WO2011120701A1 - Electrochemically activated water-based solution and use of the solution - Google Patents
Electrochemically activated water-based solution and use of the solution Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011120701A1 WO2011120701A1 PCT/EP2011/001635 EP2011001635W WO2011120701A1 WO 2011120701 A1 WO2011120701 A1 WO 2011120701A1 EP 2011001635 W EP2011001635 W EP 2011001635W WO 2011120701 A1 WO2011120701 A1 WO 2011120701A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- electrolysis
- electrochemically activated
- activated solution
- solution according
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
- A61P1/04—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system for ulcers, gastritis or reflux esophagitis, e.g. antacids, inhibitors of acid secretion, mucosal protectants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
- A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P29/00—Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/02—Local antiseptics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/04—Antibacterial agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
- C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/003—Wastewater from hospitals, laboratories and the like, heavily contaminated by pathogenic microorganisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4611—Fluid flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
Definitions
- the invention relates to an electrochemically activated water-based solution. It further relates to the use of such a solution.
- EP 1 728 768 A1 discloses a system for producing an electrochemically activated salt solution by electrolysis, in which a water stream charged with a saline solution or brine is fed to an electrolysis device.
- the electrolytic decomposition of this sol-containing water stream, an electrochemically activated aqueous salt solution can be obtained which has a relatively high content of active chlorine (AC, also referred to as "free chlorine", for example, determined by amperometric measurements) of up to 500 mg / L and a redox potential between +150 mV and
- this electrochemically activated salt solution can be used particularly advantageously as a disinfectant, for example for disinfecting water and / or aqueous solutions.
- this electrochemically activated salt solution according to the known from EP 1 728 768 A1 known chemically activated salt solution according to the information in WO 2009/013019 but also particularly favorable as a disinfectant in the general sense, so for example for countertops, tables, floors, for sterilization purposes, used in laundries or the like or as a carrier material in pharmaceutical substances.
- An important indicator for the usability of the electrochemically activated salt solutions in such applications is the content of active chlorine (or "free chlorine") and the pH value is particularly suitable for use as a disinfectant or for medical purposes.
- CONFIRMATION COPY cke a particularly good storage stability desired, which should occur even after long storage of materials only small decreases in the antibacterial effect.
- the compatibility of these parameters with one another ie the chemical reactivity, in particular expressed by the content of active chlorine, and / or the redox potential, the compatibility with other substances or biological systems, in particular expressed by the pH, seems to be in the known materials and material compositions. and storage stability, particularly as a result of the degradation of the substances over time and the increasing loss of their bacteriocidal or disinfecting action.
- the invention is therefore based on the object to provide an electrochemically activated water-based solution, obtainable by electrolysis, which has a particularly high baktiriocidal or antibacterial activity with particularly high storage stability, ie in particular after relatively long storage of, for example, more than two years ,
- an electrochemically activated water-based solution obtainable by electrolysis of sole tonem water in a plurality of electrolytic cells comprehensive electrolysis module in which each electrolytic cell each one of a first electrical polarity associated first electrodes and a spatial separated from this by a membrane comprising a second electrode space associated with a second electrical polarity, wherein the electrolyte is supplied in series to the first electrode spaces of the electrolysis cells in the manner of a series connection.
- the electrolysis module provided for generating the electrochemically activated solution should in this case comprise a plurality of electrolysis cells, each having at least two electrode spaces, namely one for electrical connection to the positive pole of an electrolysis voltage to be applied. NEN anode space and provided for electrical connection to the negative pole of the electrolysis voltage cathode space.
- the intended cascade-like flow through a plurality of the same polarity associated electrode spaces through the electrolyte can be achieved by the electrode chambers of the respective polarity, ie the anode chambers or optionally also the cathode chambers, medial side, so based on the flow of the electrolyte, serially or in the type of series connection are connected in series.
- a particularly high-quality, electrochemically activated, water-based solution in the sense of the mentioned parameters of chemical reactivity, pH neutrality and storage stability is obtainable by, in a particularly advantageous development, parallel connection of the respective second electrode spaces in parallel to the intended media flow-side sequential or series connection of the first electrode spaces of the electrolysis module the electrolysis cells of the electrolysis module is provided.
- the electrolyte is supplied on the one hand to the electrode spaces of the first polarity in cascade fashion in the form of a series connection and on the other hand to the electrode spaces of the respective other polarity in the manner of a parallel connection.
- the electrolyte undergoes step by step multiple treatment steps in the individual electrolysis cells in the manner of a cascaded treatment, so that a multi-stage and therefore particularly extensive accumulation of ions in the electrolyte can be achieved.
- the media-side parallel connection of the cathode chambers of the electrolysis cells is provided in the case of a medial series connection of the anode chambers of the electrolysis cells in a particularly advantageous embodiment.
- An electrochemically activated solution with particularly favorable material properties with regard to the content of active chlorine and also with regard to storage stability is obtainable, in which the cathode chambers of the electrolysis cells are connected to the anode compartment of the first electrolytic cell in the flow direction of the anolyte in a particularly advantageous embodiment.
- the electrolyte flowing out of the second electrode spaces of the electrolysis cells is thus supplied to the first electrode space of the first electrolysis cell seen in the flow direction of the electrolyte.
- the outflow lines connected to the cathode chambers of the electrolysis cells thus preferably lead to a collection point, where they open into a common line. On the output side, this is connected to the first anode space of the cascade formed by the electrolysis cells in the flow direction of the anolyte.
- only a partial flow of the electrolyte flowing out of the second electrode spaces of the electrolysis cells is supplied to the first electrode space of the first electrolysis cell seen in the flow direction of the electrolyte.
- the branching ratio by suitable adjustment of the branching ratio, the flow rate and thus the dwell and reaction time of the anolyte in Relation to the catholyte are changed, so that a particularly targeted concentration of the ions can be achieved. Furthermore, as required, an adjustment of the pressure conditions and / or the flow rates is possible.
- the water-based electrochemically activated solution obtainable by said electrolysis method has particularly effective bacteriocidal and disinfecting properties while still exhibiting extremely low toxicity or incompatibility with human or organic tissue.
- the electrochemically activated solution obtainable by said electrolysis method is therefore used in a pharmaceutical composition, in particular for the treatment of inflammations, for germ reduction, for wound healing and / or for hygiene.
- compositions for internal or external applications to humans or animals for the purpose of germ reduction in the blood, in mammary glands and / or in other body fluids in bile, liver, bone marrow, glands or lymph, etc., preferably in inflammation or ulcers or even for targeted killing of cells (eg tumor cells or virologically loaded cells) into consideration.
- cells eg tumor cells or virologically loaded cells
- compositions for external application to humans or animals for the purpose of germ reduction, wound healing, prophylaxis and hygiene, on skins and / or mucous membranes internally and externally, for. B. in cold, intestinal diseases such. Chron's disease, gastric ulcers, local antibiotics or other suitable applications.
- the electrochemically activated solution can be provided in the pharmaceutical composition as an active component or substance, ie as an active ingredient to achieve a desired pharmaceutical effect.
- a use as a bacteriocidal or germicidal active ingredient comes into consideration.
- the electrochemically activated solution but also in the manner of a carrier substance may be part of a pharmaceutical composition, wherein due to the high bacteriocidal and disinfecting effectiveness of the intended as a carrier electrochemically activated solution Protective effect for further, provided in the pharmaceutical composition as an active substance or components may be provided. Due to the high bactericidal activity with high storage stability, the electrochemically activated solution is particularly advantageous as a carrier substance for an active substance or an active substance, which should be protected for preserving or storage purposes particularly effective against entering contaminants by germs or the like.
- the pharmaceutical composition is particularly advantageously composed in the manner of a multicomponent system, the active substance or the active substance, on the one hand, and the electrochemically activated solution provided as the carrier, on the other hand, being present in separate phases.
- the phase containing the actual active substance or the active substance can be embedded in the manner of an emulsion with droplet formation in the other phase formed by the electrochemically activated solution provided as a carrier and enclosed by this.
- this phase separation ensures that the electrochemically activated solution does not destroy or adversely affect the active substance actually intended as an active substance, on the other hand the penetration of germs or contaminants into the active substance from the first phase, ie the active ingredient. formed droplets is effectively prevented by the enclosing carrier material.
- the electrochemically activated solution is particularly advantageously suitable as a carrier substance in a pharmaceutical composition in which prostaglandin tissue hormones, beta-blockers, a substance for reducing elevated intraocular pressure and / or an ophthalmic moisturizing and carrier agent (in particular a lubricant as eye moisturizer, a glucomium agent) or the like, preferably for treating conjunctivitis).
- a pharmaceutical composition in which prostaglandin tissue hormones, beta-blockers, a substance for reducing elevated intraocular pressure and / or an ophthalmic moisturizing and carrier agent (in particular a lubricant as eye moisturizer, a glucomium agent) or the like, preferably for treating conjunctivitis).
- the electrochemically activated solution obtainable by the said electrolysis process also particularly advantageous as a component in a dermatological agent and / or used as a disinfectant.
- wound care agents for the treatment of ulcer (diabetes), for body care, for the treatment of body swelling and / or germ reduction on any hides or mucous membranes, in deodorants, pimple creams or lubricants, in means for hand disinfection and the like into consideration.
- the electrochemically activated solution can advantageously also indirectly in the manner of a general disinfectant, ie as a component, or used directly, for example for food preservation or other preservative purposes, eg. B. of cut flowers or other germ-decomposing substances, as an external application or as an ingredient z.
- a general disinfectant ie as a component, or used directly
- eg. B. of cut flowers or other germ-decomposing substances as an external application or as an ingredient z.
- fruit washing for nebulization in enclosed spaces such.
- greenhouses drinking water treatment and / or disease control.
- the advantages achieved by the invention are, in particular, that the ion exchange occurring in the electrolysis and thus the ion balance in the multicomponent electrolysis module in the manner of a cascading or in the manner of an electrochemical treatment of the electrolyte taking place in successive stages Electrolytes can be adjusted so that the thus electrochemically activated water solution has a particularly high content of active chlorine with particularly good storage stability.
- the electrochemically activated water solution obtainable with the mentioned method can have, for example, a proportion of active chlorine of 2000 mg / l or more, measurable, for example, by titration with iodine solutions, and a redox potential of, for example, 900 mV or possibly even more.
- the thus available electrochemically activated solution is also well usable in combination with other materials or active ingredients.
- the pH in End product with high long-term stability almost freely selectable.
- FIG. 1 shows schematically a plant for the production of an electrochemically activated salt solution by electrolysis.
- the plant 1 is intended to produce an electrochemically activated water-based solution, in particular a salt solution, by electrolysis.
- the system 1 comprises an electrolysis module 2 to which an electrolysis medium can be fed on the input side via a supply line 4.
- the electrolysis medium is softened water added with brine or an aqueous salt solution.
- the inflow line 4 is connected on the input side to a water softener station 6.
- a venturi 8 is connected in the inflow line 4, which in turn is connected on the input side to a brine tank 10.
- From the supply line 4 also branches off after the water softening station 6 from a drain line 12, via which during a commissioning phase of the system 1, the water flow from the water softener station 6, bypassing the electrolysis module 2 of the following components in the brine tank 10 can be discharged.
- a drain line 12 and the opening into the venturi 8 brine feed line 14 suitable valves 16, 18, 20 and additionally in the feed line 14 a Throttle valve 20 connected.
- a discharge line 24 is connected to the electrolysis module 2. This opens into a reservoir 26 for the prepared salt solution or the anolyte. For temporarily bypassing the reservoir 26 During the commissioning phase of the system 1, a multi-way valve 28 is also connected in the drain line 24, the second output of which is connected to a drain line 30.
- the plant 1 is for the preparation of an electrochemically activated salt solution with just for use as a disinfectant or antibacterial agent in, for example, medical or pharmaceutical applications particularly favorable properties, in particular with a particularly high content of free chlorine of preferably more than 500 mg / L or possibly even more than 2,000 mg / L with high storage life, designed.
- the electrolysis module 2 is multicomponent and comprises a plurality of electrolysis cells 40, of which only two are shown in the exemplary embodiment; Of course, other electrolysis cells 40 may be provided analogous to the following embodiments.
- Each electrolysis cell 40 each comprises an anode space 42 forming a first electrode space and a cathode space 44 forming a second electrode, which are each separated from each other by a membrane 46.
- the application of an electrical voltage between the respective anode compartment 42 limiting anode on the one hand and a respective cathode chamber 44 bounding cathode on the other hand then causes ion migration across the intermediate membrane 46 away, so that an at least partial dissociation of the water contained in the electrolysis and at least partially Dissociation of entrained in the form of brine salts occurs.
- this ion migration process results in an accumulation of CI " and OH " in the respective anode compartment 42 and an accumulation of H + and Na + in the respective cathode compartment 44 as a result of the applied electrical voltage.
- the cathode space 44 is connected to a degassing line 47.
- a degassing module for the respective cathode space 44th
- the desired, high-quality properties of the electrochemically activated salt solution are achieved in the plant 1 in particular by a specific guidance of the media streams in the electrolysis module 2.
- a cathode-side substantially parallel media flow guide is combined with an anode-side essentially serial media flow guide.
- an anode-side essentially parallel with a cathode-side substantially serial media flow guide could also be combined.
- even further combinations of these media-side interconnections can be provided.
- a branching point 48 is provided in the system 1 in the exemplary embodiment in the inflow line 4, from which lines 50 discharging into the cathode chambers 44 of the electrolysis cells 40 depart in the manner of a parallel media supply.
- Abström lines 52 are provided, which are brought together in a collection point 54, so that a total of a media side parallel interconnection of the cathode chambers 44 results.
- anode space 42 assigned to the first electrolysis module 40 in the flow direction of the anolyte is connected on the output side via an overflow line 56 to the input side of the following anode chamber 42.
- the anolyte results.
- Appendix 1 it is provided in Appendix 1 to feed the effluent from the cathode chambers 44 catholyte as anolyte in the series-connected anode chambers 42.
- the collection point 54 for the catholyte is connected via an overflow line 58 to the anode space 42 of the first electrolysis cell 40, viewed in the flow direction of the anolyte.
- From the overflow line 58 branches off in collection point 54 also from a discharge line 60, via which a in its amount via a throttle valve 62 adjustable partial flow of the catholyte to a sewer system or a collecting container 64 can be supplied.
- the individual reaction parameters such as, for example, pressure and flow velocity in the anode chambers 42 can be suitably influenced, and in addition the amount of catholyte obtained in this application as a "waste product" can be kept particularly low.
- a number of sensors in particular a quantity sensor 66, a temperature sensor 68, a pH sensor 70 and a sensor 72 for measuring the redox potential, are connected in the discharge line 24.
- the system 1 according to the FIGURE is designed specifically for the provision of particularly high-grade anolyte by means of a cascaded media-flow-side series connection of the anode chambers 42 in the medium-circuit-side parallel connection of the cathode chambers 44.
- a particularly high-quality electrochemically activated solution with regard to its chemical properties, in particular the proportion of active chlorine and the redox potential, as well as on the storage stability is obtainable, for example, by the operation of the plant 1, in that water containing water via the inflow line 4 is parallel across the branching point 58 is fed into the cathode chambers 44.
- the concentration of the brine in the softened water is adjusted via the valve 22 and / or the venturi 8 suitable and depending on the desired salt content or ion concentration in the final product, and in the electrolysis module, the anolyte is fed with a suitably selected flow rate. After a residence time, the catholyte is then applied in the cathode chambers 44 via the respective adjacent membranes 46 with ions, wherein between the respective anode and the respective cathode, the electrolysis voltage is applied.
- the catholyte is discharged from the cathode chambers 44 again and fed to the collection point 54.
- the catholyte is in two Partial flows are divided, wherein a first partial flow of the catholyte of about 50 to 95% of the total flow, advantageously of about 90% of the total flow, via the overflow 58 to the anode compartment 42 of the flow direction of the anolyte seen first electrolytic cell 40 is supplied.
- the second partial flow of the catholyte corresponding to about 5 to 50% of the total flow, preferably about 10% of the
- Total flow is supplied via the discharge line 60 to the collecting container 64.
- the first partial stream is then, starting from the anode chamber 42 of the first electrolysis cell 40 seen in the flow direction of the anolyte, cascaded as anolyte through the media flow side connected in series anode chambers 42 of the electrolysis cells 40 and thereby subjected in the manner of a multi-stage treatment several successive electrochemical activation steps.
- the electrochemically activated solution obtainable in this way is characterized in particular by a comparatively high content of active chlorine with high storage stability.
- the salt content in the end products, ie in the anolyte prepared as well as in the prepared catholyte, can be determined by appropriately metered addition during the feeding of the brine from the brine tank 10 into the stream of softened water (for example optionally as a "low concentration” or as "High concentration”).
- the conductivity of the end product can be suitably specified by suitable admixture of the brine in the water stream;
- the conductivity can be adjusted to about 10 mS / cm for an anolyte of comparatively low concentration of active chlorine and to about 18 mS / cm for an anolyte of comparatively high concentration of active chlorine.
- the "duration of treatment" of anolyte on the one hand and catholyte on the other hand can be suitably adjusted, whereby in particular the targeted adjustment of the pH of the end products is possible in the media streams, which adjusts depending on the current intensity of the electrolysis current, not be too high to high product quality sure.
- pH values can preferably be set in the range from 7.0 to 7.6, the resulting anolyte being a clear, colorless liquid with chlorine-based odor and a redox potential of, for example, 850 to 950 mV (measured potentiometrically).
- redox potentials of more than 1500 mV, in particular of more than 2000 mV, are set.
- the active substance content (or proportion of active chlorine) which can be determined by iodometric titration is about 600 to 800 ppm in anolyte for anolyte of low concentration (preferably usable as disinfectant and characterized by a conductivity of about 10 mS / cm) and higher for anolyte Concentration (preferably usable as a medicinal or pharmaceutical active ingredient and characterized by a conductivity of about 16 to 20 mS / cm) about 800 to 950 ppm.
- the anolyte can also be produced by way of example with the following criteria and / or characteristic parameters:
- the electrolyte is characterized by a dissolved in water meta equilibrium of ions of salt (Na, Cl), water (H20, OH, H3O), ClOx and optionally CI2Oy, their acids and bases, their anions and cations and their mutually dependent solution species.
- the pH is adjustable between 2 and 14, preferably a value between 6 and 8 is set.
- the conductivity may range between 14 mS (lower limit 4 mS) and 25 mS and is preferably set to a value in the range of 10 mS (surface area) and 18 mS (isotonic) and 22 mS (pharmaceutical applications).
- the salt content can be adjusted to a value in the range of 0.1 g / l to 15 g / l; preferably, a value in the (isotonic) range of 5 g / l to about 9 g / l is selected
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Oncology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Description
Elektrochemisch aktivierte Lösung auf Wasserbasis und Verwendung der Lösung Electrochemically activated water-based solution and use of the solution
Die Erfindung betrifft eine elektrochemisch aktivierte Lösung auf Wasserbasis. Sie bezieht sich weiter auf die Verwendung einer derartigen Lösung. The invention relates to an electrochemically activated water-based solution. It further relates to the use of such a solution.
Die Herstellung einer elektrochemisch aktivierten Lösung auf Wasserbasis kann durch Elektrolyse erfolgen. So ist beispielsweise aus der EP 1 728 768 A1 ein System zur Erzeugung einer elektrochemisch aktivierten Salzlösung durch Elek-trolyse bekannt, bei dem ein mit einer Kochsalzlösung oder mit Sole beaufschlagter Wasserstrom einer Elektrolysevorrichtung zugeführt wird. Durch die elektrolytische Zersetzung dieses sol- ehaltigen Wasserstroms kann eine elektrochemisch aktivierte wässrige Salzlösung erhalten werden, die einen vergleichsweise hohen Gehalt an Aktivchlor (AC, auch bezeichnet als„freies Chlor", beispielsweise ermittelbar durch amperometrische Messungen) von bis zu 500 mg/L und ein Redoxpotential zwischen +150 mV und The preparation of an electrochemically activated water-based solution can be carried out by electrolysis. For example, EP 1 728 768 A1 discloses a system for producing an electrochemically activated salt solution by electrolysis, in which a water stream charged with a saline solution or brine is fed to an electrolysis device. The electrolytic decomposition of this sol-containing water stream, an electrochemically activated aqueous salt solution can be obtained which has a relatively high content of active chlorine (AC, also referred to as "free chlorine", for example, determined by amperometric measurements) of up to 500 mg / L and a redox potential between +150 mV and
+1.350 mV aufweist. Diese elektrochemisch aktivierte Salzlösung ist auf Grund des vergleichsweise hohen Gehalts an Aktivchlor besonders günstig als Desinfektionsmittel, beispielsweise zur Entkeimung von Wasser und/oder wässrigen Lösungen, nutzbar. Darüber hinaus ist die gemäß dem aus der EP 1 728 768 A1 bekannten Konzept erhältliche chemisch aktivierte Salzlösung nach den Angaben in der WO 2009/013019 aber auch besonders günstig als Desinfektionsmittel im allgemeinen Sinne, also beispielsweise für Arbeitsplatten, Tische, Böden, zu Sterilisationszwecken, in Wäschereien oder dergleichen oder auch als Trägermaterial in pharmazeutischen Substanzen nutzbar. +1,350 mV. Due to the comparatively high content of active chlorine, this electrochemically activated salt solution can be used particularly advantageously as a disinfectant, for example for disinfecting water and / or aqueous solutions. In addition, according to the known from EP 1 728 768 A1 known chemically activated salt solution according to the information in WO 2009/013019 but also particularly favorable as a disinfectant in the general sense, so for example for countertops, tables, floors, for sterilization purposes, used in laundries or the like or as a carrier material in pharmaceutical substances.
Eine wichtige Kennzahl für die Nutzbarkeit der elektrochemisch aktivierten Salzlösungen in derartigen Anwendungen sind der Gehalt an Aktivchlor (oder„freiem Chlor") sowie der pH-Wert. Für eine besonders hohe bakteriozide oder antibakterielle Wirkung ist hierbei ein möglichst hoher Gehalt an Aktivchlor wünschenswert. Zudem ist dabei gerade im Hinblick auf Verwendungen als Desinfektionsmittel oder für medizinische Zwe- An important indicator for the usability of the electrochemically activated salt solutions in such applications is the content of active chlorine (or "free chlorine") and the pH value is particularly suitable for use as a disinfectant or for medical purposes.
BESTÄTIGUNGSKOPIE cke eine besonders gute Lagerbeständigkeit erwünscht, wobei auch nach langer Lagerung der Materialien nur geringe Rückgänge in der antibakteriellen Wirkung auftreten sollten. Bei den bekannten Materialien und Materialzusammensetzungen scheint gerade die Vereinbarkeit dieser Parameter miteinander, also der chemischen Reaktivität, insbesondere ausgedrückt durch den Gehalt an Aktivchlor, und/oder dem Redoxpotential, der Verträglichkeit mit anderen Substanzen oder biologischen Systemen, insbesondere ausgedrückt durch den pH-Wert, und der Lagerbeständigkeit, insbesondere ausgedrückt durch die zeitliche Degradation der Stoffe und den zunehmenden Verlust ihrer bakterioziden oder desinfizierenden Wirkung, problematisch zu sein. CONFIRMATION COPY cke a particularly good storage stability desired, which should occur even after long storage of materials only small decreases in the antibacterial effect. The compatibility of these parameters with one another, ie the chemical reactivity, in particular expressed by the content of active chlorine, and / or the redox potential, the compatibility with other substances or biological systems, in particular expressed by the pH, seems to be in the known materials and material compositions. and storage stability, particularly as a result of the degradation of the substances over time and the increasing loss of their bacteriocidal or disinfecting action.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine elektrochemisch aktivierte Lösung auf Wasserbasis, erhältlich durch Elektrolyse, anzugeben, die bei besonders hoher Lagerbeständigkeit, also insbesondere auch nach vergleichsweise langer Lagerung von beispielsweise mehr als zwei Jahren, eine besonders hohe baktiriozide oder antibakterielle Wirkung aufweist. The invention is therefore based on the object to provide an electrochemically activated water-based solution, obtainable by electrolysis, which has a particularly high baktiriocidal or antibacterial activity with particularly high storage stability, ie in particular after relatively long storage of, for example, more than two years ,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrochemisch aktivierte Lösung auf Wasserbasis, erhältlich durch Elektrolyse von solehaltigem Wasser in einem eine Mehrzahl von Elektrolysezellen umfassenden Elektrolysemodul, bei dem jede Elektrolysezelle jeweils einen einer ersten elektrischen Polarität zugeordneten ersten Elektroden räum und einen von diesem durch eine Membran getrennten, einer zweiten elektrischen Polarität zugeordneten zweiten Elektrodenraum umfasst, wobei der Elektrolyt den ersten Elektrodenräumen der Elektrolysezellen seriell in der Art einer Reihenschaltung zugeführt wird. This object is achieved by an electrochemically activated water-based solution obtainable by electrolysis of solehaltigem water in a plurality of electrolytic cells comprehensive electrolysis module in which each electrolytic cell each one of a first electrical polarity associated first electrodes and a spatial separated from this by a membrane comprising a second electrode space associated with a second electrical polarity, wherein the electrolyte is supplied in series to the first electrode spaces of the electrolysis cells in the manner of a series connection.
Wie sich überraschenderweise herausgestellt hat, ist durch eine derartige kaskadenartige Durchströmung einer Mehrzahl von Elektrodenräumen gleicher Polarität in einem Elektrolysemodul mit einer Mehrzahl von Elektrolysezellen die Erzeugung einer hochgradig wirksamen elektrochemisch aktivierten Lösung, charakterisiert durch einen besonders hohen Gehalt an Aktivchlor, möglich. Das zur Erzeugung der elektrochemisch aktivierten Lösung vorgesehene Elektrolysemodul sollte dabei mehrere Elektrolysezellen mit jeweils zumindest zwei Elektrodenräumen umfassen, nämlich einen zum elektrischen Anschluss an den Pluspol einer anzulegenden Elektrolysespannung vorgesehe- nen Anodenraum und einen zum elektrischen Anschluss an den Minuspol der Elektrolysespannung vorgesehenen Kathodenraum. Die vorgesehene kaskadenartige Durchströmung einer Mehrzahl von der selben Polarität zugeordneten Elektrodenräumen durch den Elektrolyt ist dabei erreichbar, indem die Elektrodenräume der jeweiligen Polarität, also die Anodenräume oder gegebenenfalls auch die Kathodenräume, me- dienseitig, also bezogen auf die Strömungsführung des Elektrolyten, seriell oder in der Art einer Reihenschaltung hintereinander geschaltet sind. As has surprisingly been found, by such a cascade-like flow through a plurality of electrode spaces of the same polarity in an electrolysis module with a plurality of electrolytic cells, the generation of a highly effective electrochemically activated solution characterized by a particularly high content of active chlorine, possible. The electrolysis module provided for generating the electrochemically activated solution should in this case comprise a plurality of electrolysis cells, each having at least two electrode spaces, namely one for electrical connection to the positive pole of an electrolysis voltage to be applied. NEN anode space and provided for electrical connection to the negative pole of the electrolysis voltage cathode space. The intended cascade-like flow through a plurality of the same polarity associated electrode spaces through the electrolyte can be achieved by the electrode chambers of the respective polarity, ie the anode chambers or optionally also the cathode chambers, medial side, so based on the flow of the electrolyte, serially or in the type of series connection are connected in series.
Eine im Sinne der genannten Parameter chemischer Reaktivität, pH-Neutralität und Lagerbeständigkeit besonders hochwertige elektrochemisch aktivierte Lösung auf Wasserbasis ist dabei erhältlich, indem in besonders vorteilhafter Weiterbildung zusätzlich zur vorgesehenen medienstromseitigen Hintereinander- oder Reihenschaltung der ersten Elektrodenräume des Elektrolysemoduls eine medienstromseitige Parallelschaltung der jeweils zweiten Elektrodenräume der Elektrolysezellen des Elektrolysemoduls vorgesehen ist. Mit anderen Worten: In vorteilhafter Ausgestaltung wird der Elektrolyt einerseits den Elektrodenräumen der ersten Polarität kaskadenartig in Form einer Hintereinanderschaltung und andererseits den Elektrodenräumen der jeweils anderen Polarität in der Art einer Parallelschaltung zugeführt. Durch die sequentielle Durchströmung der Elektrodenräume erfährt der Elektrolyt dabei in der Art einer kaska- dierten Behandlung stufenweise in den einzelnen Elektrolysezellen hintereinander mehrfache Behandlungsschritte, so dass eine mehrstufige und damit besonders weit gehende Anreicherung von Ionen im Elektrolyten erreichbar ist. A particularly high-quality, electrochemically activated, water-based solution in the sense of the mentioned parameters of chemical reactivity, pH neutrality and storage stability is obtainable by, in a particularly advantageous development, parallel connection of the respective second electrode spaces in parallel to the intended media flow-side sequential or series connection of the first electrode spaces of the electrolysis module the electrolysis cells of the electrolysis module is provided. In other words: in an advantageous embodiment, the electrolyte is supplied on the one hand to the electrode spaces of the first polarity in cascade fashion in the form of a series connection and on the other hand to the electrode spaces of the respective other polarity in the manner of a parallel connection. As a result of the sequential flow through the electrode spaces, the electrolyte undergoes step by step multiple treatment steps in the individual electrolysis cells in the manner of a cascaded treatment, so that a multi-stage and therefore particularly extensive accumulation of ions in the electrolyte can be achieved.
Zur Herstellung einer hochgradig wirksamen Lösung, charakterisiert durch einen besonders hohen Gehalt an Aktivchlor, ist dabei in besonders vorteilhafter Ausgestaltung die medienseitige Parallelschaltung der Kathodenräume der Elektrolysezellen bei me- dienseitiger Reihenschaltung der Anodenräume der Elektrolysezellen vorgesehen. Durch eine derartige kaskadierte Behandlung gerade des Anolyten kann eine besonders weit gehende Anreicherung und Aufkonzentration von Chloridionen im Anolyten erreicht werden, so dass gerade im Hinblick auf beispielsweise gewünschte Desinfektionseigenschaften ein besonders hochwertiger Anolyt hergestellt werden kann. Dabei ist durch die sequentielle Behandlung des Anolyten bei paralleler Medienstrom- führung des Katholyten gewährleistet, dass bei der Elektrolyse in den jeweiligen Elektrolysezellen das Konzentrationsgefälle zwischen den Ionen im Anolyten einerseits und im Katholyten andererseits in Strömungsrichtung des Anolyten gesehen von Eletrolyse- zelle zu Elektrolysezelle immer weiter zunimmt. Mit zunehmender Zellenanzahl in der Kaskade ist damit eine zunehmend intensivere Aufkonzentration der Ionen im Anolyten und damit die Bereitstellung eines zunehmend„hochwertigeren" Anolyten möglich. In order to produce a highly effective solution, characterized by a particularly high content of active chlorine, the media-side parallel connection of the cathode chambers of the electrolysis cells is provided in the case of a medial series connection of the anode chambers of the electrolysis cells in a particularly advantageous embodiment. By means of such a cascaded treatment of the anolyte in particular, it is possible to achieve particularly extensive accumulation and concentration of chloride ions in the anolyte, so that a particularly high-quality anolyte can be produced, especially with regard to, for example, desired disinfection properties. It is ensured by the sequential treatment of the anolyte in parallel Medienstrom- leadership of the catholyte that in the electrolysis in the respective electrolysis cells, the concentration gradient between the ions in the anolyte on the one hand and in the catholyte on the other hand in the flow direction of the anolyte seen from Eletrolyse- cell to electrolysis cell on increases. As the number of cells in the cascade increases, an increasingly intensive concentration of the ions in the anolyte and thus the provision of an increasingly "higher-quality" anolyte is possible.
Eine elektrochemisch aktivierte Lösung mit besonders günstigen Materialeigenschaften hinsichtlich des Gehalts an Aktivchlor und auch hinsichtlich der Lagerbeständigkeit ist erhältlich, indem in besonders vorteilhafter Ausgestaltung die Kathodenräume der Elektrolysezellen medienabströmseitig mit dem Anodenraum der in Strömungsrichtung des Anolyten gesehen ersten Elektrolysezelle verbunden sind. Dabei wird somit der aus den zweiten Elektrodenräumen der Elektrolysezellen abströmende Elektrolyt dem ersten Elektrodenraum der in Strömungsrichtung des Elektrolyten gesehen ersten Elektrolysezelle zugeführt. In dieser besonders bevorzugten medienseitigen Verschal- tung führen somit die an die Kathodenräume der Elektrolysezellen angeschlossenen Abström leitungen vorzugsweise zu einem Sammelpunkt, an dem sie in eine gemeinsame Leitung einmünden. Diese ist ausgangsseitig an den in Strömungsrichtung des Anolyten gesehen ersten Anodenraum der von den Elektrolysezellen anodenseitig gebildeten Kaskade angeschlossen. An electrochemically activated solution with particularly favorable material properties with regard to the content of active chlorine and also with regard to storage stability is obtainable, in which the cathode chambers of the electrolysis cells are connected to the anode compartment of the first electrolytic cell in the flow direction of the anolyte in a particularly advantageous embodiment. In this case, the electrolyte flowing out of the second electrode spaces of the electrolysis cells is thus supplied to the first electrode space of the first electrolysis cell seen in the flow direction of the electrolyte. In this particularly preferred media-side interconnection, the outflow lines connected to the cathode chambers of the electrolysis cells thus preferably lead to a collection point, where they open into a common line. On the output side, this is connected to the first anode space of the cascade formed by the electrolysis cells in the flow direction of the anolyte.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird dabei lediglich ein Teilstrom des aus den zweiten Elektrodenräumen der Elektrolysezellen abströmenden Elektrolyts dem ersten Elektrodenraum der in Strömungsrichtung des Elektrolyten gesehen ersten Elektrolysezelle zugeführt. Wie sich überraschenderweise herausgestellt hat, können gerade durch geeignete Einstellung und Veränderung des Verzweigungsverhältnisses in diesem Bereich, also durch gezielte Einstellung des Anteils am Gesamtstrom des aus den Kathodenräumen abströmenden Katholyts, der als Anolyt der weiteren Behandlung zugeführt wird, gezielt wesentliche Parameter des entstehenden Endprodukts, insbesondere der Gehalt an Aktivchlor, der pH-Wert und/oder die Lagerbeständigkeit, beein- flusst werden. Insbesondere kann durch geeignete Einstellung des Verzweigungsverhältnisses die Durchlaufrate und damit die Verweil- und Reaktionszeit des Anolyten in Relation zum Katholyten verändert werden, so dass eine besonders gezielte Aufkonzentration der Ionen erreichbar ist. Des Weiteren ist dadurch bedarfsweise eine Einstellung der Druckverhältnisse und/oder der Strömungsgeschwindigkeiten möglich. In a further advantageous embodiment, only a partial flow of the electrolyte flowing out of the second electrode spaces of the electrolysis cells is supplied to the first electrode space of the first electrolysis cell seen in the flow direction of the electrolyte. As has surprisingly been found, it is precisely through appropriate adjustment and modification of the branching ratio in this region, ie by specific adjustment of the proportion of the total flow of catholyte flowing out of the cathode compartments, which is supplied as anolyte for further treatment, that specific essential parameters of the resulting end product, In particular, the content of active chlorine, the pH and / or the storage stability, are influenced. In particular, by suitable adjustment of the branching ratio, the flow rate and thus the dwell and reaction time of the anolyte in Relation to the catholyte are changed, so that a particularly targeted concentration of the ions can be achieved. Furthermore, as required, an adjustment of the pressure conditions and / or the flow rates is possible.
Wie sich überraschenderweise herausgestellt hat, weist die durch das genannte Elektrolyseverfahren erhältliche elektrochemisch aktivierte Lösung auf Wasserbasis besonders wirksame bakteriozide und desinfizierende Eigenschaften auf, wobei dennoch eine außerordentlich geringe Toxizität oder Unverträglichkeit mit menschlichem oder organischen Gewebe gegeben ist. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird die durch das genannte Elektrolyseverfahren erhältliche elektrochemisch aktivierte Lösung daher in einer pharmazeutischen Zusammensetzung, insbesondere zur Behandlung von Entzündungen, zur Keimreduktion, zur Wundheilung und/oder zur Hygiene, eingesetzt. Dabei kommen insbesondere Verwendungen in Zusammensetzungen für innerliche oder äußerliche Anwendungen an Mensch oder Tier zum Zwecke der Keimreduktion im Blut, in Milchdrüsen und/oder in anderen Körperflüssigkeiten in Galle, Leber, Knochenmark, Drüsen oder Lymphen etc., vorzugsweise bei Entzündungen oder Geschwüren oder auch zum gezielten Töten von Zellen (z. B. Tumorzellen oder virologisch belastete Zellen) in Betracht. As has surprisingly been found, the water-based electrochemically activated solution obtainable by said electrolysis method has particularly effective bacteriocidal and disinfecting properties while still exhibiting extremely low toxicity or incompatibility with human or organic tissue. In a particularly advantageous embodiment, the electrochemically activated solution obtainable by said electrolysis method is therefore used in a pharmaceutical composition, in particular for the treatment of inflammations, for germ reduction, for wound healing and / or for hygiene. There are in particular uses in compositions for internal or external applications to humans or animals for the purpose of germ reduction in the blood, in mammary glands and / or in other body fluids in bile, liver, bone marrow, glands or lymph, etc., preferably in inflammation or ulcers or even for targeted killing of cells (eg tumor cells or virologically loaded cells) into consideration.
Vorteilhaft ist auch die Verwendung in Zusammensetzungen zur äußerlichen Anwendung an Mensch oder Tier zum Zweck der Keimreduktion, Wundheilung, Prophylaxe und Hygiene, auf Häuten und/oder Schleimhäuten innerlich und äußerlich, z. B. bei Erkältung, Darmkrankheiten wie z. B. Morbus Chron, Magengeschwüre, lokale Antibiotika oder andere geeignete Anwendungen. Also advantageous is the use in compositions for external application to humans or animals for the purpose of germ reduction, wound healing, prophylaxis and hygiene, on skins and / or mucous membranes internally and externally, for. B. in cold, intestinal diseases such. Chron's disease, gastric ulcers, local antibiotics or other suitable applications.
Die elektrochemisch aktivierte Lösung kann dabei in der pharmazeutischen Zusammensetzung als aktive Komponente oder Substanz, also als Wirkstoff zur Erzielung eines gewünschten pharmazeutischen Effekts, vorgesehen sein. Hierbei kommt insbesondere eine Nutzung als bakteriozider oder keimtötender Wirkstoff in Betracht. In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung kann die elektrochemisch aktivierte Lösung aber auch in der Art einer Trägersubstanz Bestandteil einer pharmazeutischen Zusammensetzung sein, wobei auf Grund der hohen bakterioziden und desinfizierenden Wirksamkeit der als Trägersubstanz vorgesehenen elektrochemisch aktivierten Lösung eine Schutzwirkung für weitere, in der pharmazeutischen Zusammensetzung als Wirkstoff vorgesehene Substanzen oder Komponenten vorgesehen sein kann. Auf Grund der hohen Bakteriozidität bei hoher Lagerbeständigkeit eignet sich die elektrochemisch aktivierte Lösung dabei besonders vorteilhaft als Trägersubstanz für einen Wirkstoff oder eine aktive Substanz, die zu Konservierungs- oder Lagerzwecken besonders wirksam gegen eintretende Verunreinigungen durch Keime oder dergleichen geschützt werden sollte. The electrochemically activated solution can be provided in the pharmaceutical composition as an active component or substance, ie as an active ingredient to achieve a desired pharmaceutical effect. In particular, a use as a bacteriocidal or germicidal active ingredient comes into consideration. In an alternative advantageous embodiment, the electrochemically activated solution but also in the manner of a carrier substance may be part of a pharmaceutical composition, wherein due to the high bacteriocidal and disinfecting effectiveness of the intended as a carrier electrochemically activated solution Protective effect for further, provided in the pharmaceutical composition as an active substance or components may be provided. Due to the high bactericidal activity with high storage stability, the electrochemically activated solution is particularly advantageous as a carrier substance for an active substance or an active substance, which should be protected for preserving or storage purposes particularly effective against entering contaminants by germs or the like.
Besonders vorteilhaft ist die pharmazeutische Zusammensetzung dabei in der Art eines Mehrkomponentensystems zusammengesetzt, wobei die aktive Substanz oder der Wirkstoff einerseits und die als Trägersubstanz vorgesehene elektrochemisch aktivierte Lösung andererseits in jeweils voneinander separat gehaltenen Phasen vorliegen. Vorteilhafterweise kann dabei die den eigentlichen Wirkstoff oder die aktive Substanz enthaltende Phase in der Art einer Emulsion unter Tröpfchenbildung in die andere, durch die als Trägersubstanz vorgesehene elektrochemisch aktivierte Lösung gebildete Phase eingebettet und von dieser umschlossen sein. Durch diese Phasentrennung ist einerseits sichergestellt, dass die elektrochemisch aktivierte Lösung im Hinblick auf ihre hohe chemische Wirksamkeit die eigentlich als Wirkstoff vorgesehene aktive Substanz nicht zerstört oder beeinträchtigt, wobei andererseits das Vordringen von Keimen oder Verunreinigungen in die von der ersten Phase, also den Wirkstoff, gebildeten Tröpfchen durch das umschließende Trägermaterial wirksam unterbunden wird. The pharmaceutical composition is particularly advantageously composed in the manner of a multicomponent system, the active substance or the active substance, on the one hand, and the electrochemically activated solution provided as the carrier, on the other hand, being present in separate phases. Advantageously, the phase containing the actual active substance or the active substance can be embedded in the manner of an emulsion with droplet formation in the other phase formed by the electrochemically activated solution provided as a carrier and enclosed by this. On the one hand, this phase separation ensures that the electrochemically activated solution does not destroy or adversely affect the active substance actually intended as an active substance, on the other hand the penetration of germs or contaminants into the active substance from the first phase, ie the active ingredient. formed droplets is effectively prevented by the enclosing carrier material.
Besonders vorteilhaft eignet sich die elektrochemisch aktivierte Lösung dabei als Trägersubstanz in einer pharmazeutischen Zusammensetzung, in der als aktive Substanz oder Wirkstoff Prostaglandine Gewebehormone, Betablocker, eine Substanz zur Verminderung erhöhten Augeninnendrucks und/oder ein ophthalmisches Befeuchtungsund Trägermittel (insbesondere ein Schmiermittel als Augenbefeuchter, ein Glaucommittel oder dergleichen, vorzugsweise zur Behandlung von Bindehautentzündungen) vorgesehen sind. The electrochemically activated solution is particularly advantageously suitable as a carrier substance in a pharmaceutical composition in which prostaglandin tissue hormones, beta-blockers, a substance for reducing elevated intraocular pressure and / or an ophthalmic moisturizing and carrier agent (in particular a lubricant as eye moisturizer, a glucomium agent) or the like, preferably for treating conjunctivitis).
Auf Grund ihrer hohen chemischen Wirksamkeit, insbesondere ihrer besonders ausgeprägten Bakteriodizidität, bei hoher Verträglichkeit mit menschlichem Gewebe kann die durch das genannte Elektrolyseverfahren erhältliche elektrochemisch aktivierte Lösung ebenso besonders vorteilhaft als Bestandteil in einem dermatologischen Mittel und/oder als Desinfektionsmittel verwendet werden. Dabei kommen insbesondere Verwendungen in Mitteln zur Wundbehandlung, zur Behandlung von Ulkus (Diabetes), zur Körperpflege, zur Behandlung von Körperschweiss und/oder zur Keimreduktion auf beliebigen Häuten oder Schleimhäuten, in Deodorants, Pickelcremes oder Gleitmitteln, in Mitteln zur Hand-Desinfektion und dergleichen in Betracht. Due to their high chemical activity, in particular their particularly pronounced bactericidal activity, with high compatibility with human tissue, the electrochemically activated solution obtainable by the said electrolysis process also particularly advantageous as a component in a dermatological agent and / or used as a disinfectant. In particular, uses in wound care agents, for the treatment of ulcer (diabetes), for body care, for the treatment of body swelling and / or germ reduction on any hides or mucous membranes, in deodorants, pimple creams or lubricants, in means for hand disinfection and the like into consideration.
Weiterhin kann die elektrochemisch aktivierte Lösung vorteilhaft auch in der Art eines allgemeinen Desinfektionsmittels mittelbar, also als Bestandteil, oder unmittelbar verwendet werden, beispielsweise zur Lebensmittelkonservierung oder zu anderen Konservierungszwecken, z. B. von Schnittblumen oder anderen sich durch Keime zersetzenden Stoffe, als äußerliche Anwendung oder als Inhaltsstoff z. B. zur Fruchtwaschung, zur Vernebelung in geschlossenen Räumen wie z. B. Lagerhäusern, zur Keimreduktion in industriellen oder apparativen Prozessen, z. B. in Klimaanlagen, zur Keimreduktion bei der Pflanzenzucht, z. B. in Gewächshäusern, zur Trinkwasseraufbereitung und/oder zur Seuchenbekämpfung. Furthermore, the electrochemically activated solution can advantageously also indirectly in the manner of a general disinfectant, ie as a component, or used directly, for example for food preservation or other preservative purposes, eg. B. of cut flowers or other germ-decomposing substances, as an external application or as an ingredient z. As for fruit washing, for nebulization in enclosed spaces such. As warehouses, for germ reduction in industrial or apparative processes, eg. B. in air conditioning, germ reduction in plant breeding, z. As in greenhouses, drinking water treatment and / or disease control.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die kaskadenartig oder in der Art einer in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen erfolgende elektrochemische Behandlung des Elektrolyten, insbesondere des Anolyten, in einem mehrteiligen Elektrolysemodul der bei der Elektrolyse auftretende lonenaus- tausch und damit die lonenbilanz im Elektrolyten derart eingestellt werden kann, dass die solchermaßen elektrochemisch aktivierte Wasserlösung einen besonders hohen Gehalt an Aktivchlor bei besonders guter Lagerbeständigkeit aufweist. Die mit dem genannten Verfahren erhältliche elektrochemisch aktivierte Wasserlösung kann dabei beispielsweise einen Anteil an Aktivchlor von 2000mg/l oder mehr, messbar beispielsweise durch Titrierung mit lod-Lösungen, und ein Redoxpotential von beispielsweise 900 mV oder gegebenenfalls auch mehr aufweisen. Begünstigt durch den in Kombination mit diesen Parametern zusätzlich erhältlichen pH-Wert von etwa 7 und die dennoch vorhandene Lagerbeständigkeit von zwei Jahren oder mehr ist die solchermaßen erhältliche elektrochemisch aktivierte Lösung auch in Kombination mit anderen Materialien oder Wirkstoffen gut einsetzbar. Darüber hinaus ist durch geeignete Wahl der Betriebsparameter bei der elektrolytischen Herstellung der elektrochemisch aktivierten Wasserlösung, also insbesondere durch geeignete Wahl der Stromstärke des Elektrolysestroms und der Elektrolysespannung sowie der Durchflussgeschwindigkeit des Medienstroms durch den Reaktor und damit der Verweildauer der Medien im Reaktor der pH-Wert im Endprodukt bei hoher Langzeitstabilität nahezu frei wählbar. The advantages achieved by the invention are, in particular, that the ion exchange occurring in the electrolysis and thus the ion balance in the multicomponent electrolysis module in the manner of a cascading or in the manner of an electrochemical treatment of the electrolyte taking place in successive stages Electrolytes can be adjusted so that the thus electrochemically activated water solution has a particularly high content of active chlorine with particularly good storage stability. The electrochemically activated water solution obtainable with the mentioned method can have, for example, a proportion of active chlorine of 2000 mg / l or more, measurable, for example, by titration with iodine solutions, and a redox potential of, for example, 900 mV or possibly even more. Favored by the additionally available in combination with these parameters pH of about 7 and the still existing shelf life of two years or more, the thus available electrochemically activated solution is also well usable in combination with other materials or active ingredients. In addition, by appropriate choice of the operating parameters in the electrolytic production of the electrochemically activated water solution, ie in particular by a suitable choice of the current strength of the electrolysis and the electrolysis and the flow rate of the media flow through the reactor and thus the residence time of the media in the reactor, the pH in End product with high long-term stability almost freely selectable.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch eine Anlage zur Erzeugung einer elektrochemisch aktivierten Salzlösung durch Elektrolyse. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Therein, the figure shows schematically a plant for the production of an electrochemically activated salt solution by electrolysis.
Die Anlage 1 gemäß der Figur ist zur Erzeugung einer elektrochemisch aktivierten Lösung auf Wasserbasis, insbesondere einer Salzlösung, durch Elektrolyse vorgesehen. Dazu umfasst die Anlage 1 ein Elektrolysemodul 2, dem eingangsseitig über eine Versorgungsleitung 4 ein Elektrolysemedium zuführbar ist. Als Elektrolysemedium ist dabei mit Sole oder einer wässrigen Salzlösung versetztes enthärtetes Wasser vorgesehen. Dazu ist die Zuströmleitung 4 eingangsseitig mit einer Wasserenthärterstation 6 verbunden. Zur Zudosierung der Sole in das enthärtete Wasser ist in die Zuströmleitung 4 eine Venturidüse 8 geschaltet, die ihrerseits eingangsseitig mit einem Solebehälter 10 verbunden ist. Von der Zuführungsleitung 4 zweigt zudem nach der Wasserenthärtestation 6 eine Ablaufleitung 12 ab, über die während einer Inbetriebnahmephase der Anlage 1 der Wasserstrom aus der Wasserenthärterstation 6 unter Umgehung des Elektrolysemoduls 2 der nachfolgenden Komponenten in den Solebehälter 10 abführbar ist. Zur Umschaltung zwischen diesen Betriebszuständen mit dem Dauerbetriebszustand sowie zur dosierten Einspeisung einer vorgebbaren Solemenge in das Elektrolysemedium sind in die Zuführleitung 4, die Ablaufleitung 12 sowie die in die Venturidüse 8 mündende Soleeinspeiseleitung 14 geeignete Ventile 16, 18, 20 und zusätzlich in die Einspeiseleitung 14 ein Drosselventil 20 geschaltet. The plant 1 according to the figure is intended to produce an electrochemically activated water-based solution, in particular a salt solution, by electrolysis. For this purpose, the system 1 comprises an electrolysis module 2 to which an electrolysis medium can be fed on the input side via a supply line 4. The electrolysis medium is softened water added with brine or an aqueous salt solution. For this purpose, the inflow line 4 is connected on the input side to a water softener station 6. For metering the brine into the softened water, a venturi 8 is connected in the inflow line 4, which in turn is connected on the input side to a brine tank 10. From the supply line 4 also branches off after the water softening station 6 from a drain line 12, via which during a commissioning phase of the system 1, the water flow from the water softener station 6, bypassing the electrolysis module 2 of the following components in the brine tank 10 can be discharged. To switch between these operating conditions with the continuous mode and the metered feed of a predetermined amount of brine in the electrolysis medium are in the supply line 4, the drain line 12 and the opening into the venturi 8 brine feed line 14 suitable valves 16, 18, 20 and additionally in the feed line 14 a Throttle valve 20 connected.
Ausgangsseitig, zur Abführung der im Elektrolysemodul 2 hergestellten elektrochemisch aktivierten Salzlösung, ist an das Elektrolysemodul 2 eine Abström leitung 24 angeschlossen. Diese mündet in einen Vorratsbehälter 26 für die hergestellte Salzlösung oder den Anolyten. Zur vorübergehenden Umgehung des Vorratsbehälters 26 während der Inbetriebnahmephase der Anlage 1 ist in die Ablaufleitung 24 zudem ein Multiwegeventil 28 geschaltet, dessen zweiter Ausgang an eine Abflussleitung 30 angeschlossen ist. On the output side, for discharging the electrochemically activated salt solution prepared in the electrolysis module 2, a discharge line 24 is connected to the electrolysis module 2. This opens into a reservoir 26 for the prepared salt solution or the anolyte. For temporarily bypassing the reservoir 26 During the commissioning phase of the system 1, a multi-way valve 28 is also connected in the drain line 24, the second output of which is connected to a drain line 30.
Die Anlage 1 ist zur Herstellung einer elektrochemisch aktivierten Salzlösung mit gerade zur Verwendung als Desinfektionsmittel oder antibakteriellem Wirkstoff in beispielsweise medizinischen oder pharmazeutischen Anwendungen besonders günstigen Eigenschaften, insbesondere mit einem besonders hohen Gehalt an freiem Chlorin von vorzugsweise mehr als 500 mg/L oder ggf. sogar mehr als 2.000 mg/L bei hoher Lagerfähigkeit, ausgelegt. Um dies zu ermöglichen, ist das Elektrolysemodul 2 mehrkom- ponentig aufgebaut und umfasst eine Mehrzahl von Elektrolysezellen 40, von denen im Ausführungsbeispiel lediglich zwei dargestellt sind; selbstverständlich können analog zu den folgenden Ausführungen aber auch noch weitere Elektrolysezellen 40 vorgesehen sein. The plant 1 is for the preparation of an electrochemically activated salt solution with just for use as a disinfectant or antibacterial agent in, for example, medical or pharmaceutical applications particularly favorable properties, in particular with a particularly high content of free chlorine of preferably more than 500 mg / L or possibly even more than 2,000 mg / L with high storage life, designed. In order to make this possible, the electrolysis module 2 is multicomponent and comprises a plurality of electrolysis cells 40, of which only two are shown in the exemplary embodiment; Of course, other electrolysis cells 40 may be provided analogous to the following embodiments.
Jede Elektrolysezelle 40 umfasst jeweils einen eine ersten Elektrodenraum bildenden Anodenraum 42 und einen zweiten Elektroden räum bildenden Kathodenraum 44, die jeweils durch eine Membran 46 voneinander getrennt sind. Das Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen einer den jeweiligen Anodenraum 42 begrenzenden Anode einerseits und einen den jeweiligen Kathodenraum 44 begrenzenden Kathode andererseits bewirkt sodann eine lonenwanderung über die zwischen liegende Membran 46 hinweg, so dass eine zumindest teilweise Dissoziation des im Elektrolysemedium enthaltenen Wassers sowie eine zumindest teilweise Dissoziation der in Form von Sole mitgeführten Salzanteile auftritt. Auf Grund der elektrischen Ladung der Ionen in diesen Materialien führt dieser lonenwanderungsprozess in Folge der angelegten elektrischen Spannung zu einer Anreicherung von CI" und OH" im jeweiligen Anodenraum 42 und zu einer Anreicherung von H+ und Na+ im jeweiligen Kathodenraum 44. Zur bedarfsweisen Abführung von demzufolge im jeweiligen Kathodenraum 44 oder zweiten Elektrodenraum angereichertem Wasserstoffgas ist der Kathodenraum 44 jeweils mit einer Entgasungsleitung 47 verbunden. Diese bildet, ggf. in Kombination mit im Kathodenraum 44 angeordneten Mitteln zur Bläschenerzeugung oder Gasabscheidung wie beispielsweise Verwirbler oder dergleichen, ein Entgasungsmodul für den jeweiligen Kathodenraum 44. Die gewünschten, qualitativ hochwertigen Eigenschaften der elektrochemisch aktivierten Salzlösung werden in der Anlage 1 insbesondere durch eine spezifische Führung der Medienströme im Elektrolysemodul 2 erreicht. Dabei ist in der Anlage 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel, die gezielt auf die Bereitstellung von elektrochemisch hochgradig aktiviertem Anolyt ausgerichtet ist, eine kathodenseitig im Wesentlichen parallele Medienstromführung mit einer anodenseitig im Wesentlichen seriellen Medienstromfüh- rung kombiniert. Alternativ oder bei abweichendem Auslegungsziel könnte aber auch eine anodenseitig im Wesentlichen parallele mit einer kathodenseitig im Wesentlichen seriellen Medienstromführung kombiniert sein. Darüberhinaus können auch noch weiterführende Kombinationen dieser medienseitigen Verschaltungen vorgesehen sein. Each electrolysis cell 40 each comprises an anode space 42 forming a first electrode space and a cathode space 44 forming a second electrode, which are each separated from each other by a membrane 46. The application of an electrical voltage between the respective anode compartment 42 limiting anode on the one hand and a respective cathode chamber 44 bounding cathode on the other hand then causes ion migration across the intermediate membrane 46 away, so that an at least partial dissociation of the water contained in the electrolysis and at least partially Dissociation of entrained in the form of brine salts occurs. Due to the electric charge of the ions in these materials, this ion migration process results in an accumulation of CI " and OH " in the respective anode compartment 42 and an accumulation of H + and Na + in the respective cathode compartment 44 as a result of the applied electrical voltage. For on-demand removal of the hydrogen gas enriched in the respective cathode space 44 or second electrode space, the cathode space 44 is connected to a degassing line 47. This forms, optionally in combination with arranged in the cathode chamber 44 means for bubble generation or gas separation such as swirlers or the like, a degassing module for the respective cathode space 44th The desired, high-quality properties of the electrochemically activated salt solution are achieved in the plant 1 in particular by a specific guidance of the media streams in the electrolysis module 2. In this case, in the system 1 according to the exemplary embodiment, which is specifically directed to the provision of electrochemically highly activated anolyte, a cathode-side substantially parallel media flow guide is combined with an anode-side essentially serial media flow guide. Alternatively or with a different design target, however, an anode-side essentially parallel with a cathode-side substantially serial media flow guide could also be combined. In addition, even further combinations of these media-side interconnections can be provided.
Im Einzelnen ist dabei in der Anlage 1 im Ausführungsbeispiel in der Zuströmleitung 4 ein Verzweigungspunkt 48 vorgesehen, von dem aus in der Art einer parallelen Medienzuführung in die Kathodenräume 44 der Elektrolysezellen 40 mündende Zuleitungen 50 abgehen. Ausgangsseitig der Kathodenräume 44 sind Abström leitungen 52 vorgesehen, die in einem Sammelpunkt 54 zusammengeführt sind, so dass sich insgesamt eine medienseitig parallele Verschaltung der Kathodenräume 44 ergibt. Specifically, a branching point 48 is provided in the system 1 in the exemplary embodiment in the inflow line 4, from which lines 50 discharging into the cathode chambers 44 of the electrolysis cells 40 depart in the manner of a parallel media supply. On the output side of the cathode chambers 44 Abström lines 52 are provided, which are brought together in a collection point 54, so that a total of a media side parallel interconnection of the cathode chambers 44 results.
Anodenseitig ist hingegen eine Reihen- oder Hintereinanderschaltung der Anodenräume 42 für den Anolyten vorgesehen. Dazu ist der in Strömungsrichtung des Anoly- ten gesehen dem ersten Elektrolysemodul 40 zugeordnete Anodenraum 42 ausgangsseitig über eine Überströmleitung 56 mit der Eingangsseite des nachfolgenden Anodenraums 42 verbunden. Dieser ist seinerseits ausgangsseitig an die Abströmleitung 24 angeschlossen, so dass sich in der Art einer mehrstufigen oder kaskadenartigen Ausführung eine Hintereinanderschaltung der Anodenräume 42 bzgl. des Anolyten ergibt. On the anode side, however, a series or series connection of the anode chambers 42 is provided for the anolyte. For this purpose, the anode space 42 assigned to the first electrolysis module 40 in the flow direction of the anolyte is connected on the output side via an overflow line 56 to the input side of the following anode chamber 42. This in turn is the output side connected to the discharge line 24, so that in the manner of a multi-stage or cascade-like execution of a series connection of the anode chambers 42 with respect. The anolyte results.
Zudem ist in der Anlage 1 vorgesehen, den aus den Kathodenräumen 44 abströmenden Katholyten als Anolyt in die hintereinander geschalteten Anodenräume 42 einzuspeisen. Dazu ist der Sammelpunkt 54 für den Katholyten über eine Überströmleitung 58 mit dem Anodenraum 42 der in Strömungsrichtung des Anolyten gesehen ersten Elektrolysezelle 40 verbunden. Von der Überströmleitung 58 zweigt im Sammelpunkt 54 zudem eine Abführleitung 60 ab, über die ein in seiner Menge über ein Drosselventil 62 einstellbarer Teilstrom des Katholyten einem Abwassersystem oder einem Auffangbehälter 64 zugeführt werden kann. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine einstellbare Teilmenge des aus den Kathodenräumen 44 abströmenden Katholyten als Anolyt der Kaskade aus Anodenräumen 42 zuzuführen. Damit können unter anderem die individuellen Reaktionsparameter wie beispielsweise Druck und Fließgeschwindigkeit in den Anodenräumen 42 geeignet beeinflusst werden, und zudem kann die Menge des in diesem Anwendungsfall als„Abfallprodukt" anfallenden Katholyts besonders gering gehalten werden. In addition, it is provided in Appendix 1 to feed the effluent from the cathode chambers 44 catholyte as anolyte in the series-connected anode chambers 42. For this purpose, the collection point 54 for the catholyte is connected via an overflow line 58 to the anode space 42 of the first electrolysis cell 40, viewed in the flow direction of the anolyte. From the overflow line 58 branches off in collection point 54 also from a discharge line 60, via which a in its amount via a throttle valve 62 adjustable partial flow of the catholyte to a sewer system or a collecting container 64 can be supplied. With this arrangement, it is possible to supply an adjustable subset of the catholyte flowing out of the cathode chambers 44 as anolyte of the cascade of anode chambers 42. Thus, inter alia, the individual reaction parameters such as, for example, pressure and flow velocity in the anode chambers 42 can be suitably influenced, and in addition the amount of catholyte obtained in this application as a "waste product" can be kept particularly low.
Zur Überprüfung der Materialeigenschaften des hergestellten Anolyten sowie zur Mengenmessung sind im Übrigen in die Abströmleitung 24 eine Anzahl von Sensoren, insbesondere ein Mengensensor 66, ein Temperatursensor 68, ein pH-Sensor 70 sowie ein Sensor 72 zur Messung des Redoxpotentials, geschaltet. For checking the material properties of the prepared anolyte as well as for quantity measurement, a number of sensors, in particular a quantity sensor 66, a temperature sensor 68, a pH sensor 70 and a sensor 72 for measuring the redox potential, are connected in the discharge line 24.
Wie bereits erwähnt ist die Anlage 1 gemäß der Figur gezielt für die Bereitstellung von besonders hochwertigem Anolyt durch eine kaskadenartige medienstromseitige Hintereinanderschaltung der Anodenräume 42 bei medienstromseitiger Parallelschaltung der Kathodenräume 44 ausgelegt. Eine im Hinblick auf ihre chemischen Eigenschaften, insbesondere den Anteil an Aktivchlor und das Redoxpotential, sowie auf die Lagerbeständigkeit besonders hochwertige elektrochemisch aktivierte Lösung ist durch den Betrieb der Anlage 1 beispielsweise erhältlich, indem über die Zuströmleitung 4 sole- haltiges Wasser über den Verzweigungspunkt 58 parallel in die Kathodenräume 44 eingespeist wird. Die Konzentration der Sole im enthärteten Wasser wird dabei über das Ventil 22 und/oder die Venturidüse 8 geeignet und abhängig vom gewünschten Salzgehalt bzw. der lonenkonzentration im Endprodukt eingestellt, und im Elektrolysemodul wird der Anolyt mit einer geeignet gewählten Durchflussrate geführt. Nach einer Verweildauer wird der Katholyt dann in den Kathodenräumen 44 über die jeweils benachbarten Membranen 46 mit Ionen beaufschlagt, wobei zwischen der jeweiligen Anode und der jeweiligen Kathode die Elektrolysespannung angelegt wird. As already mentioned, the system 1 according to the FIGURE is designed specifically for the provision of particularly high-grade anolyte by means of a cascaded media-flow-side series connection of the anode chambers 42 in the medium-circuit-side parallel connection of the cathode chambers 44. A particularly high-quality electrochemically activated solution with regard to its chemical properties, in particular the proportion of active chlorine and the redox potential, as well as on the storage stability is obtainable, for example, by the operation of the plant 1, in that water containing water via the inflow line 4 is parallel across the branching point 58 is fed into the cathode chambers 44. The concentration of the brine in the softened water is adjusted via the valve 22 and / or the venturi 8 suitable and depending on the desired salt content or ion concentration in the final product, and in the electrolysis module, the anolyte is fed with a suitably selected flow rate. After a residence time, the catholyte is then applied in the cathode chambers 44 via the respective adjacent membranes 46 with ions, wherein between the respective anode and the respective cathode, the electrolysis voltage is applied.
Anschließend wird der Katholyt aus den Kathodenräumen 44 wieder abgeführt und dem Sammelpunkt 54 zugeführt. Nach dem Sammelpunkt 54 wird der Katholyt in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei ein erster Teilstrom des Katholyten von etwa 50 bis 95% des Gesamtstroms, vorteilhafterweise von etwa 90% des Gesamtstroms, über die Überströmleitung 58 dem Anodenraum 42 der in Strömungsrichtung des Anolyten gesehen ersten Elektrolysezelle 40 zugeführt wird. Der zweite Teilstrom des Katholyten, entsprechend etwa 5 bis 50% des Gesamtstroms, vorzugsweise etwa 10% des Subsequently, the catholyte is discharged from the cathode chambers 44 again and fed to the collection point 54. After the collection point 54, the catholyte is in two Partial flows are divided, wherein a first partial flow of the catholyte of about 50 to 95% of the total flow, advantageously of about 90% of the total flow, via the overflow 58 to the anode compartment 42 of the flow direction of the anolyte seen first electrolytic cell 40 is supplied. The second partial flow of the catholyte, corresponding to about 5 to 50% of the total flow, preferably about 10% of the
Gesamtstroms, wird hingegen über die Abführleitung 60 dem Auffangbehälter 64 zugeführt. Total flow, however, is supplied via the discharge line 60 to the collecting container 64.
Der erste Teilstrom wird anschließend, ausgehend von dem Anodenraum 42 der in Strömungsrichtung des Anolyten gesehen ersten Elektrolysezelle 40, kaskadenartig als Anolyt durch die medienstromseitig in Reihe geschalteten Anodenräume 42 der Elektrolysezellen 40 geführt und dabei in der Art einer mehrstufigen Behandlung mehreren aufeinanderfolgenden elektrochemischen Aktivierungsschritten unterzogen. The first partial stream is then, starting from the anode chamber 42 of the first electrolysis cell 40 seen in the flow direction of the anolyte, cascaded as anolyte through the media flow side connected in series anode chambers 42 of the electrolysis cells 40 and thereby subjected in the manner of a multi-stage treatment several successive electrochemical activation steps.
Die auf diese Weise erhältliche elektrochemisch aktivierte Lösung zeichnet sich insbesondere durch einen vergleichsweise hohen Gehalt an Aktivchlor bei hoher Lagerbeständigkeit aus. Der Salzgehalt in den Endprodukten, also im hergestellten Anolyt ebenso wie im hergestellten Katholyt, kann dabei durch entsprechend eingestellte Zu- dosierung bei der Einspeisung der Sole aus dem Solebehälter 10 in den Strom enthärteten Wassers bestimmungsgemäß (beispielsweise wahlweise als„niedrige Konzentration" oder auch als„hohe Konzentration") eingestellt werden. Insbesondere kann durch geeignete Zumischung der Sole in den Wasserstrom die Leitfähigkeit des Endprodukts geeignet vorgegeben werden; die Leitfähigkeit kann dabei für einen Anolyten vergleichsweise niedriger Konzentration an Aktivchlor auf etwa 10 mS/cm und für einen Anolyten vergleichsweise hoher Konzentration an Aktivchlor auf etwa 18 mS/cm eingestellt werden. The electrochemically activated solution obtainable in this way is characterized in particular by a comparatively high content of active chlorine with high storage stability. The salt content in the end products, ie in the anolyte prepared as well as in the prepared catholyte, can be determined by appropriately metered addition during the feeding of the brine from the brine tank 10 into the stream of softened water (for example optionally as a "low concentration" or as "High concentration"). In particular, the conductivity of the end product can be suitably specified by suitable admixture of the brine in the water stream; The conductivity can be adjusted to about 10 mS / cm for an anolyte of comparatively low concentration of active chlorine and to about 18 mS / cm for an anolyte of comparatively high concentration of active chlorine.
Anschließend kann über eine geeignete Einstellung der Fließgeschwindigkeit der Medien im Reaktor, also im Elektrolysemodul 2, die„Behandlungsdauer" von Anolyt einerseits und Katholyt andererseits geeignet eingestellt werden, wodurch insbesondere die gezielte Einstellung des pH-Werts der Endprodukte möglich ist. Dabei sollte die Betriebstemperatur in den Medienströmen, die sich abhängig von der Stromstärke des Elektrolysestroms einstellt, nicht zu hoch gewählt werden, um eine hohe Produktqualität sicherzustellen. Sowohl für Anolyten niedriger Konzentration als auch für Anolyten hoher Konzentration lassen sich dabei pH-Werte vorzugsweise im Bereich von 7,0 bis 7,6 einstellen, wobei der entstehende Anolyt eine klare, farblose Flüssigkeit mit chlorbasiertem Geruch und einem Redoxpotential von beispielsweise 850 bis 950 mV (po- tentiometrisch gemessen) sein kann. Vorzugsweise werden aber auch Redoxpotentiale von mehr als 1500 mV, insbesondere auch von mehr als 2000 mV, eingestellt. Subsequently, by means of a suitable adjustment of the flow rate of the media in the reactor, that is to say in the electrolysis module 2, the "duration of treatment" of anolyte on the one hand and catholyte on the other hand can be suitably adjusted, whereby in particular the targeted adjustment of the pH of the end products is possible in the media streams, which adjusts depending on the current intensity of the electrolysis current, not be too high to high product quality sure. For both low-concentration anolyte and high-concentration anolyte, pH values can preferably be set in the range from 7.0 to 7.6, the resulting anolyte being a clear, colorless liquid with chlorine-based odor and a redox potential of, for example, 850 to 950 mV (measured potentiometrically). Preferably, however, redox potentials of more than 1500 mV, in particular of more than 2000 mV, are set.
Der durch jodometrische Titration ermittelbare Wirkstoffgehalt (oder Anteil an Aktivchlor) beträgt dabei bei nach dem Ausführungsbeispiel hergestelltem Anolyt für Anolyt niedriger Konzentration (vorzugsweise verwendbar als Desinfektionsmittel und charakterisiert durch eine Leitfähigkeit von etwa 10 mS/cm) etwa 600 bis 800 ppm und für Anolyt hoher Konzentration (vorzugsweise verwendbar als medizinischer oder pharmazeutischer Wirkstoff und charakterisiert durch eine Leitfähigkeit von etwa 16 bis 20 mS/cm) etwa 800 bis 950 ppm. The active substance content (or proportion of active chlorine) which can be determined by iodometric titration is about 600 to 800 ppm in anolyte for anolyte of low concentration (preferably usable as disinfectant and characterized by a conductivity of about 10 mS / cm) and higher for anolyte Concentration (preferably usable as a medicinal or pharmaceutical active ingredient and characterized by a conductivity of about 16 to 20 mS / cm) about 800 to 950 ppm.
Über diese Ausführungsbeispiele hinaus kann der Anolyt beispielhaft auch mit folgenden Kriterien und/oder charakteristischen Parametern hergestellt werden: Beyond these exemplary embodiments, the anolyte can also be produced by way of example with the following criteria and / or characteristic parameters:
- Der Elektrolyt charakterisiert sich durch ein in Wasser gelöstes Meta-Gleichge- wicht aus Ionen aus Salz (Na, Cl), Wasser (H20, OH, H3O), ClOx und ggf. CI2Oy, deren Säuren und Basen, deren Anionen und Kationen und deren sich gegenseitig bedingende Lösungsspezies. - The electrolyte is characterized by a dissolved in water meta equilibrium of ions of salt (Na, Cl), water (H20, OH, H3O), ClOx and optionally CI2Oy, their acids and bases, their anions and cations and their mutually dependent solution species.
Je nach Einstellung der Betriebsparameter im Herstellungsprozess, insbesondere Durchflussraten der Medien, Betriebsspannungen und -ströme, Konzentrationsvorgaben, können für den Gehalt an Aktivchlor Werte zwischen beispielsweise 400 und 2000 mgAC/l, ggf. auch mehr als 2000 mgAC/l, eingestellt werden. Depending on the setting of the operating parameters in the production process, in particular flow rates of the media, operating voltages and currents, concentration specifications, it is possible to set values for the content of active chlorine between, for example, 400 and 2000 mg AC / l, possibly even more than 2000 mg AC / l.
- Der pH-Wert ist einstellbar zwischen 2 und 14, vorzugsweise wird ein Wert zwischen 6 und 8 eingestellt. - Die Leitfähigkeit kann im Bereich zwischen 14 mS (untere Grenze 4 mS) und 25 mS liegen und wird vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von 10 mS (Oberfläche) und 18 mS (isotonisch) und 22 mS (Pharmaanwendungen) eingestellt. - The pH is adjustable between 2 and 14, preferably a value between 6 and 8 is set. - The conductivity may range between 14 mS (lower limit 4 mS) and 25 mS and is preferably set to a value in the range of 10 mS (surface area) and 18 mS (isotonic) and 22 mS (pharmaceutical applications).
Der Salzgehalt kann auf einen Wert im Bereich von 0,1 g/l bis 15 g/l eingestellt werden; vorzugsweise wird ein Wert im (isotonischen) Bereich von 5g/l bis etwa 9 g/l gewählt The salt content can be adjusted to a value in the range of 0.1 g / l to 15 g / l; preferably, a value in the (isotonic) range of 5 g / l to about 9 g / l is selected
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Anlage 68 TemperatursensorAppendix 68 Temperature sensor
Elektrolysemodul 70 pH-SensorElectrolysis module 70 pH sensor
Versorgungsleitung 72 Sensor Supply line 72 sensor
Wasserenthärterstation Wasserenthärterstation
Venturidüse venturi
Solebehälter brine tank
Ablaufleitung drain line
Soleeinspeiseleitung Soleeinspeiseleitung
Ventil Valve
Drosselventil throttle valve
Ventil Valve
Abströmleitung outflow
Vorratsbehälter reservoir
Multiwegeventil Multi-way valve
Abflussleitung drain line
Elektrolysezelle electrolysis cell
Anodenraum anode chamber
Kathodenraum cathode space
Membran membrane
Verzweigungspunkt branching point
Zuleitung supply
Abströmleitung outflow
Sammelpunkt assembly point
Überströmleitung overflow
Überströmleitung overflow
Abführleitung discharge
Drosselventil throttle valve
Auffangbehälter receptacle
Mengensensor quantity sensor
Claims
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR112012024879A BR112012024879A2 (en) | 2010-03-31 | 2011-03-31 | electrochemically activated water-based solution and use of the solution |
| JP2013501691A JP2013523666A (en) | 2010-03-31 | 2011-03-31 | Aqueous electrochemically activated solution and use of said solution |
| SG2012095345A SG187535A1 (en) | 2010-03-31 | 2011-03-31 | Electrochemically activated water-based solution and use of the solution |
| CN2011800272458A CN102971262A (en) | 2010-03-31 | 2011-03-31 | Electrochemically activated water-based solution and use of the solution |
| AP2012006545A AP2012006545A0 (en) | 2010-03-31 | 2011-03-31 | Electrochemically activated waterbased solution and use of the solution |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10003555A EP2374762B1 (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Assembly and method for generating an electrochemically activated solution |
| EP1000355.9-2104 | 2010-03-31 | ||
| EP10003555.9 | 2010-03-31 | ||
| EP10008875A EP2422792A1 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Electrochemically activated aqueous solution and use of the solution |
| EP10008875.6-2104 | 2010-08-26 | ||
| EP10008875.6 | 2010-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011120701A1 true WO2011120701A1 (en) | 2011-10-06 |
| WO2011120701A8 WO2011120701A8 (en) | 2011-12-01 |
Family
ID=44483808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2011/001635 Ceased WO2011120701A1 (en) | 2010-03-31 | 2011-03-31 | Electrochemically activated water-based solution and use of the solution |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013523666A (en) |
| CN (1) | CN102971262A (en) |
| AP (1) | AP2012006545A0 (en) |
| BR (1) | BR112012024879A2 (en) |
| SG (1) | SG187535A1 (en) |
| WO (1) | WO2011120701A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013040569A2 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Zurex Pharmagra, Llc | Systems and methods for generating germicidal compositions |
| EP2592052A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | Monopharm Beratungs- Und Handelsgesellschaft Mbh | Anolyte, use of same and method for producing same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115566228A (en) * | 2022-10-21 | 2023-01-03 | 大连融科储能装备有限公司 | Electrolyte overflow device and method for flow battery system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157793C1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-10-20 | Бахир Витольд Михайлович | Method of preparing disinfecting neutral anolite solution neutral anolite |
| US6294073B1 (en) * | 1997-10-22 | 2001-09-25 | Chemicoat & Co., Ltd. | Manufacturing method and apparatus of alkaline ionized water |
| WO2003076688A2 (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-18 | The University Of Georgia Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for electrolyzing water |
| WO2009013019A2 (en) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Azad Pharma Ag | Pharmaceutical preparations comprising electrochemically activated hypochlorite solutions |
-
2011
- 2011-03-31 AP AP2012006545A patent/AP2012006545A0/en unknown
- 2011-03-31 SG SG2012095345A patent/SG187535A1/en unknown
- 2011-03-31 BR BR112012024879A patent/BR112012024879A2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-03-31 JP JP2013501691A patent/JP2013523666A/en not_active Withdrawn
- 2011-03-31 CN CN2011800272458A patent/CN102971262A/en active Pending
- 2011-03-31 WO PCT/EP2011/001635 patent/WO2011120701A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294073B1 (en) * | 1997-10-22 | 2001-09-25 | Chemicoat & Co., Ltd. | Manufacturing method and apparatus of alkaline ionized water |
| RU2157793C1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-10-20 | Бахир Витольд Михайлович | Method of preparing disinfecting neutral anolite solution neutral anolite |
| WO2003076688A2 (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-18 | The University Of Georgia Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for electrolyzing water |
| WO2009013019A2 (en) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Azad Pharma Ag | Pharmaceutical preparations comprising electrochemically activated hypochlorite solutions |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013040569A2 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Zurex Pharmagra, Llc | Systems and methods for generating germicidal compositions |
| EP2755922A4 (en) * | 2011-09-16 | 2015-06-10 | Zurex Pharmagra Llc | Systems and methods for generating germicidal compositions |
| EP3424885A1 (en) * | 2011-09-16 | 2019-01-09 | Zurex Pharmagra, LLC | Systems and methods for generating germicidal compositions |
| EP2592052A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | Monopharm Beratungs- Und Handelsgesellschaft Mbh | Anolyte, use of same and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AP2012006545A0 (en) | 2012-10-31 |
| CN102971262A (en) | 2013-03-13 |
| WO2011120701A8 (en) | 2011-12-01 |
| SG187535A1 (en) | 2013-03-28 |
| JP2013523666A (en) | 2013-06-17 |
| BR112012024879A2 (en) | 2019-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60035016T2 (en) | Active oxygen containing solution for promoting tissue growth at wound sites | |
| DE60105889T2 (en) | Electrolysed anodic water and process for its preparation | |
| EP2146580B1 (en) | USE OF A DISINFECTANT BASED ON AQUEOUS, HYPOCHLOROUS ACID (HOCl)-CONTAINING SOLUTIONS | |
| DE60020033T2 (en) | Process and apparatus for the production of electrolytic reduced water | |
| DE69631857T2 (en) | Method of producing medicinal water | |
| DE3131314A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR STERILIZING OBJECTS | |
| EP2152324B1 (en) | Crop protection method and device for controlling and eliminating plant pests using electrolytically-produced oxidative radicals, uvc light and an air-assisted electrostatic spraying technique | |
| CH705830B1 (en) | Procedures and dishwasher to clean dishes with electrolyzed water by means of oxidative radicals generated by diamond electrodes. | |
| CH706484A2 (en) | Systemic plant protection methods for controlling fungal infections, bacterial diseases and virus diseases by injector technology and neutral electrolyzed bottled water as a biocide. | |
| DE69429051T2 (en) | Use of water to prepare a preparation for treating dermatoses in pets | |
| DE102006007931A1 (en) | Process for the preparation of a disinfectant by electrochemical activation (ECA) of water and process for the disinfection of water by means of such a disinfectant | |
| DE102011055182A1 (en) | Anolyte, process for its preparation and its use | |
| WO2011120701A1 (en) | Electrochemically activated water-based solution and use of the solution | |
| WO2014015444A1 (en) | Use of isotonic physiological electrolysis water for intravenous injection for combatting systemic viroses and bacterioses by means of oxidative radicals | |
| EP2422792A1 (en) | Electrochemically activated aqueous solution and use of the solution | |
| EP2374762B1 (en) | Assembly and method for generating an electrochemically activated solution | |
| DE10351611A1 (en) | Liquid phase containing pure nano-particulate silver, useful in antimicrobial pharmaceutical or cosmetic preparations, obtained by eluting silver from (in)organic solid precursor with (in)organic liquid phase | |
| WO2009046931A1 (en) | Method for the production of a disinfectant from an aqueous hclo solution | |
| WO2011120702A1 (en) | Electrolysis cell and system and process for production of an electrochemically activated solution by electrolysis | |
| DE102020007932B4 (en) | Method for producing electrochemically modified water and a disinfectant solution | |
| DE102010036198A1 (en) | Apparatus for inactivation of multiresistant bacteria in wound treatment in human and veterinary medicine in real time, where a cocktail is generated from highly active components or compounds in situ in nascent state in an aqueous liquid | |
| EP4476170A2 (en) | Storage-stable solution comprising hypochlorous acid and/or hypochlorite | |
| WO2012031370A1 (en) | Culture method for shoots, baby leaves and meristem cultures in a sterile culture room on netting by means of nebulization with electrolysis water, dissolved nutrients and artificial light | |
| CH710413A2 (en) | Method and apparatus for improved sterile leaf-fertilization of plants with nutrients containing, mikroclusterisiertem water produced by boron-doped diamond electrodes electrolysis. | |
| AT525630A4 (en) | SHELF-STABLE SOLUTION COMPRISING HYPOCHLOROUS ACID OR HYPOCHLORITE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 201180027245.8 Country of ref document: CN |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11727634 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 1201005201 Country of ref document: TH |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2013501691 Country of ref document: JP Ref document number: MX/A/2012/011439 Country of ref document: MX |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 3329/KOLNP/2012 Country of ref document: IN |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11727634 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| REG | Reference to national code |
Ref country code: BR Ref legal event code: B01A Ref document number: 112012024879 Country of ref document: BR |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 112012024879 Country of ref document: BR Kind code of ref document: A2 Effective date: 20120928 |