Probleme und Perspektiven elektrodiaphragmatisch hergestellter Desinfektionsmittel

Problems and perspectives of electrodiaphragmatic produced disinfectants

  • In der vorliegenden Arbeit wurde ein Desinfektionsmittel getestet, das nach einem für die Getränkebranche unüblichen Verfahren hergestellt wird. Angelehnt an das Prinzip einer Chloralkalielektrolyse nach dem Diaphragmaverfahren erfolgt die Herstellung der Desinfektionslösung vor Ort. Auf der Anodenseite der Membranzelle entsteht hauptsächlich Hypochlorit, auf der Kathodenseite eine verdünnte Natronlauge. Das Anolyt kann zu Desinfektionszwecken verwendet werden, das Katholyt wird bislang meist veIn der vorliegenden Arbeit wurde ein Desinfektionsmittel getestet, das nach einem für die Getränkebranche unüblichen Verfahren hergestellt wird. Angelehnt an das Prinzip einer Chloralkalielektrolyse nach dem Diaphragmaverfahren erfolgt die Herstellung der Desinfektionslösung vor Ort. Auf der Anodenseite der Membranzelle entsteht hauptsächlich Hypochlorit, auf der Kathodenseite eine verdünnte Natronlauge. Das Anolyt kann zu Desinfektionszwecken verwendet werden, das Katholyt wird bislang meist verworfen. In mikrobiologischen Untersuchungen wurde die Wirksamkeit von Anolyt gegenüber getränkespezifischen Mikroorganismen bei verschiedenen pH Werten, Konzentrationen, Temperaturen und Einwirkzeiten überprüft. Das Mittel wurde zudem im Vergleich zur Verwendung von Chlordioxid und herkömmlicher Hypochloritlösung getestet. Ein weiterer Schwerpunkt bildeten chemische Untersuchungen, wobei der Abbau von Vitamin C durch Anolyt und die Zehrung von Anolyt durch Getränkeinhaltsstoffe bestimmt wurden. Die Geschmacksschwellenwerte von Anolyt in Apfelsaft, Bier und Wasser wurden ermittelt. Des Weiteren wurde besonderes Augenmerk auf die Entstehung der gesundheitsschädlichen Desinfektionsnebenprodukte Chlorit, Chlorat, Bromat und Perchlorat gelegt, wobei eine Gegenüberstellung der Werte von zwei unterschiedlichen Anolytlösungen und herkömmlicher, einmal frisch hergestellter und einmal gelagerter Hypochloritlösung erfolgte. Zumeist wurde mit Hilfe von Faktorenversuchsplanung gearbeitet, die Erstellung und Auswertung der Versuchspläne erfolgte mittels spezieller Software hierzu. Die Ergebnisse zeigen eine gute desinfizierende Wirkung von Anolyt gegenüber den ausgewählten Hefen, Bakterien und Sporenbildnern. Im Gegensatz zu Chlordioxid ist die Wirkung stark vom pH-Wert der Lösung abhängig, die höchste Effektivität wird im Bereich von pH 6 erzielt. Die zum Teil in der Literatur beschriebene bessere mikrobizide Wirkung verglichen mit herkömmlicher Hypochloritlösung konnte nicht bestätigt werden. Bestimmte Getränkeinhaltsstoffe, insbesondere Eiweiße, bewirken eine Zehrung der Anolytlösung, zudem reagiert Anolyt mit Vitamin C und baut es ab. Bei der Applikation an Abfüllanlagen muss demnach darauf geachtet werden, dass möglichst keine Restmengen von Anolyt in das Getränk gelangen. Die Geschmacksschwellenwerte von Anolyt sind bei richtiger Prozesseinbindung als unkritisch zu bewerten. Für eine gute Desinfektionsleistung an Anlagenteilen ist eine vorhergehende Reinigung der Anlage und somit der Abtrag organischer Stoffe unerlässlich. Die Menge an Desinfektionsnebenprodukten unterscheidet sich bei verschiedenen Anolytlösungen, im Vergleich zu herkömmlicher Hypochloritlösung liegen die Werte jedoch weitaus niedriger.show moreshow less
  • In the study at hand a disinfectant, which is produced using an unusual method for the beverage industry, was tested. Based on the principle of chlorine electrolysis the production of the disinfectant solution takes place on-site. On the anode side of the membrane cell predominantly hypochrite is generated; on the cathode side a diluted sodium solution. The Anolyte can be used for disinfection purposes, while the catholyte is usually discarded. In microbiological studies the effectiveness of AnoIn the study at hand a disinfectant, which is produced using an unusual method for the beverage industry, was tested. Based on the principle of chlorine electrolysis the production of the disinfectant solution takes place on-site. On the anode side of the membrane cell predominantly hypochrite is generated; on the cathode side a diluted sodium solution. The Anolyte can be used for disinfection purposes, while the catholyte is usually discarded. In microbiological studies the effectiveness of Anolyte against beverage-specific microorganisms at different pH-levels, concentrations, temperatures, and reaction times was tested. It was also tested in comparison to the use of chlorine dioxide and conventional hypochlorite solution. Further emphasis was laid on chemical tests, in which the decomposition of vitamin C by Anolyte and the attrition of Anolyte by beverage ingredients were ascertained. The taste threshold values of Anolyte in apple juice, beer and water were determined. In addition, special attention was given to the development of the harmful disinfectant by-products Chlorite, Chlorate, Bromate and Perchlorate. In doing so, a comparison of the values from two different Anolyte solutions and conventional, one freshly produced and one stock hypochlorite solution was carried out. For the most part the work was carried out by means of design of experiments. The creation and analysis of the test plans were carried out using special software. The results show a good disinfecting effect from Anolyte against selected yeasts, bacteria and spore-formers. In contrast to chlorine dioxide, the effect is heavily dependent on the pH-level of the solution. The best results were achieved in the range of pH 6. The better microbicidal effect, which was described in the literature, compared to conventional hypochlorite solution could not be confirmed. Certain beverage ingredients, especially proteins, cause an attrition of the Anolyte solution. Anolyte also reacts with vitamin C and degrades it. When applied to bottling machines one must take care that no resudue of Anolyte gets into the beverage. The taste threshold values of Anolyte are assessed as uncritical when procedure is implemented correctly. For best results it is essential that the machine be cleaned prior to the application of Anolyte in order to remove any organic material on machine parts. The quantity of disinfectant by-products differs with different Anolyte solutions, but in comparison to conventional hypochlorite solutions the values are lower by far.show moreshow less

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Metadaten
Author: Diana Wolf
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-24939
Advisor:Prof. Dr.-Ing. Frank-Jürgen Methner
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2010/01/13
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Date of final exam:2009/09/23
Release Date:2010/01/13
Tag:Anolyt; Desinfektion; Elektrodiaphragmalyse
anolyte; disinfection; electrodiaphragmalysis
Institutes:Fakultät III - Prozesswissenschaften -ohne Zuordnung zu einem Institut-
Dewey Decimal Classification:620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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