WO2009100870A2 - Verfahren zur herstellung eines desinfektionsmittels auf der basis hypochloriger säure und transportables system zur erzeugung eines solchen desinfektionsmittels - Google Patents

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WO2009100870A2
WO2009100870A2 PCT/EP2009/000901 EP2009000901W WO2009100870A2 WO 2009100870 A2 WO2009100870 A2 WO 2009100870A2 EP 2009000901 W EP2009000901 W EP 2009000901W WO 2009100870 A2 WO2009100870 A2 WO 2009100870A2
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hypochlorous acid
acid
container
disinfectant
aqueous solution
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Achim Wenner
Christian Fischer
Bernd JÖST
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    • C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of a disinfectant based on an aqueous solution of hypochlorous acid (hypochlorous acid, chloro (I) acid, HClO) having a pH between 2.5 and 3.7 and a redox potential of at least 1240 mV. It is further directed to a portable system for producing a disinfectant based on an aqueous solution of hypochlorous acid (hypochlorous acid, chloroacetic acid, HClO) having a pH of between 2.5 and 3.7, a redox potential of at least 1240 mV and a hypochlorous acid concentration of at least 100 mg / l, in particular of at least 200 mg / l.
  • hypochlorous acid hypochlorous acid, chloro (I) acid, HClO
  • a portable system for producing a disinfectant based on an aqueous solution of hypochlorous acid (hypochlorous acid, chloroacetic acid, HClO) having a pH of between
  • Such disinfectants containing hypochlorous acid are obtainable, for example, by electrochemically activating a dilute aqueous electrolyte solution, eg, a solution of sodium or potassium chloride.
  • a dilute aqueous electrolyte solution eg, a solution of sodium or potassium chloride.
  • this water / Elektroly in an electrolysis reactor having a cathode space with a cathode and one of the cathode space, for example by means of a diaphragm, spatially separated anode space with an anode by applying a DC voltage applied to the electrodes with an electric current to the dilute water - / electrolytic solution in a suitable state for disinfection, the pH of the anodic Solution is controlled to a corresponding range of values, so that the disinfectant is obtained at the outlet of the anode compartment of the electrolysis reactor (WO 2007/093395 A2).
  • the disinfectant which in particular from the electrochemically activated, anodic solution, the so-called
  • electrolyte is formed, but may also be mixed with cathodic solution (“catholyte”) is thus carried out with a corresponding control of the pH of the dilute water / electrolyte solution in the anode compartment of the electrolysis reactor by a carried out in a potential-controlled manner anodic oxidation (PAO).
  • PAO anodic oxidation
  • the electrochemical activation takes place under considerably more moderate conditions, in particular with a significantly lower concentration of electrolyte in the solution to be activated (usually a maximum of about 20 g / l, in particular a maximum of about 10 g / l electrolyte) and with very little sales.
  • hypochlorous acid HCVO
  • CI 2 chlorine
  • hypochlorous acid CI 2
  • hypochlorites ClO "
  • the anions of the - dissolved - salts of hypochlorous acid in which the disinfecting effect is about 100 times worse than in the - undissociated - hypochlorous acid.
  • the priority date of the present application not yet published DE 10 2007 048 205.3 describes a further process for the preparation of a disinfectant of the type mentioned, wherein the disinfectant is thereby formed by an aqueous solution of at least one hypochlorite (OCl ”) with a hypochlorite concentration between 1 and 1000 mg / 1 is provided and the pH of the solution is adjusted by metering at least one mineral acid to a value between 2.7 and 4.0, wherein it has been found that such a disinfectant is also highly effective although it may be formed from further disinfectively-active fission products, as may be formed in the above-mentioned electrochemical activation in addition to hypochlorous acid and hypochlorites, such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ozone (O 3 ), chlorate compounds ( C103 " ) and a row e radical compounds (eg ⁇ O2), is largely free.
  • hypochlorite O 2
  • O 3 ozone
  • chlorate compounds C103 "
  • hypochlorous acid While in the acid region with a pH of about 3.0 or less due to the increasing proton pressure, the decomposition of hypochlorous acid to chlorine gas according to the reaction equation (1) is favored, hypochlorous acid with increasing pH of about 6.0 or more anxious to dissociate according to the reaction equation (2) with elimination of its proton.
  • the redox potential of the disinfectant plays a major role in its effectiveness, the better the disinfecting effect, the greater the redox potential, but the redox potential increases with decreasing pH.
  • What concerns a by electrochemical activation or by acidification of a hypochlorite solution with a mineral acid according to the two aforementioned methods according to WO 2007/093395 A2 and DE 10 2007 048 205.3 it was found that an optimum pH of the disinfectant in the range of 3, depending on the manufacturing process, a redox potential can be achieved up to a value range between 1240 mV and 1360 mV and contained in the disinfectant free chlorine is present almost exclusively in the form of disinfectant highly effective hypochlorous acid.
  • the durability of such a disinfectant has proved to be very satisfactory especially when it is stored closed at cool temperatures, provided that a free chlorine concentration of about 100 mg / 1 is not significantly exceeded.
  • the durability decreases more and more and guest from the disinfectant - especially Even at desirable pH values in the range of 3 - increasingly chlorine gas, which not only leads to an unpleasant odor, but also represents a health hazard.
  • such higher concentrations make increased demands on container materials which, on the one hand, have to be inert against chlorine gas, on the other hand, on the other hand, they must be diffusion-tight.
  • the invention is therefore based on the object of developing a method for producing a disinfectant based on an aqueous solution of hypochlorous acid, a pH between 2.5 and 3.7 and a redox potential of at least 1240 mV to the effect that the aforementioned disadvantage at least largely avoided. It is further directed to a transportable system for generating ER 'of such a disinfectant with a con- centration of hypochlorous acid of at least 100 mg / 1, in particular of at least 200 mg / 1, directed.
  • the procedural part of this object is achieved by a method of the type mentioned, which is characterized by the following steps:
  • step (b) adjusting the pH of the aqueous solution of step (a) to between about 4.5 and about
  • hypochlorite is primarily converted into hypochlorous acid to stabilize the solution, but to avoid outgassing of chlorine gas
  • step (c) lowering the pH of the hypochlorous acid solution of step (b) to between about 2.5 and about 3.7 to increase the redox potential of the solution to at least about 1240 mV and to obtain the final disinfectant.
  • the invention also provides a portable system of the type mentioned above for solving this problem with:
  • a first container comprising an aqueous solution of hypochlorous acid having a pH between about 4.5 and about 6.5, more preferably between about 5.0 and about 6.0, and a hypochlorous acid concentration of at least about 100 mg / 1, in particular of at least about 200 mg / l, preferably between about 200 mg / l and about 2000 mg / l;
  • a second container which contains at least one mineral acid, in particular from the group of hydrochloric acid (HCl), phosphoric acid, phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphorous acid (H 3 PO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and / or sulphurous acid (H 2 SO 3 ), in a stoichiometric amount, to obtain the pH of the
  • the first aqueous solution of hypochlorous acid contained in the first container to a value between about 2.5 and about
  • Container contained aqueous solution of hypochlorous acid with the mineral acid contained in the second container to form the disinfectant.
  • a "precursor" of the disinfectant namely the solution obtained in step (b)
  • a relatively high total concentration of primarily hypochlorous acid of at least about 100 mg / l (corresponding to a free chlorine content of slightly less than 100 mg / l) 150 mg / l taking into account the molecular weights of hypochlorous acid of about 52.5 g / l and Cl 2 of about 71 g / l), preferably of at least about 150 mg / l and in particular of at least about 200 mg / l , with a pH between about 4.5 and about 6.5, in concentrated form, in which it contains virtually no physically dissolved chlorine gas, but is present almost exclusively in the form of undissociated hypochlorous acid (HOCl), over a very long time Stock can be kept without the effectiveness of the obtained in step (c), finished disinfectant is impaired.
  • HOCl undissociated hypochlorous acid
  • this "precursor" of the disinfectant in particular its high concentration proves to be advantageous, which is associated with a small volume, so that in a Relatively small volume and associated low weight considerable storage and transport costs can be saved.
  • To produce the finished disinfectant must then - for example, after storage and transport of the "precursor" of the disinfectant to its place - only its pH and with this its redox potential according to step (c) can be adjusted so that it can develop full effectiveness.
  • the finished disinfectant at such a concentration has a relatively short life, because chlorine gas can escape continuously, which is why the disinfectant, as explained in more detail below, then either quickly supplied to its determination or -. especially at its place of use - should be diluted accordingly.
  • the high effectiveness of the finished disinfectant, ie the disinfectant obtained according to step (c), is that hypochlorous acid is present in practically pure and undissociated form as a disinfecting component at a high redox potential of at least about 1240 mV in the case of a dilution to a maximum of about 80 mg / l or preferably to about 50 mg / l hypochlorous acid also releases virtually no chlorine gas and consequently largely free of typical
  • Chorgeruch is, the disinfectant also in still much higher dilution of eg about 0.1 mg / 1 to about 1 mg / 1 hypochlorous acid in water retains its disinfecting effect and thus, inter alia - in such a dilution - for the disinfection of drinking water in water works, where it is completely harmless to health.
  • the pH of a disinfectant with such a disinfectant in the aforementioned concentrations fied water is due to dilution effects in the neutral range of ⁇ 7, where it is suspected that the proper disinfecting effect associated with a good depot effect is related to the fact that the dissociation of hypochlorous acid to form Hypochloritionen is suppressed by the presence of protons from the added mineral acid. It was found that even with a concentration of the disinfectant in water in the range of about 0.1 mg / 1 with a pH of such disinfected water between 7 and 7.5, the entire proportion of measurable free chlorine predominantly hypochlorous acid consists.
  • the disinfecting agent in the form of hypochlorous acid is largely already in the "precursor" of the disinfectant according to step (b) available, the finished disinfectant with the high redox potential immediately after adjusting the pH of the solution according to step (b) in the subsequent step (c) can be obtained.
  • step (b) The targeted adjustment of the pH of the solution according to step (b) in the subsequent step (c) is not only the natural equilibrium between the undissociated hypochlorous acid and the dissociated hypochlorous acid (ie on the one hand the proton or H 3 O + -IOn and the hypochlorination) are shifted almost entirely in the direction of hypochlorous acid, but it also results in a very high, desin Stammiös effective Redox potential of the disinfectant.
  • the disinfectant effective hypochlorous acid of the finished disinfectant according to step (c) remains in contrast higher dilutions, e.g. from up to about
  • step (c) 80 mg / 1, in particular to about 50 mg / 1, stable and long-lasting, which allows him further storage on site - either before adjusting the pH according to step (c) or after adjusting the same and appropriate dilution - easily possible.
  • the transportable system according to the invention provides for a very cost-effective and particularly easy to handle possibility of storage, transport and adjustment of the pH of the finished disinfectant according to step (c) of the method according to the invention, by the contents of the first container containing the aqueous solution hypochlorous acid having a pH between about 4.5 and about 6.5, more preferably between about 5.0 and about 6.0, and a hypochlorous acid concentration of at least about 100 mg / l, preferably at least about 150 mg / and in particular of at least about 200 mg / l, eg between about 200 mg / l and about 2000 mg / l, according to step (b), with the contents of the second container containing the mineral acid, in particular from the group hydrochloric acid (HCl ) Phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphorous acid (H 3 PO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and / or sulfuric acid (H 2 SO 3 ), contained in a stoichiometric amount to the pH
  • the concentration of hypochlorite / hypochlorous acid in the aqueous solution according to step (a) can be chosen practically arbitrarily high due to the stability of hypochlorous acid in said pH range depending on individual needs, such as in a total hypochlorite / hypochlorous acid concentration between about 200 mg / l and about 2000 mg / l or higher, eg between about 250 mg / l and about 1000 mg / l or higher.
  • aqueous solution according to step (a) by electrochemical activation of a dilute, aqueous chloride ion-containing electrolyte solution is generated, as described above in the introductory part of the description, wherein expedient only the anolyte is used for the disinfectant.
  • a method of electrochemical activation according to WO 2007/093395 A2 also cited above can be applied, which is hereby expressly the subject of the present disclosure.
  • the total hypochlorite / hypochlorous acid concentration of such by electrochemical activation can be controlled or regulated to the desired value either by controlling the process parameters, such as in particular electrode current or voltage, amount of added electrolyte, etc., wherein the pH of the solution obtained, for example, also by control / regulation said process parameters including pH and redox potential of the anodic solution at the outlet of the electrolysis reactor, either directly to the desired in accordance with step (b) pH range between about 4.5 and about 6.5 can be set (in deviation to the WO 2007/093395 A2), or the solution is produced with an (arbitrary) other value and adjusted accordingly in the subsequent step (b).
  • process parameters such as in particular electrode current or voltage, amount of added electrolyte, etc.
  • the aqueous solution according to step (a) is acidified by acidification of a basic hypochlorite solution, e.g. Chlorine bleach, is produced, as proposed for example in the above cited, not yet published on the priority date of the present application DE 10 2007 048 205.3, which is hereby expressly made the subject of the present disclosure.
  • a basic hypochlorite solution e.g. Chlorine bleach
  • demineralized or distilled water can also be used to prepare the disinfectant according to the invention in both cases, as can be obtained, for example, by membrane processes such as reverse osmosis, micro-, ultra- or nanofiltration.
  • the source of hypochlorite ions according to step (a) may be a readily water-soluble alkali or alkaline earth metal salt in the form of a chloride (in the case of the first alternative) or a hypochlorite (in the case of the second alternative), in particular sodium (NaCl or NaClO) and / or potassium chloride or hypochlorite (KCl or KClO) are used.
  • the pH of the aqueous solution of hypochlorous acid according to step (b) is adjusted to a value between 4.7 and 6.3, in particular between about 5.0 and about 6.0.
  • the pH the solution of hypochlorous acid according to step (c) to a value between about 2.7 and about 3.5, preferably between about 2.8 and 3.3, in particular in the range of 3.0 to 3.2, lowered a redox potential of at least 1280 mV, preferably of at least 1320 mV, in particular between about 1320 mV and about 1360 mV, to obtain.
  • a mineral acid in particular from the group hydrochloric acid (HCl), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphorous acid (H 3 PO 3 ), Sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and / or sulphurous acid (H 2 SO 3 ), in which case a mixture which is as resistant as possible to oxidative attack is used.
  • HCl hydrochloric acid
  • H 3 PO 4 phosphoric acid
  • H 3 PO 3 phosphorous acid
  • Sulfuric acid H 2 SO 4
  • / or sulphurous acid H 2 SO 3
  • the aqueous solution of hypochlorous acid according to step (b) can first be diluted to a hypochlorous acid concentration between about 1 mg / l and about 80 mg / l, in particular between about 10 mg / l and about 50 mg / l before it is acidified according to step (c).
  • the - after acidification according to step (c) - obtained finished disinfectant while maintaining a long shelf life, the dilute concentration prevents outgassing of chlorine gas as much as possible.
  • the aqueous solution of hypochlorous acid according to step (b) can alternatively be acidified in essentially undiluted form according to step (c).
  • the disinfectant therewith obtained should be supplied with a hypochlorous acid concentration of at least about 100 mg / l, preferably at least about 150 mg / l and especially at least about 200 mg / l, especially immediately after the acidification of its use.
  • the mixing device may comprise a valve or a cock which connects the first container to the second container, so that after opening the valve or Hahns the mineral acid is added in the second container to form the finished disinfectant solution of hypochlorous acid in the first container and their pH is adjusted to the desired range according to step (c) of the method.
  • the mixing means may also comprise a destructible wall or membrane of at least one of the containers arranged such that after destruction of the wall or membrane the first container is connected to the second container, the destructible wall or membrane being associated with at least one destruction means is.
  • at least one of the containers may, of course, be made only partially or wholly from such a destructible wall (s), e.g. made of plastic, may be arranged, for example, one of the container, in particular the second container, inside the other container, in particular the first container, wherein the container disposed in the interior of the other container comprises the at least one destructible wall, which by means of destructible is destructible.
  • the destruction means may in principle be arbitrary, e.g. be designed in the manner of a needle, and it may be favorable in the latter case of manufacture and handling technical reasons, if the needle is a hollow needle, which also serves as a drain of the finished disinfectant.
  • the transportable system shown diagrammatically in the drawing comprises a first container 1, which receives an aqueous solution of hypochlorous acid whose pH is between about 4.5 and about 6.5, for example about 5.5, so that the hypochlorous acid is substantially completely dissociated and does not split protons or decompose to form chlorine gas (CI 2 ).
  • the redox potential may be, for example, in the range of about 800 mV to about 1100 mV.
  • the concentration of - stable - hypochlorous acid can be practically arbitrarily high, for example, about 1000 mg / 1 or more.
  • the container 1 can be a polygonal, for example quadrangular or round
  • largely dimensionally stable plastic such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) etc.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • the container 1 in the drawing the latter is provided with an opening channel 2 designed in the manner of a flange, which preferably has an approximately circular cylindrical inner cross section and is closed in the region of its lower end facing away from the free end of the channel 2, wherein in the present embodiment, a pierceable septum 3 is provided for this purpose, while, of course, any other known closure means may be provided instead.
  • the system further comprises a second container 4 containing at least one mineral acid, e.g. Hydrochloric acid, phosphoric acid, or the like, in such a stoichiometric proportion to bring the pH of the aqueous solution of hypochlorous acid excluded in the first vessel 1 to between about 2.5 and about 3.7, e.g. to a value in the range of 3.0 to 3.2, thereby reducing the redox potential of the mixture to a value of at least 1240 mV, e.g. to a value in the range of 1320 mV to 1340 mV, increase.
  • at least one mineral acid e.g. Hydrochloric acid, phosphoric acid, or the like
  • the second container 4 in the present embodiment is disposed inside the first container 1 immediately below its opening channel 2, e.g. inside of the upper wall in the drawing of the first container 1, in which the opening channel 2 opens, is fixed.
  • the second container 4 is formed of a relative to the material of the first container 1 relatively easily destructible material, such as plastic or Phynwandigerem plastic, which does not necessarily have to be dimensionally stable, but may be natural.
  • a Zer-disturbing means in the form of a hollow needle 5 is guided, which may also be made of plastic or metal in particular and which can be manually pressed into the opening channel 2 in that they first the septum 3 and then the second container 4 pierces, with the result that mix the existing in the first 1 and second container 4 liquids to form the finished disinfectant.
  • the length of the hollow needle 5 is thus selected so that it extends to at least the lower wall 4a in the drawing of the second container 4 when fully inserted into the opening channel 2. It may expediently be formed with a terminal circumferential projection 6, which comes to the stop when the hollow needle 5 is completely inserted into the container 1 at the free end of the opening channel 2.
  • the first container 1 can be equipped with a stirring element (not shown) in order to homogenize the resulting disinfectant after mixing the two liquids as a result of destroying the second container 4 by means of the hollow needle 5.
  • the stirring element can be active or in particular passive and formed, for example, by a magnetic fish, so that it can be actuated by a magnetic stirrer (also not shown).
  • the particular substantially gas-tight leadership of the hollow needle 5 in the opening channel 2 also prevents chlorine gas can escape, as it could happen otherwise in the finished disinfectant with such a concentration of hypochlorous acid. However, if it is a reclosability of the container.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und ein transportables System zur Herstellung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure (Hypochlorsäure, Chlor (I) säure, HClO) mit einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,7 und einem Redoxpotential von wenigstens 1240 mV vorgeschlagen. Um für eine gute Lager- und Transportfähigkeit eines solchen Desinfektionsmittels in Form einer stabilen, konzentrierten Vorstufe desselben zu sorgen, sind erfindungs- gemäß die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen: (a) Bereitstellen einer wäßrigen Lösung von Hypochloritionen (ClO") und/oder hypochloriger Säure (HClO) mit einer Gesamtkonzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/l; (b) Einstellen des pH-Wertes der wäßrigen Lösung gemäß Schritt (a) auf einen Wert zwischen 4,5 und 6,5, so daß das Hypochlorit vornehmlich in hypochlorige Säure umgesetzt wird, um die Lösung zu stabilisieren, aber ein Ausgasen von Chlorgas zu vermeiden; und (c) Absenken des pH-Wertes der Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,7, um das Redoxpotential der Lösung auf wenigstens 1240 mV zu erhöhen und das fertige Desinfektionsmittel zu erhalten.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels auf der Basis hypochloriger Säure und transportables System zur Erzeugung eines solchen Desinfektionsmittels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure (Hypochlorsäure, Chlor (I) säure, HClO) mit einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,7 und einem Redoxpotential von wenigstens 1240 mV. Sie ist ferner auf ein transportables System zur Erzeugung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure (Hypochlorsäure, Chlor (I) säure, HClO) mit einem pH- Wert zwischen 2,5 und 3,7, einem Redoxpotential von wenigstens 1240 mV und einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1, insbesondere von wenigstens 200 mg/1, gerichtet.
Derartige Desinfektionsmittel, welche hypochlorige Säure enthalten, sind beispielsweise dadurch erhältlich, indem eine verdünnte, wäßrige Elektrolytlösung, z.B. eine Natrium- oder Kaliumchloridlösung, elektrochemisch aktiviert wird. Dabei wird diese Wasser-/Elektrolylösung in einem Elektrolysereaktor mit einem Kathodenraum mit einer Kathode sowie einem von dem Kathodenraum, z.B. mittels eines Diaphragmas, räumlich getrennten Anodenraum mit einer Anode durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden mit einem elektrischen Strom beaufschlagt, um die verdünnte Wasser-/Elektrolytlösung in einen zur Desinfektion geeigneten Zustand zu versetzen, wobei der pH-Wert der anodischen Lösung auf einen entsprechenden Wertbereich gesteuert wird, so daß das Desinfektionsmittel am Ausgang des Anodenraums des Elektrolysereaktors anfällt (WO 2007/093395 A2) . Das Desinfektionsmittel, welches insbesondere von der elektro- chemisch aktivierten, anodischen Lösung, dem sogenannten
"Anolyt", gebildet ist, aber gegebenenfalls auch mit kathodischer Lösung ("Katholyt") gemischt sein kann, wird somit bei entsprechender Steuerung des pH-Wertes der verdünnten Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolyse- reaktors durch eine in potentialkontrollierter Weise durchgeführte anodische Oxidation (PAO) erhalten. Im Gegensatz zur Chlor-Alkali-Elektrolyse erfolgt die elektrochemische Aktivierung unter erheblich moderateren Bedingungen, insbesondere mit einer deutlich geringeren Konzentration an Elektrolyt in der zu aktivierenden Lösung (in der Regel maximal etwa 20 g/l, insbesondere maximal etwa 10 g/l Elektrolyt) und mit einem nur sehr geringen Umsatz. Der Vorteil eines solchen Verfahrens besteht darin, daß als desinfektiös wirksame Komponenten neben weiteren Komponenten unter anderem hypochlorige Säure (HClO) anfällt, welche in dem genannten pH-Wertbereich stabil ist, und daß ein hohes Redoxpotential von bis zu etwa 1360 mV oder mehr erzielt werden kann, wodurch eine erheblich bessere Desinfektionswirkung erzielt wird als beispielsweise im Falle eines Einsat- zes von Chlor (CI2) , welches zudem toxisch ist, einen unangenehmen Geruch verursacht und durch Ausgasen aus wäßrigen Medien eine nur sehr kurze Depotwirkung besitzt, oder eines Einsatzes von Hypochloriten (ClO") , also die Anionen der - gelösten - Salze der hypochlorigen Säure, bei welchen die Desinfektionswirkung etwa um den Faktor 100 schlechter ist als bei der - undissoziierten - hypochlorigen Säure. Die zum Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichte DE 10 2007 048 205.3 beschreibt ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels der eingangs genannten Art, bei welchem das Desinfek- tionsmittel dadurch erzeugt wird, indem eine wäßrige Lösung aus wenigstens einem Hypochlorit (OCl") mit einer Hypochloritkonzentration zwischen 1 und 1000 mg/1 bereitgestellt und der pH-Wert der Lösung durch Zudosieren wenigstens einer Mineralsäure auf einen Wert zwischen 2,7 und 4,0 einge- stellt wird, wobei festgestellt wurde, daß ein solchen Desinfektionsmittel ebenfalls höchst wirksam ist, obwohl es von weiteren desinfektiös wirksamen Spaltprodukten, wie sie bei der oben erwähnten elektrochemischen Aktivierung bzw. potentialkontrollierten anodischen Oxidation zusätzlich zu hypochloriger Säure und Hypochloriten gebildet werden können, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid (H2O2) , Ozon (O3) , Chloratverbindungen (C103") und eine Reihe radikalischer Verbindungen (z.B. ΗO2), weitestgehend frei ist.
Problematisch ist grundsätzlich die Handhabung solcher Desinfektionsmittel auf der Basis von hypochloriger Säure als zumindest einer der desinfektiös wirksamen Substanzen im Falle von relativ hohen Konzentrationen des Summenparame- ters freien Chlors, und zwar unabhängig von deren Herstel- lung mittels elektrochemischer Aktivierung oder rein stö- chiometrischem Mischen geeigneter Edukte. Dies gilt in zunehmendem Maße ab einer Konzentration von etwa 100 mg/1 des Summenparameters freien Chlors, da dann Chlorgas mehr und mehr beginnt sich aus der Lösung zu verflüchtigen. Bei der Umwandlung von hypochloriger Säure in Hypochlorit bzw.
Chlor spielen unter anderem die folgenden, stark pH-Wert abhängigen Reaktionsgleichungen eine Rolle: (1) HOCl + H3O+ + Cl" <===> Cl2 + 2 H2O;
(2) HOCl + H2O <===> OCl" + H3O+.
Während im sauren Bereich mit einem pH-Wert von etwa 3,0 oder geringer aufgrund des zunehmenden Protonendruckes der Zerfall von hypochloriger Säure zu Chlorgas gemäß der Reaktionsgleichung (1) begünstigt ist, ist hypochlorige Säure mit zunehmendem pH-Wert von etwa 6,0 oder höher bestrebt, gemäß der Reaktionsgleichung (2) unter Abspaltung seines Protons zu dissoziieren.
Andererseits spielt jedoch auch das Redoxpotential des Desinfektionsmittels bei dessen Wirksamkeit ein große Rolle, wobei die Desinfektionswirkung um so besser ist, je größer das Redoxpotential ist, wobei das Redoxpotential jedoch mit sinkendem pH-Wert zunimmt. Was ein durch elektrochemische Aktivierung oder durch Ansäuern einer Hypochloritlösung mit einer Mineralsäure nach den beiden eingangs genannten Verfahren gemäß WO 2007/093395 A2 und DE 10 2007 048 205.3 be- trifft, so wurde festgestellt, daß ein optimaler pH-Wert des Desinfektionsmittels im Bereich von 3 liegt, wobei je nach Herstellungsverfahren ein Redoxpotential bis zu einem Wertbereich zwischen 1240 mV und 1360 mV erzielt werden kann und das in dem Desinfektionsmittel enthaltene freie Chlor praktisch ausschließlich in Form von desinfektiös höchst wirksamer hypochloriger Säure vorliegt. Auch die Haltbarkeit eines solchen Desinfektionsmittels hat sich insbesondere dann, wenn es geschlossen bei kühlen Temperaturen gelagert wird, als sehr zufriedenstellend erwiesen, sofern eine Konzentration an freiem Chlor von etwa 100 mg/1 nicht wesentlich überschritten wird. Bei demgegenüber höheren Konzentrationen nimmt die Haltbarkeit indes mehr und mehr ab und gast aus dem Desinfektionsmittel - insbesondere auch bei erwünschten pH-Werten im Bereich von 3 - zunehmend Chlorgas aus, was nicht nur zu einem unangenehmen Geruch führt, sondern auch ein gesundheitliches Gefährdungspotential darstellt. Zudem stellen solche höheren Konzentratio- nen erhöhte Anforderungen an Behältermaterialien, welche einerseits gegen Chlorgas inert, andererseits demgegenüber diffusionsdicht sein müssen.
Dies führt zu Problemen anläßlich der Lagerung und des Transportes solcher Desinfektionsmittel, sofern letzteres nicht unmittelbar vor Ort hergestellt wird, weil bei - stabilen - Desinfektionsmitteln mit relativ geringen Konzentrationen an freiem Chlor entweder große Mengen an Wasser mitgeführt werden müssen, was sowohl hinsichtlich einer La- gerung als auch insbesondere hinsichtlich eines Transportes außerordentlich teuer ist, oder das Desinfektionsmittel wird in höhere Konzentration gelagert und/oder transportiert, was jedoch mit einer schnellen Verschlechterung seiner Wirksamkeit, verbunden mit einem Ausgasen von toxischem Chlorgas einhergeht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure, einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,7 und einem Redoxpotential von wenigstens 1240 mV dahingehend weiterzubilden, daß die vorgenannten Nachteil zumindest weitestgehend vermieden werden. Sie ist ferner auf ein transportables System zur Er- 'zeugung eines solchen Desinfektionsmittels mit einer Kon- zentration an hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1, insbesondere von wenigstens 200 mg/1, gerichtet. Der verfahrenstechnische Teil dieser Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
(a) Bereitstellen einer wäßrigen Lösung von Hypochlorit- ionen (ClO") und/oder hypochloriger Säure (HClO) mit einer Gesamtkonzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure von wenigstens etwa 100 mg/1, insbesondere von wenigstens etwa 200 mg/1;
(b) Einstellen des pH-Wertes der wäßrigen Lösung gemäß Schritt (a) auf einen Wert zwischen etwa 4,5 und etwa
6,5, so daß das Hypochlorit vornehmlich in hypochlorige Säure umgesetzt wird, um die Lösung zu stabilisieren, aber ein Ausgasen von Chlorgas zu vermeiden; und
(c) Absenken des pH-Wertes der Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) auf einen Wert zwischen etwa 2,5 und etwa 3,7, um das Redoxpotential der Lösung auf wenigstens etwa 1240 mV zu erhöhen und das fertige Desinfektionsmittel zu erhalten.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe ferner ein transportables System der eingangs genannten Art vor mit:
- einem ersten Behälter, welcher eine wäßrige Lösung hypochloriger Säure mit einem pH-Wert zwischen etwa 4,5 und etwa 6,5, insbesondere zwischen etwa 5,0 und etwa 6,0, und einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens etwa 100 mg/1, insbesondere von wenigstens etwa 200 mg/1, vorzugsweise zwischen etwa 200 mg/1 und etwa 2000 mg/1, aufnimmt;
- einem zweiten Behälter, welcher wenigstens eine Mineralsäure, insbesondere aus der Gruppe Salzsäure (HCl), Phos- phorsäure (H3PO4), phosphorige Säure (H3PO3), Schwefelsäure (H2SO4) und/oder schweflige Säure (H2SO3), in einem stöchiometrischen Anteil enthält, um den pH-Wert der in dem ersten Behälter enthaltenen wäßrigen Lösung hypochlo- riger Säure auf einen Wert zwischen etwa 2,5 und etwa
3,7, insbesondere zwischen etwa 2,7 und etwa 3,5, abzusenken; und
- einer Mischeinrichtung zum Vereinigen der in dem ersten
Behälter enthaltenen wäßrigen Lösung hypochloriger Säure mit der in dem zweiten Behälter enthaltenen Mineralsäure unter Bildung des Desinfektionsmittels.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, daß eine "Vorstufe" des Desinfektionsmittels, nämlich die in Schritt (b) erhaltene Lösung mit einer relativ hohen Gesamtkonzentration an vornehmlich hypochloriger Säure von wenigstens etwa 100 mg/1 (entsprechend einem Gehalt an freiem Chlor von etwas unter 150 mg/1 unter Berücksichtigung der Molmassen von hypochloriger Säure von ca. 52,5 g/l sowie von Cl2 von ca. 71 g/l), vorzugsweise von wenigstens etwa 150 mg/1 und insbesondere von wenigstens etwa 200 mg/1, mit einem pH-Wert zwischen etwa 4,5 und etwa 6,5, in konzentrierter Form, in welcher sie praktisch kein physikalisch gelöstes Chlorgas enthält, sondern praktisch ausschließlich in Form von undissoziierter hypochloriger Säure (HOCl) vorliegt, über sehr lange Zeit auf Vorrat gehalten werden kann, ohne daß die Wirksamkeit des im nachfolgenden Schritt (c) erhaltenen, fertigen Desinfektionsmittels beeinträchtigt wird. Im Hinblick auf eine Lagerung und/oder einen Transport die- ser "Vorstufe" des Desinfektionsmittels erweist sich insbesondere seine hohe Konzentration als vorteilhaft, welche it einem geringen Volumen einhergeht, so daß bei einem verhältnismäßig geringen Volumen und einem damit verbundenen geringen Gewicht erhebliche Lager- und Transportkosten eingespart werden können. Zur Erzeugung des fertigen Desinfektionsmittels muß dann - z.B. nach Lagerung und Transport der "Vorstufe" des Desinfektionsmittels an seinen Einsatzort - lediglich noch sein pH-Wert und mit diesem sein Redoxpotential gemäß Schritt (c) eingestellt werden, damit es eine volle Wirksamkeit entfalten kann.
Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß das fertige Desinfektionsmittel bei einer solchen Konzentration eine nur relativ geringe Lebensdauer aufweist, weil fortwährend Chlorgas entweichen kann, weshalb das Desinfektionsmittel, wie weiter unten noch näher erläutert, dann ent- weder schnell seiner Bestimmung zugeführt oder - insbesondere an seinem Einsatzort - entsprechend verdünnt werden sollte. Die hohe Wirksamkeit des fertigen Desinfektionsmittels, also des gemäß Schritt (c) erhaltenen Desinfektionsmittels, besteht darin, daß es bei einem hohen Redoxpoten- tial von wenigstens etwa 1240 mV als desinfektiös wirksame Komponente hypochlorige Säure in praktisch reiner und un- dissoziierter Form vorliegt, welche im Falle einer Verdünnung bis maximal etwa 80 mg/1 oder vorzugsweise bis etwa 50 mg/1 hypochlorige Säure auch praktisch kein Chlorgas freisetzt und folglich weitestgehend frei von typischem
Chorgeruch ist, wobei das Desinfektionsmittel auch in noch wesentlich höherer Verdünnung von z.B. etwa 0,1 mg/1 bis etwa 1 mg/1 hypochloriger Säure in Wasser seine Desinfektionswirkung beibehält und sich somit unter anderem auch - in einer solchen Verdünnung - zur Desinfektion von Trinkwasser in Wasserwerken anbietet, wobei es gesundheitlich völlig unbedenklich ist. Der pH-Wert eines mit einem solchen Desinfektionsmittel in den vorgenannten Konzentrationen desin- fizierten Wassers liegt aufgrund Verdünnungseffekten im Neutralbereich von ±7, wobei vermutet wird, daß die einwandfreie Desinfektionswirkung verbunden mit einer guten Depotwirkung damit zusammenhängt, daß die Dissoziation der hypochlorigen Säure unter Bildung von Hypochloritionen durch das Vorhandensein der Protonen aus der zugesetzten Mineralsäure unterdrückt wird. Dabei wurde gefunden, daß selbst bei einer Konzentration des Desinfektionsmittels in Wasser im Bereich von ca. 0,1 mg/1 mit einem pH-Wert des solchermaßen desinfizierten Wassers zwischen 7 und 7,5 der gesamte Anteil an meßbarem freiem Chlor überwiegend aus hypochloriger Säure besteht.
Als weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens las- sen sich beispielhaft die folgenden nennen:
- Der desinfizierende Wirkstoff in Form von hypochloriger Säure steht weitgehend bereits in der "Vorstufe" des Desinfektionsmittels gemäß Schritt (b) zur Verfügung, wobei das fertige Desinfektionsmittel mit dem hohen Redoxpotential unmittelbar nach Einstellung des pH-Wertes der Lösung gemäß Schritt (b) in dem hierauf folgenden Schritt (c) erhalten werden kann.
- Durch die gezielte Einstellung des pH-Wertes der Lösung gemäß Schritt (b) in dem hierauf folgenden Schritt (c) wird nicht nur das natürliche Gleichgewicht zwischen der undissoziierten hypochlorigen Säure und der dissoziierten hypochlorigen Säure (d.h. einerseits dem Proton bzw. H3O+-IOn und dem Hypochlorition) praktisch gänzlich in Richtung der hypochlorigen Säure verschoben, sondern es ergibt sich auch ein sehr hohes, desinfektiös wirksames Redoxpotential des Desinfektionsmittels.
- Infolge des pH-Wertes zwischen etwa 4,5 und etwa 6,5 der Lösung gemäß Schritt (b) , also der "Vorstufe" des Desin- fektionsmittels, wird zuverlässig vermieden, daß während einer Lagerung und/oder einem Transport dieser "Vorstufe" Chlorgas entweicht und einen unangenehmen Geruch verursacht oder gar ein gesundheitliches Gefährdungspotential darstellt.
- Die desinfektiös wirksame hypochlorige Säure des fertigen Desinfektionsmittels gemäß Schritt (c) bleibt in demgegenüber höheren Verdünnungen, z.B. von bis zu etwa
80 mg/1, insbesondere bis etwa 50 mg/1, stabil und lange haltbar, was ihm eine weitere Lagerung vor Ort - entweder vor Einstellung des pH-Wertes gemäß Schritt (c) oder nach Einstellung desselben und entsprechender Verdünnung - problemlos möglich macht.
Das erfindungsgemäße transportable System sorgt dabei für eine sehr kostengünstige und besonders einfach handhabbare Möglichkeit der Lagerung, des Transportes sowie der Einstellung des pH-Wertes des fertigen Desinfektionsmittels gemäß Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem der Inhalt des ersten Behälters, welcher die wäßrige Lösung hypochloriger Säure mit einem pH-Wert zwischen etwa 4,5 und etwa 6,5, insbesondere zwischen etwa 5,0 und etwa 6,0, und einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens etwa 100 mg/1, vorzugsweise von wenigstens etwa 150 mg/ und insbesondere von wenigstens etwa 200 mg/1, z.B. zwischen etwa 200 mg/1 und etwa 2000 mg/1, gemäß Schritt (b) aufnimmt, mit dem Inhalt des zweiten Behälters, welcher die Mineralsäure, insbesondere aus der Gruppe Salzsäure (HCl), Phosphorsäure (H3PO4) , phosphorige Säure (H3PO3) , Schwefelsäure (H2SO4) und/oder schweflige Säure (H2SO3) , in einem stöchiometrischen Anteil enthält, um den pH-Wert der in dem ersten Behälter enthaltenen wäßrigen Lösung hypochloriger Säure auf einen Wert zwischen etwa 2,5 und etwa 3,7, insbesondere zwischen etwa 2,7 und etwa 3,5, abzusenken, mittels der Mischeinrichtung unter Bildung des fertigen Desinfektionsmittels gemäß Schritt (c) vereinigt werden können, wonach das Desinfektionsmittel unmittelbar eingesetzt und/oder - sofern gewünscht - vorab verdünnt werden kann.
Die Konzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure in der wäßrige Lösung gemäß Schritt (a) kann aufgrund der Stabilität von hypochloriger Säure in dem genannten pH-Wertbereich je nach den individuellen Bedürfnissen praktisch beliebig hoch gewählt werden, wie beispielsweise in einer Gesamtkonzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure zwischen etwa 200 mg/1 und etwa 2000 mg/1 oder höher, z.B. zwischen etwa 250 mg/1 und etwa 1000 mg/1 oder höher.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die wäßrige Lösung gemäß Schritt (a) durch elektrochemische Aktivierung einer verdünnten, wäßrigen, Chloridionen enthaltenden Elektrolyt- lösung erzeugt wird, wie sie oben im einleitenden Teil der Beschreibung erläutert ist, wobei zweckmäßig lediglich der Anolyt für das Desinfektionsmittel verwendet wird. Insbesondere kann ein Verfahren der elektrochemischen Aktivierung gemäß der ebenfalls weiter oben zitierten WO 2007/093395 A2 angewandt werden, welche hiermit ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird. Die Gesamtkonzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure einer solchen, mittels elektrochemischer Aktivierung erhaltenen anodischen Lösung kann entweder durch Steuerung der Verfahrensparameter, wie insbesondere Elektrodenstrom bzw. -Spannung, Menge an zudosiertem Elektrolyt etc., auf den gewünschten Wert gesteuert bzw. geregelt werden, wobei der pH-Wert der erhaltenen Lösung, z.B. ebenfalls durch Steuerung/Regelung der genannten Verfahrensparameter einschließlich pH-Wert und Redoxpotential der anodischen Lösung am Ausgang des Elektrolysereaktors, entweder direkt auf den gemäß Schritt (b) erwünschten pH-Wertbereich zwi- sehen etwa 4,5 und etwa 6,5 eingestellt werden kann (in Abweichung zu der WO 2007/093395 A2), oder die Lösung wird mit einem (beliebigen) anderen Wert produziert und in dem anschließenden Schritt (b) entsprechend eingestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die wäßrige Lösung gemäß Schritt (a) durch Ansäuern einer basischen Hypochloritlösung, wie z.B. Chlorbleichlauge, erzeugt wird, wie es beispielsweise in der ebenfalls weiter oben zitierten, zum Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichten DE 10 2007 048 205.3 vorgeschlagen wird, welche hiermit ebenfalls ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.
Sofern gewünscht, kann zur Darstellung des erfindungsgemäßen Desinfektionsmittels in beiden Fällen z.B. auch demine- ralisiertes bzw. destilliertes Wasser eingesetzt werden, wie es beispielsweise durch Membranverfahren, wie Umkehrosmose, Mikro-, Ultra- oder Nanofiltration, erhalten werden kann. Des weiteren kann bei beiden Verfahrensalternativen als Quelle für die Hypochloritionen gemäß Schritt (a) ein gut in Wasser lösliches Alkali- oder Erdalkalimetallsalz in Form eines Chlorides (im Falle der ersten Alternative) oder eines Hypochlorits (im Falle des zweiten Alternative) , insbesondere Natrium- (NaCl bzw. NaClO) und/oder Kaliumchlorid bzw. -hypochlorit (KCl bzw. KClO), eingesetzt werden.
Um für eine besonders hohe Stabilität der "Vorstufe" des Desinfektionsmittels gemäß Schritt (b) zu sorgen und eine jegliche Reaktion von hypochloriger Säure und/oder deren abspaltbaren Hypochloritionen zu Chlorgas auch bei unsachgemäßer Bevorratung zu vermeiden, kann in bevorzugter Aus- führung vorgesehen sein, daß der pH-Wert der wäßrigen Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) auf einen Wert zwischen 4,7 und 6,3, insbesondere zwischen etwa 5,0 und etwa 6,0, eingestellt wird.
Um für ein möglichst hohes Redoxpotential zu sorgen, aber zugleich einen Zerfall der hypochlorigen Säure in unter anderem Chlorgas weitestgehend zu verhindern und somit für eine bestmögliche Desinfektionswirkung des fertigen Desinfektionsmittels zu sorgen, kann in vorteilhafter Ausgestal- tung ferner vorgesehen sein, daß der pH-Wert der Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (c) auf einen Wert zwischen etwa 2,7 und etwa 3,5, vorzugsweise zwischen etwa 2,8 und 3,3, insbesondere im Bereich von 3,0 bis 3,2, abgesenkt wird, um ein Redoxpotential von wenigstens 1280 mV, vor- zugsweise von wenigstens 1320 mV, insbesondere zwischen etwa 1320 mV und etwa 1360 mV, zu erhalten.
Zur Einstellung des pH-Wertes gemäß Schritt (b) und/oder (c) wird in bevorzugter Ausführung eine Mineralsäure, ins- besondere aus der Gruppe Salzsäure (HCl), Phosphorsäure (H3PO4), phosphorige Säure (H3PO3), Schwefelsäure (H2SO4) und/oder schweflige Säure (H2SO3) , eingesetzt, wobei grundsätzlich eine gegen oxidativen Angriff möglichst beständi- ge, in Wasser praktisch vollständig dissoziierende, starke Mineralsäure verwendet werden sollte. HCl besitzt dabei den zusätzlichen Vorteil, daß das Desinfektionsmittel als Anio- nen lediglich Chloridionen enthält, welche z.B. auch in Trinkwasser ohnehin in aller Regel enthalten sind, so daß das Desinfektionsmittel keinen zusätzlichen Eintrag an Fremdionen verursacht. Entsprechendes gilt weitgehend für Phosphorsäure.
Wie bereits angedeutet, kann die wäßrige Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) zunächst auf eine Konzentration an hypochloriger Säure zwischen etwa 1 mg/1 und etwa 80 mg/1, insbesondere zwischen etwa 10 mg/1 und etwa 50 mg/1, verdünnt werden, bevor sie gemäß Schritt (c) ange- säuert wird. Das - nach Ansäuern gemäß Schritt (c) - erhaltene fertige Desinfektionsmittel behält dabei eine lange Haltbarkeit bei, wobei die verdünnte Konzentration ein Ausgasen von Chlorgas weitestgehend unterbindet.
Wie ebenfalls bereits angedeutet, kann die wäßrige Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) alternativ auch in im wesentlichen unverdünnter Form gemäß Schritt (c) angesäuert werden. In diesem Fall sollte das hierdurch erhaltene Desinfektionsmittel mit einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens etwa 100 mg/1, vorzugsweise von wenigstens etwa 150 mg/1 und insbesondere von wenigstens etwa 200 mg/1 insbesondere unmittelbar nach dem Ansäuern seiner Verwendung zugeführt werden.
Was das erfindungsgemäße transportable System betrifft, so kann die Mischeinrichtung ein Ventil oder einen Hahn aufweisen, welches/welcher den ersten Behälter mit dem zweiten Behälter verbindet, so daß nach öffnen des Ventils bzw. Hahns die Mineralsäure in dem zweiten Behälter unter Bildung des fertigen Desinfektionsmittels der Lösung hypochloriger Säure in dem ersten Behälter zugesetzt wird und deren pH-Wert so auf den gewünschten Bereich gemäß Schritt (c) des Verfahrens eingestellt wird.
Alternativ kann die Mischeinrichtung auch eine zerstörbare Wandung oder Membran wenigstens eines der Behälter aufweisen, welche derart angeordnet ist, daß der erste Behälter nach Zerstören der Wandung oder der Membran mit dem zweiten Behälter verbunden ist, wobei der zerstörbaren Wandung bzw. Membran wenigstens ein Zerstörungsmittel zugeordnet ist. Dabei kann wenigstens einer der Behälter selbstverständlich nur partiell oder auch gänzlich aus (einer) solchen zer- störbaren Wandung(en), z.B. aus Kunststoffolie, gebildet sein, wobei beispielsweise einer der Behälter, insbesondere der zweite Behälter, im Innern des anderen Behälters, insbesondere des ersten Behälters, angeordnet sein kann, wobei der im Innern des anderen Behälters angeordnete Behälter die zumindest eine zerstörbare Wandung umfaßt, welche mittels des Zerstörungsmittels zerstörbar ist.
Das Zerstörungsmittel kann grundsätzlich beliebig, z.B. nach Art einer Nadel ausgebildet sein, wobei es im letztge- nannten Fall aus herstellungs- und handhabungstechnischen Gründen günstig sein kann, wenn die Nadel eine Hohlnadel ist, welche zugleich als Ablauf des fertigen Desinfektionsmittels dient.
Nachstehend ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen transportablen Systems zur Erzeugung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure mit einem pH-Wert zwischen etwa 2,5 und 3,7, einem Redoxpotential von wenigstens 1240 mV und einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1 unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur:
eine schematische Schnittansicht eines transportablen Systems zur Erzeugung des Desinfektionsmittels.
Das in der Zeichnung schematisch wiedergegebene transpor- table System umfaßt einen ersten Behälter 1, welcher eine wäßrige Lösung hypochloriger Säure aufnimmt, deren pH-Wert zwischen ca. 4,5 und ca. 6,5, z.B. etwa 5,5, beträgt, so daß die hypochlorige Säure im wesentlichen vollständig un- dissoziiert vorliegt und weder Protonen abspaltet noch un- ter Bildung von Chlorgas (CI2) zersetzt wird. Das Redoxpotential kann z.B. im Bereich von etwa 800 mV bis etwa 1100 mV betragen. Die Konzentration an - stabiler - hypochloriger Säure kann praktisch beliebig hoch sein und beispielsweise etwa 1000 mg/1 oder mehr betragen. Der Behälter 1 kann einen mehreckigen, z.B. viereckigen, oder runden
Querschnitt aufweisen und aus Gewichts- und Kostengründen beispielsweise aus weitgehend formstabilem Kunststoff, wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephtha- lat (PET) etc., gebildet sein, wobei selbstverständlich auch andere Materialien denkbar sind. In dem in der Zeichnung oberen Bereich des Behälters 1 ist dieser mit einem nach Art eines Flansches ausgebildeten Öffnungskanal 2 ausgestattet, welcher vorzugsweise einen etwa kreiszylindrischen Innenquerschnitt aufweist und im Bereich seines unte- ren, dem freien Ende des Kanals 2 abgewandten Ende verschlossen ist, wobei beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck ein durchbohrbares Septum 3 vorgesehen ist, während statt dessen natürlich auch beliebige andere bekannte Verschlußmittel vorgesehen sein können.
Das System umfaßt des weiteren einen zweiten Behälter 4, welcher wenigstens eine Mineralsäure, z.B. Salzsäure, Phosphorsäure oder dergleichen, in einem solchen stöchiometri- schen Anteil enthält, um den pH-Wert der in dem ersten Behälter 1 ausgenommenen wäßrigen Lösung hypochloriger Säure auf einen Wert zwischen ca. 2,5 und ca. 3,7, z.B. auf einen Wert im Bereich von 3,0 bis 3,2, abzusenken und dabei das Redoxpotential der Mischung auf einen Wert von wenigstens 1240 mV, z.B. auf einen Wert im Bereich von 1320 mV bis 1340 mV, zu erhöhen. Mit "stöchiometrischem Anteil" ist in diesem Zusammenhang gemeint, daß die Menge und die Molari- tat bzw. Normalität der Säure derart gewählt ist, daß sich bei einem vollständigen Zusatz zu der wäßrigen Lösung hypochloriger Säure der gewünschte pH-Wert der Mischung einstellt. Der zweite Behälter 4 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im Innern des ersten Behälters 1 unmittelbar unterhalb dessen Öffnungskanal 2 angeordnet, wobei er z.B. innenseitig der in der Zeichnung oberen Wandung des ersten Behälters 1, in welche der Öffnungskanal 2 mündet, festgelegt ist. Der zweite Behälter 4 ist aus einem gegenüber dem Material des ersten Behälters 1 relativ leicht zerstörbaren Material, wie beispielsweise Kunststoffolie oder dünnwandigerem Kunststoff, gebildet, welches nicht notwendigerweise formstabil sein muß, aber natürlich sein kann.
In dem Öffnungskanal 2 des ersten Behälters 1 ist ein Zer- Störungsmittel in Form einer Hohlnadel 5 geführt, welche ebenfalls auch Kunststoff oder insbesondere aus Metall gefertigt sein kann und welche manuell derart in den Öffnungskanal 2 hinein gedrückt werden kann, daß sie zunächst das Septum 3 und sodann den zweiten Behälter 4 durchstößt, was zur Folge hat, daß sich die in dem ersten 1 und zweiten Behälter 4 vorhandenen Flüssigkeiten unter Bildung des fertigen Desinfektionsmittels vermischen. Die Länge der Hohl- nadel 5 ist folglich derart gewählt, daß sie beim vollständigen Einführen in den Öffnungskanal 2 bis mindestens über die in der Zeichnung untere Wandung 4a des zweiten Behälters 4 reicht. Sie kann zweckmäßig mit einem endständigen Umfangsvorsprung 6 ausgebildet sein, welcher beim vollstän- digen Einführen der Hohlnadel 5 in den Behälter 1 am freien Ende des Öffnungskanals 2 zum Anschlag kommt. Des weiteren kann der erste Behälter 1 mit einem Rührelement (nicht gezeigt) ausgestattet sein, um nach Mischen der beiden Flüssigkeiten infolge Zerstören des zweiten Behälters 4 mittels der Hohlnadel 5 das erhaltene Desinfektionsmittel zu homogenisieren. Das Rührelement kann aktiv oder insbesondere passiv und beispielsweise von einem Magnetfisch gebildet sein, so daß es von einem Magnetrührgerät (ebenfalls nicht gezeigt) betätigbar ist.
Der in der Hohlnadel 5 vorhandene Durchgangskanal, welcher sich von deren Spitze bis zum freien Ende des Umfangsvor- sprungs 6 erstreckt, dient zugleich als Entnahmeöffnung für das fertige - gemischte - Desinfektionsmittel, wobei der erste Behälter 1 wieder dadurch verschlossen werden kann, indem die Hohlnadel bis oberhalb des Septums 3 aus dem Öffnungskanal 2 herausgezogen wird, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Die insbesondere im wesentlichen gasdichte Führung der Hohlnadel 5 in dem Öffnungskanal 2 verhindert zudem, daß Chlorgas austreten kann, wie es bei dem fertigen Desinfektionsmittel mit einer solchen Konzentration an hypochloriger Säure andernfalls geschehen könnte. Indes ist es, sofern eine Wiederverschließbarkeit des Behälters 1 entbehrlich ist, selbstverständlich auch möglich, eine "normale" Nadel ohne Durchgangskanal als Zerstörungsmittel vorzusehen, welche gänzlich aus dem Öffnungskanal 2 herausgezogen werden kann, so daß das fertige Desinfektionsmittel - gegebenenfalls nach Entfernen des Septums 3 - direkt über den Öffnungskanal 2 entnehmbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure (Hypochlorsäure, Chlor (I) säure, HClO) mit einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,7 und einem Redoxpotential von wenigstens 1240 mV, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
(a) Bereitstellen einer wäßrigen Lösung von Hypochloritionen (ClO") und/oder hypochloriger Säure (HClO) mit einer Gesamtkonzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1, insbesondere von wenigstens 200 mg/1;
(b) Einstellen des pH-Wertes der wäßrigen Lösung gemäß Schritt (a) auf einen Wert zwischen 4,5 und 6,5, so daß das Hypochlorit vornehmlich in hypochlorige
Säure umgesetzt wird, um die Lösung zu stabilisieren, aber ein Ausgasen von Chlorgas zu vermeiden; und
(c) Absenken des pH-Wertes der Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,7, um das Redoxpotential der Lösung auf wenigstens 1240 mV zu erhöhen und das fertige Desinfektionsmittel zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung gemäß Schritt (a) mit einer Gesamtkonzentration an Hypochlorit/hypochloriger Säure zwischen 200 mg/1 und 2000 mg/1, insbesondere zwischen 250 mg/1 und 1000 mg/1, bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung gemäß Schritt (a) durch elektrochemische Aktivierung einer verdünnten, wäßri- gen, Chloridionen enthaltenden Elektrolytlösung erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung gemäß Schritt (a) durch An- säuern einer basischen Hypochloritlösung, wie z.B. Chlorbleichlauge, erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Quelle für die Hypochloritionen gemäß Schritt (a) ein Alkali- oder Erdalkalimetallhypochlorit, insbesondere Natrium- (NaClO) und/oder Kaliumhypochlorit (KClO) , eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß der pH-Wert der wäßrigen Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) auf einen Wert zwischen 4,7 und 6,3, insbesondere zwischen 5,0 und 6,0, eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (c) auf einen Wert zwischen 2,7 und 3,5 abgesenkt wird, um ein Redoxpotential von wenigstens 1280 mV, insbesondere von wenigstens 1320 mV, zu erhalten.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des pH-Wertes gemäß Schritt (b) und/oder (c) wenigstens eine Mineralsäure, insbesondere aus der Gruppe Salzsäure (HCl) , Phosphorsäure (H3PO4) , phosphorige Säure (H3PO3) , Schwefelsäure (H2SO4) und/oder schweflige Säure (H2SO3), eingesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung hypochloriger Säu- re gemäß Schritt (b) zunächst auf eine Konzentration an hypochloriger Säure zwischen 1 mg/1 und 80 mg/1, insbesondere zwischen 10 mg/1 und 50 mg/1, verdünnt wird, bevor sie gemäß Schritt (c) angesäuert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung hypochloriger Säure gemäß Schritt (b) in im wesentlichen unverdünnter Form gemäß Schritt (c) angesäuert wird, wobei das hierdurch erhaltene Desinfektionsmittel mit einer Konzent- ration an hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1, insbesondere von wenigstens 200 mg/1, vorzugsweise unmittelbar nach dem Ansäuern seiner Verwendung zugeführt wird.
11. Transportables System zur Erzeugung eines Desinfektionsmittels auf der Basis einer wäßrigen Lösung von hypochloriger Säure (Hypochlorsäure, Chlor (I) säure, HClO) mit einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,7, einem Redoxpo- tential von wenigstens 1240 mV und einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1, insbesondere von wenigstens 200 mg/1, mit:
- einem ersten Behälter (1), welcher eine wäßrige Lö- sung hypochloriger Säure mit einem pH-Wert zwischen
4,5 und 6,5, insbesondere zwischen 5,0 und 6,0, und einer Konzentration an hypochloriger Säure von wenigstens 100 mg/1, insbesondere von wenigstens 200 mg/1, vorzugsweise zwischen 200 mg/1 und 2000 mg/1, aufnimmt;
- einem zweiten Behälter (4), welcher wenigstens eine Mineralsäure, insbesondere aus der Gruppe Salzsäure
(HCl) , Phosphorsäure (H3PO4) , phosphorige Säure (H3PO3) , Schwefelsäure (H2SO4) und/oder schweflige Säure (H2SO3) , in einem stöchiometrischen Anteil enthält, um den pH-Wert der in dem ersten Behälter (1) enthaltenen wäßrigen Lösung hypochloriger Säure auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,7, insbesondere zwischen 2,7 und 3,5, abzusenken; und
- einer Mischeinrichtung zum Vereinigen der in dem ersten Behälter (1) enthaltenen wäßrigen Lösung hypochloriger Säure mit der in dem zweiten Behälter (4) enthaltenen Mineralsäure unter Bildung des Desinfektionsmittels .
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung ein Ventil oder einen Hahn aufweist, welches/welcher den ersten Behälter (1) mit dem zweiten Behälter (4) verbindet.
13. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung eine zerstörbare Wandung (4a) wenigstens eines der Behälter (4) aufweist, welche derart angeordnet ist, daß der erste Behälter (1) nach Zerstö- ren der Wandung (4a) mit dem zweiten Behälter (4) verbunden ist, wobei der zerstörbaren Wandung (4a) wenigstens ein Zerstörungsmittel (5) zugeordnet ist.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Behälter (4, 1), insbesondere der zweite Behälter (4), im Innern des anderen Behälters (1, 4), insbesondere des ersten Behälters (1), angeordnet ist, wobei der im Innern des anderen Behälters (1) angeordnete Behälter (4) zumindest eine zerstörbare Wandung (4a) umfaßt, welche mittels des Zerstörungsmittels (5) zerstörbar ist.
15. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstörungsmittel (5) nach Art einer Nadel ausgebildet ist.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel eine Hohlnadel ist, welche zugleich als Ablauf des fertigen Desinfektionsmittels dient.
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