FR3141703A1 - System and process for producing a disinfectant solution based on hypochlorous acid - Google Patents
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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. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1The invention relates to a system for producing a disinfectant solution comprising: - a dilution tank (300) comprising a water inlet (302) allowing filling with water, - an electrolyzer (100) arranged in- below the tank (300) and comprising: - an electrolysis enclosure (110) storing alkaline chloride in solid form, - a set of electrodes (120), - a conduit (200) connecting the enclosure and the tank, and in which: - filling the tank causes the enclosure to be filled through the conduit to prepare an aqueous solution containing chloride ions by dissolving part of the alkaline chloride, - electrolysis of the solution aqueous water in the enclosure produces hypochlorous acid, at least part of which migrates from the enclosure towards the tank via the conduit, the at least part of the hypochlorous acid having migrated being diluted in the water present in the enclosure. the tank in order to form the disinfectant solution. Figure to be published with the abstract: Fig. 1
Description
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.The invention relates to a system for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid. The invention also relates to a method using this system.
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.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.
L’acide hypochloreux (No CAS 7790-92-3) est un acide inorganique faible de formule HOCl. Il se dissocie partiellement dans l’eau pour produire l’ion hypochlorite (OCl−) selon la réaction d’équation 1 :
HOCl( aq )⇌ H+ ( aq )+ OCl- ( aq ) pKa d’environ 7.5 (1)Hypochlorous acid (CAS No. 7790-92-3) is a weak inorganic acid with the formula HOCl. It partially dissociates in water to produce the hypochlorite ion (OCl−) according to the reaction of equation 1:
HOCl( aq )⇌ H+ ( aq )+OCl- ( aq ) pKa of approximately 7.5 (1)
En solution aqueuse, la distribution des deux espèces de chlore (HOCl/OCl−) dépend du pH de l’eau comme l’indique la
Comme on peut le voir d'après la
L'acide hypochloreux (HOCl) 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.Hypochlorous acid (HOCl) is, moreover, a major bactericidal compound in innate immunity. It is produced naturally in mammals by white blood cells to fight infections. It has germicidal properties 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.
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.).Hypochlorous acid has many uses such as in water treatment, hygiene and food safety, 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. The recent outbreak of the novel coronavirus Covid-19 has not only led to a stock shortage of alcohol-based disinfection products on the market, but also demonstrated the importance of hypochlorous acid in disinfecting places susceptible to be contaminated by the Covid-19 coronavirus. As a result, today we are seeing a growing demand for disinfectant solutions based on hypochlorous acid in a wide variety of application sectors (e.g. water treatment, food processing, cosmetics, medicine, etc.).
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(l)⇌ HOCl( aq )+ H+ ( aq )+ Cl- ( aq )(2)
OCl- ( aq )+ H+ ( aq )⇌ HOCl( aq ) (3)
2Cl- ( aq )→ Cl2(g)+ 2e- (4)
2H2O(l)+ 2e-→ H2(g)+ 2OH- ( aq )(5)
Cl2(g)+ 2OH- ( aq )→ OCl- ( aq )+ Cl- ( aq )+ H2O(l) (6)Different systems and processes for preparing disinfectant solutions containing hypochlorous acid have been proposed in the prior art. Among the known systems and processes, we can, by way of example, cite:
- the hydrolysis of chlorine gas according to the reaction of equation 2 below,
- the acidification of hypochlorite ion according to the reaction of equation 3 below,
- the electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride according to the reactions of equations 4-6 below.
Cl2(g)+H2O(L)⇌ HOCl( aq )+H+ ( aq )+Cl- ( aq )(2)
OCl- ( aq )+H+ ( aq )⇌ HOCl( aq ) (3)
2Cl- ( aq )→ Cl2(g)+ 2nd- (4)
2H2O(L)+ 2nd-→ H2(g)+ 2OH- ( aq )(5)
Cl2(g)+ 2OH- ( aq )→ OCl- ( aq )+Cl- ( aq )+H2O(L) (6)
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.The process according to equation 2 is rapid and effective for preparing disinfectant solutions containing hypochlorous acid. However, it is rarely used due to the risks inherent in the handling of chlorine gas and the dangers linked to the storage of the latter. .
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.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. However, this process requires very precise control of pH and temperature during the acidification process to prevent or reduce the generation of toxic chlorine gas. In addition, this process requires the manufacturing, transportation and storage of hypochlorite salts and acid products which are corrosive chemicals.
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.The process according to the reaction of equations 4-6, is most widely used for the production of disinfectant solutions containing hypochlorous acid. This process generally does not require the presence of chemicals in the water other than an alkaline chloride such as sodium or potassium chloride. In particular, this process consists of supplying a tank or enclosure provided with an electrolytic cell comprising electrodes including at least one anode and at least one cathode, with an aqueous solution containing a certain proportion of alkaline chloride, in particular sodium chloride, at electrolyze this aqueous solution in order to produce an aqueous solution of hypochlorous acid, then transfer, for example by pumping, this solution of hypochlorous acid into another enclosure or tank to be diluted there with water to obtain a disinfectant solution containing hypochlorous acid. It should be noted that the reaction of equation 4 (oxidation of chloride ions) takes place at the level of at least one anode and leads to the formation of chlorine gas and that of equation 5 (reduction of water) takes place at the level of the at least one cathode and leads to the generation of dihydrogen.
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.As a reminder, the electrolytic cells involved in known processes exist in two categories:
- 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. In this case, 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.
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.
The electrolysis processes and systems of the prior art all have one or more of the following drawbacks:
- 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).
- They generally involve large installations and/or are relatively complex and therefore expensive.
- They do not meet the needs of the user who wishes to have the possibility of adapting the production of the disinfectant solution according to the desired concentration of hypochlorous acid. As mentioned above, the applications for using the disinfectant solution are multiple, it is of course desirable to give the user the possibility of choosing the concentration of hypochlorous acid which is best suited to the disinfection operation he is carrying out. must perform.
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 efficaceThe 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 he wishes to make of it. 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.
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.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:
- a 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 electrolyser placed below the dilution tank, and comprising:
-- an electrolysis chamber storing alkaline chloride in solid form,
-- at least one set of electrodes comprising at least one anode and at least one cathode arranged in the electrolysis enclosure,
-- a conduit putting the electrolysis enclosure and the dilution tank into fluid communication.
Ce système est en outre remarquable en ce que:
- le remplissage de la cuve de dilution en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse en eau par le conduit pour préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte d’électrolyse, et,
- l’électrolyse de la solution aqueuse dans l’enceinte produit de l’acide hypochloreux dont au moins une partie migre de l’enceinte d’électrolyse vers la cuve de dilution par le conduit, l’au moins une partie d’acide l’hypochloreux ayant migré se diluant dans l’eau présente dans la cuve de dilution afin de former la solution désinfectante.This system is further remarkable in that:
- filling the dilution tank with water causes the electrolysis enclosure to be filled with water through the conduit to prepare an aqueous solution containing chloride ions by dissolving part of the alkaline chloride stored in said electrolysis enclosure , And,
- the electrolysis of the aqueous solution in the enclosure produces hypochlorous acid, at least part of which migrates from the electrolysis enclosure towards the dilution tank via the conduit, the at least part of the acid l The hypochlorous having migrated is diluted in the water present in the dilution tank in order to form the disinfectant solution.
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.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, on a small or large scale and little expensive. In addition, 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. In fact, 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). For this, he has at his disposal different ways to adjust the system, he can for example increase the number of electrolyzers and/or the number of sets of electrodes per electrolyzer and/or the number of electrodes per set of electrodes . It will be noted that 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 electrolysis, the dilution tank placed above the electrolysis enclosure contained water, and that after electrolysis this water was replaced by the disinfectant solution.
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 :Other advantageous features of the invention are listed below. Each of these characteristics can be considered alone or in combination with the remarkable characteristics defined above, and be the subject, where appropriate, of one or more divisional patent applications:
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.Advantageously, the electrolysis of the aqueous solution in the electrolysis enclosure is adjusted to generate the formation of gas bubbles, so that said bubbles create turbulence capable of forcing the migration of at least part of the hypochlorous acid from the electrolysis chamber to the dilution tank via the conduit.
L’au moins un électrolyseur peut être un ou deux ou trois ou plus de trois électrolyseurs.The at least one electrolyzer may be one or two or three or more than three electrolyzers.
L’au moins un jeu d’électrodes peut être un ou deux ou plus de deux jeux d’électrodes.The at least one set of electrodes may be one or two or more than two sets of electrodes.
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.Preferably, 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.
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.Preferably, 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.
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.In a variant embodiment, 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.
L’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur peut avoir une capacité d’au moins 10 litres.The electrolysis enclosure of the at least one electrolyzer may have a capacity of at least 10 liters.
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.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 the 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.
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.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.
De préférence, les perforations de l’au moins une plaque ont un diamètre inférieur à 10 mm, de préférence, inférieur à 1 mm.Preferably, the perforations of the at least one plate have a diameter of less than 10 mm, preferably less than 1 mm.
En particulier, lorsque les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par plusieurs plaques planes et perforées, lesquelles 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 adjacenteIn particular, when the means for breaking the gas bubbles consist of several flat and perforated plates, which plates are superimposed in such a way that the perforations of one plate are offset relative to the perforations of another plate which is adjacent to it
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.Advantageously, the system according to the present invention further comprises a measuring device comprising:
- a sensor suitable for measuring the free chlorine content in the disinfectant solution forming in the dilution tank,
- a display adapted to display the free chlorine content measured by the free chlorine sensor.
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.Typically, the system according to the present invention further comprises regulation means for regulating the pH of the disinfectant solution forming in the dilution tank.
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.Advantageously, 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.
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.In particular, the 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.
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.In practice, the dilution tank has a water inlet which is connected to a water source by a water supply circuit comprising, towards the dilution tank, a solenoid valve and a circulation pump.
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.In practice again, 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.
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.Preferably, 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.
La solution aqueuse à électrolyser peut avoir un pH de 3 à 8, de préférence, un pH de 6 à 8.The aqueous solution to be electrolyzed may have a pH of 3 to 8, preferably a pH of 6 to 8.
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.In another aspect, the present invention relates to a process for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid. This process is remarkable in that it includes:
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 conduit, the at least part of the hypochlorous acid having migrated being diluted in the water present in said dilution tank. 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 ;
i) optionally, a step of regulating the pH of the disinfectant solution forming in the dilution tank.
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.In particular embodiments, the current voltage applied to the electrodes, in step c) of the method, is between 1 and 15 volts, preferably between 2 and 10 volts.
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.
Advantageously, the disinfectant solution containing the hypochlorous acid has a pH of approximately 5.1 to approximately 6.9, preferably a pH of approximately 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.Preferably, in optional step g) of the process, 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 .
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 :
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description des modes de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
Other advantages and characteristics of the invention will appear more clearly on reading the description of the preferred embodiments which follows, with reference to the appended drawings, produced as indicative and non-limiting examples and in which:
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.The present description is given on a non-limiting basis, each characteristic exposed only in one embodiment being able to be generalized to other embodiments. Likewise, 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.
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.The present description is given on a non-limiting basis, each characteristic exposed only in one embodiment being able to be generalized to other embodiments. Likewise, 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. We note now that the appended figures are very simplified, the elements represented there are therefore not necessarily to scale in relation to each other or from one figure to another. Each reference retains the same meaning from one figure to another.
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.The present invention primarily aims 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.
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.By “ppm”, we must understand parts per million. You should know that in the case of an aqueous solution, a concentration of 1 ppm can be expressed as follows: 1 ppm = 1 mg/kg ≈ 1 mg/L.
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.The system which is the subject of the invention comprises:
- at least one electrolyzer 100, and
- a 300 dilution tank dedicated to the preparation of the disinfectant solution.
Par « au moins un électrolyseur » il faut comprendre un électrolyseur (voir
Par ailleurs, l’électrolyseur 100 mis en œuvre comporte une enceinte d’électrolyse 110 équipée d’au moins un jeu d’électrodes 120.Furthermore, the electrolyser 100 used comprises an electrolysis enclosure 110 equipped with at least one set of electrodes 120.
Par « au moins un jeu d’électrodes », il faut comprendre un jeu d’électrodes (voir par exemple la
D’un autre côté, comme nous le décrirons par la suite, la cuve de dilution 300 du système 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
Electrolyseur 100Electrolyser 100
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.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.
En se référant à la
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.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.
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.By “alkaline chloride” is meant according to the present invention sodium chloride, potassium chloride and their mixture. For the sake of simplification, only the case of 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.
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.By “solid form” is meant according to the present invention any solid form having a weight of approximately 5 g to 30 g. Preferably, 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.
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.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. Preferably, 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. The use of a transparent material, glass or plastic, makes it possible to carry out a visual inspection of the internal components of the cell 110 and to observe electrolysis during normal operations.
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
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.As shown in Figures 2 and 8 to 12, 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 a current electric. We can recall here that the invention is not limited to this embodiment and that two, three or even more than three sets of electrodes 120 can equip the electrolysis enclosure 110. 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.
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 (2Cl- ( aq )⇌ Cl2(g)+ 2e-) mentionnée plus haut, et par « cathode » une électrode négative , laquelle va être le siège de la réaction de réduction d’équation n°5 (2H2O(l)+ 2e-⇌ H2(g)+ 2OH- ( aq )) mentionnée plus haut.The set(s) of electrodes 120 each comprise at least one anode and one cathode (not shown). We recall here that, according to definitions well known to those skilled in the art, must be understood: by “anode” a positive electrode, which will be the seat of the oxidation reaction of equation no. 4 (2Cl - ( aq ) ⇌ Cl 2(g) + 2e - ) mentioned above, and by “cathode” a negative electrode, which will be the seat of the reduction reaction of equation n°5 (2H 2 O (l) + 2e - ⇌ H 2(g) + 2OH - ( aq ) ) mentioned above.
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).The electrodes of the (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, oxide iridium and tin oxide; made of titanium alloy; made of hastelloy® alloy (nickel-chrome-molybdenum alloy) or any other corrosion-resistant metal or alloy. For example, such a catalytic coating can consist of 45 to 55% titanium oxides, 25 to 30% ruthenium oxide and 20 to 20% 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. Preferably, 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. As an example for an enclosure of 25 cm in diameter, the flat plates can have a width of less than 25 cm, for example a length between 15 cm to 24 cm. In particular, 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).
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.In particular embodiments of the invention, not shown, the electrodes of (at least) one set of electrodes 120 are two electrodes in number including an anode and a cathode, which anode and cathode are in the form of flat plates parallel to each other, and are sufficiently spaced from each other, for example 0.1 cm and 1.2 cm, preferably between 0.1 cm and 0.5 cm.
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.In other particular embodiments of the invention, not shown, 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, and are alternated in the set 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.
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.Preferably, 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.
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.By the term "bipolar electrode" is meant according to the present invention, 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. In the case of flat electrodes, anodic type reactions occur on one side and cathodic type reactions on the other side.
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.The bipolar electrode(s) may 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) may also have a substantially similar shape or identical to that of the anode and the cathode of (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 plates 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.
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.It should be remembered that, per set of electrodes 120, the number of anode(s) may be equal to one or more and the number of cathode may be equal to one or more.
Les électrodes bipolaires sont bien connues dans l’art (JP2004237165A, EP0065889A1, WO2012172118A1).Bipolar electrodes are well known in the art (JP2004237165A, EP0065889A1, WO2012172118A1).
De préférence, l’au moins un jeu d’électrodes est de type non divisé (nonPreferably, the at least one set of electrodes is of the non-divided type (not
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.In particular embodiments, not shown, the electrolyser 100 or the system according to the invention may 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. When reversing polarities, 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.
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.Advantageously, 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.
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.In particular embodiments (not shown), 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 appropriate 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 sodium chloride, in solid form, cannot become embedded between the electrodes of the (at least one) set of electrodes (120) and cause short circuits in the electrolyser 100, on the other hand.
Dans un mode de réalisation particulier, présenté notamment sur la
Sur la
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.Concerning the arrangement of (at least one) set of electrodes 120 in the electrolysis enclosure 110, reference can be made to patent application WO2012172118A1 in the name of the applicant.
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.Generally speaking, referring to Figures 2, 3, 8 to 12, the enclosure 110 is surmounted by a cover 130. This is configured or adapted to close the upper opening 111 of said enclosure 110, so as to waterproof. 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.
Le couvercle 130 peut être fixé sur l’enceinte par vissage. Sur la
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.Furthermore, the 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.
Sur les figures 2 à 5, et 8 à 12, le couvercle 130 est muni d’un conduit de 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 110) 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.In Figures 2 to 5, and 8 to 12, the cover 130 is provided with a conduit of 200 (called communication conduit). This is intended to allow fluid communication between the interior and exterior of the electrolysis enclosure 110. 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 110) 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.
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.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 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.
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.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 illustrated) in this cover 130.
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.In particular embodiments of the invention (not shown), the electrolysis enclosure may 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.
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 ).An example of an electrolyzer which can be used with the system according to the present invention is described in patent application WO2012172118A1 in the name of the Applicant, or is marketed by the latter under the brand name Chlor'in ( https://www .chlor-in.com/concept-chlor-in-p3.php).
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.In the appended figures, 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 helical, vertical or inclined conduit.
Cuve de dilutionDilution tank
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.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 electrolyser in water supplied by the water source S .
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.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, desired hypochlorous acid content 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 below, and which shows the effect of the number of electrolyzers 120 on the production time of the disinfectant solution according to the present invention.
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).The tank 300 according to the invention 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).
L’entrée d’eau 302 est dédiée à l’introduction d’eau pour remplir 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.The water inlet 302 is dedicated to the introduction of water to fill water in the dilution tank 300. It is intended to be connected to a water supply source ''S'' such as by for example a tap or a municipal water pipe, or other.
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.In practice, 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.
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.Also, in a particular embodiment (not shown), 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 products of water electrolysis 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.
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 301 et l’intérieur de l’enceinte d’électrolyse 110 de cet électrolyseur 100.The bottom outlet 303 of the dilution tank 300 is configured or adapted to connect to the communication conduit 200 of the electrolyzer 100 in order to allow fluid communication between this dilution tank 301 and the interior of the enclosure. electrolysis 110 of this electrolyzer 100.
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).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).
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.By “bottom outlet 303” we designate a bottom orifice of the tank 300 or a suitable bottom conduit inserted into said bottom orifice of the tank 300, which bottom conduit can be attached and mounted on the dilution tank 300 in order to to be able to be fixed there permanently, or in a removable manner.
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.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 intended. In practice, 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. Of course, the invention is not limited to these shapes or dimensions for the dilution tank 300.
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).In practice, 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. .
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.In particular embodiments of the invention (not shown), the dilution tank 300 may further comprise at its lower part an outlet orifice allowing the distribution of the disinfectant solution or the emptying of the tank 300. This orifice of outlet 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.
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.In particular embodiments of the invention (not shown), 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 electrolyzer 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 electrolysis enclosure into fluid communication and the dilution tank 300. The means for breaking the gas bubbles can be constituted by 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 the chlorine in the 'water. Preferably, the perforations of the at least one plate have a diameter of less than 5 mm, preferably less than 1 mm. Preferably, 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.
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.In a variant, not shown, 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 than 1 mm .
Utilisation du système selon l’invention.Use of the system according to the invention.
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
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 0°C. 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 Minerals 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.Step 1: we start with the electrolysis enclosure 110, which is in practice already equipped with (at least) one set of electrodes 120. We charge the electrolysis enclosure with 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. We recall here that in the case of sodium chloride, it has a solubility of approximately 357 g per liter of water at 0°C. In a particular example, 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. We can also indicate that sodium chloride in the form of pellets of approximately 15 g is available under the brand name AXAL ® PRO, from the company K+S Minerals and Agriculture GmbH, located in Germany. As a variant of the particular example described here, potassium chloride or a mixture of sodium chloride and potassium chloride can be used to prepare the aqueous solution to be electrolyzed.
Etape 2 : on ferme ensuite l’enceinte d’électrolyse 110 par son couvercle amovible 130.Step 2: we then close the electrolysis enclosure 110 with its removable cover 130.
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.Step 3: we place the electrolysis enclosure 110 loaded with alkaline chloride such as sodium chloride, and closed by its cover 130 under the dilution tank 300. In relation to the aforementioned particular example, we choose a tank of dilution of 260 liters for at least one electrolysis chamber whose capacity is approximately 40 liters.
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.Step 4: the conduit 200 of the electrolyser 100 is connected to the corresponding bottom outlet 303 of the dilution tank 300. The connection can be made by any suitable rapid and waterproof coupling means known to those skilled in the art, as mentioned above. Now, the dilution tank 300 and the electrolysis enclosure 110 of the electrolyser 100 are in fluid communication with one another.
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.Step 5: we connect the dilution tank 300 to the water supply source S, if necessary, via an appropriate water filter as mentioned above.
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.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 dilution tank 300 and the conduit 200 of the electrolysis enclosure 110 to which this bottom outlet 303 is connected. We can mention here the advantage of using alkaline chloride, such as sodium chloride, in solid form which is that when filling the electrolysis enclosure 110, the alkaline chloride salt remains at the bottom of the latter. .
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.Step 7: wait 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.
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.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.
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.In practice, 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. Alternatively, the electrolysis according to the invention can be carried out with a pulsed current.
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.The electrolysis in the electrolysis chamber 110 is generally carried out at a pH of approximately 6-8, under a voltage between 1V to 15 V, preferably between 2 and 10 V.
Le courant continu (et/ou pulsé) utilisé peut avoir une densité de courant comprise entre 0,1 A/dm2et 10 A/dm2, ou même au-dessus de 10 A/cm2. De préférence, on conduit l’électrolyse avec un courant continu (et/ou pulsé) ayant une densité de courant comprise entre 0,1 A/dm2et 5 A/dm2.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/cm 2 . Preferably, 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 .
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).After a period of electrolysis sufficient to obtain a disinfectant solution containing hypochlorous acid with the desired content of free chlorine, the electrolysis is interrupted (we will return to this last point in detail later).
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 (Cl2(g)) 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 (HOCl( aq )) et de l’acide chlorhydrique (HCl( 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.During electrolysis, at least part of the chloride ions present in the aqueous solution contained in the electrolysis enclosure is oxidized at at least one anode of the electrolyzer to generate chlorine (Cl 2(g) ) following the reaction of equation 4 mentioned above. The chlorine thus generated reacts instantly with the water present in the aqueous solution to produce hypochlorous acid (HOCl ( aq ) ) and hydrochloric acid (HCl ( aq ) ) following the reversible reaction of equation 2 mentioned above . Parallel to the oxidation reaction of the chloride ions, there is a reduction of water, at the level of at least one cathode of the electrolyzer, into gaseous hydrogen (H 2(g) ) and into hydroxide ions ( OH - ) following the reaction of equation 5 mentioned above. Thus, overall the electrolysis of the aqueous solution containing alkaline chloride such as sodium chloride, at a pH of 6 to 8 (pH of city water), leads to the formation of chlorine products (gaseous chlorine, hypochlorous acid and/or hypochlorite ions) and gaseous hydrogen, within the electrolysis enclosure 110. However, the latter is in fluid communication with the dilution tank 300, which is filled with water.
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.The hydrogen gas, and where appropriate part of the chlorine gas, generated in the electrolysis enclosure 110 therefore takes the conduit 220 of the latter, then the bottom outlet 303 of the dilution tank 300 and then passes through the dilution tank 300 containing the water to discharge into the atmosphere.
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.On the other hand, 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 this case 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”.
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.Thus, in this case, the 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 chamber 110 towards the dilution tank 300 and, conversely, water tends to move (or migrate) from the dilution tank 300 towards the electrolysis enclosure 110.
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.It should be noted that chemical diffusion is a phenomenon which, in principle, occurs very slowly if no agitation accelerates it.
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.However, it is to the merit of the author of the present invention to have found, despite this highly unfavorable prejudice, that it is possible to produce a disinfectant solution whose free chlorine content (hypochlorous acid and/or ions hypochlorites) can reach 1000 ppm or even more than 1000 ppm in acceptable times, in industrial practice, for example less than 12 hours, by placing the dilution tank 300 above the electrolysis enclosure 110, by connecting them fluidically, and using the movement of hydrogen gas bubbles and, where appropriate, chlorine gas, generated in the aqueous solution of the electrolysis enclosure 110. In fact, 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.
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.Furthermore, it is possible to adjust the electrolysis so as to generate the formation of gas bubbles, in particular hydrogen gas, so that these bubbles create turbulence capable of forcing the migration of at least part of the hypochlorous acid from the electrolysis chamber 110 to the dilution tank 301. For this, the author of the present invention has shown that increasing the number of electrodes per set of electrodes 120 and/or the number of sets of electrodes by electrolyzer makes it possible to promote the generation of such gas bubbles and to reduce the production time of a disinfectant solution containing hypochlorous acid at a given or desired free chlorine content.
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.Furthermore, the author of the present invention has found in a surprising and unexpected manner 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 low, lower contents. at 1 ppm, which is very advantageous in a process or system for producing disinfectant solutions.
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.We return here to the notion of “sufficient electrolysis period” mentioned above. In fact, 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. 'carry out, 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 animal breeding buildings, etc.
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.Also, to obtain the disinfectant solution with a given free chlorine content which is suitable for the use he wishes to make of it, 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).
Nous désignons par « chlore libre » : l’acide hypochloreux (HOCl) et les ions hypochlorites (OCl-).We designate by “free chlorine”: hypochlorous acid (HOCl) and hypochlorite ions (OCl - ).
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.To monitor the progress of the production of the disinfectant solution containing hypochlorous acid, 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.
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).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.
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.Preferably, as illustrated in Figures 8 to 12, 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.
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 ppmThe 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. It is set by the user, for example, to 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
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
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.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.
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.With the aim of automating the monitoring of the production of the disinfectant solution, the system according to the present invention may further comprise a control unit, designated by the reference 600 in Figures 9 to 12. This control unit 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.
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.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 .
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.Furthermore, 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.
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.It should be noted that in the different applications (e.g. disinfection of air, plant, animal or human surfaces, medical devices, etc.) for which the disinfectant solution produced by the system according to the present invention is suitable, a pH of 5.1 to 6.9, in particular, a pH of around 6.5 can be considered optimal.
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
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.In practice, the pH probe 413 is included in the measuring device 400 comprising sensor 411, which measuring device 400 can further 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 sensor 411.
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.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 dilution tank in response to the signal from the pH probe 413.
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.By “pH correction agent” we mean any acidic aqueous solution or any basic aqueous solution that does not alter the physicochemical characteristics of hypochlorous acid. Preferably, 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.
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.Typically, the pH regulation device also includes a dosing pump capable of injecting a dose of the pH correcting agent into the disinfectant solution.
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.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.
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.In practice, the pH 413 probe 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.
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.The pH regulation device is generally placed near the pH probe 413 which can be included in the measuring device 400 as mentioned above.
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.The measurement and regulation of the pH of the disinfectant solution can be automated as for the measurement of the free chlorine content, thanks to the use of the 600 control unit presented previously.
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.In practice, as shown in Figures 10 to 12, the water inlet 302 of the dilution tank 300 is connected to the water source S by a water supply circuit 420 comprising, in the direction of the dilution tank 300, a valve, preferably a solenoid valve 440 or 441, and a pump 430.
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
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 12, 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.This recirculation loop 450 can be formed by a line for sampling at least part of the disinfectant solution, designated by the reference 410 in Figures 10 to 12, and a 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 supply circuit of water 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 sampling outlet 307 in direction of the water inlet 302 of the dilution tank 300.
Selon une variante possible, représentée sur la
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.In practice, as shown in Figures 10 to 12, 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 part upper part of the dilution tank 300. Of course, it is possible to reverse this arrangement. We then place the sampling outlet 307 in the upper part of the dilution tank 300 and the water inlet 302 in the lower part of the dilution tank.
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.As mentioned above, the sensors or measuring probes (pH and free chlorine level), and the means for regulating the pH of the disinfectant solution can be arranged at the level of such a 450 or 450' recirculation loop. 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.
Préférentiellement, l’électrovanne 440 ou 441 et la pompe 430 sont commandées par l’unité de commande 600.Preferably, the solenoid valve 440 or 441 and the pump 430 are controlled by the control unit 600.
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 451’ et du système de la présente invention.Preferably, the dilution tank 300 is equipped with disinfectant solution level detectors in order to optimize the operation of the recirculation loop 450 or 451' and of the system of the present invention.
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 N1, un détecteur de niveau haut N2et un détecteur de niveau intermédiaire N3situé entre les détecteurs de niveau bas N1et niveau haut N2.In particular embodiments, shown in Figures 10 to 11, three level detectors are placed in the dilution tank 300, namely a low level detector N 1 , a high level detector N 2 and an intermediate level detector N 3 located between the low level N 1 and high level N 2 detectors.
Dans un autre mode de réalisation, représenté sur la
Les différents détecteurs de niveau N1, N2et N3(ou N1’, 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 N1(ou N1’),
- 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’).The different level detectors N 1 , N 2 and N 3 (or N 1 ', N 2 ', and N 3 ') are intended to be connected to the control unit 600 which can be configured to control, for example, :
- filling the dilution tank 300 with water in response to a low level signal emanating from the low level detector N 1 (or N 1 '),
- interrupting the filling of the dilution tank 300 with water, and then circulating the disinfectant solution in the circulation loop 450 (or 450') in response to a high level signal emanating from the high level detector N 2 (or N 2 '), or
- switching on the measuring device 400 to begin measuring the free chlorine content of the contents of the dilution tank 300, in response to an intermediate level signal emanating from the intermediate level detector N 3 (or N 3 ') .
En pratique, pour le remplissage en eau de la cuve de dilution 300, le détecteur de niveau bas N1(N1’) 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’électrovanne 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’électrovanne 441, l’unité de commande 600 va commander à cette dernière d’ouvrir les voies 441a et 441b et de fermer la voie 441c.In practice, for filling the dilution tank 300 with water, the low level detector N 1 (N 1 ') detects that the level of water or disinfectant solution in the dilution tank 300 is equal to or less than one predetermined minimum level, it produces a low level signal that the control unit 600 receives. This then commands the solenoid valve 440 (or 441) to open the water supply circuit 420 to allow the supply of water to the dilution tank 300. In the particular case of the solenoid valve 441, the control unit 600 will order the latter to open channels 441a and 441b and to close channel 441c.
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 (ou 441) de se fermer 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 circulation en direction de l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300.With regard to the interruption of filling and the circulation of the disinfectant solution in the circulation loop, when the high level detector N 2 (or N 2 ') detects that the level of water or disinfectant solution in the dilution tank is equal to or greater than a predetermined maximum level, it sends a high level signal to the control unit 600. This then commands the solenoid valve 440 (or 441) to close and the pump 430 to start sucking part of the disinfectant solution out of the dilution tank 300 so that this part of disinfectant solution circulates in the circulation loop towards the water inlet 302 of the dilution tank 300.
Le système selon la présente invention peut comprendre un fonctionnement en marche forcée et en fonctionnement en marche automatique.The system according to the present invention may include forced operation and automatic operation.
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.With reference to Figures 10 to 12, the control unit 600 can 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 of 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,
- Switching on or off the energy source 101 supplying electric current to the set(s) of electrodes 120 of the at least one electrolyser 100, and/or
- Switching on or off at least one electrolyzer 100, and/or
- Switching the measuring device 400 on or off, and/or
- The opening or closing of the solenoid valve 440, and/or
- Starting or stopping the pump 430, and/or
- switching the pH regulation device on or off, and/or
- The reversal of the polarity of the electrodes of the set(s) of electrodes 120 and, where appropriate, the pause time between each polarity reversal.
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.The user interface 601 can also allow the user to obtain information sequentially on the operating state of the system, on the production of the disinfectant solution containing the hypochlorous acid, and in particular, on the measured pH value. by the pH probe 413, on the value of the free chlorine level measured by the sensor 411, or on the operating times of the electrolyzer(s) 100 recorded by the control unit 600 over time.
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.During forced operation, the 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.
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.During automatic operation, the 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 electrolysers 100, when there are several, and/or the supply of electric current to one or more electrodes 120, when there are several per electrolyzer 100.
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.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(s) corresponding set(s) of electrode(s), in the case where the free chlorine content measured by the sensor 411 exceeds the value of the pre-recorded threshold.
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.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(s) 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 the pH regulating device, for example the latter is no longer capable or available to inject the pH correction agent to bring the pH back into the desired pH range.
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.In particular embodiments, not shown, the system according to the present invention may further comprise a remote information transmission system 603 and/or a system for storing all of the information in the system according to the invention:
- the percentage of production,
- the measured pH value of the disinfectant solution,
- the measured value of the free chlorine content of the disinfectant solution
- the values of the thresholds set, in particular for the pH and the free chlorine content,
- the operating time of the system according to the present invention, to determine when to change the at least one set of electrodes 120,
- the polarity inversion period of the at least one set of electrodes 120,
- the occurrence of each power outage.
- automatic march or forced march
- triggering diagnostics.
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.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.
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.The control unit 600 is preferably provided with a screen 602 of the liquid crystal screen 82 type, or Liquid Crystal Display in English, i.e. LCD, communicating information on the operation of the system according to the invention to the user.
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.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.
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.In summary, 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.
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.Also, the present invention also relates to a process for producing the disinfectant solution. This process according to the invention comprises:
- a step a) in which a system according to the present invention is provided;
- a step b) in which the dilution tank 300 and the electrolysis chamber 110 are filled with water in accordance with the present invention;
- a 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 electrolyser 100 to electrolyze 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 part of the hypochlorous acid having migrated being diluted in the water present in said dilution tank 300 in order to form the disinfectant solution;
- a step d) in which the free chlorine content of the disinfectant solution forming in the dilution tank 300 is measured;
- a 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.
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.By desired free chlorine content value, it is necessary to understand the free chlorine content value desired or selected by the user and that the latter considers that it is sufficiently high for the user he wishes to make of the solution disinfectant containing hypochlorous acid.
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.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.
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.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 free chlorine content 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 chlorine content free. Preferably, 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.
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.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 intrinsic parameter can be chosen from the list of parameters including the pH , temperature, conductivity, and hardness.
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.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.
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.Preferably, in step c) the current voltage applied to the electrodes is between 1 and 15 volts, preferably between 2 and 10 volts.
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.Advantageously, the disinfectant solution containing the 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.
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.The various elements (dilution tank, electrolyzer(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.
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’enceinte d’électrolyse 110 de l’au moins un électrolyseur 100 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 la présente 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.In practice, 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 electrolysis enclosure 110 of the at least one electrolyser 100 and ensuring the rigidity of the 'together. 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 present 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;
- a second compartment arranged above the first compartment and in which the dilution tank 300 can be placed, 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 respective communication conduit 200 of the at least one electrolyzer,
- 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.
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.Of course, the invention is not limited to this form of mounting of the system herein. In particular, it is possible to provide a form of chassis 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 electrolyzer.
Un exemple de système selon la présente invention assemblé sous forme d’un ensemble compact est montré sur la photographie de la
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.Additionally, 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. Likewise, 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 can be solid 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.
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 :
Various production tests of a disinfectant solution containing hypochlorous acid with a free chlorine content of 250 ppm were carried out with the following operating conditions:
- 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
- Dilution tank 300 = 260 liters,
- Electrolysis chamber = 40 liters,
- Set(s) of 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.
- Ambient temperature (around 25°C)
- The disinfectant solution was maintained at pH = 6.5
- The applied voltage = between 4 and 6 volts
- L’intensité de courant = entre 15 et 30 ampères
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 le nombre d’électrolyseurs et/ou de jeux d’électrodes augmente plus la durée de production de ladite solution désinfectante est réduite.It appears from this table that for the production of a disinfectant solution containing hypochlorous acid at a given free chlorine content, the greater the number of electrolyzers and/or sets of electrodes, the greater the production duration. of said disinfectant solution is reduced.
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.The invention is not limited to the described embodiments alone. Furthermore, in the claims, any parenthetical reference sign shall not be construed as a limitation of the claim. Furthermore, 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. Of course, one or more features shown only in one embodiment can be combined with one or more other features shown only in another embodiment. Likewise, one or more characteristics exposed only in one embodiment can be generalized to other embodiments.
Claims (23)
- 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),
et dans lequel :
- le remplissage de la cuve de dilution (300) en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse (110) en eau par le conduit (200) pour préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte d’électrolyse, et,
- l’électrolyse de la solution aqueuse dans l’enceinte (110) produit de l’acide hypochloreux dont au moins une partie migre de l’enceinte d’électrolyse (110) vers la 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 la cuve de dilution (300) afin de former la solution désinfectante.System for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid, characterized in that it comprises:
- a dilution tank (300) dedicated to the preparation of the disinfectant solution, which tank (300) includes a water inlet (302) allowing said tank to be filled with water,
- at least one electrolyser (100) placed below the dilution tank (300), and comprising:
-- an electrolysis chamber (110) storing alkaline chloride in solid form,
-- at least one set of electrodes (120) comprising at least one anode and at least one cathode arranged in the electrolysis enclosure (110),
-- a conduit (200) putting the electrolysis enclosure (110) and the dilution tank (300) into fluid communication,
and in which:
- filling the dilution tank (300) with water causes the electrolysis enclosure (110) to be filled with water through the conduit (200) to prepare an aqueous solution containing chloride ions by dissolving part of the alkaline chloride stored in said electrolysis enclosure, and,
- the electrolysis of the aqueous solution in the enclosure (110) produces hypochlorous acid, at least part of which migrates from the electrolysis enclosure (110) towards the dilution tank (300) via the conduit (200 ), the at least part of the hypochlorous acid having migrated being diluted in the water present in the dilution tank (300) in order to form the disinfectant solution.
- 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).System for producing a disinfectant solution according to one of claims 1 to 12, further comprising 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).
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).Process for producing a disinfectant solution containing hypochlorous acid, comprising:
a) a step of providing a system according to one of the preceding claims;
b) a step of filling the dilution tank (300) of said system with water, and in which filling the dilution tank (300) with water results in filling the electrolysis enclosure (110) of the at least one electrolyzer (100) of said system through the conduit (200) placing said electrolysis enclosure (110) and said dilution tank (300) in fluid communication, in order to prepare an aqueous solution containing chloride ions by dissolution of part of the alkaline chloride stored in said electrolysis chamber (110);
c) a step of applying an electric current to the electrodes of the at least one set of electrodes (120) of said at least one electrolyzer (100) to electrolyze the aqueous solution containing chloride ions in said 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 said conduit (200), the at least part of the hypochlorous acid having migrated is diluted in the water present in said dilution tank (300) in order to form the disinfectant solution;
d) a step of measuring the free chlorine content of the disinfectant solution forming in said dilution tank (300);
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 (411) 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 (600) adapted to compare the free chlorine content 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;
h) optionally, a step of measuring at least one intrinsic parameter of the disinfectant solution forming in the dilution tank (300), which intrinsic parameter is chosen from the list of parameters including pH, temperature, conductivity, and hardness;
i) optionally, a step of regulating the pH of the disinfectant solution forming in the dilution tank (300).
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5669666U (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-09 | Carlit Co Ltd | |
US4599159A (en) * | 1985-05-28 | 1986-07-08 | Hilbig Herbert H | Electrolytic pool chlorinator having distribution chamber for filling anode and cathode chambers |
US5580099A (en) | 1995-04-03 | 1996-12-03 | Eaton; Edward M. | Quick connect/disconnect coupling |
JP2004237165A (en) | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for treating organic compound-containing water |
KR100794106B1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-01-10 | 남궁정 | Electrolyzor for generating hypochlorous acid, apparatus and method for generating hypochlorous acid by use the same |
WO2012172118A1 (en) | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Mp Technic | Device for manufacturing sodium hypochlorite or hypochlorous acid and water treatment system in general |
WO2013121294A1 (en) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Wiab Water Innovation Ab | Compositions of hypochlorous acid (hoci) and methods of manufacture thereof |
US20170225977A1 (en) * | 2014-07-16 | 2017-08-10 | Gaffey Technical Services Limited | Electrochlorination apparatus |
US20170298552A1 (en) * | 2014-09-19 | 2017-10-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electrolyzed water generating device, electrolyte for generating electrolyzed water, and electrolyzed water for disinfection |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2504942B1 (en) | 1981-05-04 | 1985-11-22 | Degremont | ELECTROLYSIS APPARATUS WITH BIPOLAR ELECTRODES IN PARTICULAR FOR THE ELECTROLYSIS OF SALINE SOLUTIONS |
GB9618922D0 (en) | 1996-09-11 | 1996-10-23 | Guest John D | Improvements in or relating to collets for coupling devices |
CA2960023C (en) | 2017-03-06 | 2023-08-08 | Ipex Technologies Inc. | Releasable connect/disconnect fitting connection |
US10473246B2 (en) | 2017-08-31 | 2019-11-12 | Flow-Rite Controls, Ltd. | Connector for a fluid handling system |
-
2022
- 2022-11-07 FR FR2211577A patent/FR3141703A1/en active Pending
-
2023
- 2023-11-06 WO PCT/EP2023/080868 patent/WO2024099983A1/en unknown
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5669666U (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-09 | Carlit Co Ltd | |
US4599159A (en) * | 1985-05-28 | 1986-07-08 | Hilbig Herbert H | Electrolytic pool chlorinator having distribution chamber for filling anode and cathode chambers |
US5580099A (en) | 1995-04-03 | 1996-12-03 | Eaton; Edward M. | Quick connect/disconnect coupling |
JP2004237165A (en) | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Kurita Water Ind Ltd | Method and apparatus for treating organic compound-containing water |
KR100794106B1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-01-10 | 남궁정 | Electrolyzor for generating hypochlorous acid, apparatus and method for generating hypochlorous acid by use the same |
WO2012172118A1 (en) | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Mp Technic | Device for manufacturing sodium hypochlorite or hypochlorous acid and water treatment system in general |
WO2013121294A1 (en) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Wiab Water Innovation Ab | Compositions of hypochlorous acid (hoci) and methods of manufacture thereof |
US20170225977A1 (en) * | 2014-07-16 | 2017-08-10 | Gaffey Technical Services Limited | Electrochlorination apparatus |
US20170298552A1 (en) * | 2014-09-19 | 2017-10-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electrolyzed water generating device, electrolyte for generating electrolyzed water, and electrolyzed water for disinfection |
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