the present invention; b) a step of filling the dilution tank of said system with water, and in which filling the dilution tank with water causes the filling of the electrolysis enclosure of the at least one electrolyzer of said system by the conduit putting said electrolysis enclosure and said dilution tank into fluid communication, in order to prepare an aqueous solution containing chloride ions by dissolving part of the alkaline chloride stored in said electrolysis enclosure; c) a step of applying an electric current to the electrodes of the at least one set of electrodes of said at least one electrolyzer to electrolyze the aqueous solution containing chloride ions in said enclosure in order to produce hypochlorous acid, and in which at least part of the hypochlorous acid migrates from said enclosure towards said dilution tank via said
  • dilution to form the disinfectant solution d) a step of measuring the free chlorine content of the disinfectant solution forming in said dilution tank; e) a step of interrupting the electrolysis when the free chlorine content measured in step d) reaches a desired free chlorine content value for the disinfectant solution; f) optionally, a step of measuring the free chlorine content by a sensor capable of measuring the free chlorine content of the disinfectant solution forming in said dilution tank; g) optionally, the interruption of the electrolysis provided for in step e) is taken care of by a control unit adapted to compare the free chlorine content measured by the sensor in step f) and a threshold value of the free chlorine content and to interrupt electrolysis when the free chlorine content measured by the sensor is equal to or greater than the threshold value of the free chlorine content; h) optionally, a step of measuring at least one intrinsic parameter of the disinfectant solution forming in the dilution tank, which intrinsic parameter is chosen from the list of parameters including pH, temperature, conductivity, and hardness ;
  • the current voltage applied to the electrodes, in step c) of the process is between 1 and 15 volts, preferably between 2 and 10 volts.
  • the disinfectant solution containing hypochlorous acid has a pH of approximately 5.1 to approximately 6.9, preferably a pH of approximately 6.5.
  • the threshold value of the free chlorine content is set at a maximum value selected in a range from 5 ppm to 3000 ppm, in particular in a range from 10 ppm to 1500 ppm .
  • FIG. 1 is an illustration of dissociation curves of hypochlorous acid in water as a function of pH
  • FIG. 2 is a schematic representation of a system for producing a disinfectant solution according to the invention equipped with a dilution tank and an electrolyzer;
  • FIG. 3 is a schematic representation of another production system a disinfectant solution according to the invention equipped with a dilution tank and two electrolysers;
  • FIG. 4 is a photographic representation of a system for producing a disinfectant solution according to the invention equipped with a dilution tank and three electrolyzers;
  • FIG. 5 is a perspective view of an example of an electrolyzer suitable for the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of an example of a hollow tube which can serve as a support element for a set of electrodes of the system according to the invention
  • FIG. 7 is a perspective view of an example of a set of electrodes suitable for the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic representation of the system of Figure 2 further equipped with a device for measuring the free chlorine content
  • FIG. 9 is a schematic representation of the system of Figure 8 further equipped with a control unit
  • FIG. 10 is a schematic representation of the system of Figure 9 according to a first variant, the system being further equipped with a recirculation loop and the dilution tank of which is equipped with level detectors;
  • FIG. 11 is a schematic representation of the system of Figure 9 according to another alternative embodiment, the system also being equipped with another form of recirculation loop and the dilution tank of which is equipped with level detectors;
  • FIG. 12 is a schematic representation of an example of a dilution tank of the system of the invention according to a variant embodiment, in which the dilution tank is provided with a tubular gauge.
  • the present invention aims firstly at a system intended to produce a disinfectant solution based on hypochlorous acid, preferably a disinfectant solution containing hypochlorous acid with a free chlorine content greater than 5 ppm.
  • This system can be used by users to produce the disinfectant solution on a small scale, on site or on demand or on an industrial scale.
  • the system which is the subject of the invention comprises:
  • At least one electrolyser we must understand one electrolyser (see figure 2), two electrolysers (see figure 3), three electrolysers (see figure 4) or more than three electrolysers. Also, for the sake of simplification, only the case of the system with a single electrolyzer, shown in Figure 2, will be addressed in the remainder of the description, but the system and the method according to the present invention operates in a similar manner with two, three or more than three electrolyzers, and, advantageously, with high performance in the production of hypochlorous acid and disinfectant solutions containing it.
  • the electrolyzer 100 used comprises an electrolysis enclosure 110 equipped with at least one set of electrodes 120.
  • at least one set of electrodes we must understand one set of electrodes (see for example Figure 2), two or more than two sets of electrodes (see Figure 5).
  • the system and the method according to the present invention operate similarly with two or more sets of electrodes, and, advantageously, with high performance in the production of hypochlorous acid and disinfectant solutions containing it.
  • the dilution tank 300 of the system is provided with at least one bottom outlet 303.
  • each at least one bottom outlet 303 is intended to be used with an electrolyzer 100.
  • the dilution tank 300 can be provided with two, three or more than three bottom outlets 303 but of which only one bottom outlet 303 is connected to an electrolyzer 100.
  • a single electrolyzer 100 equips the system according to the invention, and the dilution tank 300 is shown with a single bottom outlet 303.
  • the dilution tank 300 can be a tank with several bottom outlets in which the unused bottom outlets can be closed by a suitable closing means (e.g. plug, tap, shut-off valve, etc.).
  • the set(s) of electrodes 120 of the at least one electrolyser 100 are each intended to be supplied with electricity by an energy source 101 producing an electric current. This can be direct and/or pulsed current.
  • the electrolyzer 100 comprises an electrolysis enclosure 110 storing alkaline chloride in solid form, and generally having an upper opening 111, which can be closed in a sealed manner by a removable cover 130 .
  • the alkaline chloride stored in solid form in the electrolysis enclosure 110 is intended to be mixed with water in this enclosure 110 in order to produce the aqueous solution containing chloride ions whose electrolysis makes it possible to obtain hypochlorous acid.
  • alkaline chloride is meant according to the present invention sodium chloride, potassium chloride and their mixture.
  • sodium chloride will be discussed in the remainder of the description, but the system and the process according to the present invention applies to all types of alkaline chloride.
  • solid form is meant according to the present invention any solid form having a weight of approximately 5 g to 30 g.
  • the solid form of alkaline chloride such as sodium chloride is chosen from lozenges, tablets, and lozenges. The advantages of using alkaline chloride in solid form will be discussed later.
  • the enclosure 110 can be made of any suitable electrically insulating material and resistant to corrosion by the aqueous solution containing alkaline chloride such as sodium chloride as well as by the products generated during electrolysis.
  • the enclosure 110 is made of glass or rigid plastic, preferably transparent, for example, polyvinyl chloride (PVC), polypropylene reinforced with glass fibers (PRV), or Acrylonitrile-Butadiene-Styrene. (ABS) or polycarbonate (PC). It is clear, however, that this list is not exhaustive.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PRV polypropylene reinforced with glass fibers
  • ABS Acrylonitrile-Butadiene-Styrene.
  • PC polycarbonate
  • the enclosure 110 has the shape of a cylinder with a circular section which extends in the vertical direction. Its height varies for example from 15 cm to 150 cm or more than 150 cm, and its diameter varies for example from 10 cm to 80 cm, or more than 80 cm.
  • the shapes and dimensions described for the enclosure 110 are given only by way of example, because the latter can have any other shape (e.g. parallelepiped or cylinder of oval section, or other shape) and appropriate dimensions, most suitable for the use for which the enclosure 110 and the system according to the invention are intended.
  • the enclosure 110 can have any shape generated by a straight line which moves parallel to an axis, relying on two fixed planes.
  • the circular section of a cylindrical enclosure can be truncated to present a flat part 112 in almost its entire height as illustrated in Figure 5.
  • the electrolysis enclosure 110 of the system according to the invention is provided with a set of electrodes 120, which is intended to be connected to the energy source 101 producing an electric current.
  • the number of sets of electrodes 120 to be used can be chosen according to the desired overall performance (e.g. production time of the disinfectant solution containing hypochlorous acid). Indeed, the Applicant was able to observe that with a system according to the invention comprising a single electrolysis enclosure 110, the more the number of sets of electrodes increases, the greater the production time of the disinfectant solution having a free chlorine content. data is reduced. This is highlighted in [Table 1] of the examples and which shows the effect of the number of sets of electrodes 120 per electrolyzer 100 on the production time of the disinfectant solution according to the present invention.
  • the set(s) of electrodes 120 each comprise at least one anode and a cathode (not shown).
  • anode a positive electrode, which will be the seat of the oxidation reaction of equation no. 4 (2CI'( aq) Cl2(g) + 2e') mentioned above, and by “cathode” a negative electrode, which will be the seat of the reduction reaction mentioned above.
  • the electrodes of (at least one) set of electrodes 120 can be made of titanium, of titanium covered with a catalytic coating containing metal oxides, such as titanium oxide, ruthenium oxide, iridium oxide and tin oxide; made of titanium alloy; made of hastelloy® alloy (nickel-chromium-molybdenum alloy) or any other corrosion-resistant metal or alloy.
  • a catalytic coating may consist of 45 to 55% titanium oxides, 25 to 30% ruthenium oxide and 20 to 20% of iridium.
  • the electrodes may have a shape such as flat plates or other suitable shapes best suited to the use for which the (at least) one set of electrodes 120 is intended in the context of the present invention.
  • the electrodes of (at least) one set of electrodes 120 are in the form of flat plates made of sufficient thickness (e.g. 1 mm to 4 mm) to be rigid.
  • These flat plates can have a width ranging for example from 25 mm to 100 mm and a length sufficient to be able to insert the (at least) one set of electrodes 120 in the diametrical direction in the enclosure 110 and so that the electrodes of the at least one set of electrodes 120 is at least partially arranged inside the enclosure 110.
  • the flat plates can have a width of less than 25 cm, for example a length between 15 cm to 24 cm.
  • the inter-electrode space is between 0.1 cm and 1.2 cm, preferably between 0.1 cm and 0.5 cm. It should be noted that the closer the electrodes are to each other, the greater the contact/exchange surface area per unit volume and therefore the less voltage required. Indeed, as the distance increases, the energy requirement to pass the electric current (carried by the ions) through the aqueous solution containing chloride ions increases. Increasing the distance increases the electrical resistance and therefore at the same current intensity, the voltage must be increased (Ohm's law).
  • a set of electrodes 120 may comprise two or more anodes and two or more cathodes, which anodes and cathodes are in the form of flat plates parallel to each other. from others, and are alternated in the game of electrodes 120 and sufficiently spaced from each other, for example 0.1 cm and 1.2 cm, preferably between 0.1 cm and 0.5 cm.
  • the (at least) one set of electrodes 120 further comprises one or more bipolar electrodes arranged between an anode and a cathode of the (at least) one set of electrodes 120.
  • bipolar electrode an electrode located at an intermediate potential between an electrode at a higher potential and another electrode at a lower potential, so that said electrode acts simultaneously as an anode on the part opposite the lower potential electrode and as a cathode on the part opposite the other.
  • anodic type reactions occur on one side and cathodic type reactions on the other side.
  • the bipolar electrode(s) can be made of any corrosion-resistant metal or alloy as for the other electrodes of the at least one set of electrodes 120. Furthermore, the bipolar electrode(s) can also have a shape substantially similar or identical to that of the anode and the cathode of the (at least one) set of electrodes 120. Preferably, the anode, the cathode and the bipolar electrode(s) are all in the form of flat, parallel and regularly spaced from each other, for example from 0.1 cm to 1 cm.
  • the number of bipolar electrodes per set of electrodes 120 can for example range from 1 to 20, in particular from 2 to 18, for example can be equal to 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 or 17.
  • the number of anode(s) may be equal to one or more and the number of cathode may be equal to one or more.
  • Bipolar electrodes are well known in the art (JP2004237165A, EP0065889A1, WO2012172118A1).
  • the at least one set of electrodes is of the non-divided type (not
  • the electrolyser 100 or the system according to the invention can also comprise at least one switch or an electrical control circuit usable to reverse periodically, for example every 90 min with a pause time of 5 min, the polarities of the electrodes of the at least one set of electrodes, so that the electric current circulates, between the electrodes, in one direction, then in the opposite direction (bipolar operation).
  • the purpose of reversing the polarity of the electrodes is to eliminate or prevent a build-up of deposits (e.g. calcium deposits) on the electrode surfaces during operation. It leads to improved operation of the electrodes and extends their lifespan.
  • a pause time after depolarization and repolarization of the electrodes of 5 min is optimal, this makes it possible to avoid the formation of short circuits between the electrodes of at least one set of electrodes 120. These short circuits can gradually deteriorate these electrodes.
  • the reversal of the electrode polarities and the pause time can be controlled for the control unit 600 which will be described in more detail later.
  • the (at least one) set of electrodes 120 is configured or adapted to be inserted, in a removable and sealed manner, into the electrolysis enclosure 110 through a respective opening 114 provided for this purpose in a wall of the electrolysis enclosure 110, and so that, in use, the electrodes of said (at least one) set of electrodes 120 are at least partly immersed in the aqueous saline solution to be electrolyzed. Maintaining the position of the set(s) of electrodes 120 in the wall of the enclosure 110 can be achieved by any means suitable to those skilled in the art, in particular by insertion with bayonet fitting or by screwing onto the wall through which the (at least one) set of electrodes 120 is inserted.
  • the opening 114 of the wall 112 has for example a diameter of approximately 90 mm.
  • the (at least one) set of electrodes 120 is in the form of or is arranged in a cylindrical or parallelepiped housing, insertable in the electrolysis enclosure 110 and having suitable peripheral openings or drillings so that, in operation, the electrodes of the (at least one) set of electrodes are in contact with the aqueous solution to be electrolyzed, on the one hand, and the alkaline chloride such as chloride of sodium, in solid form, cannot become encrusted between the electrodes of the (at least one) set of electrodes (120) and cause short circuits in the electrolyser 100, on the other hand.
  • the alkaline chloride such as chloride of sodium
  • the electrolysis enclosure 110 is provided with elongated hollow tubes 121, of horizontal axis, each arranged in the enclosure 110.
  • Each of these hollow tubes 121 serves as a support element for a set of electrodes 120 and is designed to facilitate the insertion of the set of electrodes 120 into the enclosure 110, on the one hand, and the removal of the set of electrodes 120 from the enclosure 110, on the other hand, for example when it is desired to carry out control operations to be carried out on the electrodes and/or replacement of the latter.
  • the elongated hollow tubes 121 each have peripheral holes provided so that, in use, the electrodes of (at least) one set of electrodes 120 inserted in the respective hollow tube 121 are in contact with the aqueous solution. saline electrolysis. Such peripheral drillings also aim to prevent alkaline chloride such as sodium chloride, in solid form, from becoming embedded between the electrodes of the (at least one) set of electrodes (120) and causing short circuits in the electrolyzer.
  • the elongated hollow tubes can be made of a material substantially identical or similar to that constituting the enclosure 110. Their peripheral holes can have a diameter of 10 mm or less.
  • FIG. 6 there is shown an elongated hollow tube 121 whose end which is intended to be fixed in the wall 112 of the enclosure 100, has an external thread 119 intended to fix by screwing a set of electrodes 120 provided with a counter-thread (not shown).
  • a set of electrodes 120 provided with a counter-thread (not shown).
  • other means or fixing techniques than those described with reference to Figure 6 can be provided to ensure the reversible and waterproof fixing of a set of electrodes 120 in an elongated hollow tube 121.
  • the enclosure 110 is surmounted by a cover 130.
  • This is configured or adapted to close the upper opening 111 of said enclosure 110, in a sealed manner.
  • This cover 130 is removable so as to allow the loading of the alkaline chloride in solid form into the enclosure 110, on the one hand, and to allow easy access to the interior of the enclosure 110, in particular with a view to being able to carry out emptying and/or cleaning operations of the enclosure 110, on the other hand.
  • the cover 130 is made of a material substantially similar or identical to that of the enclosure 110, in particular PVC, ABS or PC.
  • the cover 130 can be fixed to the enclosure by screwing.
  • the upper part of the enclosure 110 has an external thread 113 intended to fix by screwing the cover 130 provided with a counter-thread (not shown).
  • a counter-thread not shown.
  • cover 130 can be equipped with a suitable seal (not shown), for example made of elastomer, making it possible to create or reinforce the seal between the enclosure 110 and the cover 130.
  • the cover 130 is provided with a conduit 200 (called the communication conduit).
  • the communication conduit 200 can be used to fill the electrolysis enclosure 110 with water for the dissolution of the alkaline chloride which is already loaded there in solid form (via the upper opening 111) in order to form the aqueous solution containing chloride ions to be electrolyzed.
  • the communication conduit 200 also allows the movement of hydrogen gas, at least a portion of hypochlorous acid and, where appropriate, chlorine gas generated in the enclosure 110 during the electrolysis reaction from this enclosure 110 towards the dilution tank 300 dedicated to the preparation of the disinfectant solution as will be described in more detail later.
  • This communication conduit 200 is made of a material substantially similar or identical to that of the enclosure 110 or the cover 130, in particular in PVC, ABS or PC. It preferably has the shape of a cylindrical tube with a circular base. In use, it opens through its lower end into the enclosure 110 through a cover orifice 131 arranged in the removable cover 130. The free upper end of this communication conduit 200 is intended to be connected to the dilution tank 300 as will be described below.
  • Such a communication conduit 200 can be made in one piece with the cover 130 or be fixedly attached in a sealed manner, for example via a rubber sealing ring (not shown) in this cover 130.
  • the electrolysis enclosure can also comprise in its lower part an outlet orifice allowing it to be emptied.
  • This outlet orifice can for example be closed by any suitable closing means, for example by a plug, a tap or the like.
  • the conduit 200 is a straight and vertical conduit or substantially straight and vertical, but it is possible to provide an inclined conduit, or a conduit of helical shape, vertical or inclined.
  • the system according to the present invention further comprises a dilution tank 300 in which the disinfectant solution will be prepared by diluting the hypochlorous acid coming from the at least one electrolyzer in water supplied by the source of water S.
  • the tank 300 is intended to be placed above the at least one electrolyser 100.
  • the number of electrolysers can be 1, 2 or 3 or more as indicated above. As can be seen in Figures 2, 3 and 4, this tank 300 is placed above, respectively, 1, 2 and 3 electrolyzers 100.
  • the number of electrolyzers 100 is chosen according to the desired overall performance (e.g. production time of the disinfectant solution containing hypochlorous acid, hypochlorous acid content desired for the disinfectant solution). Indeed, the Applicant was able to observe that for a dilution tank 300 of a given volume of water, the more electrolyzers there are, the more the disinfectant solution is obtained with a given concentration of hypochlorous acid in a shorter time. This is highlighted in [Table 1] of the examples presented further, and which shows the effect of the number of electrolyzers 120 on the production time of the disinfectant solution according to the present invention.
  • the tank 300 has at its upper part a water inlet 302 and at its bottom 305 at least one bottom outlet (or orifice) 303 (one bottom outlet per electrolyzer).
  • the water inlet 302 is dedicated to the introduction of water into the dilution tank 300. It is intended to be connected to a water supply source “S” such as for example a tap or a municipal water pipe, or other.
  • a water supply source “S” such as for example a tap or a municipal water pipe, or other.
  • the water to be brought into the dilution tank 300 is tap water, but it is obviously possible to use natural spring water, distilled water, or deionized or filtered water.
  • the system according to the present invention may further comprise a water filter arranged between the water supply source S and the water inlet 302 of the dilution tank 300.
  • This water filter aims to eliminate, or at least reduce, any organic compounds (or organic pollutants) which may be present and which could interact with chlorine, among other electrolysis products of water saturated with sodium chloride.
  • the water filter can be of any type known to those skilled in the art such as for example a particulate filter (cartridge filter, microfiltration membrane, sand); an activated carbon filter; an ultrafiltration membrane; a membrane contactor or a gas filtration membrane.
  • the bottom outlet 303 can be connected to the communication conduit 200 of the electrolyser 100, for example, by means of any type of suitable quick and tight coupling known to those skilled in the art (see for example US5580099A; US20190063652A1; EP0829671A2, US20180252347A1).
  • the dilution tank 300 can have any shape (e.g. parallelepiped or cylindrical with an oval section, or other shape) and appropriate dimensions, best suited to the use for which the enclosure 110 and the system according to the invention are destined.
  • the tank 300 has the shape of a parallelepiped with a square or rectangular section.
  • the volume of the dilution tank 300 can range from 1 liter to 500 liters or more.
  • the invention is not limited to these shapes or dimensions for the dilution tank 300.
  • the dilution tank 300 is made of a material substantially similar or identical to that of the enclosure 110, in particular PVC, ABS or PC. It is preferably protected against ambient light, for example by an auxiliary device for protection against ambient light (not shown).
  • This auxiliary device can take the form of a box or a cabinet whose walls are made of opaque material, for example, but not limited to, wood, opaque plastic (e.g. PVC, HDPE), opaque glass, metal (e.g. .
  • the dilution tank 300 may also comprise at its lower part an outlet orifice allowing the distribution of the disinfectant solution or the emptying of the tank 300.
  • This outlet orifice can be closed for example by means of a tap or be connected by connection means (e.g. pipe) to a storage tank capable of receiving the disinfectant solution or to a flexible pipe for distributing the latter.
  • the dilution tank 300 may further comprise means for breaking the bubbles of chlorine gas which may come from the electrolysis enclosure 110 of the at least one electrolyser 100 in order to promote the dissolution of chlorine gas in water, said means for breaking said bubbles of chlorine gas being arranged at the bottom of the dilution tank 300 at least opposite the conduit 200 putting said enclosure in fluid communication electrolysis and the dilution tank 300.
  • the means for breaking the gas bubbles can be constituted by at least one flat plate and having perforations whose diameter is sufficient to reduce the size of the gas bubbles to dimensions favoring the dissolution of the chlorine in the water.
  • the perforations of the at least one plate have a diameter of less than 5 mm, preferably less than 1 mm.
  • the means for breaking the gas bubbles consist of several flat and perforated plates. These plates are generally superimposed in such a way that the perforations of one plate are offset in relation to the perforations of another plate adjacent to it.
  • the means for breaking the gas bubbles consist of a strainer made of stainless metal or plastic (e.g. PVC) and with mesh whose size is less than 5 mm, preferably less to 1 mm.
  • a strainer made of stainless metal or plastic (e.g. PVC) and with mesh whose size is less than 5 mm, preferably less to 1 mm.
  • Step 1 we start with the electrolysis enclosure 110, which is in practice already equipped with (at least) one set of electrodes 120.
  • alkaline chloride such as sodium chloride in solid form. It can be indicated that the quantity of alkaline chloride such as sodium chloride to be loaded into the electrolysis chamber must be sufficient to prepare an aqueous solution in which part of the alkaline chloride such as sodium chloride is dissolved, for example a brine or an aqueous solution saturated with this alkaline chloride.
  • this has a solubility of approximately 357 g per liter of water at CTC.
  • approximately 25 kg of sodium chloride in the form of pellets of approximately 15 g are loaded into an electrolysis chamber with a capacity of approximately 40 liters.
  • sodium chloride in the form of pellets of approximately 15 g is available under the brand name AXAL® PRO, from the company K+S Minerais and Agriculture GmbH, located in Germany.
  • potassium chloride or a mixture of sodium chloride and potassium chloride can be used to prepare the aqueous solution to be electrolyzed.
  • Step 2 we then close the electrolysis enclosure 110 with its removable cover 130.
  • Step 3 the electrolysis enclosure 110 loaded with alkaline chloride such as sodium chloride is placed, and closed by its cover 130 under the dilution tank 300.
  • alkaline chloride such as sodium chloride
  • Step 4 the conduit 200 of the electrolyzer 100 is connected to the corresponding bottom outlet 303 of the dilution tank 300.
  • the connection can be made by any suitable quick and tight coupling means known to man of the profession, as mentioned above.
  • the dilution tank 300 and the electrolysis enclosure 110 of the electrolyser 100 are in fluid communication with one another.
  • Step 5 the dilution tank 300 is connected to the water supply source S, if necessary, via an appropriate water filter as mentioned above.
  • Step 6 the water is introduced into the dilution tank 300 until the latter and also the electrolysis enclosure 110 are filled, the latter filling with water via the bottom outlet 303 of the tank dilution 300 and the conduit 200 of the electrolysis enclosure 110 to which this bottom outlet 303 is connected.
  • alkaline chloride such as sodium chloride
  • Step 7 we wait for sufficient time to allow the formation of chloride ions in the water, by dissolving at least part of the alkaline chloride, such as sodium chloride. In practice, this waiting time is approximately 5 minutes to 1 hour.
  • Step 8 Once the complete system is assembled, the at least one electrolyser is supplied with electricity via the energy source 101 in order to start the electrolysis itself.
  • the electric current supplying the electrodes of the at least one set of electrodes 120 (or electrodes of the at least one electrolyser 100) is a direct current.
  • the electrolysis according to the invention can be carried out with a pulsed current.
  • the direct (and/or pulsed) current used can have a current density of between 0.1 A/dm 2 and 10 A/dm 2 , or even above 10 A/dm 2 .
  • the electrolysis is carried out with a direct (and/or pulsed) current having a current density of between 0.1 A/dm 2 and 5 A/dm 2 .
  • the water contained in the dilution tank 300 and the aqueous solution contained in the electrolysis enclosure 110 together form a system which has an automatic tendency to return the concentrations of the chemical species (In the species here: water, hypochlorous acid and/or hypochlorite ions and chloride ions) which compose it homogeneously.
  • This phenomenon of “irreversible” movement of chemical species which tends to homogenize the composition of the system corresponds to what in chemistry-physics is called chemical “diffusion”.
  • hypochlorous acid and/or the hypochlorite ions as well as the chloride ions therefore tend to move (or migrate) from the aqueous solution from the electrolysis enclosure 110 towards the tank dilution tank 300 and, conversely, water tends to move (or migrate) from the dilution tank 300 towards the electrolysis enclosure 110.
  • this movement of gas bubbles generates tiny vortices which promote the movement or diffusion of at least part of the molecules of hypochlorous acid and/or hypochlorite ions (or chlorine product) of the concentrated medium which is represented in this case by the aqueous solution contained in the electrolysis enclosure 110 towards the least concentrated medium which is represented in this case by the water of the dilution tank 300.
  • the author of the present invention has found, surprisingly and unexpectedly, that the disinfectant solutions obtained using the system according to the present invention can possibly contain alkaline chloride such as sodium chloride, but in very high levels. low, less than 1 ppm, which is very advantageous in a process or system for producing disinfectant solutions.
  • alkaline chloride such as sodium chloride
  • the present invention leaves the choice to the user of the system for producing the disinfectant solution comprising hypochlorous acid to determine for himself the free chlorine content which is best suited to the disinfection operation he plans to carry out.
  • 'perform for example air disinfection, disinfection of hard or soft surfaces, disinfection of medical devices, disinfection of the skin, disinfection of cuts on the skin, disinfection of plants (e.g. salads, fruits, vegetables, vines, plants), disinfection of buildings animal breeding, etc.
  • the user can monitor, during the production process, the free chlorine content of the water contained in the dilution tank 300. Furthermore, when the value of the free chlorine content corresponds to what he desires, the user can interrupt the electrolysis in the electrolyzer(s).
  • hypochlorous acid HOCI
  • hypochlorite ions OCI
  • the user can take samples of the disinfectant solution forming in the dilution tank 300 and analyze these samples to determine their free chlorine content.
  • Sample collection and analysis can be carried out on an ad hoc basis or online, preferably online.
  • the specific determination of the free chlorine content of the disinfectant solution can be carried out according to conventional analysis methods known to those skilled in the art: dosage by colorimetry, acid-base titration, dosage by amperometry, analysis by spectrophotometry (see e.g. WO2013121294A1), Oxidation-Reduction Potential (ORP) assay.
  • the system according to the present invention further comprises a measuring device 400 comprising:
  • a sensor 411 adapted to measure the free chlorine content in the disinfectant solution forming in the dilution tank 300
  • a display 412 adapted to display the free chlorine content measured by the sensor 411.
  • the threshold value of the free chlorine content corresponds to a maximum value, chosen, that the free chlorine content of the disinfectant solution in formation in the dilution tank 300 must not exceed. It is set by the user for example at a value greater than or equal to 5 ppm. It is generally chosen in a range between 5 ppm and 3000 ppm, in particular between 10 ppm and 1500 ppm. It should be remembered that the system according to the present invention could be adjusted, if necessary, for example so as to obtain a concentrated disinfectant solution of hypochlorous acid with a free chlorine content equal to or greater than 3000 ppm, in particular, a content of free chlorine equal to or less than 10,000 ppm
  • the measuring device 400 with its sensor 411 and its display 412 may be of a type known and commercially available. It can be connected to a measuring tap located below the level of the disinfectant solution present in the dilution tank as illustrated in Figure 8, or in practice, be placed on a recirculation loop 450, as shown in the figures 9 to 12.
  • the measuring device 400 allows, thanks to its sensor 411, a continuous measurement of the free chlorine content of the disinfectant solution present in the dilution tank, thus allowing real-time monitoring of the production of this disinfectant solution .
  • the continuous display of the free chlorine content measured by the sensor 411 allows the user to monitor, in real time, the production of the disinfectant solution containing hypochlorous acid and to decide to interrupt at any time electrolysis when he considers that the disinfectant solution has a sufficiently high free chlorine content for the use he plans to make of it.
  • the system according to the present invention can further comprise a control unit, designated by the reference 600 in Figures 9 to 12.
  • This control unit control 600 is functionally connected to the measuring device 400 and is adapted to compare the free chlorine content measured by the sensor 411 and a threshold value of the free chlorine content and to interrupt the electrolysis when the free chlorine content measured by the sensor 411 is equal to or greater than the threshold value of the free chlorine content.
  • the threshold value of the free chlorine content corresponds to a maximum value, chosen, that the free chlorine content of the disinfectant solution forming in the dilution tank 300 must not exceed.
  • This threshold (or maximum) value can be selected in a range of free chlorine content greater than or equal to 5 ppm, in particular, in a range from 5 ppm to 3000 ppm, for example, a range from 10 ppm to 1500 ppm .
  • the disinfectant solution forming in the dilution tank 300 generally has a pH greater than 3 and less than 8, in particular from 4 to 7.5. It is preferably maintained or regulated in a pH range of 5 to 7, preferably at a pH of approximately 5.1 to approximately 6.9, in particular at a pH of approximately 6.5.
  • the system according to the present invention further comprises a pH probe 413 for measuring or determining the pH of the disinfectant solution present in the dilution tank 300.
  • This pH probe can be of a type known and commercially available. It can be connected to a measurement tap located below the level of the disinfectant solution present in the dilution tank 300 as illustrated in Figure 8, or in practice, be placed on a recirculation loop 450 (shown in the figures 9 to 12). Alternatively, not shown, the pH probe can be placed immersed in the dilution tank 300 (e.g. use of a digital pH meter with remote probe available under Ref 2201 LM from MOINEAU Instruments, France).
  • the pH probe 413 is included in the measuring device 400 comprising sensor 411, which measuring device 400 can also be configured to display, thanks to the display 412, the pH value measured by the pH probe 413 in addition to the value of the free chlorine content measured by the sensor 411.
  • the system according to the present invention may further comprise a pH regulating device (not shown) connected to receive a signal from the pH probe 413 and being adapted to inject a pH correcting agent into the pH tank. dilution in response to the signal from the pH probe 413.
  • pH correction agent we mean any acidic aqueous solution or any basic aqueous solution that does not alter the physicochemical characteristics of hypochlorous acid.
  • the pH correcting agent is in the form of an aqueous solution containing an acid, preferably chosen from inorganic acids such as boric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and sulfuric acid and /or organic acids such as acetic acid, citric acid, ascorbic acid and propionic acid.
  • the pH regulation device also includes a dosing pump capable of injecting a dose of the pH correcting agent into the disinfectant solution.
  • the pH regulation device (dosing pump connected to the pH correcting agent reservoir) may be of a type known and commercially available. Its dosing pump can be connected to the dilution tank 300 (embodiment not shown) or be arranged at any location in a recirculation loop, such as the loop 450 shown in Figures 9 to 12.
  • the pH probe 413 measures the pH value of the disinfectant solution present in the dilution tank, continuously or periodically, every 10 minutes for example. If the pH value measured by the probe 413 is higher, respectively lower, than a set value, generally set in a pH range of 5 to 7, preferably, a pH range of approximately 5.1 to approximately 6, 9, in particular at a pH of approximately 6.5, the dosing pump of the pH regulating device injects a dose of pH correcting agent so as to decrease, respectively increase the pH of the disinfectant solution until obtaining a pH equal to the set value.
  • the pH regulation device is generally placed near the pH probe 413 which can be included in the measuring device 400 as mentioned above.
  • the water inlet 302 of the dilution tank 300 is connected to the water source S by a water supply circuit 420 comprising, towards the dilution tank 300, a valve, preferably a solenoid valve 440 or 441, and a pump 430.
  • the system according to the present invention can also comprise a loop recirculation, external, designated by the reference 450 in Figure 10.
  • This recirculation loop 450 can be formed by a sampling line of at least part of the disinfectant solution, designated by the reference 410 in Figures 10 to 11, and part of the water supply circuit 420, the sampling line 410 being connected, on one side, to a sampling outlet 307 provided on the dilution tank 300 and, on the other side, to a tap, designated by the reference 421, located on the circuit water supply 420 between the solenoid valve 440 and the pump 430. This is designed to pump and circulate at least part (or fraction) of the disinfectant solution in the circulation loop 450, from the outlet of sampling 307 towards the water inlet 302 of the dilution tank 300.
  • the two-way solenoid valve 440 is replaced by a three-way solenoid valve 441, a first way 441a of which is connected to the water source S, a second way 441 b is connected to the inlet of the pump 430 and a third channel 441c is connected to the sampling line at 410, the third channel 441c replacing the tap 421 used in the previous embodiment.
  • the closure of the first channel 441 a and the opening of the second and third channels 441 b and 441 c of the solenoid valve 441 makes it possible to form a recirculation loop 450' equivalent to the recirculation loop 450 presented previously.
  • the sampling outlet 307 is provided in the lower part, on a wall or on the base, of the dilution tank 300 and the water inlet 302 is provided in the upper part of the dilution tank 300.
  • the sampling outlet 307 is placed in the upper part of the dilution tank 300 and the water inlet 302 in the lower part of the dilution tank.
  • the sensors or measuring probes pH and free chlorine level
  • the means for regulating the pH of the disinfectant solution can be arranged at the level of such a recirculation loop 450 or 450' . This allows the user to have real-time information on the parameters of the disinfectant solution and therefore to optimally monitor the production of the latter at the concentration desired by the user.
  • the solenoid valve 440 or 441 and the pump 430 are controlled by the control unit 600.
  • the dilution tank 300 is equipped with disinfectant solution level detectors in order to optimize the operation of the recirculation loop 450 or 450' and of the system of the present invention.
  • three level detectors are placed in the dilution tank 300, namely a low level detector Ni, a high level detector N2 and a level detector intermediate N3 located between the low level Ni and high level N2 detectors.
  • the dilution tank 300 is equipped with a tubular gauge 310 which is placed on the exterior wall (or one of the walls) of the dilution tank 300 by being arranged vertically in parallel to the latter.
  • the tube 310 has a lower end 311 fluidly connected to an opening 306 in the lower part of the dilution tank 300 and an end upper 312 fluidly connected to an opening 308 in the upper part of the dilution tank.
  • a low level detector Ni' is placed at the opening 306 of the dilution tank 300 (or at the lower end 311)
  • a high level detector N2' is placed at the level of the 'opening 308 of the dilution tank 300 (or at the upper end 312)
  • an intermediate level detector N3' located between the low level Ni' and high level N2' detectors.
  • control unit 600 which can be configured to control, for example,:
  • the low level detector Ni detects that the level of water or disinfectant solution in the dilution tank 300 is equal to or lower at a predetermined minimum level, it produces a low level signal which the control unit 600 receives. This then commands the solenoid valve 440 (or 441) to open the water supply circuit 420 to allow the water supply to the dilution tank 300. In the particular case of the solenoid valve 441, the control unit 600 will command the latter to open channels 441a and 441 b and to close channel 441c.
  • the system according to the present invention may include forced operation and automatic operation.
  • control unit 600 may include a user interface 601, of the type comprising buttons, allowing for example to select forced operation or automatic operation, to adjust the threshold values in particular the pH and the free chlorine content, to manage the production of the disinfectant solution (use of one or more electrolysers and/or sets of electrodes).
  • the user interface 601 can also make it possible to control, via the control unit 600, different elements of the system according to the present invention, for example,
  • the user interface 601 can also allow the user to find out sequentially about the operating state of the system, about the production of the disinfectant solution containing the hypochlorous acid, and in particular, about the value of pH measured by the pH probe 413, on the value of free chlorine rate measured by the sensor 411, or on the operating times of the electrolyzer(s) 100 recorded by the control unit 600 over time.
  • control unit 600 only orders the interruption of the electrical current supply to the electrolyzer(s) 100 when the desired free chlorine content for the disinfectant solution is reached or exceeded .
  • control unit 600 manages the production of the disinfectant solution containing hypochlorous acid, for example, by authorizing or prohibiting the supply of electrical current to one or more electrolyzers 100 , when there are several, and/or the supply of electric current to one or more electrodes 120, when there are several by electrolyser 100.
  • the control unit 600 can continuously monitor the production of the disinfectant solution in the dilution tank and order the shutdown of the electrolyzer(s) 100, when there are several by cutting off the electrical current supply to the (x) corresponding set(s) of electrodes, in the case where the free chlorine content measured by the sensor 411 exceeds the value of the pre-recorded threshold.
  • the control unit 600 can continuously monitor the production of the disinfectant solution in the dilution tank and order the shutdown of the electrolyzer(s) 100, when there are several by cutting off the electrical current supply to the (x) corresponding set(s) of electrode(s), in the case where the pH probe has measured a pH outside the pH threshold range previously recorded and where the control unit 600 has detected an anomaly in the operation of the pH regulating device, for example it is no longer capable or available to inject the pH correction agent to bring the pH back into the desired pH range.
  • system according to the present invention may further comprise a remote information transmission system 603 and/or a system for storing all the information in the system according to the invention: - the percentage of production,
  • This information can be recorded at least three times a day over 30 days in a loop. However, it may be preferable to retain information on the diagnosis of the system according to the invention, the occurrence of power outages.
  • the control unit 600 is preferably provided with a screen 602 of the liquid crystal screen 82 type, or Liquid Crystal Display in English or LCD, communicating information on the operation of the system according to the invention to the user.
  • control unit 600 For further information on the control unit 600 (its characteristics and uses) one can usefully refer to patent application WO2012172118A1 in the name of the applicant.
  • the system according to the present invention can operate in manual and/or semi-automatic and/or automatic mode, to monitor the production of disinfectant solutions containing hypochlorous acid at the free chlorine contents desired by the user.
  • the present invention also relates to a process for producing the disinfectant solution.
  • This process according to the invention comprises:
  • step c) in which an electric current is applied to the electrodes of the at least one set of electrodes 120 of the at least one electrolyzer 100 for electrolyzing the aqueous solution containing chloride ions in the enclosure 110 in order to produce hypochlorous acid, and in which at least part of the hypochlorous acid migrates from said enclosure 110 towards said dilution tank 300 via conduit 200, the at least one portion of hypochlorous acid having migrated being diluted in the water present in said dilution tank 300 in order to form the disinfectant solution;
  • step e) in which the electrolysis is interrupted when the free chlorine content measured in step d) reaches a desired free chlorine content value for the disinfectant solution.
  • the method according to the present invention may further comprise a step f) in which the free chlorine content is measured by the sensor 411 capable of measuring the free chlorine content of the disinfectant solution forming in said dilution tank.
  • the method according to the present invention may further comprise a step g) in which the interruption of the electrolysis provided for in step e) is taken care of by the control unit 600 adapted to compare the content of free chlorine measured by the sensor 411 in step f) and a threshold value of the free chlorine content and to interrupt the electrolysis when the free chlorine content measured by the sensor 411 is equal to or greater than the threshold value of the free chlorine content.
  • this threshold value of the free chlorine content is set at a maximum value selected in a range of 5 ppm to 3000 ppm, in particular in a range of 10 ppm to 1500 ppm.
  • the method according to the present invention may further comprise a step h) in which at least one intrinsic parameter of the disinfectant solution forming in the dilution tank 300 is measured, which parameter intrinsic can be chosen from the list of parameters including pH, temperature, conductivity, and hardness.
  • the method according to the present invention may further comprise a step g) in which the pH of the disinfectant solution forming in the dilution tank 300 is regulated.
  • the current voltage applied to the electrodes is between 1 and 15 volts, preferably between 2 and 10 volts.
  • the disinfectant solution containing hypochlorous acid has a pH of approximately 5.1 to approximately 6.9, preferably a pH of approximately 6.5. These pH ranges are optimal for the applications for which the disinfectant solutions produced according to the present invention are intended.
  • the different elements (dilution tank, electrolyser(s), communication conduit, pipes, wiring, means of measurement (pH, free chlorine content) and regulation, control unit, etc.) of the system according to the present invention can be arranged in a compact assembly, with a small footprint, which is transportable and ready to be installed and used for the production of disinfectant solution based on hypochlorous acid.
  • the entire system according to the present invention is carried by a vertical support structure capable of supporting at least the dilution tank 300 and the at least one electrolyser 100 (and its electrolysis enclosure 110) and ensuring the rigidity of the whole.
  • This vertical support structure can, for example, be of the type comprising a frame delimiting a space dedicated to the production of the disinfectant solution according to the invention and in which are arranged:
  • a first compartment mounted on the chassis and in which the at least one electrolyser 100, and where appropriate the circulation pump 430, can be arranged;
  • this second compartment having in its lower part, at least one lower opening, to be able to place, through this at least one lower opening , the conduit of respective communication 200 of the at least one electrolyser,
  • the exterior walls of the first compartment PC1 and/or second compartment PC2 serving as support for the other elements of the system according to the present invention such as the electrical power source 101, the water supply pipe, the cable(s) electrical, and where appropriate, the control unit 600, the solenoid valve 440 (or 441), and other components/elements considered to fall within the scope of the present invention.
  • the invention is not limited to this form of mounting of the system herein.
  • a form of frame comprising two opposite parallel side walls (or two pairs of opposite side uprights), an upper horizontal plate provided to support the tank 300, and a lower horizontal plate (or base or base) provided to support the at least one electrolyser 100 and where appropriate the pump 430, the upper and lower plates being fixedly connected to the opposite side walls (or to the pairs of opposite side uprights) and the upper plate having at least one lower opening, for the placement of the respective communication conduit 200 of the at least one electrolyser.
  • one or more features set forth only in one embodiment may be combined with one or more other features set forth only in another embodiment.
  • one or more characteristics presented only in one embodiment can be generalized to other embodiments, even if this or these characteristics are described only in combination with other characteristics:
  • the electrolysis enclosure 110 or its cover 130 may be provided with a pressure gauge to monitor the pressure in this electrolysis enclosure 110,
  • the dilution tank 300 can be fitted with a cover or a ceiling with an orifice for the evacuation of gas (hydrogen and, where applicable, chlorine gas),
  • the electrodes of the at least one set of electrodes 120 may be full or perforated
  • the electrolysis enclosure(s) 100 can be mounted on a base or base,
  • the support structure intended to support the system according to the present invention can be equipped with rolling means such as casters in order to facilitate the movement of the entire said system.
  • Electrolysis chamber 40 liters
  • Electrodes per set of electrodes, 7 flat plates arranged in parallel rows of alternating polarity.
  • the plates have a dimension of 210 mm long by 55 mm wide, and are made of titanium coated with titanium oxide, ruthenium oxide and iridium oxide,
  • any parenthetical reference sign shall not be construed as a limitation of the claim.
  • the use of the verb “include”, “understand” or “include” and its conjugated forms does not exclude the presence of other elements or other steps than those set out in a claim.
  • one or more features shown only in one embodiment can be combined with one or more other features shown only in another embodiment.
  • one or more characteristics exposed only in one embodiment can be generalized to other embodiments.

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Abstract

L'invention concerne un système de production d'une solution désinfectante comprenant: - une cuve de dilution (300) comportant une entrée d'eau (302) permettant un remplissage avec de l'eau, - un électrolyseur (100) disposé en-dessous de la cuve (300) et comportant: - une enceinte d'électrolyse (110) stockant du chlorure alcalin sous forme solide, - un jeu d'électrodes (120), - un conduit (200) reliant l'enceinte et la cuve, et dans lequel: - le remplissage de la cuve entraîne le remplissage de l'enceinte par le conduit pour préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d'une partie du chlorure alcalin, - l'électrolyse de la solution aqueuse dans l'enceinte produit de l'acide hypochloreux dont au moins une partie migre de l'enceinte vers la cuve par le conduit, l'au moins une partie d'acide l'hypochloreux ayant migré se diluant dans l'eau présente dans la cuve afin de former la solution désinfectante.

Description

Description
Titre : Système et procédé de production d'une solution désinfectante à base d’acide hypochloreux
[Domaine technique.
[1] L’invention concerne un système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. L’invention concerne également un procédé utilisant ce système.
[2] Le domaine de l'invention est celui de la fabrication et la conception d'appareils et de systèmes de production par voie électrochimique d’acide hypochloreux. L’invention trouve une application particulière dans le domaine de la désinfection de, par exemple, mais sans s’y limiter, l’eau, l’air, les surfaces dures ou molles, les surfaces végétales, animales ou humaines, les surfaces de dispositifs médicaux.
État de la technique.
[3] L’acide hypochloreux (No CAS 7790-92-3) est un acide inorganique faible de formule HOCI. Il se dissocie partiellement dans l’eau pour produire l’ion hypochlorite (OCI ) selon la réaction d’équation 1 :
HOCI(aq) H+(aq> + OCI'(aq) pKa d’environ 7.5 (1 )
[4] En solution aqueuse, la distribution des deux espèces de chlore (HOCI/OCr) dépend du pH de l’eau comme l’indique la figure 1 annexée.
[5] Comme on peut le voir d'après la figure 1 , l’acide hypochloreux est l’espèce prédominante à pH < 7,6 et la forme hypochlorite devient prédominante à pH > 7,6 (pH alcalin). À des valeurs de pH inférieures à 3,5, du chlore gazeux commence à se former. Pour maintenir la solution d’acide hypochloreux (HOCI) sous une forme stable, maximiser ses activités antimicrobiennes et minimiser les produits secondaires indésirables, le pH doit de préférence être maintenu entre 3,5 et 7,5.
[6] L'acide hypochloreux (HOCI) est, par ailleurs, un composé bactéricide majeur de l'immunité innée. Il est produit naturellement chez les mammifères par les globules blancs pour combattre les infections. Il possède des propriétés germicides contre un large éventail de micro-organismes (bactéries, virus, champignons, etc.). Comparé à l'hypochlorite de sodium (constituant principal de l’eau de javel) qui est souvent utilisé comme agent stérilisant, l'acide hypochloreux serait 80 à 120 fois plus efficace tout en étant moins irritant pour la peau.
[7] L'acide hypochloreux a de nombreuses utilisations tel qu'en traitement de l’eau, en hygiène et sécurité alimentaire, en assainissement de tous types de surfaces, objets ou aliments, ainsi qu’en pharmacie et en médecine notamment pour le soin des plaies et la désinfection de la peau. Il faut noter que l'acide hypochloreux est autorisé par la FDA (Food and Drug Administration) (FDA) des États-Unis comme produit biocide. Par ailleurs, la commission européenne a approuvé, en juillet 2021 , le chlore actif libéré à partir d’acide hypochloreux (n° CE : 232-232-5) en tant que substance active dans les produits biocides utilisés pour l’hygiène humaine. La récente épidémie du nouveau coronavirus Covid-19 a non seulement entraîné une rupture de stock des produits de désinfection à base d'alcool sur le marché, mais a également démontré l'importance de l’acide hypochloreux dans la désinfection des lieux susceptibles d'être contaminés par le coronavirus Covid-19. En conséquence, on assite donc aujourd'hui à une demande croissante en solutions désinfectantes à base d’acide hypochloreux dans des secteurs d’application très variés (ex. traitement de l’eau, agroalimentaire, cosmétiques, médecine, etc.).
[8] Différents systèmes et procédés permettant de préparer des solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux ont été proposés dans l'art antérieur. Parmi les systèmes et procédés connus, on peut, à titre d'exemple, citer :
- l’hydrolyse du chlore gazeux selon la réaction d'équation 2 ci-dessous,
- l’acidification d’ion hypochlorite selon la réaction d’équation 3 ci-dessous,
- l’électrolyse d’une solution aqueuse de chlorure de sodium selon les réactions d’équations 4-6 ci-dessous.
Cl2(g) + H2O(|) HOCI(aq) + H+(aq) + Cl’(aq) (2)
OCI (aq) + H+(aq) HOCI(aq) (3)
2CI'(aq) -> Cl2(g) + 2e’ (4) 2H2O(i) + 2e" H2(g) + 20H'(aq) (5)
Cl2(g) + 20H'(aq) —> OCI'(aq) + Cl'(aq) + H2O ) (6)
[9] Le procédé selon l’équation 2 est rapide et efficace pour préparer des solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux, Toutefois, il est très peu utilisé en raison des risques inhérents à la manipulation du chlore gazeux et des dangers liés au stockage de ce dernier.
[10] Le procédé selon l’équation 3 consiste à acidifier une solution aqueuse d’un sel d’hypochlorite tel que l'hypochlorite de calcium ou de sodium, avec une solution aqueuse d’un acidifiant tel que l’acide hydrochlorique pour obtenir une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Cependant, ce procédé nécessite un contrôle très précis du pH et de la température pendant le processus d’acidification pour empêcher ou réduire la génération de chlore gazeux toxique. En outre, ce procédé oblige la fabrication, le transport et le stockage de sels d’hypochlorites et de produits acides qui sont des produits chimiques corrosifs.
[11] Le procédé selon la réaction d’équations 4-6, est le plus largement utilisé pour la production de solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux. Ce procédé ne nécessite généralement pas la présence, dans l’eau, de produits chimiques autres qu’un chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium ou de potassium. En particulier, ce procédé consiste à alimenter une cuve ou enceinte munie d’une cellule électrolytique comportant des électrodes dont au moins une anode et au moins une cathode, en solution aqueuse contenant une certaine proportion de chlorure alcalin, notamment de chlorure de sodium, à électrolyser cette solution aqueuse afin de produire une solution aqueuse d'acide hypochloreux, ensuite à transférer, par exemple par pompage, cette solution d'acide hypochloreux dans une autre enceinte ou cuve pour y être diluée avec de l’eau pour obtenir une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Il faut noter que la réaction d’équation 4 (oxydation des ions chlorure) a lieu au niveau de l’au moins une anode et conduit à la formation du chlore gazeux et celle d’équation 5 (réduction de l'eau) a lieu au niveau de l’au moins une cathode et conduit à la génération du dihydrogène. [12] Pour rappel, les cellules électrolytiques impliquées dans les procédés connus existent en deux catégories :
- La première catégorie comprend les cellules divisées qui utilisent des membranes pour maintenir une séparation complète des produits d'anode et de cathode dans les cellules, ainsi, le chlore gazeux produit à chaque anode selon l’équation se dissout dans l’eau pour former de l’acide hypochloreux selon la réaction d’équation 2 mentionnée plus haut.
- La deuxième catégorie comprend les cellules non divisées qui n'utilisent pas de membranes. Dans ce cas, le chlore gazeux généré à chaque anode peut directement réagir avec l’anion hydroxyde produit à chaque cathode pour former des ions hypochlorites selon la réaction d’équation 6, lesquels ions hypochlorites peuvent être en équilibre avec l’acide hypochloreux selon la réaction d’équation 1 mentionnée plus haut.
[13] Les procédés et systèmes d’électrolyse de l’art antérieur présentent tous l’un ou plusieurs des inconvénients suivants :
- Les solutions désinfectantes produites sont généralement contaminées par des quantités importantes de sel de chlorure et/ou sont très diluées et/ou faiblement concentrées en acide hypochloreux (< 3 ppm).
- Ils impliquent généralement de grandes installations et/ou sont relativement complexes et donc coûteux.
- Ils ne répondent pas au besoin de l’utilisateur qui désire avoir la possibilité d’adapter la production de la solution désinfectante en fonction de la concentration souhaitée en acide hypochloreux. Comme évoqué plus haut, les applications d'utilisation de la solution désinfectante sont multiples, il est bien entendu souhaitable de laisser la possibilité à l'utilisateur de choisir la concentration en acide hypochloreux qui convient le mieux à l’opération de désinfection qu'il doit effectuer.
L’invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients précités. Un autre objectif de l’invention est de proposer un système ou procédé de production d'une solution désinfectante à base d’acide hypochloreux qui laisse la possibilité à un utilisateur d’obtenir ladite solution désinfectante avec la concentration en acide hypochloreux qui convient le mieux à l’utilisation qu’il souhaite en faire. Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un tel système ou tel procédé qui soit simple dans sa conception, aisément réalisable et facile à mettre en œuvre, à petite ou grande échelle et qui soit peu coûteux. Un autre objet de l'invention vise à proposer un tel système ou tel procédé qui permet à l'utilisateur de surveiller la production de ladite solution désinfectante de manière efficace
Présentation de l’invention.
[14] La solution proposée par l’invention est un système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Ce système est remarquable en ce qu’il comprend :
- une cuve de dilution dédiée à la préparation de la solution désinfectante, laquelle cuve comporte une entrée d’eau permettant le remplissage de ladite cuve avec de l’eau,
- au moins un électrolyseur disposé en-dessous de la cuve de dilution, et comportant :
- une enceinte d’électrolyse stockant du chlorure alcalin sous forme solide,
- au moins un jeu d’électrodes comprenant au moins une anode et au moins une cathode agencées dans l’enceinte d’électrolyse,
-- un conduit mettant en communication fluidique l’enceinte d’électrolyse et la cuve de dilution.
[15] Ce système est en outre remarquable en ce que ledit conduit est agencé de sorte que le remplissage de la cuve de dilution en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse en eau, pour préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte, et de sorte que lorsque ladite solution aqueuse est électrolysée dans l’enceinte d’électrolyse à l’aide du jeu d’électrodes pour produire de l’acide hypochloreux, au moins une partie de l’acide hypochloreux puisse migrer de ladite enceinte vers ladite cuve , et puisse se diluer dans l’eau présente dans ladite cuve afin de former la solution désinfectante.
[16] Le système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux selon la présente invention a de nombreux avantages, notamment celui d’être simple dans sa conception, aisément réalisable, facile à mettre en œuvre, à petite ou grande échelle et peu coûteux. En outre, Le système selon la présente invention permet à un utilisateur d’obtenir la solution désinfectante avec la concentration en acide hypochloreux qui convient le mieux à l’utilisation qu’il souhaite en faire. En effet, l’utilisateur peut régler ce système de façon que la solution désinfectante soit concentrée en acide hypochloreux avec la teneur en chlore libre désirée (par exemple, 5 ppm, 100 ppm, 250 ppm, 1500 ppm, 3000 ppm, ou plus de 3000 ppm). Pour cela, il a à sa disposition différentes manières pour régler le système, il peut par exemple augmenter le nombre d’électrolyseurs et/ou le nombre de jeux d’électrodes par électrolyseur et/ou le nombre l’électrodes par jeu d’électrodes. On notera, que le système selon la présente invention ne comprend aucun moyen de transfert par exemple du type pompes pour transférer l’acide hypochloreux (et/ou les ions hypochlorites) généré dans l’enceinte d’électrolyse depuis cette dernière vers la cuve de dilution dans laquelle l’acide hypochloreux doit être mélangé avec l’eau pour former la solution désinfectante. On notera aussi qu’avant l’électrolyse, la cuve de dilution disposée au-dessus de l’enceinte d’électrolyse contenait de l’eau, et qu’après l’électrolyse cette eau a été remplacée par la solution désinfectante.
[17] D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
[18] Avantageusement, l’électrolyse de la solution aqueuse dans l’enceinte d’électrolyse est réglée pour générer la formation de bulles de gaz, de sorte que lesdites bulles créent des turbulences aptes à forcer la migration de l’au moins une partie de l’acide hypochloreux de l’enceinte d’électrolyse vers la cuve de dilution par le conduit.
[19] L’au moins un électrolyseur peut être un ou deux ou trois ou plus de trois électrolyseurs.
[20] L’au moins un jeu d’électrodes peut être un ou deux ou plus de deux jeux d’électrodes. [21] De préférence, l’au moins un jeu d’électrodes comprend en outre une pluralité d’électrodes bipolaires intercalées entre une anode et une cathode de l’au moins un jeu d’électrodes.
[22] Préférentiellement, l’au moins une anode, l’au moins une cathode et la pluralité d’électrodes bipolaires de l’au moins un jeu d’électrodes sont toutes sous forme de plaques planes, parallèles et régulièrement espacées les unes des autres.
[23] Dans une variante de réalisation, l’au moins un jeu d’électrodes comprend une pluralité d’anodes et une pluralité de cathodes, lesquelles pluralités d’anodes et de cathodes se présentent sous forme de plaques planes disposées en rangées parallèles de polarité alternée.
[24] L’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur peut avoir une capacité d’au moins 10 litres.
[25] La cuve de dilution peut en outre comprendre des moyens pour briser (ou réduire la taille) les bulles de chlore gazeux pouvant être provenir dans l’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur afin de favoriser la dissolution du chlore gazeux dans l’eau, lesdits moyens pour briser lesdites bulles de chlore gazeux étant agencés au fond de la cuve de dilution au moins en regard du conduit mettant en communication fluidique l’enceinte d’électrolyse et la cuve de dilution.
[26] Les moyens pour briser les bulles de gaz peuvent être constitués par au moins une plaque plane ayant des perforations dont le diamètre est suffisant pour réduire la taille des bulles de gaz à des dimensions favorisant la dissolution du chlore dans l’eau.
[27] De préférence, les perforations de l’au moins une plaque ont un diamètre inférieur à 5 mm, de préférence, inférieur à 1 mm.
[28] En particulier, les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par plusieurs plaques planes et perforées, ces plaques sont superposées de telle sorte que les perforations d’une plaque sont décalées par rapport aux perforations d’une autre plaque qui lui est adjacente [29] Avantageusement, le système selon la présente invention comprend en outre un dispositif de mesure comportant :
- un capteur adapté pour mesurer la teneur en chlore libre dans la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution,
- un afficheur adapté pour afficher la teneur en chlore libre mesurée par le capteur de chlore libre.
[30] Typiquement, le système selon la présente invention comprend en outre des moyens de régulation pour réguler le pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution.
[31] Avantageusement, le système selon la présente invention comprend en outre une unité de commande fonctionnellement raccordée au dispositif de mesure de la teneur en chlore libre, laquelle unité de commande est adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur et une valeur seuil de la teneur en chlore libre, et interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre.
[32] En particulier, la valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.
[33] En pratique, la cuve de dilution présente une entrée d’eau qui est raccordée à une source d’eau par un circuit d’amenée d’eau comportant, en direction de la cuve de dilution, une électrovanne et une pompe de circulation.
[34] En pratique encore, la cuve de dilution présente une sortie de prélèvement de la solution désinfectante, laquelle sortie de prélèvement est reliée à un piquage prévu sur le circuit d’amenée d’eau entre l’électrovanne et la pompe de circulation de sorte que la ligne de prélèvement forme avec la pompe et la partie du circuit d’amenée d’eau située après cette pompe une boucle de recirculation qui est configurée pour faire circuler la solution désinfectante depuis la sortie de prélèvement vers l’entrée d’eau. [35] De préférence, le dispositif de mesure de chlore libre est placé sur la boucle de recirculation, notamment sur la ligne de prélèvement, de sorte à permettre de réaliser des mesures en continu sur la solution désinfectante.
[36] La solution aqueuse à électrolyser peut avoir un pH de 3 à 8, de préférence, un pH de 6 à 8.
[37] Selon un autre aspect, la présente invention concerne un procédé de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Ce procédé est remarquable en qu’il comporte : a) une étape de fourniture d’un système selon la présente invention ; b) une étape de remplissage de la cuve de dilution dudit système avec de l’eau, et dans laquelle le remplissage de la cuve de dilution en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur dudit système par le conduit mettant en communication fluidique ladite enceinte d’électrolyse et ladite cuve de dilution, afin de préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte d’électrolyse ; c) une étape d’application d’un courant électrique aux électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes dudit au moins un électrolyseur pour électrolyser la solution aqueuse contenant des ions chlorures dans ladite enceinte afin de produire de l’acide hypochloreux, et dans laquelle au moins une partie de l’acide hypochloreux migre de ladite enceinte vers ladite cuve de dilution par ledit conduit, l’au moins une partie d’acide l’hypochloreux ayant migré se diluant dans l’eau présente dans ladite cuve de dilution afin de former la solution désinfectante ; d) une étape de mesure de la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution ; e) une étape d’interruption de l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée à l’étape d) atteint une valeur de teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante ; f) optionnellement, une étape de mesure de la teneur en chlore libre par un capteur apte à mesurer la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution ; g) optionnellement, l’interruption de l’électrolyse prévue à l’étape e) est prise en charge par une unité de commande adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur à l’étape f) et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre ; h) optionnellement, une étape de mesure d’au moins un paramètre intrinsèque de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution, lequel paramètre intrinsèque est choisi dans la liste de paramètres comprenant le pH, la température, la conductivité, et la dureté ; i) optionnellement, une étape de régulation du pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution.
[38] Dans des modes de réalisation particuliers, la tension de courant appliquée aux électrodes, à l’étape c) du procédé, est comprise entre 1 et 15 volts, de préférence entre 2 et 10 volts.
[39] Avantageusement, la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux a un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, de préférence un pH d’environ 6,5.
De préférence, à l’étape optionnelle g) du procédé, la valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.
Brève description des figures.
[40] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description des mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
[Fig. 1] est une illustration de courbes de dissociation de l’acide hypochloreux dans l’eau en fonction du pH ;
[Fig. 2] est une représentation schématique d'un système de production d'une solution désinfectante selon l’invention équipé d'une cuve de dilution et d’un électrolyseur ;
[Fig. 3] est une représentation schématique d'un autre système de production d'une solution désinfectante selon l’invention équipé d’une cuve de dilution et de deux électrolyseurs ;
[Fig. 4] est une représentation photographique d'un système de production d'une solution désinfectante selon l’invention équipé d’une cuve de dilution et de trois électrolyseurs ;
[Fig. 5] est une vue en perspective d’un exemple d’électrolyseur convenant à la présente invention ;
[Fig. 6] est une vue en perspective d’un exemple de tube creux pouvant servir d’élément support à un jeu d’électrodes du système selon l’invention ;
[Fig. 7] est une vue en perspective d’un exemple d’un jeu d’électrodes convenant à la présente invention ;
[Fig. 8] est une représentation schématique du système de la figure 2 équipé en outre d’un dispositif de mesure de la teneur en chlore libre ;
[Fig. 9] est une représentation schématique du système de la figure 8 équipé en outre d’une unité de commande ;
[Fig. 10] est une représentation schématique du système de la figure 9 selon une première variante, le système étant en outre équipé d’une boucle de recirculation et dont la cuve de dilution est munie de détecteurs de niveaux ;
[Fig. 11] est une représentation schématique du système de la figure 9 selon une autre variante de réalisation, le système en outre étant équipé d’une autre forme de boucle de recirculation et dont la cuve de dilution est munie de détecteurs de niveaux ;
[Fig. 12] est une représentation schématique d’un exemple de cuve de dilution du système de l’invention selon une variante de réalisation, dans laquelle la cuve de dilution est munie d’une jauge tubulaire.
Description des modes de réalisation.
[41] La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique exposée seulement dans un mode de réalisation pouvant être généralisée aux autres modes de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. [42] La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique exposée seulement dans un mode de réalisation pouvant être généralisée aux autres modes de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. On note dès à présent que les figures annexées sont très simplifiées, les éléments qui y sont représentés ne sont donc pas nécessairement à l'échelle les uns par rapport à l'autre ou d'une figure à l'autre. Chaque référence conserve la même signification d'une figure à l'autre.
[43] La présente invention vise en premier lieu un système destiné à produire une solution désinfectante à base d’acide hypochloreux, de préférence, une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur en chlore libre supérieure 5 ppm. Ce système peut être utilisé par des utilisateurs pour produire la solution désinfectante à petite échelle, sur site ou à la demande ou encore à échelle industrielle.
[44] Par « ppm », il faut comprendre partie par million. Il faut savoir que dans le cas d’une solution aqueuse, une concentration de 1 ppm peut être exprimée de la façon suivante 1 ppm = 1 mg/kg = 1 mg/L.
[45] Le système objet de l’invention, comprend :
- au moins un électrolyseur 100, et
- une cuve de dilution 300 dédiée à la préparation de la solution désinfectante.
[46] Par « au moins un électrolyseur » il faut comprendre un électrolyseur (voir figure 2), deux électrolyseurs (voir figure 3), trois électrolyseurs (voir figure 4) ou plus de trois électrolyseurs. Aussi, par souci de simplification, seul le cas du système avec un seul électrolyseur, représenté sur la figure 2, sera abordé dans la suite de la description, mais le système et le procédé selon la présente invention fonctionne de façon similaire avec deux, trois ou plus de trois électrolyseurs, et, avantageusement, avec des performances élevées en production d’acide hypochloreux et de solutions désinfectantes le contenant.
[47] Par ailleurs, l’électrolyseur 100 mis en œuvre comporte une enceinte d’électrolyse 110 équipée d’au moins un jeu d’électrodes 120. [48] Par « au moins un jeu d’électrodes », il faut comprendre un jeu d’électrodes (voir par exemple la figure 2), deux ou plus de deux jeux d’électrodes (voir figure 5). Là aussi, par souci de simplification, seul le cas de l’électrolyseur avec un seul jeu d’électrodes, représenté sur la figure 2, sera abordé dans la suite de la description, mais le système et le procédé selon la présente invention fonctionne de façon similaire avec deux ou plus de deux jeux d’électrodes, et, avantageusement, avec des performances élevées en production d’acide hypochloreux et de solutions désinfectantes le contenant.
[49] D’un autre côté, comme nous le décrirons par la suite, la cuve de dilution 300 du système est munie d’au moins une sortie de fond 303. En principe, chaque au moins une sortie de fond 303 est destinée à être utilisée avec à un électrolyseur 100. La cuve de dilution 300 peut être munie de deux, trois ou plus de trois sorties de fond 303 mais dont seulement une sortie de fond 303 est raccordée à un électrolyseur 100. Par exemple, en relation avec la figure 2, un seul électrolyseur 100 équipe le système selon l’invention, et la cuve de dilution 300 est représentée avec une seule sortie de fond 303. Cependant, la cuve de dilution 300 peut être une cuve à plusieurs sorties de fond dans laquelle les sorties de fond non utilisées peuvent être fermées par un moyen de fermeture approprié (par exemple bouchon, robinet, vanne de fermeture, etc.).
[50] Electrolyseur 100
[51] Le ou les jeux d’électrodes 120 de l’au moins un électrolyseur 100, sont destinés chacun à être alimentés en électricité par une source d’énergie 101 produisant un courant électrique. Celui-ci peut être un courant continu et/ou pulsé.
[52] En se référant à la figure 2, l’électrolyseur 100 comprend une enceinte d’électrolyse 110 stockant du chlorure alcalin sous forme solide, et présentant généralement une ouverture supérieure 111 , laquelle peut être fermée de façon étanche par un couvercle amovible 130.
[53] Le chlorure alcalin stocké sous forme solide dans l’enceinte d’électrolyse 110 est destiné à être mélangé avec de l’eau dans cette enceinte 110 afin de produire la solution aqueuse contenant des ions de chlorure dont l’électrolyse permet d’obtenir de l’acide hypochloreux.
[54] Par « chlorure alcalin » on entend selon la présente invention le chlorure de sodium, le chlorure de potassium et leur mélange. Par souci de simplification, seul le cas du chlorure de sodium sera abordé dans la suite de la description, mais le système et le procédé selon la présente invention s'applique à tous types de chlorure alcalin.
[55] Par « forme solide » on entend selon la présente invention toute forme solide ayant un poids d’environ 5 g à 30 g. De préférence, la forme solide de chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium est choisie parmi des pastilles, des comprimés, et des tablettes. Les avantages d'utiliser le chlorure alcalin sous forme solide seront discutés ultérieurement.
[56] L’enceinte 110 peut être réalisée en n'importe quelle matière appropriée électriquement isolante et résistante à la corrosion par la solution aqueuse contenant le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium ainsi que par les produits générés lors de l’électrolyse. De préférence, l’enceinte 110 est réalisée en verre ou en plastique rigide, de préférence, transparent, par exemple, en chlorure de polyvinyle (PVC), en polypropylène renforcé de fibres de verre (PRV), ou en Acrylonitrile-Butadiène-Styrène (ABS) ou en polycarbonate (PC). Il est clair cependant que cette liste n'est pas limitative. L’utilisation d’une matière, verre ou plastique, transparente permet de réaliser une inspection visuelle des composants internes de la cellule 110 et d’observer l’électrolyse pendant les opérations normales.
[57] En pratique, l’enceinte 110 a la forme d’un cylindre à section circulaire qui s'étend selon la direction verticale. Sa hauteur varie par exemple de 15 cm à 150 cm ou plus de 150 cm, et son diamètre varie par exemple de 10 cm à 80 cm, ou plus de 80 cm. Les formes et dimensions décrites pour l’enceinte 110 ne sont données qu'à titre d'exemple, car cette dernière peut avoir toute autre forme (ex. parallélépipédique ou cylindre de section ovale, ou autres forme) et dimensions appropriées, convenant au mieux à l'utilisation à laquelle l’enceinte 110 et le système selon l’invention sont destinés. Par ailleurs, l’enceinte 110 peut présenter toute forme engendrée par une droite qui se déplace parallèlement à un axe, en s'appuyant sur deux plans fixes. Ainsi la section circulaire d’une enceinte cylindrique peut être tronquée pour présenter une partie plane 112 dans presque toute sa hauteur telle qu'illustré sur la figure 5.
[58] Comme représenté sur les figures 2 et 8 à 12, l’enceinte d’électrolyse 110 du système selon l’invention est munie d’un jeu d’électrodes 120, lequel est destiné à être raccordé la source d’énergie 101 produisant un courant électrique. Nous pouvons rappeler ici que l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et que deux, trois voire plus de trois jeux d'électrodes 120 peuvent équiper l’enceinte d’électrolyse 110. Le nombre de jeux d’électrodes 120 à utiliser peut être choisi en fonction des performances globales souhaitées (ex. temps de production de la solution désinfectant contenant de l’acide hypochloreux). En effet, la Demanderesse a pu constater qu’avec un système selon l’invention comprenant une seule enceinte d’électrolyse 110, plus le nombre de jeux d’électrodes augmente plus le temps de production de la solution désinfectante ayant une teneur en chlore libre donnée est réduit. Ceci est mis en évidence dans le [Table 1] des exemples et qui montre l’effet du nombre de jeu d’électrodes 120 par électrolyseur 100 sur le temps de production de la solution désinfectante selon la présente invention.
[59] Le ou les jeux d’électrodes 120 comprennent chacun au moins une anode et une cathode (non représentées). Nous rappelons ici que, selon des définitions bien connues de l'homme du métier, doit être entendu : par « anode » une électrode positive, laquelle va être le siège de la réaction d’oxydation d’équation n°4 (2CI'(aq) Cl2(g) + 2e' ) mentionnée plus haut, et par « cathode » une électrode négative , laquelle va être le siège de la réaction de réduction mentionnée plus haut.
[60] Les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes 120 peuvent être réalisées en titane, en titane recouvert par un revêtement catalytique contenant des oxydes métalliques, tels que l’oxyde de titane, l’oxyde de ruthénium, l’oxyde d’iridium et l’oxyde d’étain ; en alliage de titane ; en alliage hastelloy® (alliage nickel-chrome-molybdène) ou en tout autre métal ou alliage résistant à la corrosion. A titre d’exemple, un tel revêtement catalytique peut être constitué de 45 à 55% d'oxydes de titane, 25 à 30 % d'oxyde de ruthénium et 20 à 20% d'iridium. Les électrodes peuvent avoir une forme du type plaques planes ou d’autres formes appropriées convenant au mieux à l'utilisation à laquelle le (au moins) un jeu d'électrodes 120 est destiné dans le cadre de la présente invention. De préférence, les électrodes du (au moins) un jeu d’électrodes 120 sont sous forme de plaques planes faites d'une épaisseur suffisante (ex. 1 mm à 4 mm) pour être rigides. Ces plaques planes peuvent avoir une largeur allant par exemple de 25 mm à 100 mm et une longueur suffisante pour pouvoir insérer le (au moins) un jeu d’électrodes 120 dans le sens diamétral dans l’enceinte 110 et de sorte que les électrodes de l’au moins un jeu d'électrodes 120 soit au moins partiellement disposées à l’intérieur l’enceinte 110. A titre d’exemple pour une enceinte de 25 cm de diamètre, les plaques planes peuvent avoir une largeur inférieure à 25 cm, par exemple une longueur comprise entre 15 cm à 24 cm. En particulier, l'espace inter-électrodes est compris entre 0,1 cm et 1 ,2 cm, de préférence entre 0,1 cm et 0,5 cm. Il convient de noter que plus les électrodes sont proches les unes des autres, plus la surface de contact/échange par unité de volume est importante et donc moins la tension nécessaire est importante. En effet, à mesure que la distance augmente, le besoin énergétique pour faire passer le courant électrique (transporté par les ions) à travers la solution aqueuse contenant des ions chlorures augmente. L'augmentation de la distance augmente la résistance électrique et donc à intensité de courant identique, il faut augmenter la tension (loi d'Ohm).
[61] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, non représentés, les électrodes du (au moins) un jeu d’électrodes 120 sont au nombre de deux électrodes dont une anode et une cathode, lesquelles anode et cathode sont sous forme de plaques planes parallèles l’une de l’autre, et sont assez espacées l’une de l’autre, par exemple de 0,1 cm et 1 ,2 cm, de préférence entre 0,1 cm et 0,5 cm.
[62] Dans d’autres modes de réalisation particuliers de l’invention, non représentés, un jeu d’électrodes 120 peut comprendre deux ou plusieurs anodes et deux ou plusieurs cathodes, lesquelles anodes et cathodes sont sous forme de plaques planes parallèles les unes des autres, et sont alternées dans le jeu d’électrodes 120 et assez espacées les unes des autres, par exemple de 0,1 cm et 1 ,2 cm, de préférence entre 0,1 cm et 0,5 cm.
[63] De préférence, le (au moins) un jeu d’électrodes 120 comprend en outre une ou plusieurs électrodes bipolaires agencées entre une anode et une cathode du (au moins) un jeu d’électrodes 120.
[64] Par le terme « électrode bipolaire » on entend selon la présente invention, une électrode se trouvant à un potentiel intermédiaire entre une électrode à un potentiel plus élevé et une autre électrode à un potentiel plus faible, de sorte que ladite électrode agit simultanément comme une anode sur la partie en vis-à-vis de l'électrode à potentiel inférieur et comme une cathode sur la partie en vis-à-vis de l'autre. Dans le cas d'électrodes planes, des réactions de type anodiques s'y produisent sur une face et de type cathodique sur l'autre face.
[65] La ou les électrodes bipolaires peuvent être réalisée en tout métal ou alliage résistant à la corrosion comme pour les autres électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120. Par ailleurs, la ou les électrodes bipolaires peuvent aussi avoir une forme sensiblement similaire ou identique à celle de l’anode et de la cathode du (au moins un) jeu d’électrodes 120. Préférentiellement, l’anode, la cathode et la ou les électrodes bipolaires sont toutes sous forme de plaques planes, parallèles et régulièrement espacées les unes des autres, par exemple de 0,1 cm à 1 cm. Le nombre d’électrodes bipolaires par jeu d’électrodes 120 peut par exemple aller de 1 à 20, en particulier de 2 à 18, par exemple peut être égal à 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16 ou 17.
[66] Il convient de rappeler que, par jeu d’électrodes 120, le nombre d’anode(s) peut être égal à un ou plus et le nombre de cathode peut être égal à un ou plus.
[67] Les électrodes bipolaires sont bien connues dans l’art (JP2004237165A, EP0065889A1 , WO2012172118A1 ).
[68] De préférence, l’au moins un jeu d’électrodes est de type non divisé (non
[69] Dans des modes de réalisation particuliers, non représentés, l’électrolyseur 100 ou le système selon l’invention peut également comprendre au moins un commutateur ou un circuit électrique de commande utilisable pour inverser périodiquement, par exemple toutes les 90 min avec un temps de pause de 5 min, les polarités des électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes, de sorte que le courant électrique circule, entre les électrodes, dans un sens, puis dans le sens opposé (fonctionnement bipolaire). L'inversion de la polarité des électrodes a pour but d’éliminer ou d'empêcher une accumulation de dépôts (ex. dépôt de calcium) sur les surfaces des électrodes pendant le fonctionnement. Elle entraîne un fonctionnement amélioré des électrodes et permet de prolonger leur durée de vie. Lors de l’inversions de polarités, un de temps de pause après une dépolarisation et une repolarisation des électrodes de 5 min est optimal, ceci permet d'éviter la formation de courts-circuits entre les électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120. Ces courts circuits peuvent détériorer progressivement ces électrodes. L’inversion des polarités des électrodes et le temps de pause peuvent être commandés pour l’unité de commande 600 qui sera décrite plus en détail plus loin.
[70] Avantageusement, le (au moins un) jeu d’électrodes 120 est configuré ou adapté pour être inséré, de façon amovible et étanche, dans l’enceinte d’électrolyse 110 à travers une ouverture 114, respective, ménagée à cet effet dans une paroi de l’enceinte d’électrolyse 110, et de sorte que, en usage, les électrodes dudit (au moins un) jeu d’électrodes 120 soient au moins en partie immergées dans la solution aqueuse saline à électrolyser. Le maintien en position du ou des jeux d’électrodes 120 dans la paroi de l’enceinte 110 peut être réalisé par tout moyen convenant à l’homme du métier, notamment par insertion avec emboîtement par baïonnette ou par vissage sur la paroi à travers laquelle le (au moins un) jeu d’électrodes 120 est inséré. L’ouverture 114 de la paroi 112 a par exemple un diamètre d’environ de 90 mm.
[71] Dans des modes de réalisation particuliers (non représenté), le (au moins un) jeu d’électrodes 120 se présente sous forme de ou est disposé dans un boîtier, cylindrique ou parallélépipédique, insérable dans l’enceinte d’électrolyse 110 et présentant des ouvertures ou perçages périphériques appropriés de sorte que, en fonctionnement, les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes soient en contact avec la solution aqueuse à électrolyser, d’une part, et le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, sous forme solide, ne puisse pas venir s’incruster entre les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes (120) et provoquer des courts-circuits dans le l’électrolyseur 100, d’autre part.
[72] Dans un mode de réalisation particulier, présenté notamment sur la figure 5, l’enceinte d’électrolyse 110 est munie de tubes creux allongés 121 , d’axe horizontal, disposés chacun dans l’enceinte 110. Chacun de ces tubes creux 121 sert d’élément support pour un jeu d’électrodes 120 et est conçu pour faciliter l’insertion du jeu d’électrodes 120 dans l’enceinte 110, d’une part, et le retrait du jeu d’électrodes 120 de l'enceinte 110, d’autre part, par exemple lorsque l’on souhaite effectuer des opérations de contrôle à réaliser sur les électrodes et/ou de remplacement de ces dernières. En pratique, les tubes creux allongés 121 présentent chacun des perçages périphériques prévus pour que, en usage, les électrodes du (au moins) un jeu d’électrodes 120 insérées dans le tube creux 121 , respectif, se trouvent en contact avec la solution aqueuse saline à électrolyse. De tels perçages périphériques ont par ailleurs pour but de d’éviter que le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, sous forme solide, vienne s’incruster entre les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes (120) et provoquer des courts-circuits dans le l’électrolyseur. Les tubes creux allongés peuvent être réalisés en une matière sensiblement identique ou similaire à celle constituant l’enceinte 110. Leurs perçages périphériques peuvent avoir un diamètre de 10 mm ou moins.
[73] Sur la figure 6, il est montré un tube creux allongé 121 dont l’extrémité qui est destinée à être fixée dans la paroi 112 de l’enceinte 100, présente un filetage extérieur 119 prévu pour fixer par vissage un jeu d’électrodes 120 pourvu d'un contre-filetage (non représenté). Bien entendu, on peut prévoir d'autres moyens ou techniques de fixation que ceux décrits avec référence à la figure 6 pour assurer la fixation réversible et étanche d’un jeu d’électrodes 120 dans un tube creux allongé 121 .
[74] Concernant l’agencement du (au moins un) jeu d’électrodes 120 dans l’enceinte d’électrolyse 110, on peut se référer à la demande de brevet WO2012172118A1 au nom de la demanderesse.
[75] De manière générale, en se rapportant aux figures 2, 3, 8 à 12, l’enceinte 110 est surmontée d’un couvercle 130. Celui-ci est configuré ou adapté pour fermer l’ouverture supérieure 111 de ladite enceinte 110, de façon étanche. Ce couvercle 130 est amovible de manière à permettre le chargement du chlorure alcalin sous forme solide dans l’enceinte 110, d’une part, et à autoriser un accès facile à l’intérieur de l’enceinte 110, en vue notamment de pouvoir réaliser des opérations de vidage et/ou de nettoyage de l’enceinte 110, d’autre part. Le couvercle 130 est réalisé en une matière sensiblement similaire ou identique à celle de l’enceinte 110, notamment en PVC, en ABS ou en PC.
[76] Le couvercle 130 peut être fixé sur l’enceinte par vissage. Sur la figure 5, la partie supérieure de l’enceinte 110 présente un filetage extérieur 113 prévu pour fixer par vissage le couvercle 130 pourvu d'un contre-filetage (non représenté). Bien entendu, on peut prévoir d'autres moyens ou techniques de fixation que ceux décrits avec référence à la figure 5 pour assurer la fermeture réversible de l’enceinte 110. A titre d’exemple de ces autres moyens ou techniques on peut citer ceux couramment utilisés dans le domaine des systèmes d'ouverture et de fermeture pour autocuiseurs.
[77] Par ailleurs, le couvercle 130 peut être équipé d’un joint d'étanchéité (non représenté) approprié, par exemple en élastomère, permettant de réaliser ou de renforcer l’étanchéité entre l’enceinte 110 et le couvercle 130.
[78] Sur les figures 2 à 5, et 8 à 12, le couvercle 130 est muni d’un conduit 200 (dénommé conduit de communication). Celui-ci est destiné à permettre une communication fluidique entre l’intérieur et l'extérieur de l’enceinte d’électrolyse 110. Le conduit de communication 200 peut être utilisé pour le remplissage de l’enceinte d’électrolyse 110 en eau pour la dissolution du chlorure alcalin qui y est déjà chargé sous forme solide (via l’ouverture supérieure 111 ) afin de former la solution aqueuse contenant des ions chlorures à électrolyser. Le conduit de communication 200 autorise également le déplacement du gaz d’hydrogène, d’au moins une partie d’acide hypochloreux et le, cas échéant, du chlore gazeux générés dans l’enceinte 110 pendant la réaction d’électrolyse depuis cette enceinte 110 vers la cuve de dilution 300 dédiée à la préparation de la solution désinfectante comme cela sera décrit plus en détail par la suite.
[79] Ce conduit de communication 200 est réalisé en une matière sensiblement similaire ou identique à celle de l’enceinte 110 ou au couvercle 130, notamment en PVC, en ABS ou en PC. Il a de préférence la forme d'un tube cylindrique de base circulaire. En usage, il débouche par son extrémité inférieure dans l’enceinte 110 à travers un orifice de couvercle 131 agencé dans le couvercle amovible130. L’extrémité supérieure libre de ce conduit de communication 200 est destinée à être raccordée à la cuve de dilution 300 comme cela sera décrit plus bas.
[80] Un tel conduit de communication 200 peut être réalisé monobloc avec le couvercle 130 ou être rapporté fixement de façon étanche, par exemple par l’intermédiaire d’une bague d’étanchéité en caoutchouc (non illustrée) dans ce couvercle 130.
[81] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention (non représentés), l’enceinte d’électrolyse peut en outre comprendre à sa partie inférieure un orifice de sortie permettant son vidage. Cet orifice de sortie peut être par exemple fermé par tout moyen d’obturation approprié, par exemple par un bouchon, un robinet ou autres.
[82] Un exemple d’électrolyseur qui peut être utilisé avec le système selon la présente invention est décrit dans la demande de brevet WO2012172118A1 au nom de la Demanderesse, ou est commercialisé par cette dernière sous le nom de marque CHLOR’IN ( https://www.chlor-in.com/concept-chlor-in-p3.php ).
[83] Sur les figures annexées, le conduit 200 est un conduit droit et vertical ou sensiblement droit et vertical, mais il est envisageable de prévoir un conduit incliné, ou un conduit de forme hélicoïdale, vertical ou incliné.
[84] Cuve de dilution
[85] Le système selon la présente invention comporte en outre une cuve de dilution 300 dans laquelle la solution désinfectante va être préparée par dilution de l'acide hypochloreux provenant de l'au moins un électrolyseur dans de l'eau fournie par la source d’eau S.
[86] La cuve 300 est destinée à être placée au-dessus de l’au moins un électrolyseur 100. Le nombre d’électrolyseurs peut être de 1 , 2 ou 3 ou plus tel qu’indiqué plus haut. Comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 4, cette cuve 300 est placée au-dessus de, respectivement, 1 , 2 et 3 électrolyseurs 100. Le nombre d’électrolyseurs 100 est choisi en fonction des performances globales souhaitées (ex. temps de production de la solution désinfectant contenant de l’acide hypochloreux, teneur en acide hypochloreux souhaitée pour la solution désinfectant). En effet, la Demanderesse a pu constater que pour une cuve de dilution 300 d’un volume donné d’eau, plus il y a d’électrolyseurs plus la solution désinfectante est obtenue avec une concentration donnée en acide hypochloreux en un temps plus court. Ceci est mis en évidence dans le [Table 1] des exemples présentés plus avant, et qui montre l’effet du nombre d’électrolyseurs 120 sur le temps de production de la solution désinfectante selon la présente invention.
[87] La cuve 300 selon l’invention présente à sa partie supérieure une entrée d’eau 302 et à son fond 305 au moins une sortie (ou orifice) de fond 303 (une sortie de fond par électrolyseur).
[88] L’entrée d’eau 302 est dédiée à l’introduction d’eau dans la cuve de dilution 300. Il est destiné à être reliée à une source d'alimentation en eau ”S” telle que par exemple un robinet ou un conduit d’eau municipale, ou autre.
[89] En pratique, l'eau à apporter dans la cuve de dilution 300 est une eau de ville, mais il est bien évidement possible d’utiliser une eau de source naturelle, une eau distillée, ou une eau désionisée ou filtrée.
[90] Aussi, dans un mode de réalisation particulier (non représenté), le système selon la présente invention peut en outre comprendre un filtre à eau agencé entre la source d'alimentation en eau S et l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300. Ce filtre à eau a pour but d’éliminer, ou tout au moins de réduire, des éventuels composés organiques (ou polluants organiques) qui seraient présents et qui pourraient interagir avec le chlore, entre autres produits d’électrolyse de l’eau saturée en chlorure de sodium. Le filtre à eau peut être de n’importe quel type connu de l'Homme du métier tel que par exemple un filtre particulaire (filtre cartouche, membrane de microfiltration, sable) ; un filtre à charbon actif ; une membrane d'ultrafiltration ; un contacteur membranaire ou une membrane de filtration gazeuse.
[91] La sortie de fond 303 de la cuve de dilution 300 est configurée ou adaptée pour se raccorder au conduit de communication 200 de l’électrolyseur 100 afin de permettre une communication fluidique entre cette cuve de dilution 300 et l’intérieur de l’enceinte d’électrolyse 110 de cet électrolyseur 100.
[92] La sortie de fond 303 peut être raccordée au conduit de communication 200 de l’électrolyseur 100, par exemple, au moyen de tout type de raccord rapide et étanche approprié connu de l’homme du métier (voir par ex. US5580099A; US20190063652A1 ; EP0829671A2, US20180252347A1).
[93] Par « sortie de fond 303 » on désigne un orifice de fond de la cuve 300 ou un conduit de fond approprié inséré dans ledit orifice de fond de la cuve 300, lequel conduit de fond peut être rapporté et monté sur la cuve de dilution 300 afin de pouvoir y être fixé à demeure, ou de façon démontable.
[94] La cuve de dilution 300 peut avoir toute forme (ex. parallélépipédique ou cylindrique de section ovale, ou autres forme) et dimensions appropriées, convenant au mieux à l'utilisation à laquelle l’enceinte 110 et le système selon l’invention sont destinés. En pratique, la cuve 300 a la forme d’un parallélépipède à section carrée ou rectangulaire. Le volume de la cuve de dilution 300 peut aller de 1 litre à 500 litres ou plus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ces formes ou dimension pour la cuve de dilution 300.
[95] En pratique, la cuve de dilution 300 est réalisé en une matière sensiblement similaire ou identique à celle de l’enceinte 110, notamment en PVC, en ABS ou en PC. Il est de préférence protégé contre la lumière ambiante, par exemple par un dispositif auxiliaire de protection contre la lumière ambiante (non représenté). Ce dispositif auxiliaire peut prendre la forme d’une boîte ou une armoire dont les parois sont en matière opaque, par exemple, mais sans s’y limiter, bois, plastique (ex. PVC, PEHD) opaque, verre opaque, métal (ex. Inox).
[96] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention (non représentés), la cuve de dilution 300 peut en outre comprendre à sa partie inférieure un orifice de sortie permettant la distribution de la solution désinfectante ou le vidage de la cuve 300. Cet orifice de sortie peut être fermé par exemple au moyen d’un robinet ou être raccordé par des moyens de raccordement (ex. conduite) à un réservoir de stockage apte à recevoir la solution désinfectante ou à un tuyau flexible de distribution de cette dernière. [97] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention (non représentés), la cuve de dilution 300 peut en outre comprendre des moyens pour briser les bulles de chlore gazeux pouvant provenir de l’enceinte d’électrolyse 110 de l’au moins un électrolyseur 100 afin de favoriser la dissolution du chlore gazeux dans l’eau, lesdits moyens pour briser lesdites bulles de chlore gazeux étant agencés au fond de la cuve de dilution 300 au moins en regard du conduit 200 mettant en communication fluidique ladite enceinte d’électrolyse et la cuve de dilution 300. Les moyens pour briser les bulles de gaz peuvent être constitués par au moins une plaque plane et présentant des perforations dont le diamètre est suffisant pour réduire la taille des bulles de gaz à des dimensions favorisant la dissolution du chlore dans l’eau. De préférence, les perforations de l’au moins une plaque ont un diamètre inférieur à 5 mm, de préférence, inférieur à 1 mm.
Préférentiellement, les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par plusieurs plaques planes et perforées. Ces plaques sont généralement superposées de telle sorte que les perforations d’une plaque sont décalées par rapport aux perforations d’une autre plaque qui lui est adjacente.
[98] Dans une variante, non représentée, les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par une crépine en métal inoxydable ou en plastique (ex. PVC) et à mailles dont la taille est inférieure à 5 mm, de préférence, inférieure à 1 mm.
[99] Utilisation du système selon l’invention.
[100] Le système selon la présente invention peut être monté de la manière décrite ci-après, qui se déduit aisément des explications précédentes en relation avec notamment la figure 1 , et sans que cette description du montage ou d’utilisation du système selon l’invention ne doit être interprétée dans un sens limitatif.
[101] Etape 1 : on commence par l’enceinte d’électrolyse 110, laquelle est en pratique déjà munie du (au moins) un jeu d’électrodes 120. On charge l’enceinte d’électrolyse avec le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium sous forme solide. On peut indiquer que la quantité de chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium à charger dans l’enceinte d’électrolyse doit être suffisante pour préparer une solution aqueuse dans laquelle une partie du chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium est dissoute, par exemple une saumure ou une solution aqueuse saturée en ce chlorure alcalin. On rappelle ici que dans le cas du chlorure de sodium, celui-ci présente une solubilité d’environ 357 g par litre d’eau à CTC. Dans un exemple particulier, on charge environ 25 kg de chlorure de sodium sous forme de pastilles d’environ 15 g dans une enceinte d’électrolyse d’une capacité d’environ 40 litres. On peut par ailleurs indiquer que le chlorure de sodium sous forme de pastilles d’environ 15 g est disponible sous le nom de marque AXAL® PRO, auprès de l’entreprise K+S Minerais and Agriculture GmbH, située en Allemagne. En variante de l'exemple particulier décrit ici, on peut utiliser du chlorure de potassium ou un mélange de chlorure de sodium et chlorure de potassium pour préparer la solution aqueuse à électrolyser.
[102] Etape 2 : on ferme ensuite l’enceinte d’électrolyse 110 par son couvercle amovible 130.
[103] Etape 3 : on place l’enceinte d’électrolyse 110 chargée en chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, et fermée par son couvercle 130 sous la cuve de dilution 300. En relation avec l’exemple particulier précité, on choisit une cuve de dilution de 260 litres pour au moins une enceinte d’électrolyse dont la capacité est d’environ 40 litres.
[104] Etape 4 : on raccorde le conduit 200 de l’électrolyseur 100 à la sortie de fond 303 correspondante de la cuve de dilution 300. Le raccordement peut se faire par tout moyen d’accouplement rapide et étanche approprié connu de l'homme du métier, comme mentionné plus haut. A présent, la cuve de dilution 300 et l’enceinte d’électrolyse 110 de l’électrolyseur 100 sont en communication fluidique l’une avec l’autre.
[105] Etape 5 : on relie la cuve de dilution 300 à la source d’alimentation en eau S, le cas échéant, via un filtre d’eau approprié comme mentionné plus haut.
[106] Etape 6 : on introduit l’eau dans la cuve de dilution 300 jusqu’à remplissage de cette dernière et aussi de l’enceinte d’électrolyse 110, cette dernière se remplissant en eau via la sortie de fond 303 de la cuve de dilution 300 et le conduit 200 de l’enceinte d’électrolyse 110 auquel cette sortie de fond 303 est raccordée. On peut mentionner ici l’avantage d’utiliser du chlorure alcalin, tel que le chlorure de sodium, sous forme solide qui est que lors du remplissage de l’enceinte d’électrolyse 110, le sel de chlorure alcalin reste au fond de cette dernière.
[107] Etape 7 : on attend un temps suffisant pour permettre la formation d'ions chlorures dans l’eau, par dissolution d’au moins une partie du chlorure alcalin, tel que le chlorure de sodium. En pratique, ce temps d’attente est d’environ 5 min à 1 h.
[108] Etape 8 : Une fois que le système complet est monté, on alimente l’au moins un électrolyseur en électricité par la source d’énergie 101 afin de démarrer l’électrolyse proprement dite.
[109] En pratique, le courant électrique d’alimentation des électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120 (ou électrodes de l’au moins un électrolyseur 100) est un courant continu. En variante, l’électrolyse selon l'invention peut être conduite avec un courant pulsé.
[110] L’électrolyse dans l’enceinte d’électrolyse 110 est généralement conduite à un pH d’environ 6-8, sous une tension comprise entre 1V à 15 V, préférentiellement, entre 2 et 10 V.
[111] Le courant continu (et/ou pulsé) utilisé peut avoir une densité de courant comprise entre 0,1 A/dm2 et 10 A/dm2, ou même au-dessus de 10 A/dm2. De préférence, on conduit l’électrolyse avec un courant continu (et/ou pulsé) ayant une densité de courant comprise entre 0,1 A/dm2 et 5 A/dm2.
[112] Après une période d’électrolyse suffisante pour obtenir une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux avec la teneur souhaitée de chlore libre, on interrompe l’électrolyse (nous reviendrons sur ce dernier point en détail plus loin).
[113] Durant l’électrolyse, au moins une partie des ions chlorures présents dans la solution aqueuse contenue dans l’enceinte d’électrolyse est oxydée au niveau de l’au moins une anode de l’électrolyseur pour générer du chlore (Chfg)) suivant la réaction d’équation 4 mentionnée plus haut. Le chlore ainsi généré réagit instantanément avec l’eau présent dans la solution aqueuse pour produire l’acide hypochloreux (HOCI(aq)) et de l’acide chlorhydrique (HCI(aq)) suivant la réaction réversible d’équation 2 mentionnée plus haut. Parallèlement à la réaction d’oxydation des ions chlorures, il y a une réduction de l’eau, au niveau de l’au moins une cathode de l’électrolyseur, en hydrogène gazeux (H2(g)) et en ions hydroxyde (OH ) suivant la réaction d’équation 5 mentionnée plus haut. Ainsi, globalement l’électrolyse de la solution aqueuse contenant du chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, à un pH de 6 à 8 (pH de l’eau de ville), conduit à la formation de produits de chlore (chlore gazeux, acide hypochloreux et/ou ions hypochlorites) et de l’hydrogène gazeux, au sein de l’enceinte d’électrolyse 110. Or, celle-ci se trouve en communication fluide avec la cuve de dilution 300, laquelle est remplie d’eau.
[114] Le gaz d’hydrogène, et le cas échéant une partie du gaz de chlore, généré(s) dans l’enceinte d’électrolyse 110 emprunte donc le conduit 220 de cette dernière, puis la sortie de fond 303 de la cuve de dilution 300 et ensuite traverse la cuve de dilution 300 contenant l’eau pour s’évacuer dans l’atmosphère.
[115] D’un autre côté, l’eau contenue dans la cuve de dilution 300 et la solution aqueuse contenue dans l’enceinte d’électrolyse 110 forment ensemble un système qui a une tendance automatique à rendre les concentrations des espèces chimiques (En l’espèce ici : l’eau, l’acide hypochloreux et/ou les ions hypochlorites et les ions chlorures) qui le composent homogènes. Ce phénomène de déplacement « irréversible » des espèces chimiques qui tend à homogénéiser la composition du système correspond à ce qu'on appelle en chimie-physique la « diffusion » chimique.
[116] Ainsi, en l’espèce, l’acide hypochloreux et/ou les ions hypochlorites ainsi que les ions chlorures ont donc tendance à se déplacer (ou migrer) de la solution aqueuse depuis l’enceinte d’électrolyse 110 vers la cuve de dilution 300 et, inversement, de l’eau a tendance à se déplacer (ou migrer) depuis la cuve de dilution 300 vers l’enceinte d’électrolyse 110.
[117] Il convient de préciser que la diffusion chimique est un phénomène qui, en principe, se produit très lentement si aucune agitation ne vient l’accélérer.
[118] Or, il est du mérite de l'auteur de la présente invention d'avoir trouvé, en dépit de ce préjugé hautement défavorable, qu'il est possible de produire une solution désinfectante dont la teneur en chlore libre (acide hypochloreux et/ou ions hypochlorites) peut atteindre 1000 ppm voire plus de 1000 ppm en des temps acceptables, en pratique industrielle, par exemple moins de 12 h, en disposant la cuve de dilution 300 au-dessus de l’enceinte d’électrolyse 110, en les raccordant de manière fluidique, et en se servant du mouvement des bulles de gaz d’hydrogène et le cas échéant de gaz de chlore, générées dans la solution aqueuse de l’enceinte d’électrolyse 110. En effet, ce mouvement de bulles de gaz engendre de minuscules tourbillons qui favorise le déplacement ou la diffusion d’au moins une partie des molécules d’acide hypochloreux et/ou d’ions hypochlorites (ou produit de chlore) du milieu concentré qui est représenté en l’espèce par la solution aqueuse contenue dans l’enceinte d’électrolyse 110 vers le milieu le moins concentré qui est représenté en l’espèce par l’eau de la cuve de dilution 300.
[119] Par ailleurs, il est possible de régler l’électrolyse de manière à générer la formation de bulles de gaz notamment de gaz d’hydrogène, de sorte que ces bulles créent des turbulences aptes à forcer la migration de l’au moins une partie de l’acide hypochloreux de l’enceinte d’électrolyse 110 vers la cuve de dilution 301 . Pour cela, l'auteur de la présente invention a montré qu’augmenter le nombre d’électrodes par jeu d’électrodes 120 et/ou le nombre jeux d’électrodes par électrolyseur permet de favoriser la génération de telles bulles de gaz et de réduire la durée de production d’une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur en chlore libre donnée ou désirée.
[120] Par ailleurs, l’auteur de la présente invention a trouvé de manière surprenante et inattendue que les solutions désinfectantes obtenues grâce au système selon la présente invention peuvent éventuellement contenir du chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, mais en des teneurs très faibles, inférieures à 1 ppm, ce qui est très avantageux dans un procédé ou un système de production de solutions désinfectantes.
[121] Nous revenons ici sur la notion de « période d’électrolyse suffisante » mentionnée plus haut. En fait la présente invention laisse le choix à l’utilisateur du système de production de la solution désinfectante comprenant l’acide hypochloreux de déterminer lui-même la teneur en chlore libre qui convient le mieux à l’opération de désinfection qu'il envisage d’effectuer, par exemple désinfection de l’air, désinfection de surfaces dures ou molles, désinfection de dispositifs médicaux, désinfection de la peau, désinfection de coupures sur la peau, désinfection de végétaux (ex. salades, fruits, légumes, vignes, plantes), désinfections de bâtiments d’élevages d’animaux, etc.
[122] Aussi, pour obtenir la solution désinfectante avec une teneur en chlore libre donnée qui est adaptée à l’utilisation qu’il souhaite en faire, l’utilisateur peut surveiller, pendant le processus de production, la teneur en chlore libre de l’eau contenue dans la cuve de dilution 300. Par ailleurs, lorsque la valeur de la teneur en chlore libre correspond à ce qu’il désire, l’utilisateur peut interrompre l’électrolyse dans le ou les électrolyseurs.
[123] Nous désignons par « chlore libre » : l’acide hypochloreux (HOCI) et les ions hypochlorites (OCI ).
[124] Pour surveiller l’évolution de la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux, l’utilisateur peut prélever des échantillons de solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 et analyser ces échantillons pour déterminer leur teneur en chlore libre. Les prélèvements des échantillons comme les analyses de ces derniers peuvent être réalisés de façon ponctuelle ou en ligne, de préférence, en ligne.
[125] La détermination ponctuelle de la teneur en chlore libre de la solution désinfectant peut être réalisée selon des méthodes d’analyse classiques connues de l’homme de l’art : dosage par colorimétrie, titrage acido-basique, dosage par ampérométrie, analyse par spectrophotométrie (voir par ex. WO2013121294A1 ), dosage de Potentiel d'Oxydo-Réduction (ORP).
[126] De préférence, comme illustré sur les figures 8 à 12, le système selon la présente invention comprend en outre un dispositif de mesure 400 comportant :
- un capteur 411 adapté pour mesurer la teneur en chlore libre dans la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300,
- un afficheur 412 adapté pour afficher la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 .
[127] La valeur seuil de la teneur en chlore libre correspond à une valeur maximale, choisie, que la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 ne doit pas dépasser. Elle est fixée par l’utilisateur par exemple à une valeur supérieure ou égale à 5 ppm. Elle est généralement choisie dans une plage comprise entre 5 ppm et 3000 ppm, en particulier entre 10 ppm et 1500 ppm. Il convient de rappeler que le système selon la présente invention pourrait être réglé, au besoin, par exemple de manière à obtenir une solution désinfectante concentrée en acide hypochloreux avec une teneur en chlore libre égale ou supérieure à 3000 ppm, en particulier, une teneur en chlore libre égale ou inférieure à 10000 ppm
[128] Le dispositif de mesure 400 avec son capteur 411 et son afficheur 412 peut être d’un type connu et disponible dans le commerce. Il peut être relié à un piquage de mesure situé sous le niveau de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution comme cela est illustré sur la figure 8, ou en pratique, être placé sur une boucle de recirculation 450, tel que représenté sur les figures 9 à 12.
[129] Le dispositif de mesure 400 permet grâce à son capteur 411 une mesure continue de la teneur en chlore libre de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution, ainsi d’avoir un suivi en temps réel de la production de cette solution désinfectante. L’affichage, en continu, de la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 permet à l’utilisateur de surveiller, en temps réel, la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux et de décider d’interrompre à tout moment l’électrolyse lorsqu’il considère que la solution désinfectante a une teneur en chlore libre suffisamment élevée pour l’utilisation qu'il prévoit d’en faire.
[130] Dans l’objectif d’automatiser la surveillance de la production de la solution désinfectante, le système selon la présente invention peut en outre comprendre une unité de commande, désignée par la référence 600 sur les figures 9 à 12. Cette unité de commande 600 est fonctionnellement reliée au dispositif de mesure 400 et est adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre. [131] La valeur seuil de la teneur en chlore libre correspond à une valeur maximale, choisie, que la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 ne doit pas dépasser. Cette valeur seuil (ou maximale) peut être sélectionnée dans une plage de teneur en chlore libre supérieure ou égale à 5 ppm, en particulier, dans une plage allant de 5 ppm à 3000 ppm, par exemple, une plage de 10 ppm à 1500 ppm.
[132] Par ailleurs, la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 présente généralement un pH supérieur à 3 et inférieur à 8, en particulier de 4 à 7,5. Elle est de préférence maintenue ou régulé dans une plage de pH de 5 à 7, préférentiellement, à un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, en particulier à un pH d’environ 6,5.
[133] Il faut de noter que dans les différentes applications (ex. désinfection de l’air, des surfaces végétales, animales ou humaines, de dispositifs médicaux, etc.) auxquelles convient la solution désinfectante produite par le système selon la présente invention, un pH de 5,1 à 6,9, en particulier, un pH d’environ 6,5 peut être considéré comme optimal.
[134] Aussi, de préférence, le système selon la présente invention comporte en outre une sonde de pH 413 pour mesurer ou déterminer le pH de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution 300. Cette sonde de pH peut être d’un type connu et disponible dans le commerce. Elle peut être reliée à un piquage de mesure situé sous le niveau de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution 300 comme cela est illustré sur la figure 8, ou en pratique, être placé sur une boucle de recirculation 450 (représentée sur les figures 9 à 12). En variante, non représentée, la sonde de pH peut être disposée immergée dans la cuve de dilution 300 (ex. utilisation d’un pH-mètre numérique avec sonde déportée disponible sous la Réf 2201 LM auprès de MOINEAU Instruments, France).
[135] En pratique, la sonde de pH 413 est incluse dans le dispositif de mesure 400 comprenant capteur 411 , lequel dispositif de mesure 400 peut en outre être configuré pour afficher, grâce à l’afficheur 412, la valeur du pH mesurée par la sonde de pH 413 en plus de la valeur de la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411. [136] Le système selon la présente invention peut en outre comprendre un dispositif de régulation du pH (non représenté) connecté pour recevoir un signal en provenance de la sonde de pH 413 et étant adapté pour injecter un agent correcteur de pH dans la cuve de dilution en réponse au signal de la sonde de pH 413.
[137] Par « agent correcteur de pH » on entend toute solution aqueuse acide ou toute aqueuse solution basique n'altérant pas les caractères physico-chimiques de l’acide hypochloreux. Préférentiellement, l'agent correcteur de pH est sous forme d’une solution aqueuse contenant un acide, de préférence, choisi parmi les acides inorganique tels que l’acide borique, l’acide chlorhydrique, l’acide phosphorique et l’acide sulfurique et/ou les acides organiques tels que l'acide acétique, l’acide citrique, l’acide ascorbique et l’acide propionique.
[138] Typiquement, le dispositif de régulation de pH comprend également une pompe doseuse apte à injecter dans la solution désinfectante une dose de l’agent correcteur de pH.
[139] Le dispositif de régulation de pH (pompe doseuse reliée au réservoir d'agent correcteur de pH) peut être d’un type connu et disponible dans le commerce. Sa pompe doseuse peut être reliée à la cuve de dilution 300 (mode de réalisation non représenté) ou être agencée à tout endroit d’une boucle de recirculation, telle que la boucle 450 représentée sur les figures 9 à 12.
[140] En pratique, la sonde de pH 413 mesure la valeur du pH de la solution désinfectant présente dans la cuve de dilution, de manière continue ou périodique, toutes les 10 minutes par exemple. Si la valeur du pH mesurée par la sonde 413 est supérieure, respectivement inférieure, à une valeur de consigne, généralement fixée dans une plage de pH de 5 à 7, préférentiellement, une plage de pH d’environ 5,1 à environ 6,9, en particulier à un pH d’environ 6,5, la pompe doseuse du dispositif de régulation de pH injecte une dose d’agent correcteur de pH de manière à diminuer, respectivement augmenter le pH de la solution désinfectant jusqu'à obtenir un pH égal à la valeur de consigne. [141] Le dispositif de régulation du pH est généralement disposé à proximité de la sonde pH 413 laquelle peut être incluse dans le dispositif de mesure 400 comme évoqué plus haut.
[142] La mesure et la régulation du pH de la solution désinfectante peut être automatisée comme pour la mesure de la teneur de chlore libre, et ce grâce à l’utilisation de l’unité de commande 600 présentée précédemment.
[143] En pratique, tel que représenté sur les figures 10 à 12, l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300 est raccordée à la source d’eau S par un circuit d’amenée d’eau 420 comportant, en direction de la cuve de dilution 300, une vanne, de préférence une électrovanne 440 ou 441 , et une pompe 430.
[144] Dans l'objectif d’homogénéiser la solution désinfectante dans la cuve de dilution 300 et de réaliser des mesures notamment de pH et de la teneur en chlore libre de solution désinfectante, le système selon la présente invention peut en outre comprendre une boucle de recirculation, externe, désignée par la référence 450 sur la figure 10.
[145] Cette boucle de recirculation 450 peut être formée par une ligne de prélèvement d’au moins une partie de la solution désinfectante, désignée par la référence 410 sur les figures 10 à 11 , et une partie du circuit d’amenée d’eau 420, la ligne de prélèvement 410 étant reliée, d’un côté, à une sortie de prélèvement 307 prévue sur la cuve de dilution 300 et, de l’autre côté, à un piquage, désigné par la référence 421 , situé sur le circuit d’amenée d’eau 420 entre l’électrovanne 440 et la pompe 430. Celle-ci est prévue pour pomper et faire circuler au moins une partie (ou fraction) de la solution désinfectante dans la boucle de circulation 450, depuis la sortie de prélèvement 307 en direction de l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300.
[146] Selon une variante possible, représentée sur la figure 11 , l’électrovanne 440 à deux voies, est remplacée par une électrovanne à trois voies 441 dont une première voie 441a est raccordée à la source d’eau S, une deuxième voie 441 b est raccordée à l'entrée de la pompe 430 et une troisième voie 441c est raccordée à la ligne de prélèvement à 410, la troisième voie 441c remplaçant le piquage 421 utilisé dans le mode de réalisation précédent. La fermeture de la première voie 441 a et l’ouverture des deuxième et troisième voies 441 b et 441 c de l’électrovanne 441 permet de former une boucle de recirculation 450’ équivalente à la boucle de recirculation 450 présenté précédemment.
[147] En pratique, tel que représenté sur les figures 10 à 12, la sortie de prélèvement 307 est prévue en partie inférieure, sur une paroi ou sur la base, de la cuve de dilution 300 et l’entrée d’eau 302 est prévue en partie supérieure de la cuve de dilution 300. Bien entendu, il est possible d'inverser cette disposition. On dispose alors la sortie de prélèvement 307 en partie supérieure de la cuve de dilution 300 et l'entrée d’eau 302 en partie inférieure de la cuve de dilution.
[148] Comme évoqué plus haut, les capteurs ou sondes de mesure (pH et taux de chlore libre), et les moyens de régulation du pH de la solution désinfectante peuvent être agencés au niveau d’une telle boucle de recirculation 450 ou 450’. Ceci permet à l’utilisateur d’avoir des informations en temps réel sur les paramètres de la solution désinfectante et donc de surveiller de façon optimale la production de cette dernière à la concentration voulue par l’utilisateur.
[149] Préférentiellement, l’électrovanne 440 ou 441 et la pompe 430 sont commandées par l’unité de commande 600.
[150] De préférence, la cuve de dilution 300 est dotée de détecteurs de niveau de la solution désinfectante dans le but d’optimiser le fonctionnement de la boucle de recirculation 450 ou 450’ et du système de la présente invention.
[151] Dans des modes de réalisation particuliers, représentés sur les figures 10 à 11 , trois détecteurs de niveau sont placés dans la cuve de dilution 300 à savoir un détecteur de niveau bas Ni , un détecteur de niveau haut N2 et un détecteur de niveau intermédiaire N3 situé entre les détecteurs de niveau bas Ni et niveau haut N2.
[152] Dans un autre mode de réalisation, représenté sur la figure 12, la cuve de dilution 300 est équipée d’une jauge tubulaire 310 qui est placée sur la paroi (ou l’une des parois) extérieure de la cuve de dilution 300 en étant agencée verticalement en parallèle à cette dernière. Comme on peut le voir sur cette figure 12, le tube 310 présente une extrémité inférieure 311 reliée fluidiquement à une ouverture 306 en partie inférieure de la cuve de dilution 300 et une extrémité supérieure 312 reliée fluidiquement à une ouverture 308 en partie supérieure de la cuve de dilution. Par ailleurs, un détecteur de niveau bas Ni’ est placé au niveau de l’ouverture 306 de la cuve de dilution 300 (ou au niveau de l’extrémité inférieure 311), un détecteur de niveau haut N2’ est placé au niveau de l’ouverture 308 de la cuve de dilution 300 (ou au niveau de l’extrémité supérieure 312), et un détecteur de niveau intermédiaire N3’ situé entre les détecteurs de niveau bas Ni’ et niveau haut N2’.
[153] Les différents détecteurs de niveau Ni, N2 et N3 (ou Ni’, N2’, et N3’) sont destinés à être reliés à l'unité de commande 600 laquelle peut être configurée pour commander, par exemple, :
- le remplissage en eau de la cuve de dilution 300 en réponse à un signal de niveau bas émanant du détecteur de niveau bas Ni (ou Ni ’),
- l’interruption du remplissage en eau de la cuve de dilution 300, et puis la mise en circulation de la solution désinfectante dans la boucle de circulation 450 (ou 450’) en réponse à un signal de niveau haut émanant du détecteur de niveau haut N2 (ou N2’), ou
- la mise en marche du dispositif de mesure 400 pour commencer à mesurer la teneur en chlore libre du contenu de la cuve de dilution 300, en réponse à un signal de niveau intermédiaire émanant du détecteur de niveau intermédiaire N3 (ou N3').
[154] En pratique, pour le remplissage en eau de la cuve de dilution 300, le détecteur de niveau bas Ni (ou Ni ’) détecte que le niveau d’eau ou de solution désinfectante dans la cuve de dilution 300 est égal ou inférieur à un niveau minimum prédéterminé, il produit un signal de niveau bas que l’unité de commande 600 reçoit. Celle-ci commande alors à l’électravanne 440 (ou 441) d’ouvrir le circuit d’amenée d’eau 420 pour permettre l’alimentation en eau de la cuve de dilution 300. Dans le cas particulier de l’électravanne 441 , l’unité de commande 600 va commander à cette dernière d’ouvrir les voies 441a et 441 b et de fermer la voie 441c.
[155] Pour ce qui concerne l’interruption du remplissage et la mise en circulation de la solution désinfectante dans la boucle de circulation, lorsque le détecteur de niveau haut N2 (ou N2’) détecte que le niveau d’eau ou de solution désinfectante dans la cuve de dilution est égal ou supérieur à un niveau maximum prédéterminé, il envoie un signal de niveau haut à l’unité de commande 600. Celle-ci commande alors à l’électrovanne 440 de se fermer (ou à l’électrovanne 441 de fermer sa voie 441a et d’ouvrir ses voies 441 b et 441c) et à la pompe 430 de commercer à aspirer une partie de la solution désinfectante hors de la cuve de dilution 300 de sorte que cette partie de solution désinfectante circule dans la boucle de recirculation 450 (ou 450’) en direction de l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300.
[156] Le système selon la présente invention peut comprendre un fonctionnement en marche forcée et en fonctionnement en marche automatique.
[157] En référence aux figures 10 à 12, l'unité de commande 600 peut comprendre une interface utilisateur 601 , du type comportant des boutons, permettant par exemple de sélectionner le fonctionnement en marche forcée ou en marche automatique, de régler les valeurs seuils notamment du pH et de la teneur en chlore libre, de gérer la production de la solution désinfectante (utilisation d’un ou plusieurs électrolyseurs et/ou jeux d’électrodes). L’interface utilisateur 601 peut aussi permettre de commander, via l’unité de commande 600, différents éléments du système selon la présente invention, par exemple,
- La mise en marche ou l’arrêt de la source d’énergie 101 alimentant en courant électrique le ou les jeux d’électrodes 120 de l’au moins un électrolyseur 100, et/ou
- La mise en marche ou l’arrêt d’au moins un électrolyseur 100, et/ou
- La mise en marche ou l’arrêt du dispositif de mesure 400, et/ou
- L’ouverture ou la fermeture de l’électrovanne 440, et/ou
- La mise en marche ou l’arrêt de la pompe 430, et/ou
- La mise en marche ou l’arrêt du dispositif de régulation du pH, et/ou
- L’inversion de la polarité des électrodes du ou des jeux d’électrodes 120 et le cas échéant, le temps de pause entre chaque inversion de polarité.
[158] L'interface utilisateur 601 peut encore permettre à l'utilisateur de se renseigner de façon séquentielle sur l'état de fonctionnement du système, sur la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux, et en particulier, sur la valeur de pH mesurée par la sonde de pH 413, sur la valeur du taux de chlore libre mesurée par le capteur 411 , ou sur les temps de fonctionnements du ou des électrolyseurs 100 enregistrés par l'unité de commande 600 au cours du temps.
[159] Au cours du fonctionnement en marche forcée, l'unité de commande 600 ne commande l’interruption de l’alimentation en courant électrique du ou des électrolyseurs 100 que lorsque la teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante est atteinte ou dépassée.
[160] Au cours du fonctionnement automatique, l'unité de commande 600 gère la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux, par exemple, en autorisant ou en interdisant l’alimentation en courant électrique d’un ou de plusieurs électrolyseurs 100, lorsqu'il y en plusieurs, et/ou l’alimentation en courant électrique d’un ou de plusieurs d’électrodes 120, lorsqu'il y en plusieurs par électrolyseur 100.
[161] L'unité de commande 600 peut surveiller en continu la production de la solution désinfectante dans la cuve de dilution et commander l'arrêt du ou des électrolyseurs 100, lorsqu'il y en plusieurs en coupant l'alimentation en courant électrique au(x) jeu(x) d’électrodes correspondant(s), dans le cas où la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 dépasse la valeur du seuil préenregistré.
[162] L'unité de commande 600 peut surveiller en continu la production de la solution désinfectante dans la cuve de dilution et commander l'arrêt du ou des électrolyseurs 100, lorsqu’il y en plusieurs en coupant l'alimentation en courant électrique au(x) jeu(x) d’électrodes correspondant(s), dans le cas où la sonde de pH a mesuré un pH en dehors de la plage seuil de pH préalablement enregistrée et où l'unité de commande 600 a détecté une anomalie dans le fonctionnement du le dispositif de régulation de pH, par exemple celui-ci n’est plus apte ou disponible pour injecter l’agent de correction de ph pour ramener le pH dans la plage de pH désirée.
[163] Dans des modes de réalisation particulier, non représentés, le système selon la présente invention peut en outre comprendre un système de transmission 603 des informations à distance et/ou un système de mémorisation de l'ensemble des informations du système selon l’invention : - le pourcentage de production,
- la valeur mesurée du pH de la solution désinfectante,
- la valeur mesurée de la teneur en chlore libre de de la solution désinfectante,
- les valeurs des seuils fixés, notamment pour le pH et la teneur en chlore libre,
- le temps de fonctionnement du système selon la présente invention, pour déterminer quand changer l’au moins un jeu électrodes 120,
- la période d'inversion de polarité de l’au moins un jeu d’électrodes 120,
- l'occurrence de chaque coupure de courant,
- la marche automatique ou la marche forcée,
- le déclenchement de diagnostiques.
[164] Ces informations peuvent être enregistrées au minimum trois fois par jour sur 30 jours en boucle. Cependant il peut être préférable de conserver les informations sur le diagnostic du système selon l’invention, l'occurrence de coupures de courant.
[165] L’unité de commande 600 est de préférence pourvue d’un écran 602 du type écran à cristaux liquides 82, ou Liquid Crystal Display en anglais soit LCD, communicant les informations sur le fonctionnement du système selon l’invention à l'utilisateur.
[166] Pour de plus amples informations au de l'unité de commande 600 (ses caractéristiques et utilisations) on pourra utilement se reporter à la demande de brevet WO2012172118A1 au nom de la demanderesse.
[167] En résumé, le système selon la présente invention peut fonctionner en mode manuel et/ou semi-automatique et/ou automatique, pour surveiller la production de solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux aux teneurs en chlore libre voulues par l’utilisateur.
[168] Aussi, la présente invention vise également un procédé pour produire la solution désinfectante. Ce procédé selon l’invention comporte :
- une étape a) dans laquelle on fournit un système selon la présente invention ;
- une étape b) dans laquelle on remplit la cuve de dilution 300 et l’enceinte d’électrolyse 110 avec de l’eau conformément à la présente invention;
- une étape c) dans laquelle on applique un courant électrique aux électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120 de l’au moins un électrolyseur 100 pour électrolyser la solution aqueuse contenant des ions chlorures dans l’enceinte 110 afin de produire de l'acide hypochloreux, et dans laquelle au moins une partie de l’acide hypochloreux migre de ladite enceinte 110 vers ladite cuve de dilution 300 par le conduit 200, l’au moins une partie d’acide l’hypochloreux ayant migré se diluant dans l’eau présente dans ladite cuve de dilution 300 afin de former la solution désinfectante ;
- une étape d) dans laquelle on mesure la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 ;
- une étape e) dans laquelle on interrompe l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée à l’étape d) atteint une valeur de teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante.
[169] Par valeur de teneur en chlore libre désirée, il faut comprend la valeur de teneur en chlore libre voulue ou sélectionnée par l’utilisateur et que celui-ci considère qu’elle est suffisamment élevée pour l’utilisateur qu’il souhaite faire de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux.
[170] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape f) dans laquelle on mesure la teneur en chlore libre par le capteur 411 apte à mesurer la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution.
[171] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape g) dans laquelle l’interruption de l’électrolyse prévue à l’étape e) est prise en charge par l’unité de commande 600 adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 à l’étape f) et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre. De préférence, cette valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.
[172] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape h) dans laquelle on mesure au moins un paramètre intrinsèque de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300, lequel paramètre intrinsèque peut être choisi dans la liste de paramètres comprenant le pH, la température, la conductivité, et la dureté.
[173] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape g) dans laquelle on régule le pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300.
[174] De préférence, à l’étape c) la tension de courant appliquée aux électrodes est comprise entre 1 et 15 volts, de préférence entre 2 et 10 volts.
[175] Avantageusement, la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux a un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, de préférence un pH d’environ 6,5. Ces plages de pH sont optimales pour les applications auxquelles les solutions désinfectantes produits selon la présente invention sont destinées.
[176] Les différents éléments (cuve de dilution, électrolyseur(s), conduit de communication, tuyauteries, câblages, moyens de mesures (pH, teneur en chlore libre) et de régulation, unité de commande, etc.) du système selon la présente invention peuvent être agencés en un ensemble compact, de faible encombrement, qui est transportable et prêt à être installé et utilisé pour la production de solution désinfectante à base d’acide hypochloreux.
[177] En pratique, l'ensemble du système selon la présente invention est porté par une structure support verticale pouvant supporter au moins la cuve de dilution 300 et l’au moins un électrolyseur 100 (et son enceinte d’électrolyse 110) et assurant la rigidité de l’ensemble. Cette structure support verticale peut, par exemple, être du type comportant un châssis délimitant un espace dédié à la production de la solution désinfectante selon l’invention et dans laquelle sont disposés :
- un premier compartiment monté sur le châssis et dans lequel l’au moins un électrolyseur 100, et le cas échéant la pompe de circulation 430, peuvent être disposés ;
- un deuxième compartiment disposé au-dessus du premier compartiment et dans lequel la cuve de dilution 300 peut être placée, ce deuxième compartiment présentant dans sa partie inférieure, au moins une ouverture inférieure, pour pouvoir placer, à travers cette au moins une ouverture inférieure, le conduit de communication 200 respectif de l’au moins un électrolyseurs,
- les parois extérieures du premier compartiment PC1 et/ou de deuxième compartiment PC2 servant de support aux autres éléments du système selon la présente invention tels que la source d’alimentation électrique 101 , la conduite d’amenée d’eau, le/les câbles électriques, et le cas échéant, l’unité de commande 600, l’électrovanne 440 (ou 441 ), et autres composants/éléments considérées comme entrant dans le cadre de la présente invention.
[178] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette forme de montage du système de la présente. En particulier, on peut prévoir, une forme de châssis comprenant deux parois latérales parallèles opposées (ou deux paires de montants latéraux opposées), un plateau horizontal supérieur prévu pour supporter la cuve 300, et un plateau horizontal inférieur (ou base ou socle) prévu pour supporter l’au moins un électrolyseur 100 et le cas échéant la pompe 430, les plateaux supérieur et inférieur étant fixement reliés aux parois latérales opposées(ou aux paires de montant latéraux opposées) et le plateau supérieur présentant au moins une ouverture inférieure, pour le placement du conduit de communication 200 respectif de l’au moins un électrolyseurs.
[179] Un exemple de système selon la présente invention assemblé sous forme d’un ensemble compact est montré sur la photographie de la figure 4.
[180] En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques :
- L’enceinte d’électrolyses 110 ou son couvercle 130 peut être muni d'un manomètre surveiller la pression dans cette enceinte d’électrolyse 110,
- La cuve de dilution 300 peut être munie d’un couvercle ou d’un plafond présentant un orifice pour l’évacuation de gaz (hydrogène et le cas échéant de chlore gazeux),
- Les électrodes de l’au moins un jeux d’électrodes 120 peuvent être pleines ou perforées,
- La ou les enceintes d’électrolyse 100 peuvent être montées sur un socle ou base,
- La structure support prévue pour supporter le système selon la présente invention peut être équipée de moyens de roulement telles que des roulettes afin de faciliter le déplacement de l’ensemble dudit système.
Exemples
[181] Différents essais de production d’une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur en chlore libre de 250 ppm ont été menés avec les conditions opératoires suivantes :
- Cuve de dilution 300 = 260 litres,
- Enceinte d’électrolyse = 40 litres,
- Jeu(x) d’électrodes = par jeu d’électrodes, 7 plaques planes disposées en rangées parallèles de polarité alternée. Les plaques ont une dimension de 210 mm de long sur 55 mm de large, et sont en titane revêtue d’oxyde de titane, d’oxyde de ruthénium et d’oxyde d’iridium,
- Température ambiante (environ 25°C),
- La solution désinfectante a été maintenue à pH = 6.5,
- La tension appliquée = entre 4 et 6 volts,
- L’intensité de courant = entre 15 et 30 ampères.
[182] [Table 1]
Nombre Nombre de jeux Durée de production d’électrolyseurs d’électrodes (en heures)
Essai 1 1 1 7 à 9
Essai 2 2 1 5 à 7
Essai 3 3 1 3 à 5
Essai 4 1 2 5 à 7
Essai 5 2 2 3 à 4
Essai 6 3 2 2 à 3 [183] Il ressort de ce tableau que pour la production d’une solutions désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur donnée en chlore libre, plus le nombre d’électrolyseurs et/ou de jeux d’électrodes augmente plus la durée de production de ladite solution désinfectante est réduite.
[184] L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits. En outre, dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication. Par ailleurs, l’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. Bien entendu, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation.

Claims

Revendications
[Revendication 1] (Système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux, comprenant :
- une cuve de dilution (300) dédiée à la préparation de la solution désinfectante, laquelle cuve (300) comporte une entrée d’eau (302) permettant le remplissage de ladite cuve avec de l’eau,
- au moins un électrolyseur (100) disposé en-dessous de la cuve de dilution (300), et comportant :
-- une enceinte d’électrolyse (110) stockant du chlorure alcalin sous forme solide,
- au moins un jeu d’électrodes (120) comprenant au moins une anode et au moins une cathode agencées dans l’enceinte d’électrolyse (110),
-- un conduit (200) mettant en communication fluidique l’enceinte d’électrolyse (110) et la cuve de dilution (300), dans lequel ledit conduit (200) est agencé de sorte que le remplissage de la cuve de dilution (300) en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse (110) en eau, pour préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte (110), et de sorte que lorsque ladite solution aqueuse est électrolysée dans l’enceinte d’électrolyse (110) à l’aide du jeu d’électrodes (120) pour produire de l’acide hypochloreux, au moins une partie de l’acide hypochloreux puisse migrer de ladite enceinte (110) vers ladite cuve (300), et puisse se diluer dans l’eau présente dans ladite cuve (300) afin de former la solution désinfectante.
[Revendication 2] Système selon la revendication 1 , dans lequel l’électrolyse de la solution aqueuse dans l’enceinte d’électrolyse (110) de l’au moins un électrolyseur est réglée pour générer la formation de bulles de gaz, de sorte que lesdites bulles créent des turbulences aptes à forcer la migration de l’au moins une partie de l'acide hypochloreux de l’enceinte d’électrolyse (110) vers la cuve de dilution (301 ) par le conduit (200).
[Revendication 3] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins un électrolyseur (100) est un ou deux ou trois ou plus de trois électrolyseurs (100).
[Revendication 4] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’au moins un jeu d’électrodes (120) est un ou deux ou plus de deux jeux d’électrodes (120).
[Revendication 5] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’au moins un jeu d’électrodes (120) comprend en outre une pluralité d’électrodes bipolaires intercalées entre une anode et une cathode de l’au moins un jeu d’électrodes (120).
[Revendication 6] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 5, dans lequel l’au moins une anode, l’au moins une cathode et la pluralité d’électrodes bipolaires de l’au moins un jeu d’électrodes (120) sont toutes sous forme de plaques planes, parallèles et régulièrement espacées les unes des autres.
[Revendication 7] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’au moins un jeu d’électrodes (120) comprend une pluralité d’anodes et une pluralité de cathodes, lesquelles pluralités d’anodes et de cathodes se présentent sous forme de plaques planes disposées en rangées parallèles de polarité alternée.
[Revendication 8] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’enceinte d’électrolyse (110) de l’au moins un électrolyseur (100) a une capacité d’au moins 10 litres.
[Revendication 9] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la cuve de dilution (300) comprend des moyens pour briser les bulles de chlore gazeux pouvant provenir de l’enceinte d’électrolyse (110) de l’au moins un électrolyseur (100) afin de favoriser la dissolution du chlore gazeux dans l’eau, lesdits moyens pour briser lesdites bulles de chlore gazeux étant agencés au fond de la cuve de dilution (300) au moins en regard du conduit (200) mettant en communication fluidique ladite enceinte d’électrolyse (110) et la cuve de dilution (300).
[Revendication 10] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 9, dans lequel les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par au moins une plaque plane et présentant des perforations dont le diamètre est suffisant pour réduire la taille des bulles de gaz à des dimensions favorisant la dissolution du chlore dans l’eau.
[Revendication 11] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 10, dans lequel les perforations de l’au moins une plaque ont un diamètre inférieur à 5 mm, de préférence, inférieur à 1 mm.
[Revendication 12] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 11 ou 12, dans lequel les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par plusieurs plaques planes et perforées, ces plaques sont superposées de telle sorte que les perforations d’une plaque sont décalées par rapport aux perforations d’une autre plaque qui lui est adjacente.
[Revendication 13] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 12, comprenant en outre un dispositif de mesure (400) comportant :
- un capteur (411 ) adapté pour mesurer la teneur en chlore libre dans la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution (300),
- un afficheur (412) adapté pour afficher la teneur en chlore libre mesurée par le capteur (411).
[Revendication 14] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 13, comprenant en outre des moyens de régulation pour réguler le pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution (300).
[Revendication 15] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 14, comprenant en outre une unité de commande (600) fonctionnellement raccordée au dispositif de mesure (400) de la teneur en chlore libre, laquelle unité de commande (600) est adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur (411 ) et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur (411 ) est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre.
[Revendication 16] Système selon la revendication 15, dans lequel la valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.
[Revendication 17] Système de production d'une solution désinfectante selon l’une des revendications 1 à 16, dans lequel l’entrée d’eau (302) de la cuve de dilution (300) est raccordée à une source d’eau (S) par un circuit d’amenée d’eau (420) comportant, en direction de la cuve de dilution (300), une électrovanne (440, 441 ) et une pompe de circulation (430).
[Revendication 18] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 17, dans lequel la cuve de dilution (300) présente une sortie de prélèvement (307) de la solution désinfectante, laquelle sortie de prélèvement (307) est reliée à un piquage (421 , 441c) prévu sur le circuit d’amenée d’eau (420) entre l’électrovanne (440) et la pompe de circulation (430) de sorte que la ligne de prélèvement (410) forme avec la pompe (430) et la partie du circuit d’amenée d’eau (420) située après la pompe (430) une boucle de recirculation (450, 450’) configurée pour faire circuler la solution désinfectante depuis la sortie de prélèvement (307) vers l’entrée d’eau (302).
[Revendication 19] Système de production d'une solution désinfectante selon la revendication 18 en combinaison avec la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure de chlore libre (400) est placé sur la boucle de recirculation (450, 450’), en particulier sur la ligne de prélèvement (410), de sorte à permettre de réaliser des mesures en continu sur la solution désinfectante.
[Revendication 20] Procédé de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux, comportant : a) une étape de fourniture d’un système selon l’une des revendications précédentes ; b) une étape de remplissage de la cuve de dilution (300) dudit système avec de l’eau, et dans laquelle le remplissage de la cuve de dilution (300) en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse (110) de l’au moins un électrolyseur (100) dudit système par le conduit (200) mettant en communication fluidique ladite enceinte d’électrolyse (110) et ladite cuve de dilution (300), afin de préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte d’électrolyse (110) ; c) une étape d’application d’un courant électrique aux électrodes de l’au moins un jeu d'électrodes (120) dudit au moins un électrolyseur (100) pour électrolyser la solution aqueuse contenant des ions chlorures dans ladite enceinte (110) afin de produire de l’acide hypochloreux, et dans laquelle au moins une partie de l’acide hypochloreux migre de ladite enceinte (110) vers ladite cuve de dilution (300) par ledit conduit (200), l’au moins une partie d’acide l’hypochloreux ayant migré se diluant dans l’eau présente dans ladite cuve de dilution (300) afin de former la solution désinfectante ; d) une étape de mesure de la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution (300) ; e) une étape d’interruption de l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée à l’étape d) atteint une valeur de teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante ; f) optionnellement, une étape de mesure de la teneur en chlore libre par un capteur (411 ) apte à mesurer la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution ; g) optionnellement, l’interruption de l’électrolyse prévue à l’étape e) est prise en charge par une unité de commande (600) adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur (411) à l’étape f) et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur (411 ) est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre ; h) optionnellement, une étape de mesure d’au moins un paramètre intrinsèque de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution (300), lequel paramètre intrinsèque est choisi dans la liste de paramètres comprenant le pH, la température, la conductivité, et la dureté ; i) optionnellement, une étape de régulation du pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution (300).
[Revendication 21] Procédé selon la revendication 20, dans lequel à l’étape c) la tension appliquée aux électrodes est comprise entre 1 et 15 volts, de préférence entre 2 et 10 volts.
[Revendication 22] Procédé selon la revendication 20 ou 21 , dans lequel la solution désinfectante contenant l'acide hypochloreux a un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, de préférence un pH d’environ 6,5.
[Revendication 23] Procédé selon l’une des revendications 19 à 21 , dans lequel à l’étape optionnelle g) la valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.
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