微酸性電解水介紹

1、微 酸 性 電 解 水 介 紹 “森永乳業(yè)營(yíng)養(yǎng)行學(xué)研究所”提供一、 強(qiáng)酸性電解水及弱酸性（微酸）電解水制造原理近年來，由腸溶大腸菌O-157和沙氏門菌引起的食物中毒，不止在日本、在全世界引起了轟動(dòng)，使國(guó)際對(duì)食品衛(wèi)生方面引起高度關(guān)心。作為制造食物的人需要特別留意的一點(diǎn)是，這些食物中毒不同于以往的常識(shí)，極少的菌數(shù)就有發(fā)病的危險(xiǎn)。這不是吃的時(shí)候病原菌沒有繁殖就可以了的概念，而是需要進(jìn)行食品中不能讓病原菌存在的衛(wèi)生管理。作為保證食品品質(zhì)的管理方式、引進(jìn)了HACCP，但首先要做到全部殺菌、即要徹底進(jìn)行食材、包裝容器、加工處理機(jī)器、作業(yè)環(huán)境（地面、墻壁、空氣等）、手指等的殺菌·除菌和微生物污染防

2、治對(duì)策。 食品工業(yè)的殺菌，主要根據(jù)熱殺菌·除菌的方法，但藥劑主要使用次亞氯酸鈉等氯系列殺菌劑、過氧化氫、臭氧等酵素系列殺菌劑和酒精等。但他們都不是萬能的，且在能量費(fèi)用、藥劑混入產(chǎn)品、工作人員和環(huán)境上的影響等諸多方面需要注意。因此、使用方法和使用場(chǎng)所也受到較多的限制，因此要融合TPO按照各自的特性使用。其中，適合群體殺菌，具有電解除菌水、超氧化水、強(qiáng)酸性電解水、弱酸性電解水等多種稱呼的電解機(jī)能水（生成裝置）備受關(guān)注。（本文中將稱呼為電解機(jī)能水。）殺菌為目的的電解機(jī)能水生成裝置登場(chǎng)是在10年前，但當(dāng)初只是在醫(yī)療領(lǐng)域以防止MRSA感染備受矚目。（手指清洗消毒用醫(yī)療用具得到許可的裝置。）在食

3、品領(lǐng)域中，O-157引起食物中毒為契機(jī)、對(duì)其效果和便利性的研究開始迅速普及。 本公司以需要嚴(yán)格衛(wèi)生管理的乳品業(yè)殺菌方法為準(zhǔn)，給工業(yè)產(chǎn)業(yè)制造耐用的裝備為目標(biāo)進(jìn)行了研究。終于、開發(fā)了與以往的方式不同的新型電解機(jī)能水生成裝置，并為了確認(rèn)在工廠中的使用實(shí)績(jī)和有效性，從2006年4月份以purester之名開始銷售。本文中主要論述電解機(jī)能水（生成裝置）及purester的特征和效果，同時(shí)論述了電解機(jī)能水在食品領(lǐng)域中普及有關(guān)的問題點(diǎn)。（一）電解機(jī)能水的本質(zhì)由于生成方法和性狀不同，電解機(jī)能水被廠家命名為各種名稱，但是任何一種名字都說明了電分解氯離子溶液后得出的調(diào)制水，幾乎都證實(shí)了對(duì)細(xì)菌和病毒的殺菌力。有關(guān)電

4、解機(jī)能水的殺菌力，當(dāng)時(shí)有高氧化還原電位（ORP）引起之說，但根據(jù)最近的研究發(fā)現(xiàn)，其殺菌力的主體為次亞氯酸（游離型）。即電解機(jī)能水是相同于次亞氯酸蘇打等的氯系列殺菌液。 電解機(jī)能水的特征之一，次亞氯酸蘇打1/10的低氯濃度也能達(dá)到相同的殺菌效果。據(jù)了解，游離型的次亞氯酸顯示的殺菌力比次亞氯酸離子的殺菌力強(qiáng)1）。這種次亞氯酸的游離型和離子型的存在比率依賴于pH的變化，如果是堿性、離子型較多，中性或弱酸性、游離型的較多。如果是酸性，容易變成氯氣體、從溶液中擴(kuò)散。這種關(guān)系圖請(qǐng)參考圖12）。次亞氯酸蘇打一般在100200ppm高濃度中使用，但由于pH值為89，因此以次亞氯酸離子存在的比率較高。另一方面、

5、電解機(jī)能水的pH在26左右、以次亞氯酸（游離型）和氯氣體形式存在的比率高，從這一點(diǎn)就能看出，低于次亞氯酸蘇打濃度，也能發(fā)揮高的效果。圖1.pH對(duì)水中游離有效一率形態(tài)的影響(二)電解機(jī)能水生成裝置電解機(jī)能水生成裝置共有20多家廠家在銷售，但這些生成裝置根據(jù)生成方式和原料的不同，主要分為3種類型。請(qǐng)參考表1.。強(qiáng)酸性型（A），食鹽溶液為原料、使用了隔膜式電解槽。作為電解機(jī)能水生成裝置的開拓者、現(xiàn)在仍使用這種方式。流程圖如圖2。圖2. 強(qiáng)酸性電解水裝置流程圖 在隔膜式電解槽中電分解食鹽溶液，陽(yáng)極主要產(chǎn)生氯氣體，陰極則產(chǎn)生苛性蘇打和氫氣體。陽(yáng)極的氯氣體立刻與水反應(yīng)成為次亞氯酸和鹽酸。用隔膜與陰極隔開時(shí)

6、，陽(yáng)極水必然是酸性的，且pH值也低。一般情況下低于pH3時(shí)使用，作為次亞氯酸pH值是不穩(wěn)定的，但在開放狀態(tài)下較短的時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散為氯氣體，也會(huì)降低有效氯濃度。因此最好在使用前調(diào)制，也要考慮被擴(kuò)散的氯氣體。陰極室中得到的、含有苛性蘇打的液體就叫做堿性離子水。由于這種方式將比較淡的溶液全部電分解、需要調(diào)高電解電壓，比起其它方式比較耗電。氯氣體產(chǎn)生量相同時(shí)， 耗電量達(dá)到（B）、（C）稀釋方法的數(shù)十倍。同時(shí)，由于太耗電、我們認(rèn)為不適合用于需要大型電解槽的大能力裝置。（B）的弱酸性·中性型，使用無隔膜電解槽。這種方式?jīng)]有分離陽(yáng)極水和陰極水，因此陽(yáng)極的液體和陰極的液體會(huì)混合。電分解食鹽溶液后、陽(yáng)極中

7、產(chǎn)生的次亞氯酸和鹽酸會(huì)與陰極中產(chǎn)生的苛性蘇打完全中和、成為食鹽和次亞氯酸蘇打。要想得到游離的次亞氯酸溶液、要事先在食鹽溶液原料中添加酸，或中和生成液。這種方式，通過把較濃的食鹽溶液電分解后、用水稀釋分解物得出調(diào)制液，因此產(chǎn)生氯時(shí)消費(fèi)的電量沒有強(qiáng)酸性型的隔膜電解方式高。且因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生堿性離子水、也不會(huì)浪費(fèi)水。purester(C)是無隔膜式的一種、弱酸性·中性型電解機(jī)能水生成裝置，作為氯離子源只使用鹽酸是其主要的特征。purester的流程圖如圖3所示。在電解槽內(nèi)，根據(jù)下列反應(yīng)式、2mol的鹽酸生成次亞氯酸和鹽酸各1mol。 2HCI H2 + CI2 +H2O HOCI+HCI反復(fù)操

8、作上述反應(yīng)、能從鹽酸中連續(xù)生成次亞氯酸。原液的鹽酸濃度和電分解程度決定生成液的pH（也受水硬度的影響）、就能輕易得到弱酸性·中性電解機(jī)能水。這種方式的主要特征是鹽酸作為離子源，能夠提高電解效率。與相同氯離子濃度的食鹽相比，單位電解電力產(chǎn)生的氯是1.5倍左右。且、這種方式不使用鹽，生成的電解機(jī)能水也不含鹽。同時(shí)、也不會(huì)發(fā)生含鹽時(shí)的不良情況、如鹽對(duì)植物的副作用、室內(nèi)等地方反復(fù)噴霧式有可能產(chǎn)生結(jié)晶等，可以安全使用是其優(yōu)點(diǎn)。 此外, 市場(chǎng)上還銷售無隔膜電解槽中電解食鹽溶液、調(diào)制堿性次亞氯酸蘇打的裝置（次亞氯酸蘇打型），這是一種通過電解制造次亞氯酸蘇打的方法，生成水的主要成分是次亞氯酸離子。

9、圖3“purester”流程圖二、 微酸性電解水及弱酸性電解水制造機(jī)“”及水的特征2002年微酸性電解水和強(qiáng)酸性電解水一起以次氯酸水之名被指定為食品添加物。這種微酸性電解水之名由原來所說的弱酸性電解水變更而來。目前還沒有被廣泛認(rèn)知。在本文中，首先介紹微酸性電解水的制造裝置“purester”的特征和、用purester制造的微酸性電解水（以下稱purester水。）的特征。（一）微酸性電解水制造裝置“purester”的特征照片1是，采用符合食品添加物規(guī)格的制造方式的微酸性電解水制造裝置“purester”的外觀?，F(xiàn)階段有三種機(jī)型、制造能力為小型機(jī)（Mp-240B）每小時(shí)240L、中型機(jī)（Mp

10、-10000C）每小時(shí)1200L、大型機(jī)（Mp-10000C）每小時(shí)1萬L。此外還有每小時(shí)30t的裝置和360L、120L的裝置、或分批出產(chǎn)的簡(jiǎn)易型等正在開發(fā)中。裝置的流程如圖1。小型機(jī)把3%的稀鹽酸直接和原水混合，而中、大型機(jī)則把21%的鹽酸與部分原水混合稀釋后供給到無隔膜電解槽中。通過電分解生成的Cl分子被水溶解后從電解槽中產(chǎn)生高濃度的HClO溶液。把此溶液以約1：1000的比例與原水混合稀釋、就能制造出有效氯濃度10-30ppm、pH6左右的purester水。通過控制鹽酸供給量和水的供給量、及電解電流值，能夠任意調(diào)整有效氯濃度和pH、使其達(dá)到各自的規(guī)格范圍內(nèi)。這種高濃度電解、高倍率稀釋

11、，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的電解效率、廉價(jià)的運(yùn)行成本和大容量。且因?yàn)槭褂脽o隔膜電解槽、所有生成水都能用于除菌目的。（二） purester水的特征、 殺菌效果Cl溶液中，在微酸性領(lǐng)域中殺菌效果高的HClO分子的存在比率高。因此、與作為Cl系列殺菌劑使用的堿性NaClO溶液相比、purester水以低有效氯濃度顯示高殺菌效果。除大腸菌和黃色葡萄球菌等細(xì)菌外、對(duì)抗菌素的失活效果也已確認(rèn)。作為其中的一個(gè)例子對(duì)Bacillus subtilis芽孢的殺菌效果如圖2。與有效氯濃度100ppm、pH9.5的NaClO溶液相比、有效氯濃度10ppm、pH6.0的purester水的殺菌效果明顯很高。、 穩(wěn)定性Pures

12、ter水在pH6附近Cl2的存在比率較低。因此發(fā)揮到氣相中的Cl2較少、在開放狀態(tài)下也比較穩(wěn)定、幾乎沒有Cl味。制造后原則上要馬上使用、如果在遮光有蓋的桶內(nèi)、保存2、3天也沒有什么問題。把purester水放在PET瓶中蓋緊蓋、在陰暗場(chǎng)所10中保存1年后、有效氯濃度能夠保持8層以上。、 運(yùn)行成本二Purester的運(yùn)行成本除原料水以外還包括鹽酸費(fèi)、電費(fèi)、電極費(fèi)。根據(jù)運(yùn)行條件和使用機(jī)型而有所不同、比如使用大型機(jī)種時(shí)這些運(yùn)行成本之合計(jì)每噸幾十日元（原料水費(fèi)除外）。三、 微酸性電解水的應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)期被方便使用的殺菌劑，近年來，開始被指出其弊害。這種弊害主要指使用殺菌劑時(shí)的直接影響，但廢氣后引起的環(huán)境污

13、染也是一個(gè)重要問題。況且，防治病原性微生物引起的食物中毒等確保食品安全性問題，也是食品業(yè)界需要解決的首要任務(wù)。很遺憾，目前還沒有同時(shí)解決以上兩個(gè)問題的劃時(shí)代的方法，但做出最符合對(duì)象物的選擇是有必要的。 因此我們確信其選擇之一，就是把同時(shí)具備之前殺菌劑沒有的各種特征的電解機(jī)能水普及到食品領(lǐng)域中，相信這也具有重大的社會(huì)意義。 進(jìn)一步普及在食品業(yè)界中的利用，解決食品添加物問題也是一個(gè)重要的課題，有幸的是，厚生省藥物局所管的機(jī)能水研究振興團(tuán)在1993年正式設(shè)立、針對(duì)電解機(jī)能水等機(jī)能水進(jìn)行研究助成、研究推進(jìn)、研究發(fā)表會(huì)等的普及活動(dòng)。希望以財(cái)團(tuán)為主的生產(chǎn)學(xué)共同努力，能夠盡快確定電解機(jī)能水在食品衛(wèi)生法上的位置。 此外，purester除食品領(lǐng)域外也可在其它廣泛領(lǐng)域中使用。例如、畜產(chǎn)中