JP2619756B2 - 殺菌水製造方法 - Google Patents

殺菌水製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電解による次亜塩素酸含
有殺菌水の新規な製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】次亜塩素酸水溶液はpH8以上では次亜
塩素酸イオンとなり、殺菌力が次亜塩素酸((HCl
O)の場合に比較して著しく減少する。しかしpH3〜
7の範囲ではHClOの形で保たれ、殺菌力が飛躍的に
増大することが知られており(第3図参照)、従って、
pH3〜7の次亜塩素酸水は残留塩素濃度が30〜60
ppm程度の低濃度でもpH8の残留塩素濃度200p
pm程度の殺菌水と同等の殺菌効果が得られる。そこで
この種の殺菌水を得る方法として、塩化ナトリウム水溶
液を電解して陽極室側にpH3〜7の次亜塩素酸水を得
ることで次の様に試みた。すなわち、上記の殺菌水製造
装置は、第2図に示すように、電解用直流電源装置;ア
ノードとカソード及び両電極の間に隔膜を有し、アノー
ド室とカソード室とに分離された電解槽;原水導入管か
ら供給される原水と、塩化ナトリウム水溶液転か手段か
ら供給される塩化ナトリウム水溶液とを混合して成る被
電解水を、該アノード室とカソード室に供給する導入
管;該アノード室とカソード室のそれぞれから生成水を
取り出す導出管;該アノード室から取り出された生成水
と、該原水導入管から分岐させた希釈用原水導管から供
給される原水及び/または前記カソード室から取り出さ
れる生成水とを混合希釈する手段;を有することを特徴
とし、また、上記の殺菌水製造方法は、塩化ナトリウム
水溶液と原水導入管から供給される原水とを混合して成
る被電解水を、アノード室とカソード室とを有する電解
槽に供給して電解し、ついで、該アノード室から取り出
された生成水を、該原水導入管の中途で分岐させた希釈
用原水導管から供給される原水及び;またはカソード室
から取り出される生成水で混合希釈することを特徴とす
る。原水で希釈する手段を設けると、アノード側に生成
する残留塩素濃度の高い生成水を所定の濃度まで希釈す
るとともに、pHを制御でき、さらに殺菌水の量をアノ
ード側生成水量の数倍に増加させることが可能となる。
【0003】一方、カソード側生成水で希釈する手段を
設けるのは、主として、pHを制御するためである。以
上のような殺菌水の製造方法及び装置を見い出し、昭和
63年11月20日に昭和63年特許願第300998
号として特許出願した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特許出願の方法は
簡単な操作で殺菌水の製造ができるので安全性及び操作
性の点で優れており、しかも使用場所で必要量だけ殺菌
水を連続的に供給することができ、さらに、殺菌水の残
留塩素濃度及びpHを自動制御する回路を設ければ、各
流量調整、電流調整等の調整監視作業が不要となり省力
化できる。という種々の優れた、作用効果を提供するも
のであるが、これを連続して稼働させると、陰極にCa
付着が生じ、このため電解電圧が上昇したり(図4参
照)、または電解電流が流れにくくなり、又流水抵抗が
大きくなり水量が下がる現象が生じ、連続運転ができな
くなる問題に直面した。
【0005】従って、本発明の第1の目的は、陰極にC
aを付着させないで次亜塩素酸含有殺菌水を製造する方
法を提供することにある。本発明の第2の目的は、従来
ドレンへ捨てていた陰極室側の電解水を上記殺菌水とし
て利用できるようにし、これにより歩留まりの良い殺菌
水製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、塩
化ナトリウム水溶液と塩酸水溶液と原水導入管から供給
される原水とを混合して成る被電解水を、電極間に隔膜
を有しない電解槽に供給して電解することによって達成
される。ここで、塩酸HClを添加するのは、陰極への
カルシウムCaの付着を防止するためと、生成される電
解水のpHを制御するためである。
【0007】
【作用】本発明の方法によれば、塩化ナトリウム水溶液
を無隔膜電解することにより殺菌水を製造することがで
きるが、電解槽における反応は以下の通りである。
【0008】塩化ナトリウムと塩酸を添加した被電解水
は、直流電流により電解され、アノード側では塩素イオ
ンが次の反応により次亜塩素酸となり、カソード側では
ナトリウムイオンと水の反応で苛性ソーダと水素ガスが
生じる。また、この反応で、アノード側は酸性になりカ
ソード側はアルカリ性になる。アノード側:
【0009】
【化1】 2Cl-→Cl2+2e-
【化2】 Cl2+H2O→H++Cl-+HClO
【0010】カソード側:
【0011】
【化3】 2Na++2H2O+2e-→2NaOH+H↑
【0012】なお、次亜塩素酸(HClO)の存在比は
前述した如くpHによって変化する。また、アノード側
生成水の残留塩素濃度及びpHは被電解水量と電解電流
により変化する。すなわち、単位当りの被電解水量に対
する電解電流を大きくすれば残留塩素濃度は高くなり、
pHは低くなる。また、単位当りの被電解水量に対する
電解電流を小さくすれば残留塩素濃度は低くなり、pH
は中性に近づく。ところが、アノードとカソードを切る
隔膜がないため、電解槽全体のpHはほとんど変化しな
い。ここで所定のpH(酸性側)にするために塩酸(H
Cl)を添加し、カソード側で生成されるNaOHを中
和して、 液中:NaOH+HCl⇔ NaCl+H2O の反応で液全体を酸性側にする。このpH値は、HCl
添加量で調整できる。
【0013】次にカソード(陰極)に付着するCaの作
用を述べる。原水中には主に重炭酸カルシウムCa(H
CO32の形でCaが溶け込んでいる。これが電気分解
されると カソード側: Ca(HCO32→CaCO3↓+2H2O+CO2↑ の反応により炭酸カルシウムCaCO3がカソード表面
に付着、成長し、電解抵抗を上げ、電解電流が流れにく
くなり、連続的な電解が不可能になる。これをHClを
添加することにより カソード側: CaCO3↓+2HCl→CaCl2+H2CO3 CaCO3はCaCl2の形で液中に溶解しCa付着は解
決できる。
【0014】以下、本発明の作用を第1図に基づきさら
に詳細に説明する。まず、塩化ナトリウム水溶液は、例
えば5〜10%濃度とし、貯蔵タンク10から添加ポン
プ11により被電解水導入管5に所定の濃度になるよう
に添加される。塩酸水溶液は、例えば10%濃度とし貯
蔵タンク28から添加ポンプ29により被電解水導入管
5に所定の濃度になるように添加される。被電解水は、
被電解水導入管8、電解槽2に供給され、直流電源装置
17により印加電解される。そして、生成水導出管18
から排出される。被電解水量の調節は、調節弁6で行な
い、電解電流は直流電源装置17によって調整する。こ
の直流電源装置17は、原水の電気伝導率等の変化に対
応できるように定電流制御装置を有しており、設定した
電解電流に保持することができる。
【0015】被電解水のpHはHCl添加ポンプ29
らの塩酸の添加で所定のになっているが、殺菌水のp
Hの値を調整する時は、このHCl添加ポンプ29の
酸添加量の調節で調整できる。その結果、残留塩素濃度
とpHが所定の範囲内即ち残留塩素濃度1.0〜2
00ppm、pH3〜7に調整された殺菌水が製造さ
れ、生成水導出管18から排出される。この場合、残留
塩素濃度1ppmでは殺菌効果が小さくなり、200以
上では人間の皮膚表面を酸化する現象が生じてくる。p
Hについては、pHが7よりも大きいと次亜塩素酸イオ
ンが増大して殺菌効果が低下し、不安定となる。一方
3より小さいとHClOの存在が不安定となる。
【0016】
【実施例】以下、表1に示す仕様を有する本発明の殺菌
水製造方法により製造された殺菌水の例を説明する。
【0017】
【表1】
【0018】電気伝導率139μs/cm、pH7.
4、残留塩素濃度0.1ppmの原水に5%濃度の塩化
ナトリウム水溶液を、被電解水量2リットル/minに
50cc/min添加し、塩化ナトリウム濃度を125
0ppmとした。次に、1%濃度のHCl水溶液を被電
解水量1リットル/minに17cc/min添加し
た。これにより、被電解水の電気伝導率は約2800μ
s/cmまで上昇した。この被電解水を電圧12V、電
解電流12Aで電解すると、生成水は、pH5.0、残
留塩素濃度160ppmであった。この時の電解電圧の
経時変化は図5の通りで、ほとんど変化していない。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、塩化ナトリウム
水溶液と塩酸を添加した水を無隔膜電解し、電解槽に残
留塩素濃度の高い水を生成させることにより、残留塩素
濃度及びpH値を所定の範囲にコントロールした殺菌水
を連続的に製造できる。殺菌効果の大きい次亜塩素酸の
存在比の高いpH4〜6で仕様できるため、次亜塩素酸
希釈水溶液よりも低い残留塩素酸濃度でも従来と同等の
殺菌効果を発揮できる。また、塩酸を電解槽に添加して
いるため、カソードにCaの付着が生ぜず、電極メンテ
が不要になり、さらに、無駄に排水する水が無い。
【0020】また、簡単な操作で殺菌水の製造ができる
ので安全性及び操作性の点で優れており、しかも使用場
所で必要量だけ殺菌水を連続的に供給することができる
という点でも非常に優れている。従って、調理環境衛生
用、手洗い用、食品材料用、おしぼり用等の殺菌水を始
め、食品加工流通分野、飲用水、プール用水、医療分野
等、広範囲の分野に適用可能な殺菌水を低コストで供給
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の殺菌水製造方法に使用される装置の
一例を示す概略系統図
【図2】 従来方法に使用される殺菌水製造装置の概略
系統図
【図3】 遊離塩素濃度存在比とpHの関係を表わす図
【図4】 従来方法による5リットル/min機連続耐
久テスト状況を示す図
【図5】 本発明の方法による5リットル/min機連
続耐久テスト状況を示す図
【符号の説明】
1…殺菌水製造装置、 2…電解槽、 3…原水導入
管、 4…原水分岐部、5…被電解水導入管、 6…電
解水流量調節弁、 8…被電解水導入管、 10…塩化
ナトリウム水溶液貯蔵タンク、 11…塩化ナトリウム
水溶液添加ポンプ、 12a,12b…電解槽ケーシン
グ、 13…アノード、 14…カソード、 15a,
15b…スペーサー、 16…隔膜、 17…直流電解
装置、18…アノード側生成水導出管、 20…カソー
ド側生成水排水流量調節弁、21…カソード側生成水流
量調節弁、 22…カソード側生成水排水管、 23…
カソード側生成水混合管、 24…希釈用原導管、 2
5…希釈用原水流量調節弁、 26…混合希釈部、 2
7…殺菌水吐出管、 28…塩酸水溶液貯蔵タンク、
29…塩酸水溶液添加ポンプ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/50 540 C02F 1/50 540B 550 550D 560 560F 1/76 1/76 A (72)発明者 北村 英之 岩手県釜石市鈴子町23−15新日本製鐵株 式会社釜石製鐵所内 (72)発明者 大嶋 勝衛 東京都千代田区大手町二丁目6番3号新 日本製鐵株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−149395(JP,A) 特開 平2−144190(JP,A) 特開 平3−258392(JP,A) 特開 平4−94785(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化ナトリウム(NaCl)を添加した水
    と塩酸を添加した水を混合し、これを無隔膜電解槽で電
    気分解して残留塩素濃度を1.0〜200ppm、pH
    を3〜7に調整することを特徴とする殺菌水製造方法
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