SK5216Y1 - Ekologicky neškodný dezinfekčný prostriedok - Google Patents

Abstract

Ekologicky neškodný dezinfekčný prostriedok je produktom elektrofyzikálneho rozkladu vodného roztoku chloridu sodného a obsahuje 0,01 až 0,1 % hmotn. aktívneho chlóru, 0,0001 až 0,0003 % hmotn. oxidu chloričitého, 0,1 až 0,2 % hmotn. chloridu sodného a zvyšok do celkovej hmotnosti produktu tvorí voda, pričom oxidačno-redukčný potenciál produktu je v rozmedzí 600 až 1 200 mV a pH 2 až 11. Zdrojom aktívneho chlóru je kyselina chlóma, chlóman sodný alebo molekulárny chlór jednotlivo alebo v zmesi. Prostriedok môže obsahovať stopové množstvá oxidantov ako peroxid vodíka, ozón, kyslík.

Description

Riešenie sa týka ekologicky neškodného dezinfekčného prostriedku so širokým spektrom využitia.

Doterajší stav techniky

Doteraz známe dezinfekčné prostriedky sa vyrábajú chemickou cestou a okrem vysokej hladiny aktívneho chóru zvyčajne obsahujú aj ďalšie toxické chemické zlúčeniny ako hydroxid sodný, etanol, izopropanol, chlorid amónny, dichlorisokyanurát a pod.; sú buď silne zásadité (pH nad 10) alebo silne kyslé (pH 2 - 6). Pri práci s takýmito látkami je nutné používať osobné ochranné pracovné pomôcky. Ich výpary sú zdraviu škodlivé, pri úniku väčšieho množstva takýchto prípravkov dochádza ku kontaminácii vody a pôdy, zaťažujú životné prostredie. Obsahujú zvyčajne 1 až 5 % hmotn. aktívneho chlóru vo forme molekulárneho chlóru, kyseliny chlómej, chlómanových iónov alebo chloramínov, ktoré sú vysoko agresívne, zdraviu škodlivé.

Na dezinfekciu sa tiež používajú tablety s obsahom aktívneho chlóru, ktoré sa rozpúšťajú vo vode.

Boli pokusy vyrábať dezinfekčné prostriedky s nižším obsahom škodlivých látok spôsobom šetrnejším k životnému prostrediu a to elektrolýzou roztoku chloridu sodného. Takto vyrobené dezinfektanty obsahujú zmes oxidantov na báze chlóru, sú však veľmi nestabilné, vhodné iba na okamžité použitie priamo na mieste výroby, nemožno ich skladovať.

Úlohou riešenia podľa predmetného úžitkového vzoru je vyrobiť dezinfekčný prostriedok so silnými dezinfekčnými účinkami, ktorý by bol ekologicky neškodný, dostatočne stabilný so širokým spektrom využitia.

Podstata technického riešenia

Uvedené kritériá v plnej miere spĺňa dezinfekčný prostriedok podľa predloženého riešenia, ktorého podstata spočíva vtom, že je tvorený produktom elektrofyzikálneho rozkladu vodného roztoku chloridu sodného a obsahuje 0,01 až 0,1 % hmotn. aktívneho chlóru, 0,0001 až 0,0003 % hmotn. oxidu chloričitého, 0,1 až 0,2 % hmotn. chloridu sodného, kde zvyšok do celkovej hmotnosti produktu tvorí voda, pričom jeho oxidačno-redukčný potenciál je v rozmedzí 600 až 1200 m V a pH 2 až 11.

V takomto prípravku je aktívny chlór buď vo forme molekulárneho chlóru, kyseliny chlómej alebo chlórnanu sodného alebo v ich vzájomných zmesiach. V kyslom prostredí prevažuje molekulárny chlór, pri hodnotách pH 5 až 7,49 kyselina chlóma, pričom pri pH 7,5 je pomer hmotnostných koncentrácií kyseliny chlómej a chlómanu sodného 1 : 1. Pri hodnotách pH nad 7,5 má dominantné zastúpenie chlóman sodný.

Dezinfekčný prostriedok podľa predloženého riešenia môže obsahovať aj ďalšie oxidanty ako peroxid vodíka, ozón, kyslík, čo závisí od kvality a minerálneho zloženia vstupnej vody na prípravu dezinfekčného roztoku a roztoku chloridu sodného. Používa sa nasýtený roztok chloridu sodného, aby sa dosiahli optimálne podmienky na výrobu dezinfekčného roztoku.

Podstata spôsobu výroby predmetného dezinfekčného prostriedku spočíva v tom, že do reaktora s katódovou a anódovou komorou navzájom oddelených ionopriepustnou membránou sa privedie nasýtený vodný roztok chloridu sodného, ktorý sa vystaví pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 7 až 20 A a napätí 25 až 45 V počas 30 minút, následne sa odčerpá dezinfektant zachytený v anódovej komore a odpad zachytený v katódovej komore sa ďalej recykluje alebo vypúšťa do recipientu.

Táto technológia výroby predstavuje nový špeciálny systém výroby dezinfekčných prípravkov s využitím len vody a chloridu sodného. Jedná sa technológiu viacvrstvovej premeny, založenej na elektro-chemickofyzikálnej aktivácii roztoku chloridu sodného. Základný princíp spočíva v rozklade nasýteného roztoku chloridu sodného v reaktore s dvomi komorami elektro-fyzikálno-chemickým spôsobom na dezinfektant a odpad. Dezinfektant obsahujúci vysoko účinné oxidanty - aktívny chlór, oxid chloričitý, prípadne molekulárny kyslík, ozón, peroxid vodíka - sa zachytáva v anódovej komore reaktora.

Odpadové látky zachytené v katódovej komore je vhodné recyklovať a vrátiť naspäť do systému.

Množstvo vyrobeného dezinfektantu za časovú jednotku a jeho následné parametre závisia od veľkosti a typu použitých komôr a membrán.

Pri výrobe predmetného dezinfekčného prostriedku okrem vody a chloridu sodného nie sú použité žiadne chemické prostriedky. Táto skutočnosť výrazne zjednodušuje bezpečnosť pri práci s takýmto prípravkom, obslužný personál prichádza do styku s bezpečnými materiálmi, nepotrebuje žiadne ochranné prostriedky a nie je ohrozený na zdraví. Technológia je energeticky nenáročná, na výrobu napr. 40 1 prípravku sa spotrebuje iba 0,024 kWh elektrickej energie, nízka je spotreba vstupných surovín vody a chloridu sodného. Prípravok má minimálne korozívne účinky po aplikácii na technologické zariadenia, možnosť kontaminácie pri jeho úniku do pôdy je vylúčená.

SK 5216 Υ1

Takto vyrobený dezinfektant v porovnaní s doteraz známymi prípravkami obsahuje až 100 x menšie množstvo aktívneho chlóru (len 0,01 až 0,1 % hmotn.) a prípadné ďalšie oxidanty ako peroxid vodíka, ozón, molekulárny kyslík, sú obsiahnuté iba v stopových množstvách. Prípravok je zdravotne neškodný s dobou trvanlivosti najmenej 6 mesiacov. Možno ho skladovať pri izbovej teplote.

Výsledky testovania dezinfekčnej účinnosti preukázali, že prostriedok podľa úžitkového vzoru má pri koncentrácii 1 : 1 baktericídny účinok na gramnegatívne a grampozitívne baktérie po 10 minútovej expozícii, fungicídny účinok na vegetatívne formy húb pri koncentrácii 1 : 1 po 10 minútovej expozícii a sporicídny účinok na spóry pri koncentrácii 1 : 1 už po 30 minútovej expozícii. Prípravok má antivirusový účinok už po 10 minútach pôsobenia roztoku riedeného v pomere 1:1.

Prostriedok podľa predmetného riešenia bol testovaný na akútnu orálnu toxicitu, dermálnu toxicitu, kožnú dráždivosť a očnú dráždivosť. Testy preukázali, že je netoxický, z hygienicko-toxikologického hľadiska neškodný. Nedráždi kožu a spojivkové sliznice očí.

Prípravok podľa predloženého úžitkového vzoru je ekologicky neškodný vhodný pre široké uplatnenie.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Riešenie podľa predloženého úžitkového vzoru bude bližšie opísané na príkladoch s odkazom na pripojené obrázky, kde:

obr. 1 znázorňuje princíp rozkladu vodného roztoku chloridu sodného v reaktore s katódovou a anódovou komorou vzájomne oddelených ionopriepustnou membránou, obr. 2 predstavuje závislosť hmotnostných zlomkov w (%) HOCI a CLO' od hodnoty pH.

Príklady uskutočnenia technického riešenia

Príklad 1

Výroba dezinfekčného prostriedku s obsahom aktívneho chlóru 100 mg/1.

Do reaktora, ktorý je znázornený na priloženom obrázku 1, s dvomi komorami, katódovou komorou 1.1 a anódovou komorou 1.2, navzájom oddelenými ionopriepustnou membránou 2, sa priviedlo 30 1 vstupnej vody spolu s nasýteným vodným roztokom chloridu sodného, ktorý tvorí asi 10 % objemu vstupnej vody. Roztok sa vystavil pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 7 A a napätí 25 V počas 30 min. Membrána 2 prepúšťa iba ióny a v dôsledku toho dochádza k elektro-fyzikálno-chemickému rozkladu a fragmentácii slaného roztoku, pričom vzniká účinný dezinfektant. Dezinfektant, ktorý sa zachytáva v anódovej komore 1.2 a potom sa odčerpal. Odpad zachytený v katódovej komore 1.1 sa ďalej podrobil recyklácii. Pokiaľ by to bolo nutné možno ho vypustiť do recipientu.

pH výsledného produktu -dezinfektantu bolo 7. oxidačno-redukčný potenciál 750 mV.

Príklad 2

Výroba dezinfekčného prostriedku obsahom aktívneho chlóru 300 mg/1.

Postupovalo sa podobne ako v príklade 1 s tým rozdielom, že roztok chloridu sodného sa vystavil pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 9.5 A a napätí 28 V.

pH výsledného produktu - dezinfektantu bolo 7. oxidačno-redukčný potenciál 800 mV.

Príklad 3

Výroba dezinfekčného prípravku s obsahom aktívneho chlóru 500 mg/1.

Postupovalo sa podobne ako v príklade 1 s tým rozdielom, že roztok chloridu sodného sa vystavil pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 12 5 A a napätí 35 V.

pH výsledného produktu -dezinfektantu bolo 7. oxidačno-redukčný potenciál 900 m V,

Príklad 4

Výroba dezinfekčného prípravku s obsahom aktívneho chlóru 700 mg/1.

Postupovalo sa podobne ako v príklade 1 s tým rozdielom, že roztok chloridu sodného sa vystavil pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 15 A a napätí 39 V.

pH výsledného produktu - dezinfektantu bolo 7. oxidačno-redukčný potenciál 950 mV.

SK 5216 Υ1

Príklad 5

Výroba dezinfekčného prípravku s obsahom aktívneho chlóru 1000 mg/1.

Postupovalo sa podobne ako v príklade 1 s tým rozdielom, že roztok chloridu sodného sa vystavil pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 20 A a napätí 45 V.

pH výsledného produktu -dezinfektantu bolo 7. oxidačno-redukčný potenciál 1200 m V.

Príklad 6

Výroba dezinfekčného prípravku s obsahom aktívneho chlóru 500 mg/1.

Postupovalo sa podobne ako v príklade 1 s tým rozdielom, že roztok chloridu sodného sa vystavil pôsobeniu elektrického prúdu o veľkosti 12,5 A a napätí 35 V.

pH výsledného produktu - dezinfektantu bolo 4. oxidačno-redukčný potenciál 900 mV.

Uvedené konkrétne napätia a prúdy sú platné pre konkrétne reaktory, pre iné reaktory sa môžu líšiť.

Obsah aktívneho chlóru v prostriedku podľa predloženého riešenia bol zisťovaný štandardnou metódou a dosahoval iba 0.01 až 0,1 % hmotn. vztiahnuté na celkovú hmotnosť prostriedku. Aktívny chlór je zastúpený buď vo forme molekulárneho chlóru, kyseliny chlómej alebo chlómanu sodného alebo v ich vzájomných zmesiach. Z distribučného diagramu sústavy HOCI a CIO’ podľa obr. 2 vyplýva, že v kyslom prostredí prevažuje molekulárny chlór, pri hodnotách pH 5 až 7,49 kyselina chlóma, pričom pri pH 7,5 je pomer hmotnostných koncentrácií kyseliny chlómej a chlómanového iónu, teda chlómanu sodného 1 : 1. Pri hodnotách pH nad 7,5 má dominantné zastúpenie chlóman sodný.

V závislosti od kvality a minerálneho zloženia vstupnej vody prostriedok podľa riešenia môže ďalej obsahovať stopové množstvá oxidantov ako peroxid vodíka, ozón, molekulárny kyslík.

Dezinfekčná účinnosť prostriedku bola zisťovaná štandardizovanými metódami podľa slovenských technických noriem. Baktericídna aktivita bola stanovená podľa STN EN 1276 na kmeňoch Pseudomonas aeruginosa 168/79 a Staphylococcus aureus 43/60, fungicídna aktivita bola zisťovaná podľa STN EN 1275 na kmeni Candida albicans NCTC 46/94 a sporicídna aktivita bola testovaná na kmeni Bacillus subtilis CNCTC 4/42. Výsledky testovania preukázali, že prípravok v koncentrácii roztoku 1 : 1 má baktericídny účinok na gramnegatívne a grampozitívne baktérie už po 10 minútovej expozícii, fungicídny účinok na vegetatívne formy húb už po 10 minútovej expozícii a sporicídny účinok na spóry už po 30 minútovej expozícii.

Vírusinaktivačný účinok prostriedku bol zisťovaný metódou inaktivácie DNA bakteriofága ΦΧ174, ktorého hostiteľským kmeňom je Escherichia coli ATCC 13706. Testovacia metóda je založená na pôvodnom postupe opísanom v práci Bydžovská O. Kneiflová J. 1983: Assesment ofviral dosinfection by means ofbacteriophage 0X174. J. Epid. Hyg. Mikrób. Imunnol. 37, 60 - 66.

Testy preukázali, že prostriedok má vírusinaktivačný účinok po 10 minútovej aplikácii na roztok riedený v pomere 1:1. Priložená tabuľka znázorňuje prehľad dezinfekčnej účinnosti prostriedku podľa vynálezu. Prehľad dezinfekčnej účinnosti dezinfekčného prostriedku

	Testovane kmene	Čas pôsobenia
Baktericídna aktivita	Pseudomonas aeruginosa 168/79 Staphylococcus aureus 43/60	10 min.
Fungicídna aktivita	Candida albicans NCTC 46/94	10 min.
Sporicídna aktivita	Bacillus subtilis CNCTC 4/42	30 min.
Virucídna aktivita	DNA bakteriofág ΦΧ174	10 min.

Prostriedok podľa predloženého riešenia bol ďalej testovaný na akútnu orálnu toxicitu, dermálnu toxicitu, kožnú dráždivosť a očnú dráždivosť. Pre testovanie sa použili metódy Bltris, B3, B4, B5 (TG 423, 402, 404, 405 OECD) Guideline for Trstiny of Chemicals. Testy boli vykonané v zmysle zachovania kritérií smernice správnej laboratórnej praxe a Directive 2004/EC of European parliament and the Council of 11 February 2004.

Na základe výsledkov akútnej orálnej a dermálnej toxicity a podľa kategorizácie nebezpečných látok EHS vydanej komisiou európskych spoločností je predmetný prostriedok hodnotený ako neškodný, ktorý nedráždi kožu po opakovanej aplikácii a spojivkové sliznice očí po jednorazovej aplikácii.

Priemyselná využiteľnosť

Dezinfekčný prípravok podľa vynálezu má široké spektrum využitia vo všetkých oblastiach, kde je potrebná dezinfekcia materiálov, prostredia, náradia, náčinky. Možno ho použiť na dezinfekciu v domácnosti, v nemocniciach, v kúpeľníctve, na dezinfekciu pitnej vody, dezinfekciu bazénov, v rastlinnej a živočíšnej výrobe, v potravinárstve.

Claims (3)

1. Ekologicky neškodný dezinfekčný prostriedok, v y z n a č u j ú c i sa tým, že je tvorený produktom elektroíýzikálneho rozkladu vodného roztoku chloridu sodného a obsahuje 0,01 až 0,1 % hmotn. ak5 tívneho chlóru, 0,0001 až 0,0003 % hmotn. oxidu chloričitého, 0,1 až 0,2 % hmotn. chloridu sodného, kde zvyšok do celkovej hmotnosti produktu tvorí voda, pričom oxidačno-redukčný potenciál produktu je v rozmedzí 600 až 1200 mV a pH 2 až 11.

2. Ekologicky neškodný dezinfekčný prostriedok podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i sa tým, že zdrojom aktívneho chlóru je kyselina chlóma, chlóman sodný alebo molekulárny chlór jednotlivo alebo v

10 zmesi.

3. Ekologicky neškodný dezinfekčný prostriedok podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že obsahuje stopové množstvá oxidantov ako peroxid vodíka, ozón, kyslík.

2 výkresy