TWI702185B - 二氧化氯水溶液生產設備 - Google Patents

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Abstract

一種二氧化氯水溶液生產設備，包含一個生產裝置，以及一個混合測量裝置。該生產裝置包括一個用來電解一電解液以產生二氧化氯氣體的電解單元。該混合測量裝置連通組接該電解單元，並包括一個能將該電解單元產生的該二氧化氯氣體及水混合成為該二氧化氯水溶液的輸混單元、一個設置在該輸混單元並能量測該二氧化氯水溶液的氧化還原電位的測量單元，以及一個訊號連接該測量單元及該輸混單元的控制單元。本發明以該測量單元量測該二氧化氯水溶液之氧化還原電位，能利於該控制單元自動化地控制輸混單元混合生產，具有便於品管及量產之優勢。

Description

二氧化氯水溶液生產設備
本發明是有關於一種消毒、殺菌及除臭等原料或產品之生產設備，特別是指一種二氧化氯水溶液生產設備。
二氧化氯是一種能有效殺除細菌、病毒、黴菌及真菌等病原體之有效消毒劑。使用濃度為2ppm至10ppm的二氧化氯水溶液，即可殺死大腸桿菌、枯草桿菌、沙門式桿菌與蘇利菌等菌類，以及小兒麻痹病毒、腸病毒與A型肝炎病毒等病毒。由於二氧化氯的消毒效果優於氯氣，且相較於使用氯氣更不會有產生致癌副產物的疑慮，因此更能被接受並廣泛地應用於消毒。
二氧化氯於水中的溶解度高，基於節省成本及運輸便利性考量，一般而言工業上所生產的二氧化氯水溶液的濃度，較末端應用於消毒的二氧化氯水溶液的濃度來得高。生產二氧化氯水溶液時，可透過分光光度計等儀器來確認二氧化氯水溶液的濃度是否符合產品要求，惟前述利用分光光度計確認濃度的品管方式，需另外以人工採樣測量，除了較不方便外，既無法即刻得知二氧化氯水溶液之濃度，也無法將二氧化氯水溶液之濃度轉為電訊號以供系統判讀，而不利於自動化生產。因此，如何能提供一套具有自動化生產優勢的二氧化氯水溶液生產設備，是一值得研究的問題。
本發明的目的，在於提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的二氧化氯水溶液生產設備。
該二氧化氯水溶液生產設備，適用於利用一電解液及水來製造該二氧化氯水溶液，並包含一個生產裝置，以及一個混合測量裝置。
該生產裝置包括一個用來電解該電解液以產生二氧化氯氣體的電解單元。該混合測量裝置包括一個輸混單元、一個設置在該輸混單元上的測量單元，以及一個訊號連接該測量單元及該輸混單元的控制單元。該輸混單元具有一個連通組接該電解單元且能將該二氧化氯氣體及水混合成為該二氧化氯水溶液的混合器、一個組裝連通該混合器的輸送管線、一個組裝連通該輸送管線的容裝槽組，以及一個設置在該輸送管線或該容裝槽組的其中一者的電控閥組。該測量單元設置在該輸送管線上，能量測於該輸送管線中流動的該二氧化氯水溶液的氧化還原電位，並產生一個測量值傳送至該控制單元。該控制單元訊號連接該電控閥組，且能依該測量值及一個內建的預設值的比對結果，開啟或關閉該電控閥組。
該二氧化氯水溶液生產設備的功效在於：該測量單元能自動化地量測流經的液體的氧化還原電位，並能進一步將所得到的測量結果，轉換為訊號型態的測量值供該控制單元與該預設值判讀比對，以進一步開啟或關閉該電控閥組，達到自動化生產、控制之目的。
參閱圖1、圖2及圖3，本發明二氧化氯水溶液生產設備的一個實施例，適用於利用一電解液及水來製造該二氧化氯水溶液，並包含一個生產裝置1，以及一個連接該生產裝置1的混合測量裝置2。
該生產裝置1包括一個電解單元11，以及分別與該電解單元11組接的一個供料單元12和一個清洗單元13及一個溫控單元14。
該電解單元11包括一個能用來電解該電解液以產生二氧化氯氣體的電解槽111、一個連通組裝於該電解槽111及該混合測量裝置2而能將該二氧化氯氣體輸入該混合測量裝置2中的氣體輸送管112，以及一個連通組接該電解槽111並供電解廢液或清潔廢液自該電解槽111中排出的廢液排放管113。由於該電解槽111之結構與設計為習知技術，故在此省略說明。
該供料單元12包括一個用於將原料鹽及溶劑混合成電解液的原料槽121，以及一個與該原料槽121及該電解槽111以管線連通組接的電解液槽122。所述的原料鹽舉例來說可為氯化鈉或亞氯酸鈉，所述的溶劑舉例來說可為水，所述的電解液舉例來說則可為氯化鈉水溶液或亞氯酸鈉水溶液。於該原料槽121所混合之電解液可能會帶有部分未完全溶解之原料鹽，因此於該原料槽121所混合配製而成之電解液，會於過濾剔除固體成分後，輸入該電解液槽122中。該電解液槽122則能持續提供該電解槽111電解時所需的電解液，以供該電解槽111持續進行電解。
該清洗單元13為輸送自來水之管線，且該清洗單元13於該電解槽111不進行電解時，能供自來水注入該電解槽111中，並透過自來水清洗該電解槽111。
該溫控單元14包括一個能降低冷媒溫度的冷卻機141，以及一個供冷媒於該電解槽111及該冷卻機141間循環流動的冷卻管線142。該溫控單元14能透過冷媒與該電解槽111進行熱交換以冷卻降低該電解槽111的溫度，或維持該電解槽111的溫度不至於過高。由於冷媒與該電解槽111熱交換之技術，為本案所屬技術領域中之習知技術，故在此省略說明。
該混合測量裝置2包括一個能將該電解單元11產生的該二氧化氯氣體及水混合成為該二氧化氯水溶液的輸混單元21、一個設置在該輸混單元21並能量測該二氧化氯水溶液的氧化還原電位的測量單元22，以及一個與該測量單元22訊號連接的控制單元23。
該輸混單元21包括一個具有四個彼此間隔的容裝槽211的容裝槽組210、一個環繞該等容裝槽211並將該等容裝槽211並聯設置在一起的輸送管線212、一個呈梳狀並以數根支管分別連接該等容裝槽211的進水管線213、一個設置在該輸送管線212上並連通組接該電解單元11的該氣體輸送管112的混合器214，以及一個設置在該輸送管線212上的電控閥組215。
每一容裝槽211能用來容裝水，或者用以容裝半成品的二氧化氯水溶液或已製備好的二氧化氯水溶液。該輸送管線212能將該等容裝槽211中所容裝的水或二氧化氯水溶液循環輸送於該混合器214及該等容裝槽211間。該混合器214能供於該輸送管線212中流動的水或二氧化氯水溶液與來自該氣體輸送管112的二氧化氯氣體混合，使二氧化氯氣體溶入水中形成二氧化氯水溶液，或者使二氧化氯氣體溶入二氧化氯水溶液中，提高二氧化氯水溶液之二氧化氯濃度。由於該混合器214為習知技術，且非本創作之重點，故在此省略說明。有關該混合器214之構造及實施方式，可參考臺灣公告第M521069號新型專利案。該電控閥組215包括數個設置在該輸送管線212上且與該控制單元23訊號連接的電控閥216。該等電控閥216每兩個為一組，每一組的該等電控閥216分別位於各別的容裝槽211的兩相反端，以控制液體是否進出對應的該容裝槽211。每一電控閥216係採正常時可電控且無法電控時可手動控制之兩用設計。
該測量單元22包括一個設置在該輸送管線212上且位於該混合器214及最接近該混合器214的該容裝槽211間的氧化還原電位計221，以及一個與該氧化還原電位計221訊號連接的電子面板222。該氧化還原電位計221購自上泰(SUNTEX)公司，能供二氧化氯水溶液於其中流動，並能直接測量流經的二氧化氯水溶液之氧化還原電位，轉換成訊號狀態的一個測量值傳送予該控制單元23及該電子面板222。該電子面板222能顯示出該氧化還原電位計221所測得之氧化還原電位數值。
該控制單元23在本實施例中為一台計算機/電腦，能接收自該氧化還原電位計221輸送過來的該測量值，並設定有一個預設值，且能將該測量與該預設值進行比對。
在使用本實施例前，可先準備多個不同濃度之二氧化氯水溶液，並分別測量該等二氧化氯水溶液之氧化還原電位及濃度，繪製成如圖3所示之檢量線圖，並以數學迴歸方式，求得氧化還原電位與濃度之關係。圖3中所繪製之檢量線，是基於下表之二氧化氯濃度與氧化還原電位關係所得。其中，令氧化還原電位為y，二氧化氯濃度為x，則y=74.868ln(x)+670.95(式1)，且R2 =0.9764。將前式1反推，可得到x=exp[(y-670.95)/74.868]之數學式(式2)。亦即，測得氧化還原電位之數值，代入式2，即可換算出二氧化氯之濃度。在本實施例中，係提供簡易迴歸而得之檢量線公式，在實施上並不以此為限，也可以進一步利用Origin、SigmaPlot等專業數據繪圖處理軟體，迴歸出更準確之檢量線，或者搭配內插法或外插法進行補強及校正。
Figure 106114742-A0304-0001
使用本實施例時，是先啟動該輸混單元21，透過該進水管線213將水填入該等容裝槽211中，並以該輸送管線212將水反覆循環輸送於該混合器214與該等容裝槽211間。接著，啟動該生產裝置1，使該供料單元12將電解液提供予該電解單元11的該電解槽111，並使該電解槽111開始電解該電解液，以產生二氧化氯氣體，並透過該氣體輸送管112將二氧化氯氣體輸送至該輸混單元21的該混合器214，該電解槽111電解時產生的電解廢液則可從該廢液排放管113排出。二氧化氯氣體於該混合器214中將會溶入水中，形成二氧化氯水溶液後，再流入該等容裝槽211。回流進該等容裝槽211中的二氧化氯水溶液，則又會再次流出該等容裝槽211來到該混合器214，以供更多的二氧化氯氣體溶入，並提高濃度。
於該二氧化氯水溶液循環的同時，該測量單元22也會不斷地量測流經的二氧化氯水溶液的氧化還原電位，並將測得的氧化還原電位資料轉換為該測量值訊號傳送予該控制單元23。每當該控制單元23獲得新的一個測量值時，便會對該測量值與內建的預設值進行比對，且當該測量值大於或等於該預設值時，因代表二氧化氯水溶液其濃度已達到標準，故該控制單元23會傳送訊號控制該等電控閥216關閉，並使二氧化氯水溶液停止循環流動。接著，工作人員即可將該等容裝槽211卸下後封裝出貨，同時更換新的容裝槽211，進行下一批次的生產。該測量單元22的自動化量測，以及該控制單元23的自動化控制設計，解決以往需以人工取樣測量濃度及停機之困擾，而能自動化地完成二氧化氯水溶液之生產，相當便利並能促進產業發展，達到專利法創設之目的。
所述的測量值與預設值，舉例來說可以是氧化還原電位值。例如濃度目標為2000ppm，即可將預設值設定為1211mV，當測量值大於或等於1211mV時，即達到標準而可關閉該等電控閥216。所述的預設值也可為濃度值，例如可以直接設定為2000ppm，該控制單元23可透過所得到的二氧化氯水溶液濃度與氧化還原電位兩者間的檢量關係，將測量值轉換為濃度型態之數值後再與預設值進行比對。當然，在其他實施態樣中，也可以使該測量單元22直接將測得的氧化還原值轉換成濃度型態之數值後，作為訊號供該電子面板222直接顯示濃度，或作為測量值供該控制單元23直接與濃度型態的預設值進行比對。
在實施上，該等容裝槽211的數量可依生產規模增減。在本發明的其他實施態樣中，該容裝槽組210也能包括一個、二個、三個或五個以上的容裝槽211。也就是說，所述容裝槽211的數量並不以本實施例所揭露的四個為限。當然，該電控閥組215也能僅包含一對、二對、三對或五對以上數量與該等容裝槽211相對應的電控閥216。另外，要說明的是，本實施例中的訊號連接雖然是以實體線材進行訊號連接，但在其他實施態樣中，也能以無線訊號的方式進行訊號連接。
綜上所述，本發明二氧化氯水溶液生產設備的功效在於：該測量單元22能自動化地量測流經的液體的氧化還原電位，並能進一步將所得到的測量結果，轉換為訊號型態的測量值供該控制單元23與該預設值判讀比對，以進一步開啟或關閉該輸混單元21的該電控閥組215，從而達到自動化生產、控制之目的。
以上所述者，僅為本發明的實施例而已，不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1‧‧‧生產裝置11‧‧‧電解單元111‧‧‧電解槽112‧‧‧氣體輸送管113‧‧‧廢液排放管12‧‧‧供料單元121‧‧‧原料槽122‧‧‧電解液槽13‧‧‧清洗單元14‧‧‧溫控單元141‧‧‧冷卻機142‧‧‧冷卻管線2‧‧‧混合測量裝置21‧‧‧輸混單元210‧‧‧容裝槽組211‧‧‧容裝槽212‧‧‧輸送管線213‧‧‧進水管線214‧‧‧混合器215‧‧‧電控閥組216‧‧‧電控閥22‧‧‧測量單元221‧‧‧氧化還原電位計222‧‧‧電子面板23‧‧‧控制單元
本發明其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明二氧化氯水溶液生產設備的一個實施例的一個生產裝置的一個示意圖，圖中同時顯示一混合測量裝置的部分元件； 圖2是該實施例的該混合測量裝置的一個示意圖，圖中同時顯示該生產裝置的部分元件；及 圖3是二氧化氯水溶液之氧化還原電位對二氧化氯濃度繪製而得的檢量線圖。
1‧‧‧生產裝置
112‧‧‧氣體輸送管
2‧‧‧混合測量裝置
21‧‧‧輸混單元
210‧‧‧容裝槽組
211‧‧‧容裝槽
212‧‧‧輸送管線
213‧‧‧進水管線
214‧‧‧混合器
215‧‧‧電控閥組
216‧‧‧電控閥
22‧‧‧測量單元
23‧‧‧控制單元
221‧‧‧氧化還原電位計
222‧‧‧電子面板
23‧‧‧控制單元

Claims (5)

  1. 一種二氧化氯水溶液生產設備，適用於利用一電解液及水來製造該二氧化氯水溶液，並包含：一個生產裝置，包括一個用來電解該電解液以產生二氧化氯氣體的電解單元；一個混合測量裝置，包括一個輸混單元、一個設置在該輸混單元上的測量單元，以及一個訊號連接該測量單元及該輸混單元的控制單元，該輸混單元具有一個連通組接該電解單元且能將該二氧化氯氣體及水混合成為該二氧化氯水溶液的混合器、一個組裝連通該混合器的輸送管線、一個組裝連通該輸送管線的容裝槽組，以及一個設置在該輸送管線或該容裝槽組的其中一者的電控閥組，該測量單元設置在該輸送管線上，能量測於該輸送管線中流動的該二氧化氯水溶液的氧化還原電位，並產生一個測量值傳送至該控制單元，該控制單元訊號連接該電控閥組，且能依該測量值及一個內建的預設值的比對結果，開啟或關閉該電控閥組；其中，該容裝槽組包括數個能用來容裝水或二氧化氯水溶液的容裝槽，該輸送管線連通組接於該等容裝槽間，並能將該等容裝槽中所容裝的水或二氧化氯水溶液循環輸送於該混合器及該等容裝槽間。
  2. 如請求項1所述的二氧化氯水溶液生產設備，其中，該電控閥組包括數個電控閥，該等電控閥能控制水及該二氧化氯水溶液是否進出該等容裝槽。
  3. 如請求項1所述的二氧化氯水溶液生產設備，其中，該生產裝置還包括一個連接該電解單元並能控制該電解單元的溫度的溫控單元。
  4. 如請求項1所述的二氧化氯水溶液生產設備，其中，該生產裝置還包括一個連接該電解單元並能將該電解液提供予該電解單元的供料單元。
  5. 如請求項1所述的二氧化氯水溶液生產設備，其中，該生產裝置還包括一個連接該電解單元並能用水清洗該電解單元的清洗單元。
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