JPH0673675B2 - 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法 - Google Patents

電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法

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JPH0673675B2 JP5552890A JP5552890A JPH0673675B2 JP H0673675 B2 JPH0673675 B2 JP H0673675B2 JP 5552890 A JP5552890 A JP 5552890A JP 5552890 A JP5552890 A JP 5552890A JP H0673675 B2 JPH0673675 B2 JP H0673675B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は食品衛生用、環境衛生用、手洗用、食品材料用
及びおしぼり用等、広範囲の分野に使用される電解によ
る次亜塩素酸含有殺菌水の新規な製造方法に関し、詳細
には電解槽の陽極室側の水に次亜塩素酸ナトリウムなど
の次亜塩素酸塩を添加して電解を行う、安全な殺菌水を
低コストで製造できる殺菌水の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、細菌の殺菌装置としては種々の装置が知られてい
る。例えば、熱処理、アルコール処理、紫外線照射、オ
ゾンによる酸化等を利用した装置、また、食器や食品あ
るいは水道水の殺菌には塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウ
ムの希釈水溶液を利用した装置が広く用いられている。
ところで、海水及び高濃度の塩化ナトリウム水溶液を無
隔膜電解することにより、次亜塩素酸ナトリウムを製造
したり、あるいは有隔膜電解によりアノード側で塩素ガ
スを、カソード側で苛性ソーダを製造することは工業的
に従来から行われている。また、「淡水に近い低濃度食
塩水溶液の無隔膜直接電解による次亜塩素酸塩の生成」
が電気化学および工業物理化学56,No.5(1988)に報告
されている。さらに、特開昭61−283391号には、水道水
中に少量含まれている塩素イオンを塩素に変換すること
による飲料水の殺菌方法が示されている。
このように、塩素ガスを注入したり、次亜塩素酸ナトリ
ウムの希釈水溶液を使用したりする、いわゆる塩素殺菌
の場合は、水溶液のpHにより残留塩素の存在比が変化し
(第2図参照)、それに伴って同一の残留塩素濃度でも
殺菌効果が変動する。殺菌効果が最も大きいといわれて
いる次亜塩素酸(HClO)の存在比の高いpH範囲、すなわ
ち、pH3〜7、好ましくはpH5〜6.5にすれば低い残留塩
素濃度でも大きな殺菌効果を発揮することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
塩素の殺菌作用は非解離の次亜塩素酸(HClO)の状態が
最も強い殺菌力を呈し、ClO-にくらべて約8倍とも80倍
ともいわれている。
ところで、次亜塩素酸水溶液の残留遊離塩素存在比は第
2図のようにpHによって大きく影響され、pH3〜7位で
はHClOが約80〜100%であるのに対し、pHが7を越える
とHClOが急激に減少し、ClO-の割合が増加することが知
られている。そこで殺菌効率の良い殺菌水を得る方法と
して、塩化ナトリウム水溶液を有隔膜電解槽で電解し、
陽極室側にpH3〜7の次亜塩素酸水を得ることを試み
た。
この方法は電解槽の陰極室と陽極室の両方に食塩水を導
入して電解するものであり、塩素イオンCl-を効率良く
次亜塩素酸HClOへ転換するためには、食塩濃度を高める
必要があり、食塩が一部無駄になってくる。また、塩素
イオンCl-の次亜塩素酸HClOへの生成反応が電極表面の
状態で変化するため、次亜塩素酸水の濃度を知るために
測定器で実測する必要が生じた。ところでこの測定器は
特に高濃度を測定するものは高価で、且つ、寸法的にも
大きくなり、これを各殺菌水生成装置に取付けるとなる
と装置全体が大きくなりそのコストは著しく高いものに
なる。また、そのメンテナンスについてもセンサーの洗
浄などに手間がかかる等の問題に対面した。
本発明の目的は、投入した薬液の殺菌有効成分が最良の
条件下で最大限に利用され、これにより最少限度の薬液
添加で殺菌力が保証されるとともに、加えて、陽極室の
原水に対する薬液投入量から次亜塩素酸の所望最低保証
濃度を簡単に割り出すことができる次亜塩素酸含有殺菌
水の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の上記目的は電解槽の陰極室と陽極室に原水を導
入し、陽極室の原水に対し所定量の次亜塩素酸塩、好ま
しくは次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)を添加するとと
もに、陽極室に生成される次亜塩素酸水溶液のpHが3〜
7になるように電解槽の水を電気分解することによって
達成される。
次亜塩素酸塩は陽極室の水に対し、残留塩素濃度が例え
ば1〜200ppmの範囲になるように所定量添加する。
また、使用する次亜塩素酸塩としては次亜塩素酸ナトリ
ウムが食品衛生法上などの面から特に望ましい。
本発明の殺菌方法では、殺菌の目的に応じた残留塩素濃
度やpH値に調節して使用することが可能であり、かかる
調節によって本発明利用分野においては、残留塩素濃度
が1〜80ppmの範囲においても殺菌効果が充分に期待さ
れる。
本発明による殺菌水は通常pH3〜7、好ましくは5〜6.5
を有する。このpH範囲の選択はpHが7より大きいとClO-
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ことによる。
さらに、残留塩素Cl2,HClO及びClO-の中で最も酸化力が
強いのはHClOであるが、pH5.5以上でHClOは電離してClO
-になり始め、pHが大きくなるに従いClO-の存在比が増
加することから殺菌力を強く維持するためにはHClOが90
%以上であることが好ましい(第2図、残留遊離塩素の
存在比参照)。
〔発明の作用〕
電解槽の陰極室と陽極室に所定量の原水を導入し、陽極
室の原水に例えば次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)を投
入して陽極室の水がpH3〜7になるように電解すると、
添加した次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)はナトリウム
イオンNa+と次亜塩素酸イオンClO-に電気分解され、ナ
トリウムイオンNa+は陰極室に移動し、陽極室側にはClO
-とH+が結合した次亜塩素酸(HClO)が水溶液として生
成される。H+イオンは陽極面での、2H2O→4H++O2反応
で補給される。
一般に、市販されている次亜塩素酸ナトリウム水溶液
(12%溶液)はpHが12程度の強アルカリを示し、殺菌水
として使用するのに必要な200ppm程度の残留塩素濃度に
薄めてもせいぜいpH8程度までしか下がらない。この範
囲のppm値の下では次亜塩素酸ナトリウム水溶液はClO-
の存在比が大幅に増え、このため、前述のようにHClOの
存在比が80〜100%のときにくらべ殺菌力が著しく低下
する。これに対し、本発明では、電解によって陽極室側
が酸性になることを利用して次亜塩素酸ナトリウムを電
解槽の陽極室側の水に添加して電解するので、次亜塩素
酸水溶液のpH値を3〜7程度に下げることができる。す
なわち、pH値がこの範囲に保たれれば次亜塩素酸は水溶
液中にHClOの形で維持され、高い殺菌力の水が得られる
とともに、この場合のHClOはNaClOナトリウムイオンNa+
が陰極側に移動した結果として得られる分子であるか
ら、殺菌水としてのHClO濃度の所望最低保証値は原水量
に対する次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)の添加量から
計算によって容易に求められる。
例えば、次亜塩素酸ナトリウムを陽極水の原水に対し、
その残留塩素濃度が100ppmになるように投入して電解す
れば陽極室には次亜塩素濃度が少なくとも100ppm以上に
保証された殺菌水が生成される。
尚、原水として水道水を使用する場合は塩化カルシウム
(CaCl)が含まれ、また、添加する次亜塩素酸塩として
次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)水溶液を使用する場合
は同液に食塩(NaCl)が含まれており、それらの塩素イ
オンCl-の存在のため、電解によって生ずる塩素ガス(Cl
2)により若干の次亜塩素酸HClOが別途生成されるが、そ
の量はわずかであり、この場合でも上記計算による濃度
は殺菌水としての効力の最低保証を示す値として利用で
きる。
また、これらの所望濃度以上の次亜塩素酸の生成を欲し
ない場合は電解材質を塩素過電圧の高い白金等にするこ
とで対処できる。
〔発明の実施例〕
本発明は電解槽の陰極室と陽極室に所定量の原水を予め
設定した比率で導入し、陽極室の原水に対し所定量の次
亜塩素酸塩、好ましくは次亜塩素酸ナトリウムを添加す
るとともに、陽極室に生成される次亜塩素酸水溶液のpH
が3〜7になるように電解槽の水を電気分解することか
ら成る。
第1図のように電解槽は陽電極と陰電極間を電解用隔膜
によって陽極室と陰極室に区画された構成になり、この
電解槽は連続的に水を給排水しながら電解を行う通水式
電解槽でもまた、バツチ式電解槽でもよいが、図のよう
に連続通水式の電解槽を用いる場合は給水路に定流量バ
ルブを設けるとともに、陰極室と陽極室の流量比を弁
1、弁2によって予め設定しておき、陽極室に導入され
る単位時間当りの原水量がわかるようにしておく。この
設定比率は通常、アルカリ水を最少とするように設定す
るが、この場合pH調節する電流が増えるため、酸性水:
アルカリ水=2:1にするのが好ましい。
次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)は例えば市販の12%溶
液を使用し、これを電解槽の陽極室側にだけ添加し、陽
極室の水に一定の割合で混合されるように必要ならば定
流量バルブを介して単位時間当りの流量がわかるように
して投入される。
次亜塩素酸ナトリウムは、陽極室の原水量に対し、その
残留塩素濃度が例えば1〜200ppmの範囲になるように添
加する。
このように陽極室の水にNaClOを添加して電解槽の電極
に直流電解電圧を印加し、陽極室の電解水がpH3〜7に
なるように電解する。このpH調整は印加電圧の調整によ
って行われる。すなわち、電極間に調整した電圧を印加
することによって陽極室の電解水をpH3〜7に維持する
ことができる。pHの検知はpH計(図示せず)等で行う。
上記の電解によりNaClOからナトリウムイオンNa+が解離
して陰極室に移動し、陽極室には次亜塩素酸(HClO)が
水溶液として残る。従って、陽極室の電解生成水はpHが
3〜7の次亜塩素酸水となり殺菌性の高い水となる。こ
の場合、水溶液のHClOは電解によりNaClO+H2O→Na+
HClOによって生成されるのでHClOの生成に無駄がなく、
また水中のHClOの量はNaClOの投入量によって決まるこ
とになる。従って、陽極室に生成される次亜塩素酸水溶
液(殺菌水)のHClO濃度は原水供給量に対するNaClOの
投入量から計算によって容易に割り出すことができる。
本発明によって得られる次亜塩素酸水はpHが3〜7に調
整されているので殺菌性がきわめて高く、このため残留
塩素濃度が30〜60ppm程度の低濃度でも残留塩素濃度200
ppm、pH8の次亜塩素酸ナトリウム水溶液と同程度の殺菌
効果のある殺菌水として供し得る。
尚、上記は次亜塩素酸として次亜塩素酸ナトリウムを使
用する場合について述べたが、その他の次亜塩素酸塩、
例えば、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素カリウム等を
用いることももちろん可能である。
〔発明の効果〕
本発明の方法は添加した次亜塩素酸塩中のClO-が水中の
H+と結合してHClOの形で水溶液中に残存するので無駄が
なく、殺菌水の生産効率が良い。加えて、この次亜塩素
酸水溶液は最も殺菌力の強いpH3〜7の範囲にあるので
低濃度で高い殺菌力が得られる。ちなみに、本発明の方
法によって得られる殺菌水は残留塩素が30〜60ppmの低
濃度のものでも、残留塩素濃度200ppm程度でpH8.5程度
の次亜塩素酸ナトリウム水と同程度の殺菌効果が得られ
る。
また、NaClO等の添加量によってHClOの量が決まるの
で、原水の供給量とこれに対するNaClOの添加量から次
亜塩素酸水の残留塩素濃度の所望最低保証値を計算によ
って簡単に知ることができる。従って、高価な濃度計が
不要になり、経済的である。
尚、本発明の方法によって得られる殺菌水の使用方法と
しては、食器、食品等の被消毒対象物に直接散布した
り、食品の調理水として直接使用する等、種々の使用方
法があり、次亜塩素酸ナトリウムによって得られる本発
明の殺菌水の場合は食品衛生上等の面からも特に殺菌水
としての使用方法において何ら問題はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に使用される装置の一例を示す概
略図、第2図は次亜塩素酸水溶液の残留遊離塩素存在比
と溶液のpHの関係を示すグラフであり、第2図は1989年
6月10日技報堂出版株式会社発行、「浄水の技術」(1
版4刷)による。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 勝衛 東京都千代田区大手町2丁目6番3号 新 日本製鐵株式會社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電解槽の陰極室と陽極室に原水を導入し、
    陽極室の原水に対し所定量の次亜塩素酸塩を添加すると
    ともに、陽極室に生成される次亜塩素酸水溶液のpHがほ
    ぼ3〜7になるように電解槽の水を電気分解することを
    特徴とする次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法。
  2. 【請求項2】陽極室の水に対し、次亜塩素酸塩を残留塩
    素濃度が1〜200ppmの範囲になるように所定量添加する
    ことを特徴とする請求項(1)記載の次亜塩素酸含有殺
    菌水の製造方法。
  3. 【請求項3】次亜塩素酸塩が次亜塩素酸ナトリウムであ
    ることを特徴とする請求項(1)または(2)記載の次
    亜塩素酸含有殺菌水の製造方法。
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