(57)【要約】  殺生物性組成物として用いるための安定した殺菌剤を生成する方法。該方法は、Ａ）試薬を提供すること、Ｂ）それらの試薬のうちの少なくとも２つを広い空間に非同期的に供給すること、およびＣ）それら全ての試薬を接触させ、かつ互いに混合させることを含む。それらの試薬は、ａ）濃縮形態の殺菌剤のアミン源、ｂ）濃縮形態の酸化ハロゲン化合物、およびｃ）希釈剤を含む。非同期的な供給および広い空間の使用は、動的な殺生物剤レジメンをもたらす。このレジメンは、侵襲が適合し難い変化する環境をもたらす。この方法は、チャネリング効果の回避によって優れた結果も与え、チャネリング効果を回避しなければ、その殺生物剤の効果は弱くなるであろう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺生物性組成物として用いるための安定した殺菌剤を生成する方法であって、
試薬であって、
ａ）濃縮形態の殺菌剤のアミン源と、
ｂ）濃縮形態の酸化ハロゲン化合物と、
ａ）希釈剤と、
を含む、試薬を提供することと、
前記試薬のうちの少なくとも２つを広い空間に非同期的に供給することと、
前記試薬の３つ全てを接触させ、かつ互いに混合させることと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記アミン源が、クロラミンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記希釈剤が、前記試薬の組み合わせのｐＨを１２．５以下まで低下させるのに十分な腐食剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
濃縮形態の前記殺菌剤の濃度が５％〜８０％の範囲内であり、前記殺菌剤が前記希釈剤と混合された後、前記濃度が０．０１％〜５％まで低下する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
濃縮形態の前記酸化ハロゲン化合物の濃度が３％〜１８％の範囲内であり、前記酸化ハロゲン化合物が前記希釈剤と混合された後、前記濃度が０．０１％〜３％まで低下する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
クロラミン対酸化ハロゲンのモル比が、０．１：１〜１０：１の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記酸化ハロゲンが、塩素源である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記酸化ハロゲンが、次亜塩素酸ナトリウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記殺菌剤が、バッチプロセスに従って生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記殺菌剤が、連続投与プロセスに従って生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記殺菌剤が、スラッグ投与プロセスに従って生成される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００９年８月２４日に出願され、それ自体が現在は放棄されている２００６年１２月２９日出願の米国特許出願第１１／６１８，２２７号の部分継続である、現在係属中の米国特許出願第１２／５４６，０８６号の部分継続である。
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発に関する記載
該当なし。
【０００３】
本発明は、殺生物性組成物として用いるための安定したクロラミンを生成するための方法および組成物に関する。産業用水系は、様々な種類の汚損を受けやすい。汚損は、鉱物汚損、生物汚損、および多くの場合、これら２つの組み合わせの形態で生じ得る。実際、鉱物汚損は、多くの場合、生物学的侵襲にアンカーおよび基質を提供し、一部の生物は、産業用水系の表面上に鉱物を浸出または分泌する。
【背景技術】
【０００４】
汚損は、風媒性および水媒性汚染物質ならびに水形成汚染物質の堆積、水の停滞、プロセスの漏れ、ならびに他の要素を含む、様々な機構の結果として生じ得る。そのまま進められた場合、汚損は、系が、操作効率の低下、早期の装置故障、生産性の低下、製品品質の低下、および（具体的には、微生物汚損の場合）健康に関する危険性の増加に見舞われる原因となり得る。
【０００５】
生物汚損は、水系の任意の湿潤または半湿潤表面上で成長する急速に蔓延する微生物群に起因する。一旦これらの微生物が大量の水中に存在すると、それらは、系の固体表面上に生物膜を形成する。
【０００６】
微生物から分泌されるエキソポリマー物質は、微生物群が成長するときに、生物膜の形成の助けとなる。これらの生物膜は、栄養素を濃縮するための手段を確立し、かつ成長のための保護を提供する複雑な生態系である。生物膜は、水垢、腐食、および他の汚損プロセスを加速し得る。生物膜は、系の効率の低下に寄与するのみでなく、病原性細菌を含み得る微生物増殖のための優れた環境も提供する。したがって、プロセス効率を最大化し、かつ水媒性病原体からの健康に関する危険性を最小限に抑えるために、生物膜および他の汚損プロセスを可能な限り減少させることが重要である。
【０００７】
いくつかの要素が生物汚損の問題に寄与し、その程度を決定する。水の温度、水のｐＨ、有機および無機栄養物、好気性または嫌気性条件等の成長条件、ならびにある場合には、日光の存在または不在等が、重要な役割を果たし得る。これらの要素は、どの種類の微生物が水系中に存在し得るかの決定にも役立つ。
【０００８】
多くの様々な先行技術アプローチが産業プロセスの生物汚損を制御しようと試みられてきた。最も一般に使用される方法は、プロセス水への殺生物性化合物の適用である。適用される殺生物剤は、酸化性または非酸化性の性質であり得る。経済状態および環境問題等のいくつかの異なる要素の理由から、酸化殺生物剤が好ましい。塩素ガス、次亜塩素酸、臭素由来殺生物剤、および他の酸化殺生物剤等の酸化殺生物剤は、産業用水系の処理に広く使用されている。
【０００９】
酸化殺生物剤の有効性を確立する際の１つの要素は、塩素要求量または酸化殺生物剤要求量を構成する水マトリックス中の成分の存在である。塩素消費物質には、微生物、有機分子、アンモニアおよびアミノ誘導体、硫化物、シアン化物、酸化可能陽イオン、パルプリグニン、デンプン、糖、油、水垢および腐食阻害剤等の水処理添加物等が含まれるが、これらに限定されない。水中および生物膜中の微生物成長は、その水の塩素要求に、および処理される系の塩素要求に寄与する。従来の酸化殺生物剤は、大量のへどろを含む、高い塩素要求を含有する水中では無効であることが見出されている。そのような水には通常、非酸化殺生物剤が推奨される。
【００１０】
米国特許出願第１２／５４６，０８６号および同第１１／６１８，２２７号に記載されるように、クロラミンが効果的であり、典型的には、塩素等の酸化殺生物剤の要求が高い条件で、または酸化殺生物剤が持続することが有益である条件下で使用される。家庭用水系は、ますますクロラミンで処理されるようになっている。クロラミンは、概して、遊離塩素が、水中に存在するか、または水に添加されたアンモニアと反応するときに形成される。クロラミンを生成するための多くの異なる方法が文書化されている。塩素と窒素源との間の反応のある特定の主要なパラメータは、生成された殺生物性化合物の安定性および有効性を決定する。
【００１１】
先行技術のクロラミン生成方法は、例えば、米国特許第７，２８５，２２４号、同第６，１３２，６２８号、同第５，９７６，３８６号、同第７，０６７，０６３号、および同第３，２５４，９５２号、ならびに米国公開特許出願第２００７／０１２３４２３号に記載されている。先行技術の方法は、概して、クロラミン溶液を生成し、続いて、処理される水系に直ちに導入するために、希釈物または濃縮形態のアンモニア安定剤成分と次亜塩素酸ナトリウム成分との組み合わせに依存する。また、典型的には、これらの化学成分の組み合わせは、導管中で連続的かつ同期的な様式で行われる。これを達成するために、これらの成分は、別々の希釈剤（水等）流に添加され、続いて、これらの希釈された成分を含有する異なる流を組み合わせるか、またはそれらの成分は、異なる位置で同一の流に同時に添加されるか、または濃縮形態のそれらの成分が合わせられるかのいずれかである。それらの成分は、典型的には、（硫酸塩、臭化物、または塩化物等の）アンモニウム塩の形態の窒素源、および気体形態であるか、または（ナトリウム、カリウム、またはカルシウム等の）アルカリ土壌金属と合わせられる塩素または臭素供与体を含む。また、先行技術の方法は、高いｐＨでの成分の添加によるか、または腐食性溶液の別々の添加による混合溶液のｐＨ制御に依存している。
【００１２】
これらの先行技術方法の制限が、それらの使用におけるいくつかの不利点を与えている。最大の制限は、生成されたクロラミンはすぐに分解されやすいので、直ちに使用されなければならず、後の使用のために貯蔵され得ないという事実である。クロラミンはまた処理される系の外で生成されなければならず、その系に素早くパイプで送られなければならない。その結果、様々な経済的、効率的、およびプロセス的束縛がこれらの先行技術の方法の使用および実用性を制限する。したがって、殺生物性組成物として用いるための安定したクロラミンの生成の改善および使用時に有用な方法および組成物の明確な必要性および有用性が存在する。
【００１３】
本項に説明される技術は、具体的にそのようなものとして示されない限り、本明細書において参照されるいずれの特許、公開物、または他の情報も、本発明に関して「先行技術」であるということを承認することを意図しない。加えて、本項は、調査が行われているということ、または３７ＣＦＲ  §１．５６（ａ）に定義されるような他の関連情報が存在しないということを意味すると解釈されるべきではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の少なくとも１つの実施形態は、殺生物性組成物として用いるための安定した殺菌剤を生成する方法に関する。その方法は、Ａ）試薬を提供すること、Ｂ）それらの試薬のうちの少なくとも２つを広い空間に非同期的に供給すること、およびＣ）それら全ての試薬を接触させ、かつ互いに混合させることを含む。試薬は、ａ）濃縮形態の殺菌剤のアミン源、ｂ）濃縮形態の酸化ハロゲン化合物、およびｃ）希釈剤を含む。
【００１５】
アミン源は、クロラミンであり得る。希釈剤は、試薬の組み合わせのｐＨを１２．５以下まで低下させるのに十分な腐食剤を含み得る。濃縮形態の殺菌剤の濃度は、５％〜８０％の範囲内であり得、その殺菌剤が希釈剤と混合された後、その濃度は、０．０１％〜５％まで低下する。濃縮形態の酸化ハロゲン化合物の濃度は、３％〜１８％の範囲内であり得、その酸化ハロゲン化合物が希釈剤と混合された後、その濃度は、０．０１％〜３％まで低下する。クロラミン対酸化ハロゲンのモル比は、０．１：１〜１０：１の範囲内であり得る。酸化ハロゲンは、塩素源であり得、かつ次亜塩素酸ナトリウムであり得る。殺菌剤は、バッチプロセス、連続投与プロセス、スラッグ投与プロセス、およびそれらの任意の組み合わせに従って生成され得る。
【００１６】
追加の特徴および利点が本明細書に記載されており、以下の発明を実施するための形態から明らかになる。
【００１７】
本発明の詳細な説明は、以下の図面を特に参照して、本明細書にこれから記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】配合ライン中の広い空間またはバッチ法を用いた、クロラミンを生成する個別添加方法の図面である。
【図２】配合ライン中の広い空間またはバッチ法を用いた、クロラミンを生成する連続希釈方法の図面である。
【図３】配合ライン中の広い空間またはバッチ法を用いた、希釈クロラミンを生成する事前混合方法の図面である。
【図４】配合ライン中の広い空間またはバッチ法を用いた、クロラミンを生成する事前混合方法およびその後の希釈方法の図面である。
【図５】希釈クロラミンを生成する逐次添加方法の図面である。  図面から図６を消去せよ。
【図６】処理される系にクロラミンを導入する逐次供給方法の図面である。
【図７】処理される系にクロラミンを導入する周期添加方法の図面である。
【図８】処理される系にクロラミンを導入する交互添加方法の第１の形態の図面である。
【図９】処理される系にクロラミンを導入する交互添加方法の第２の形態の図面である。
【図１０】処理される系にクロラミンを導入する交互添加方法の第３の形態の図面である。
【図１１】処理される系にクロラミンを導入する交互添加方法の第４の形態の図面である。
【図１２】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第１の形態の図面である。
【図１３】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第２の形態の図面である。
【図１４】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第３の形態の図面である。
【図１５】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第３の形態の図面であり、ここで、アミンおよびハロゲン成分は、同一の導管の同一の位置で添加される。
【図１６】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第３の形態の図面であり、ここで、アミンおよびハロゲン成分は、同一の導管の同一の位置で添加される。
【図１７】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第３の形態の図面であり、ここで、アミンおよびハロゲン成分は、同一の導管の同一の位置で添加される。
【図１８】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第３の形態の図面であり、ここで、アミンおよびハロゲン成分は、同一の導管の同一の位置で添加される。
【図１９】処理される系にクロラミンを導入する交互供給添加方法の第３の形態の図面であり、ここで、アミンおよびハロゲン成分は、同一の導管の同一の位置で添加される。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の定義は、本出願中で使用される用語、具体的には、特許請求の範囲がどのように解釈されるべきかを決定するために提供される。定義の組織化は、便宜上のみであり、その定義のいずれも任意の特定のカテゴリに限定するようには意図されない。
【００２０】
「アミン源」は、酸化ハロゲンにより酸化され、かつ／またはハロゲン化され得る、アンモニウムイオンおよび／または部分を含む、任意の無機または有機化合物を意味する。
【００２１】
「非同期的な混合」は、混合され、かつその後、系に供給される物質の量または濃度が、別々の期間にわたり変動するような混合を意味する。殺生物剤の非同期的な混合は、図らずも生じる存在する特定の生物を死滅させるのに理想的な特定の処方をもたらす可能性が高く、それは、生物が適合し難い動的環境も生み出す。
【００２２】
「バッチプロセス」は、有限数の試薬のみが、別々の開始時間および終了時間を有する期間にわたり、反応操作に供給され得る、かつ、有限量の生成物を生成する、化学プロセスを意味する。
【００２３】
「チャネリング」は、ラインを通って流動する物質の混合物が密度、粘性、温度、またはいくつかの他の特性により分けられる異なる流動層に分かれるプロセスを意味する。チャネリングは混合ライン中の広い空間の使用により阻止され得る。
【００２４】
「塩素要求」は、水中の物質により減少されるか、またはさもなければ不活性形態の塩素に変換される塩素の量を意味する。
【００２５】
「濃縮された」は、物質が、希釈剤の添加なしに、供給されたままで使用されることを意味する。次亜塩素酸ナトリウムが使用される場合、その濃度は、全体の使用可能な塩素として３〜１８％の範囲である。アミン溶液の濃度は、５〜８０％の範囲であり得る。
【００２６】
「連続プロセス」は、無期間にわたって理論的に継続することができる進行中の化学プロセスを意味し、そこで、試薬が反応操作に連続的に供給されて、生成物を連続的に生成し得る。連続プロセスおよびバッチプロセスは、互いに排他的である。
【００２７】
「汚損」は、表面上の有機または無機物質の所望されない堆積を意味する。
【００２８】
「酸化ハロゲン」は、塩素、臭素、またはヨウ素誘導体、最も好ましくは、次亜塩素酸または次亜臭素酸等の塩素または臭素誘導体を含むが、これらに限定されない物質組成を有し、その組成物がアミン源を酸化することができる、ハロゲンを意味する。
【００２９】
「広い空間」は、ラインの直径がそれに入る最大の個々の試薬供給ラインよりも大きく、かつ、より小さい直径からより大きい直径への変換が流線型でなく、そのため、液体がこの領域に流入するときに、直径の変化が供給された物質を不規則な様式で混合する渦をもたらし、かつチャネリングを阻止する、混合ライン中の領域を意味する。この広い空間は、十分な混合を許容し、標準の導管とは異なって機能する。この広い空間は、単独のバッチタンクであり得る。
【００３０】
上記の定義、または本出願の他の場所で記載される説明が、一般的に使用される意味、辞書における意味、または本出願に参照することによって組み込まれる出典に記載される意味（明示的もしくは暗示的）と矛盾する場合、本出願、および特に請求項の用語は、一般的な定義、辞書定義、または参照することによって組み込まれた定義に従うのではなく、本出願における定義もしくは説明に従って解釈されると理解される。上記を踏まえて、ある用語が、それが辞書によって解釈される場合にのみ理解することができる場合、その用語がＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（２００５）（Ｗｉｌｅｙ，Ｊｏｈｎ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．により出版）によって定義される場合は、この定義が、どのようにその用語が請求項において定義されるべきかを左右するのものとする。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態において、クロラミンは、化学試薬がクロラミン生成のために広い空間に導入されるプロセスにより生成される。少なくとも１つの実施形態において、それらの試薬のうちの１つ以上は、ＰＬＣ装置もしくはタイマー等の制御装置により自動的に、または手動で導入される。タンクの容量、ＯＲＰ、残留塩素、ｐＨ、温度、および微生物活性を含むが、これらに限定されないいくつもの計測が試薬の流動を調節するために使用され得る。広い空間は、処理されるプロセスに接続される導管中の配管された広い区域の形態をとり得るか、あるいは、広い空間は、別の容器、例えば、タンクであり得る。水を含むが、これに限定されない任意の適切な液体である希釈剤もその広い空間に流入される。
【００３２】
図１〜１９中で、本発明に係る方法において使用される装置のいくつかの配置が示される。これらの装置は広い空間（４）への少なくとも３つの品目の供給に関連する。供給品目Ａ（１）は濃縮または希釈塩素源、典型的に次亜塩素酸ナトリウムである。供給品目Ｂ（２）は窒素含有組成物である濃縮または希釈安定化組成物である。その窒素含有部分は有機物質またはアンモニウム塩であり得る。その塩形態は硫酸塩、臭化物、または塩化物の形態の窒素含有品目の結果であり得る。窒素含有物質はスルファミン酸アンモニウムもまた含み得る。ある時点で、供給品目Ａ（１）、供給品目Ｂ（２）は希釈剤（３）と接触する。少なくとも１つの実施形態において、希釈剤は水を含む。少なくとも１つの実施形態において、希釈剤は供給品目ＡおよびＢ（１、２）の組み合わせのｐＨを１２．５以下に維持するのに十分な腐食剤を含む。腐食剤添加の他の手段は、供給品目ＡおよびＢ（１、２）の組み合わせのｐＨを１２．５以下に維持するためにハロゲンおよび／または安定化溶液に腐食剤を添加することを含む。
【００３３】
ここで図１を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が濃縮物としてまたは希釈された製品として添加される方法が示される。追加の希釈剤（３）は添加され得るまたは添加され得ない、あるいはその製品は現場でバッチ希釈され得る。この構成は異なる成分の混合を助けるための任意のミキサーを含有し得る。タンク内で生成されたクロラミンはその後、処理される必要があるプロセス水系（７）に導入される。導入はポンプ（６）を通してであり得る。クロラミンは広い空間（４）で生成され、その後、処理される必要があるプロセス水系に導入される。
【００３４】
ここで図２を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が広い空間（４）に導入されるにつれて、それらが連続的に希釈される方法が示される。供給品目ＡおよびＢ（１、２）、ならびに希釈剤（３）は、任意の順序で配合され得る。少なくとも１つの実施形態において、全ての成分が希釈されるわけではない。この構成は１つ以上の化学成分および希釈剤の混合を助けるための、任意のライン内または静的ミキサーを含有し得る。また、この構成は異なる溶液の配合を助けるための、タンク内のミキサーを含み得る。タンク内で生成されたクロラミンはその後、処理を必要とするプロセス水系に導入される。
【００３５】
ここで図３を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が濃縮物であるか、または希釈されるかのいずれかであり、タンク内に導入される前に互いに混合される方法が示される。この構成はクロラミンおよび希釈剤の混合を助けるための、任意のライン内ミキサーを含有し得る。また、この構成は異なる溶液の配合を助けるための、タンク内のミキサーを含み得る。希釈剤は任意に別々の流動中でタンク内に導入され得る。
【００３６】
ここで図４を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）がタンクに入る前に混合され、続いて広い空間（４）に入る前に導管に希釈剤が添加され得る方法が示される。供給品目ＡおよびＢ（１、２）は、濃縮物であるか、または配合前に希釈され得る。この構成は、クロラミンおよび希釈剤の配合を助けるために任意のライン内ミキサーを含有し得る。また、この構成は異なる溶液の能率的な配合を助けるためにタンク内のミキサーを含み得る。
【００３７】
ここで図５を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が希釈剤の流動に逐次的に添加される方法が示される。供給品目ＡおよびＢ（１、２）の組み合わせはクロラミンの形成をもたらし、そのクロラミンはその後、希釈剤と共に広い空間（４）に導入される。この構成はそれらの化学成分および希釈剤の混合を助けるための、任意のライン内ミキサーを含有し得る。また、この構成は異なる溶液の能率的な混合を助けるための、タンク内のミキサーを含み得る。
【００３８】
ここで図６〜１３を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が、ＰＬＣ装置もしくはタイマー等の制御装置により、または手動で同期的にまたは非同期的に希釈形態（濃縮物が希釈剤に添加された）で混合され、結果として生じるクロラミンが処理されるプロセスに同期的にまたは非同期的に導入される方法が示される。この方法において、化学成分はいくつでも希釈剤流動に導入され得る。希釈剤は水、またはそれらの化学成分の希釈に適切な任意の他の液性流動であり得る。その方法は流動を制御するための弁（５）を含み得る。弁（５）の後の実線矢印は連続流動を示し、一方、点線は妨害された流動または断続的な流動を示す。
【００３９】
ここで図６を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が連続的な様式で導管に逐次的に添加され、かつ結果として生じるクロラミンの処理されるプロセスへの供給が連続的である方法が示される。
【００４０】
ここで図７を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が連続的な様式で導管に逐次的に添加されるが、結果として生じるクロラミンの処理されるプロセスへの供給が断続的である方法が示される。
【００４１】
ここで図８、９、１０、および１１を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が導管に逐次的に添加されるが、供給品目ＡおよびＢのうちの１つの添加が周期的である方法が示される。結果として生じるクロラミンの処理されるプロセスへの供給は、連続的または周期的であり得る。
【００４２】
ここで図１２および１３を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が導管に逐次的に添加されるが、それら全ての化学成分の添加が周期的である方法が示される。結果として生じるクロラミンの処理されるプロセスへの供給は、連続的または周期的であり得る。
【００４３】
ここで図１４、１５、１６、１７、１８、および１９を参照すると、供給品目ＡおよびＢ（１、２）が導管の同じ位置で同時に添加され、かつそれら全ての反応物の添加が連続的または周期的であり得る方法が示される。結果として生じるクロラミンの処理されるプロセスへの供給は連続的または周期的であり得る。
【００４４】
本発明に係る方法は、多くの利点を提示する方法でクロラミンの生成を促進する。この方法は、バッチ生成を促進し、かつ希釈条件下で行われ得る。クロラミン、安定化剤、およびハロゲン成分の量を微調整する能力は、最適化された化学物質を用いてプロセス適合性およびプログラムパフォーマンスを高める。少なくとも１つの実施形態において、生成は、生成量および／または製品品質を計測するモニター装置に連結される。
【００４５】
上記に示されるように、ハロゲン化アミン殺菌剤（例えば、クロラミン）の生成は、化学成分としてアミン源、酸化ハロゲン化化合物、および希釈剤（好ましくは、水）を利用する。濃縮形態の溶液中のアミン源の濃度は、５％〜８０％の範囲であり得、希釈形態では、その濃度は、０．０１％〜５％の範囲であり得る。同様に、濃縮形態の酸化ハロゲン化組成物の濃度は、３％〜１８％の範囲であり得、希釈形態では、その濃度は、０．０１％〜３％の範囲であり得る。それらの反応体間の配合率の観点から、モル比は、０．１：１（Ｎ：Ｃｌ）〜１０：１（Ｎ：Ｃｌ）の範囲であり得る。クロラミン形成を最適化する配合比率は、時間に関連した（上記の本発明に係る方法１）または希釈剤の流速に関連した（上記の本発明に係る方法２）反応体の流速を決定する。配合時のｐＨ制御の必要性は、他の化学成分、例えば、腐食剤もしくは酸の添加、または他の手段を介して達成され得る。
【００４６】
他の理由の中でとりわけ、本発明は、汚損水系において塩素の高い持続性を有し、したがって改善された生物汚損制御を提供する、安定化塩素の形態をもたらすので、本発明は先行技術より優れている。
【００４７】
本発明はクロラミン供給系の連続操作の必要性もまた議論する。また、クロラミンは希釈バッチ様式で生成されるので、生成に必要な装置は単純化され、かつ高額な、互換性のある材料の必要性が軽減される。これはまた、制御されたバッチ生成においては、連続反応において存在する「暴走」反応の危険性がないので、より安全な系をもたらす。この反応の制御された性質は、反応条件の即時変化に応答した正確な投与変化もまた許容する。
【００４８】
クロラミンはバッチ様式で生成され、その後、処理される系に連続的にまたは断続的に投与され得る。この方法は、通常適用されるより、かなり高い濃度で周期的にショック投与を送達し、その後、次の処理前に塩素残留物を崩壊させる能力もまた提供する。そのようなショック投与計画におけるクロラミン適用は、より持続的な、かつ広く分布された塩素残留物を提供する。塩素の持続性を高めることは、より低い塩素投与量では十分に制御され得ないか、または「抵抗性」集団として成長する傾向があり得る微生物集団に対して、より良い制御をもたらす。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態において、クロラミンは非同期的な混合プロセスに従って添加される。例えば、米国特許第６，１３２，６２８号および同第５，９７６，３８６号中とは異なり、試薬の非同期的な混合は、図らずも生じて存在する特定の生物を死滅させるのに理想的な特定の処方をもたらす可能性が高く、それは、生物が適合し難い動的環境も生み出す。そのような動的な標的により、より完全な殺生物効果が可能となる。
【００５０】
少なくとも１つの実施形態において、非同期的な混合プロセスはバッチプロセスである。試薬は別々のバッチで作成され、かつ別々の期間、配合および添加される。
【００５１】
少なくとも１つの実施形態において、非同期的な混合プロセスは連続プロセスである。試薬の流動は単一の配合に結び付けられない。常に、供給される試薬の交替がある。全ての試薬が供給される場合もあれば、それらの試薬のうちのいくつかが供給されるか、またはいずれの試薬も供給されない場合もある。
【００５２】
少なくとも１つの実施形態において、試薬の流動は阻害され、かつ流動が処理される系に混合される場である導管から直接的に通過しない。その代わりに、試薬流動はタンク中でしばらく、または広い空間中でしばらく停止され、そこで少なくともいくらかの混合が生じ、その後にのみそれらの試薬は処理される系に続く。
【００５３】
少なくとも１つの実施形態において、クロラミンは、ある特定の比率のアミンおよび塩素（または臭素）源の配合により生成される。クロラミンは汚損水系において、より持続性の塩素残留物を提供する。それゆえ、クロラミンを投与するのではなく、２つの反応体（アミン源または塩素化合物）のうちの１つのみを投与することが有益である時がある。そのような策の必要性は適用毎に変化するであろう。例えば、ハロゲン消費が低い可能性がある条件では、アミン源のみ（ハロゲンなし）の周期的な添加が、形成されたまたは導入された遊離次亜塩素酸を消去する助けとなり、それにより腐食を減少させるであろう。遊離ハロゲンを最小限にすることは、強度補助剤、保持または排水補助剤、ふるい分け化学物質、光学つや出し剤、および染料を含むが、これらに限定されない水系に添加され得る他の化学物質との適合性の改善もまた提供する。同様に、高いハロゲン要求条件下では、ハロゲンが塩素要求をいくらか減少させ、かつ水系中のクロラミンおよび塩素残留物の長期持続性を改善するよう、酸化ハロゲンのみ（アミンなし）を周期的に投与することが賢明であろう。
【００５４】
少なくとも１つの実施形態において、微生物制御のために処理されるプロセス水系は、冷却水系、家庭用水系、ボイラー水系、ＲＯ膜系の生物汚損制御またはクリーニング、樋水処理、果実、サラダ、および野菜の洗浄等の食品および飲料用途におけるもの、廃水系の処理、バラスト水系、ならびに機械チェスト、ヘッドボックス水、損紙チェスト、シャワー水等を含む紙、ティッシュ、タオル、および板紙製造プロセスを含むが、これらに限定されない。
【００５５】
少なくとも１つの実施形態において、試薬のうちの少なくとも１つの流動は供給機構により管理される。供給機構は１つ以上の形態の診断装置と情報を伝達し得る。診断装置はｐＨ、温度、生物学的侵襲の量、生物学的侵襲の種類、および物質の１つ以上の組成物の濃度等の変数を計測し、かつそれらの計測を伝送し得る。その計測は処理される系の任意の部分および／または供給ライン（単数または複数）の任意の部分であり得る。少なくとも１つの実施形態において、診断装置の形態のうちの少なくとも１つは米国特許第７，９８１，６７９号に記載される装置のうちの少なくとも１つの形態である。少なくとも１つの実施形態において、供給機構は少なくとも１つの伝導された計測の受容に応答して、少なくとも１つの試薬の流動を増加させるか、減少させるか、または中止するよう構築かつ配置される。
【００５６】
少なくとも１つの実施形態において、試薬の非同期的な流動は「スラッグ投与」策に従って達成される。スラッグ投与においては、１つ以上の試薬の低投与又は０投与供給と、その後の濃縮供給とが、交互になされる。例えば、０時間〜２４時間の２４時間にわたり、０時間〜６時間のある時点ではその系に何も供給されず、その後、最大６時間、漂白剤または硫酸アンモニウムが添加され、その後、最大６時間、漂白剤および硫酸アンモニウムの両方が添加される。このレジメンにおいて、遊離漂白剤、遊離硫酸アンモニウム、塩素、および形成されたクロラミンの濃度は変化する。スラッグ投与は特定の形態の生物学的侵襲の予想される成長および持続に同調して標的化され得る。少なくとも１つの実施形態において、系に何も供給されない期間を所々に挿入して、多数のスラッグ投与が２４時間毎に供給され得る。
【００５７】
少なくとも１つの実施形態において、試薬の非同期的な流動は「連続投与」策に従って達成される。連続投与においては、系に供給されるいくつかの試薬が常にあるが、供給される試薬および各試薬の量は変化する。例えば、０時間〜２４時間の２４時間にわたり、０時間〜６時間のある時点では、全ての試薬が系に供給され、その後、最大６時間、漂白剤のみまたは硫酸アンモニウムのみが添加され、その後、最大６時間、漂白剤および硫酸アンモニウムの両方が添加される。このレジメンにおいて、遊離漂白剤、遊離硫酸アンモニウム、塩素、および形成されたクロラミンの濃度はまた変化する。さらに、連続投与もまた特定の形態の生物学的侵襲の予想される成長および持続と同調するように標的化され得る。少なくとも１つの実施形態において、両方が系に供給される期間を所々に挿入して、漂白剤のみおよび／または硫酸アンモニウムのみの多数の投与が２４時間毎に供給され得る。
【００５８】
本発明は多くの異なる形態で実施され得るが、本発明の特定の好ましい実施形態が本明細書中に詳細に示される。本開示は、本発明の原理の例示であり、例解される特定の実施形態に本発明を制限することを意図しない。本明細書で言及される全ての特許、特許出願、科学論文、および任意の他の参照される資料は、それらの全体として参照することにより組み込まれる。さらに、本発明は、示され、かつ本明細書中に組み込まれる様々な実施形態のうちのいくつかまたは全ての任意の可能な組み合わせもまた包含する。さらに、本発明は、示され、および／または本明細書中に組み込まれる様々な実施形態のうちの１つ、いくつか、または１つを除く全てが除外される組み合わせもまた包含する。
【００５９】
上記の開示は、例解的なものであることを意図し、包括的なものであることは意図しない。本説明は、当業者に多くの改変および代替を提唱するであろう。全てのこれらの代替および改変は、請求項の範囲内に含まれることが意図され、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「〜を含むが、これに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」を意味する。当該技術分野に精通するものは、本明細書に説明される具体的な実施形態に対する他の同等物を認識し得、同等物もまた、請求項によって包含されることが意図される。
【００６０】
本明細書に開示される全ての範囲およびパラメータは、その中に含まれる任意のおよび全ての副範囲、ならびにエンドポイント間のあらゆる数を包含すると理解される。例えば、「１から１０」の記載される範囲は、１という最小値と、１０という最大値との間の（およびそれらを含む）任意のおよび全ての副範囲、即ち、１以上という最小値（例えば、１から６．１）から始まり、１０以下という最大値（例えば、２．３から９．４、３から８、４から７）で終わる、全ての副範囲から、最終的には、範囲内に含有される１、２、３、４、５、６、７、８、９、および１０という各数までを含むと見なされるべきである。
【００６１】
これで、本発明の好ましい、および代替的な実施形態の説明を終了する。当業者は、本明細書に説明される具体的な実施形態に対する他の同等物を認識し得、同等物は、本明細書に添付される請求項によって包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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