(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺生物剤を生成するための方法であって、
次亜塩素酸塩酸化剤の溶液をアンモニウム塩の溶液と混合して殺生物剤を生成する工程と；
前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程と
を含み；
前記コントロールパラメータは、ａ）前記収量に達した場合に限り変化する固定値、または、ｂ）前記収量に達した時点で、最大値、最小値または変曲点を有する可変の値、を有し、
前記コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率または酸素飽和度から選択される、方法。
【請求項２】
アンモニウム塩の前記溶液は、使用の直前に約１５〜５０％の原液を水または次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液で希釈することによって調製される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
所定量のアンモニウム塩の前記溶液を提供する工程と；
所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液複数を混合条件下で前記所定量のアンモニウム塩の前記溶液に加える工程と；
所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液それぞれの添加後に、前記コントロールパラメータを測定する工程と
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率でアンモニウム塩溶液の流れと混合する工程と；
前記流れの一方の流量を一定に保持し前記流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と；
前記混合室を出る流れにおける前記コントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
殺生物剤を生成する方法であって、
１０００〜２０，０００ｐｐｍの濃度を有する次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を提供する工程と；
１５〜５０％の濃度を有するアンモニウム塩の溶液を提供する工程と；
アンモニウム塩の前記溶液を次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液の一部で希釈してアンモニウム塩希釈液を形成する工程と；
次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液の残りを前記アンモニウム塩希釈液と混合する工程とを含む方法。
【請求項６】
前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液複数を混合条件下で前記アンモニウム塩希釈液に加える工程と；
所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液それぞれの添加後に前記コントロールパラメータを測定する工程と
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率で前記アンモニウム塩希釈液の流れと混合する工程と；
前記流れの一方の流量を一定に保持し前記流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と；
前記混合室を出る流れにおける前記コントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記コントロールパラメータは、ｐHである、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）である、請求項１、２、６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率または誘導電極を用いて測定された伝導率である、請求項１、２、６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記コントロールパラメータは、酸素飽和度である、請求項１、２、６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである、請求項１、２、５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される、請求項１、２、５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
殺生物剤を生成するための装置であって、
次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと；
アンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと；
殺生物剤を形成するために、前記次亜塩素酸塩酸化剤を前記アンモニウム塩と混合するための混合室と；
前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルと
を含み；
前記コントロールパラメータは、ａ）前記収量に達した場合に限り変化する固定値、または、ｂ）前記収量に達した時点で、最大値、最小値または変曲点を有する可変の値、を有し、
前記コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率または酸素飽和度から選択される、装置。
【請求項１６】
水供給源と；
次亜塩素酸塩酸化剤の前記溶液を前記水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成する導管であって、前記混合室に連結される導管と；
アンモニウム塩の前記溶液を前記水とまたは前記次亜塩素酸塩希釈液と混合してアンモニウム塩希釈液を形成する導管であって、前記混合室に連結される導管と
をさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記次亜塩素酸塩酸化剤および前記アンモニウム塩の一方の流量を一定に保持し、前記次亜塩素酸塩酸化剤および前記アンモニウム塩の他方の流量を徐々に増加または減少させ；
前記殺生物剤の前記コントロールパラメータの値をモニターし；
前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に到達するように、前記次亜塩素酸塩酸化剤または前記アンモニウム塩の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む、請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
殺生物剤を生成するための装置であって、
次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと；
１５〜５０％の濃度を有するアンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと；
水供給源と；
次亜塩素酸塩酸化剤溶液の前記溶液を水と混合して１０００〜２０，０００ｐｐｍの濃度を有する次亜塩素酸塩希釈液を形成するための導管と；
アンモニウム塩の前記溶液を前記次亜塩素酸塩希釈液の一部と混合してアンモニウム塩希釈液を形成するための導管と；
殺生物剤を形成するために前記次亜塩素酸塩希釈液の一部を前記アンモニウム塩希釈液と混合するための混合室と
を含む装置。
【請求項１９】
前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルをさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記次亜塩素酸塩希釈液および前記アンモニウム塩希釈液の一方の流量を一定に保持し、前記次亜塩素酸塩希釈液および前記アンモニウム塩希釈液の他方の流量を徐々に増加または減少させ；
前記殺生物剤の前記コントロールパラメータの値をモニターし；
前記殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な前記殺生物剤の最大収量に到達するように、前記次亜塩素酸塩酸化剤または前記アンモニウム塩の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記コントロールパラメータは、ｐHである、請求項１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記コントロールパラメータは、ＯＲＰである、請求項１５〜１７、１９、２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率または誘導電極を用いて測定された伝導率である、請求項１５〜１７、１９、２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記コントロールパラメータは、酸素飽和度である、請求項１５〜１７、１９、２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
２０１３年２月７日に出願され、ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＴＨＥ  ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ  ＯＦ  Ａ  ＢＩＯＣＩＤＥという発明の名称の米国仮特許出願第６１／７６１，９２２号明細書が参照され、その開示内容が参照により本明細書に援用され、その優先権が米国特許法施行規則第１．７８（ａ）（４）条および（５）（ｉ）条にしたがって本明細書により主張される。
【０００２】
１９９２年６月１日に出願され、ＰＲＯＣＥＳＳ  ＡＮＤ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＤＩＳＩＮＦＥＣＴＩＯＮ  ＯＦ  ＷＡＴＥＲＳという発明の名称の米国特許出願第０７／８９２，５３３号明細書、１９９８年１月２７日に出願され、ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  ＬＩＱＵＩＤＳ  ＴＯ  ＩＮＨＩＢＩＴ  ＧＲＯＷＴＨ  ＯＦ  ＬＩＶＩＮＧ  ＯＲＧＡＮＩＳＭＳという発明の名称の米国特許出願第０８／８０９，３４６号明細書、および２００６年７月１４日に出願され、ＢＩＯＣＩＤＥＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳという発明の名称の米国特許出願第１０／５８６，３４９号明細書が参照され、その開示内容が参照により本明細書に援用される。
【０００３】
本発明は、殺生物剤生成を制御および最適化するための方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
殺生物剤を生成および使用するための様々な技術が公知である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、殺生物剤生成を制御および最適化するための方法および装置を提供しようとするものである。
【０００６】
ここで本発明の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成するための方法であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液をアンモニウム塩の溶液と混合する工程と；殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程とを含み；コントロールパラメータがｐＨでない方法が提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、使用の直前に約８〜１８％の業務用の原液を水で希釈することによって調製される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、約１０００〜約２０，０００ｐｐｍ、より好ましくは、約３０００〜約１０，０００ｐｐｍ、最も好ましくは、約３０００〜約６０００ｐｐｍの濃度を有する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムおよびスルファミン酸アンモニウムから選択される。最も好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、使用の直前に約１５〜５０％の業務用の原液を水でまたは希釈された次亜塩素酸塩酸化剤の溶液で希釈することによって調製される。好ましくは、アンモニウム塩の溶液は、約１，０００〜約５０，０００ｐｐｍ、より好ましくは、約１２，０００〜約３０，０００ｐｐｍの濃度を有する。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は、水酸化ナトリウムである。
【００１０】
好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率、総溶解固形分（ＴＤＳ）、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ＯＲＰである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率またはＴＤＳである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素濃度または酸素飽和度である。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、方法は、所定量のアンモニウム塩の溶液を提供する工程と；所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液複数を混合条件下で所定量のアンモニウム塩の溶液に加える工程と；所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液それぞれの添加後に、コントロールパラメータを測定する工程とを含む。あるいは、所定量のアンモニウム塩溶液複数は、コントロールパラメータを測定しながら、混合条件下で所定量の次亜塩素酸塩溶液に加えられる。
【００１２】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、方法は、混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率でアンモニウム塩溶液の流れと混合する工程と；流れの一方の流量を一定に保持し流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と；混合室を出る流れにおけるコントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む。一実施形態において、モニターは連続的である。代替的な実施形態において、モニターは、混合室を出る流れの個別の試料におけるコントロールパラメータを測定する工程を含む。
【００１３】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成する方法であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を提供する工程と；アンモニウム塩の溶液を提供する工程と；アンモニウム塩の溶液を次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の一部で希釈してアンモニウム塩希釈液を形成する工程と；次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の残りをアンモニウム塩希釈液と混合する工程とを含む方法も提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、使用の直前に約８〜１８％の業務用の原液を水で希釈することによって調製される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液は、約２０００〜約２０，０００ｐｐｍ、より好ましくは、約３０００〜約１０，０００ｐｐｍ、最も好ましくは、約３０００〜約６０００ｐｐｍの濃度を有する。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムおよびスルファミン酸アンモニウムから選択される。最も好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウムおよびカルバミン酸アンモニウムから選択される。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、使用の直前に、約１５〜５０％の業務用の原液を、水でまたは次亜塩素酸塩酸化剤の溶液で希釈することによって調製される。好ましくは、アンモニウム塩の溶液は、約１，０００〜約５０，０００ｐｐｍ、より好ましくは、約１２，０００〜約３０，０００ｐｐｍの濃度を有する。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は、水酸化ナトリウムである。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液を希釈するのに使用される次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の一部は、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の約１０％〜約５０％である。
【００１８】
好ましくは、方法は、殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示すコントロールパラメータをモニターする工程をさらに含む。好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率、ＴＤＳ、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ＯＲＰである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率またはＴＤＳである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素飽和度または酸素濃度である。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、方法は、所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液複数を混合条件下でアンモニウム塩希釈液に加える工程と；所定量の次亜塩素酸塩酸化剤の溶液それぞれの添加後にコントロールパラメータを測定する工程とを含む。
【００２０】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、方法は、混合室中で次亜塩素酸塩溶液の流れをある開始比率でアンモニウム塩希釈液の流れと混合する工程と；流れの一方の流量を一定に保持し流れの他方の流量を徐々に増加または減少させる工程と；混合室を出る流れにおけるコントロールパラメータの値をモニターする工程とを含む。一実施形態において、モニターは連続的である。別の実施形態において、モニターは、混合室を出る流れの個別の試料におけるコントロールパラメータを測定する工程を含む。
【００２１】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成するための装置であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと；アンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと；殺生物剤を形成するために、次亜塩素酸塩酸化剤をアンモニウム塩と混合するための混合室と；殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示す殺生物剤のコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルとを含み；コントロールパラメータがｐＨでない装置も提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、水供給源と；次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成する導管であって、混合室に連結される導管とをさらに含む。好ましくは、装置は、アンモニウム塩の溶液を水とまたは次亜塩素酸塩希釈液と混合してアンモニウム塩希釈液を形成する導管であって、混合室に連結される導管をさらに含む。
【００２３】
好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は、水酸化ナトリウムである。
【００２４】
好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率、ＴＤＳ、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ＯＲＰである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率電極を用いて測定された伝導率、誘導電極を用いて測定された伝導率またはＴＤＳである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素飽和度または酸素濃度である。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、次亜塩素酸塩酸化剤およびアンモニウム塩の一方の流量を一定に保持し、次亜塩素酸塩酸化剤およびアンモニウム塩の他方の流量を徐々に増加または減少させ；殺生物剤のコントロールパラメータの値をモニターし；および殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に到達するように次亜塩素酸塩酸化剤またはアンモニウム塩の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、殺生物剤を生成するための装置であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を収容するリザーバと；アンモニウム塩の溶液を収容するリザーバと；水供給源と；次亜塩素酸塩酸化剤溶液の溶液を水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成するための導管と；アンモニウム塩の溶液を次亜塩素酸塩希釈液の一部と混合してアンモニウム塩希釈液を形成するための導管と；殺生物剤を形成するために次亜塩素酸塩希釈液の一部をアンモニウム塩希釈液と混合するための混合室とを含む装置も提供される。好ましくは、次亜塩素酸塩酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウムである。
【００２７】
好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。本発明の好ましい実施形態によれば、アンモニウム塩の溶液は、塩基をさらに含む。好ましくは、塩基は水酸化ナトリウムである。好ましくは、アンモニウム塩の溶液と混合される次亜塩素酸塩希釈液の一部は、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液の約１０％〜約５０％である。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に達したときを示す殺生物剤のコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセルをさらに含む。好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率、誘導、ＴＤＳ、酸素濃度および酸素飽和度から選択される。一実施形態において、コントロールパラメータは、ＯＲＰである。代替的な実施形態において、コントロールパラメータは、伝導率、誘導またはＴＤＳである。さらに他の実施形態において、コントロールパラメータは、酸素飽和度または酸素濃度である。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態によれば、装置は、次亜塩素酸塩希釈液およびアンモニウム塩希釈液の一方の流量を一定に保持し、次亜塩素酸塩希釈液およびアンモニウム塩希釈液の他方の流量を徐々に増加または減少させ；殺生物剤のコントロールパラメータの値をモニターし；および殺生物剤の分解を伴わずに達成可能な殺生物剤の最大収量に到達するように、次亜塩素酸塩希釈液またはアンモニウム塩希釈液の流量を調整するように構成されるコントロールユニットをさらに含む。
【００３０】
本発明は、図面とともに解釈される以下の詳細な説明から、より詳細に理解され、認識される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る装置の簡略化された図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
内容が参照により本明細書に援用される欧州特許出願公開第０５１７１０２号明細書に記載されるように、循環水の生物汚損は、藻、菌類、細菌、および循環水に見られる他の単純な生物の形態によって引き起こされる周知の問題である。その特許公開には、２つの成分（一方が酸化剤であり、他方がアンモニウム塩である）を混合し、混合物を処理される水系に実質的に直ちに加えることによって、塩素要求量の高い水中における生物汚損を制御することが記載されている。その文献に記載されるように、この手順により有効な殺生物性成分が生成される。酸化剤およびアンモニウム塩の多数の例がその特許公開に記載されている。
【００３３】
しかしながら、生物の増殖を阻害するために液体を処理するこの方法で直面する問題は、濃縮された有効な殺生物性成分が化学的に非常に不安定であり、形成されると急速に分解し、ｐＨが急低下するという結果になることである。これは臭化アンモニウムから誘導される有効な殺生物性成分の場合に特に当てはまり、その場合、分解がＨＯＢｒの望ましくない形成をもたらす。したがって、従来の計量供給ポンプおよびミキサーが使用される場合、形成された有効な殺生物性成分は、急速に分解しその有効性を失う。また、このような濃縮された有効な殺生物剤のｐＨ範囲が、理論的には８．０〜１２．５である一方、実際には、急速な分解のためにｐＨが８．０を超えることはない。さらに、分解速度を低下させるためにアンモニウム塩が過剰に供給されなければならない。
【００３４】
内容が参照により本明細書に援用される米国特許第５，９７６，３８６号明細書において、殺生物剤を生成するための方法および装置が開示されており、この方法および装置は、酸化剤／アミン源の一定の比率が維持されるのを可能にし、それによって、反応生成物を安定させ、分解生成物をほとんど含有しない再生可能な生成物を維持するために、過剰なアミン源を使用する必要がなくなる。その文献に記載される新規な方法は、酸化剤およびアミン源の両方の効率的なインサイチュの希釈液を生成する工程と、２つの希釈液を導管中に同時に計量供給して、所定の比率にしたがって連続的に混合して、有効な殺生物性成分を生成する工程とを含む。
【００３５】
米国特許第５，９７６，３８６号明細書において既に記載されているように、殺生物剤形成の注意深い制御が必要である。殺生物剤の生成方法は、各供給ラインに対する別々の制御を必要とする複数の供給点システムを使用し、その理由は、異なるポンプが圧力の変化に対して様々に応答し、ポンプ供給速度が水流圧力に左右されるためである。任意の現場（ｏｎ−ｓｉｔｅ）プロセスについて、オンライン制御が、高い収量で、および最小限の副生成物で適切な生成物の生成を確実にするのに必要とされる。さらに、上記の参照される特許に示されるように、等モル量のアンモニウムおよび次亜塩素酸塩が最適性能に必要である。過剰な次亜塩素酸塩は、局部的な過剰であっても、多塩素化クロラミンの生成ならびにＮＯｘ種および無機酸を形成する殺生物性生成物モノクロラミン（ＭＣＡ）の分解をもたらす。不十分な次亜塩素酸塩では、アンモニウムは完全に反応せず、より低い殺生物剤濃度、化学物質の過剰な使用、処理のより高いコストなどにつながる。内容が参照により本明細書に援用される米国特許第７，８３７，８８３号明細書に開示される、次亜塩素酸ナトリウムおよびカルバミン酸アンモニウムなどの殺生物剤を作製するのに使用される成分は、不安定な化学物質であり、使用中に時間とともに分解する。結果として、２つの試薬の所定の一定の供給速度で供給ユニットを操作することにより、様々な生成物が生成されることになる。さらに、水温、生成される殺生物剤の高い濃度および水質などの他のパラメータが殺生物剤の分解を促進し、１：１の等モル比に達する前に殺生物剤を分解させ得る。
【００３６】
したがって、反応をオンラインで連続してモニターし、等モル濃度を維持するために必要とされるプロセス中の変化を生じさせ、または変化する条件（例えば、試薬の濃度、異なる供給点、希釈液の水質の変化、希釈液水の温度の変化など）下で分解を生じさせないことによって、等モル点または可能な限り高い殺生物剤収量の点で系を維持する必要がある。反応のエンドポイントを規定することも、現場で殺生物剤を作製するのに重要である。
【００３７】
米国特許第５，９７６，３８６号明細書には、アンモニウム塩と次亜塩素酸ナトリウムとの反応のエンドポイントの指標としてのｐＨの使用が開示されている。アンモニウム塩溶液への次亜塩素酸塩の添加によりｐＨが増加される。しかしながら、等モル点の後、次亜塩素酸塩は、殺生物性ＭＣＡを分解させ始めて無機酸を形成し、それによりｐＨが低下される。したがって、ｐＨがエンドポイントの指標として使用され得る。
【００３８】
しかしながら、ｐＨに対するＭＣＡの分解の影響は、約１０．５以下のｐＨで顕著であるに過ぎない。ｐＨ１０．５を超えるとｐＨを顕著に低下させるのに必要な酸の量が非常に多いため、ｐＨ変化が観察される前にかなり過剰な次亜塩素酸塩が加えられなければならない。したがって、ｐＨはＭＣＡの分解に対するその感度を失い、高いｐＨではエンドポイントの確実な指標ではない。カルバミン酸アンモニウムなどのいくつかのアンモニウム塩は、高いｐＨレベルまたは高いアルカリ度でのみ安定しており、それにより、高いｐＨにおける殺生物剤の生成が決定付けられ、したがって、高いｐＨにおけるＭＣＡの生成のさらなるエンドポイントの指標が必要である。
【００３９】
水の殺菌の際にｐＨおよび酸化還元電位（ＯＲＰ）を用いて、塩素要求量をモニターすることが公知である。例えば、以下を参照されたい。
ａ．Ｄｅｖｋｏｔａ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ａｌｏｎｇ  ｔｈｅ  Ｂｒｅａｋｐｏｉｎｔ  Ｃｕｒｖｅｓ  ｉｎ  Ｌｏｗ−Ａｍｍｏｎｉａ  Ｅｆｆｌｕｅｎｔｓ”，Ｗａｔｅｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２０００，７２（５）：６１０−６１７；
ｂ．Ｋａｒａｎｆｉｌ  ｅｔ  ａｌ．，“Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ  ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ  ｉｎ  ｔｗｏ  ｍｕｎｉｃｉｐａｌ  ｗａｔｅｒ  ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｔｓ”，Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ’９８：Ｔｈｅ  Ｌａｔｅｓｔ  Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ  Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ：Ｃｈｏｒｉｎａｔｉｏｎ  ｖｓ．ＵＶ  Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ，Ａｐｒ．１９−２２，１９９８，１１１−１２２；
ｃ．Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｎｅｗ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｔｒａｔｅｇｙ  ｆｏｒ  ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ  ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｄｅｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ＯＲＰ／ｐＨ”，Ｗａｔｅｒ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．２００６；５３（４−５）：４３１−４３８；
ｄ．Ｋｏｐｃｈｙｎｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ  ｏｆ  ｏｎ−ｌｉｎｅ  ＯＲＰ  ａｎｄ  ｃｈｌｏｒｉｎｅ  ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ／ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｐｌａｎｔ  ｆｉｎａｌ  ｅｆｆｌｕｅｎｔ  ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ”，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  −  Ｗａｔｅｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ  Ａｎｎｕａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ＆Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，７４ｔｈ，Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ，Ｏｃｔ．１３−１７，２００１，４２７５−４２９５；および
ｅ．Ｙｕ，“Ｆｅｅｄ−ｆｏｒｗａｒｄ  ｄｏｓｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ  ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｏｎ−ｌｉｎｅ  ｐＨ  ａｎｄ  ＯＲＰ  ｔｉｔｒａｔｉｏｎ”，Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ．２００４  Ｓｅｐ，５６（１０）：９７３−９８０。
【００４０】
比色分析などの他のモニター方法も公知である。例えば、以下を参照されたい。
ｆ．Ｈａｒｐ，“Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｍｏｎｏｃｈｌｏｒａｍｉｎｅ  ｉｎ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ”，Ｗａｔｅｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２０００，７２（６）：７０６−７１３；
ｇ．Ｋｏｂｙｌｉｎｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｏｎ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｓｕｃｃｅｓｓ  ａｎｄ  Ｆａｉｌｕｒｅ”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｗａｔｅｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ，ＷＥＦＴＥＣ  ２００６：Ｓｅｓｓｉｏｎ  ８１  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｅｓｓｉｏｎ  ９４，ｐｐ．６３７１−６３９４；および
ｈ．Ｐｏｌｌｅｍａ，“Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｍｏｎｏｃｈｌｏｒａｍｉｎｅ，Ｔｏｔａｌ  Ａｍｍｏｎｉａ，ａｎｄ  Ｆｒｅｅ  Ａｍｍｏｎｉａ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｒｅａｔｅｄ  Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｗａｔｅｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ，Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ  ２０００，ｐｐ．１６８−１８１。
【００４１】
Ｗｏｏｄｗａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｏｂｓｅｒｖｅｄ  ｍｏｎｏｃｈｌｏｒａｍｉｎｅ  ｄｅｃａｙ  ｒａｔｅｓ  ａｎｄ  ｏｔｈｅｒ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｉｎ  ａ  ｌａｒｇｅ  ｓｃａｌｅ  ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｐｉｐｅ  ｓｙｓｔｅｍ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  −  Ｗａｔｅｒ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（１９９６），Ｖｏｌｕｍｅ  Ｄａｔｅ  １９９５，（Ｐｔ．１），９３５−９４９には、水分配システムにおける塩素種の濃度をモニターするために、ＯＲＰに加えて酸素濃度を使用することが開示されている。米国特許第８，０１２，７５８号明細書には、微生物学的活性を測定するための溶存酸素の使用が開示されている。殺生物剤の分解を伴わずに得ることができる最大収量でモノクロラミン殺生物剤を生成するのに、ｐＨ以外のコントロールパラメータを使用するという報告はないと思われる。
【００４２】
本発明の第１の実施形態によれば、殺生物剤を生成するための方法であって、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液を、アンモニウム塩の溶液と混合する工程と、殺生物剤を分解せずに最大量の殺生物剤を生成するために、次亜塩素酸塩対アンモニウム塩の適切な比率を示し得るコントロールパラメータをモニターする工程とを含む方法が提供される。
【００４３】
一実施形態において、殺生物剤は、バッチプロセスにおいて生成される。バッチプロセスは、次亜塩素酸塩酸化剤の溶液をアンモニウム塩の溶液に混合しながら加える工程と、アンモニウム塩の全てが反応したこと、または殺生物剤が分解し始めたことを示し得るコントロールパラメータをモニターする工程と、コントロールパラメータがアンモニウム塩の全てが反応したことを示す場合、次亜塩素酸塩の溶液の添加を停止する工程とを含む。そのように生成される殺生物剤は、直ちに使用されるかまたは後の使用のために貯蔵され得る。貯蔵中、殺生物剤の品質を確保し、殺生物剤が使用されなければならないあるいはそれが分解する時点を決定するために、コントロールパラメータのモニターが継続され得る。
【００４４】
代替的な実施形態において、殺生物剤は、連続プロセスにおいて生成される。連続プロセスでは、次亜塩素酸塩の溶液およびアンモニウム塩の溶液がミキサー中で連続的に混合され、コントロールパラメータがミキサー中で、またはミキサーの下流の導管中で、オンラインでモニターされ、またはミキサーから取り出される個別の試料において測定される。溶液の一方の流量が一定に保持される一方、他方の溶液の流量は、コントロールパラメータが分解を伴わずに可能な限り高い収量で殺生物剤を生成するために最適な比率の流量に達したことを示すまで変化される。典型的にコントロールパラメータのモニターは、溶液の一方の濃度の変化の結果として流量を調整する必要性を確認するために継続される。連続プロセスにおいて生成される殺生物剤は、それが生成されるにつれて媒体に適用され得るか、または後の使用のために貯蔵され得る。
【００４５】
次亜塩素酸塩酸化剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の次亜塩素酸塩などの任意の次亜塩素酸塩酸化剤であり得る。好ましくは、次亜塩素酸塩は、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムまたは次亜塩素酸カルシウムである。最も好ましくは、次亜塩素酸塩は、次亜塩素酸ナトリウムである。
【００４６】
次亜塩素酸塩溶液は、好ましくは、次亜塩素酸塩の濃縮された原液を水と混合して次亜塩素酸塩希釈液を形成することによって調製される。アンモニウム塩溶液は、好ましくは、アンモニウム塩の濃縮された原液を水とまたは次亜塩素酸塩希釈液と混合して、アンモニウム塩希釈液を形成することによって調製される。アンモニウム原液が次亜塩素酸塩希釈液と等モルのアンモニウム塩希釈液を調製するように水で希釈される場合、殺生物剤の最終的な濃度は、次亜塩素酸塩希釈液の濃度の半分であろう。他方、アンモニウム原液が次亜塩素酸塩希釈液で希釈される場合、殺生物剤の最終的な濃度は、次亜塩素酸塩希釈液の濃度と等しくなるであろう。
【００４７】
次亜塩素酸塩希釈液の濃度は、好ましくは、約１０００〜約２０，０００ｐｐｍである。より好ましくは、次亜塩素酸塩溶液の濃度は、約３０００〜約１０，０００ｐｐｍである。最も好ましくは、次亜塩素酸塩溶液の濃度は、約３５００〜約７０００ｐｐｍである。次亜塩素酸塩溶液は、好ましくは、使用の直前に約８〜１８％の業務用の原液を水で希釈することによって調製される。好ましくは、次亜塩素酸塩希釈液は、使用の直前に調製される。殺生物剤が連続プロセスにおいて形成される場合、次亜塩素酸塩希釈液は、好ましくは、必要に応じてオンラインで調製される。
【００４８】
任意のアンモニウム塩が本発明の方法に使用され得る。好ましくは、アンモニウム塩は、炭酸水素アンモニウム、臭化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。より好ましくは、アンモニウム塩は、臭化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、スルファミン酸アンモニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される。さらにより好ましくは、アンモニウム塩は、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウムおよびスルファミン酸アンモニウムから選択される。最も好ましくは、アンモニウム塩は、カルバミン酸アンモニウムである。
【００４９】
一実施形態において、アンモニウム塩希釈液は、水中のアンモニウム塩の１５〜５０％の原液を、約１，０００〜約５０，０００ｐｐｍ、より好ましくは、約１２，０００〜約３０，０００ｐｐｍの濃度に希釈することによって調製される。好ましくは、アンモニウム塩希釈液は、使用の直前に調製される。殺生物剤が連続プロセスにおいて形成される場合、アンモニウム塩希釈液は、好ましくは、必要に応じてオンラインで調製される。
【００５０】
代替的な実施形態において、アンモニウム塩希釈液は、アンモニウム塩の原液を希釈された次亜塩素酸塩溶液の一部で希釈することによって調製される。次亜塩素酸塩溶液は塩基性であるため、この方法により、より高いｐＨを有するアンモニウム塩希釈液が生成される。これは高いｐＨでより安定しているカルバミン酸アンモニウムなどのいくつかの塩にとって有利である。
【００５１】
ある実施形態において、アンモニウム塩希釈液の初期ｐＨは、好ましくは、少なくとも９．０、より好ましくは、少なくとも１０．０、さらにより好ましくは、少なくとも１０．４、最も好ましくは、少なくとも１０．８である。好ましい一実施形態において、アンモニウム塩希釈液は、水酸化ナトリウムを含む。
【００５２】
コントロールパラメータは、ａ）アンモニウム塩が使い果たされ、モノクロラミン生成物の分解が開始する場合およびそのようなときに限り変化する固定値；またはｂ）アンモニウム塩が使い果たされ、モノクロラミン生成物の分解が開始する時点で、最大値、最小値または変曲点を有する可変の値を有する任意のパラメータであり得る。例えば、コントロールパラメータの値は、殺生物剤が生成されるにつれて次亜塩素酸塩対アンモニウム塩比が増加する場合に徐々に増加するが、分解が生じると徐々に減少し始める。殺生物剤の生成のエンドポイントで、および分解の開始の直前に、最大値が測定される。分解が開始すると直ちに測定値は減少していく。コントロールパラメータの絶対値が、濃度、水質、温度などの条件に左右されるとしても、殺生物剤が分解し始める直前に測定される相対的な最大値が存在するであろう。
【００５３】
コントロールパラメータの値は、確実に測定するのが容易でなければならず、反応条件に影響を受けやすいものであるべきである。好ましくは、コントロールパラメータは、酸化還元電位（ＯＲＰ）、伝導率電極を用いて測定された伝導率および溶存酸素飽和度から選択される。ＯＲＰおよび伝導率電極を用いて測定された伝導率は両方とも、エンドポイントで最小値に達する。伝導率電極を用いて測定された伝導率が本質的にイオン濃度の尺度である。また、誘導電極を用いて測定された伝導率および総溶解固形分（ＴＤＳ）は、イオン濃度の尺度であり、コントロールパラメータとして伝導率電極を用いて測定された伝導率の代わりに使用され得る。イオン濃度の任意の他の尺度も使用され得る。
【００５４】
酸素飽和度は、殺生物剤の形成の間にわたって１００％に近い。エンドポイントに達しＭＣＡの分解が開始したら、酸素飽和度は、分解している殺生物剤が酸素と反応してＮＯｘ種を形成するにつれて低下し始める。飽和度の低下は最初はゆっくりであるが、ある時点で、飽和度は急にゼロに低下する。９０％未満の酸素飽和度は、分解を示す。酸素飽和度が急に低下し始める時点を用いて、エンドポイントを決定することができる。ある実施形態において、ＯＲＰ、伝導率および酸素飽和度から選択される２つ以上のコントロールパラメータが使用される。他の実施形態において、ＯＲＰ、伝導率および酸素飽和度の全てがコントロールパラメータとして使用される。酸素濃度もコントロールパラメータとして使用され得る。酸素飽和度は、溶液の温度の変化を説明するため好ましい。
【００５５】
ここで、本発明の一実施形態に係る殺生物剤を生成するための装置の簡略化された図である図１を参照する。
【００５６】
図１に示されるように、水が供給源２（リザーバであり得る）から、ポンプ４によって、水管６を介して平行な流量計８を通って、対応する一対の分岐管路１０および１２中に供給され、分岐管路１０および１２は、ミキサー１４に連結し、ミキサー１４は、場所２０において媒体１８につながる共通の出口管１６に供給する。出口管１６にはサイフォンブレーカー２２が装着されていることがあり、出口管１６の出口に近い殺生物剤のｐＨ、ＯＲＰ、伝導率および酸素飽和度などのコントロールパラメータをモニターするためのコントロールセル２４も装着され得る。供給源２からの水は、産業用の製紙工場の新鮮な水、化学処理された水、軟水、脱イオン水、および再生されたプロセス水であり得る。
【００５７】
例えば、脈動ポンプ、蠕動ポンプ、ベンチュリポンプまたはその均等物であり得るポンプ２６および２８が当該技術分野において公知であり、それぞれ濃縮された次亜塩素酸塩および濃縮されたアンモニウム塩を、それぞれリザーバ３０および３２から、それぞれ管路３４および３６中へと注入する。リザーバ３０および３２の間に、計測用チューブ３８および４０ならびにバルブ４２がある。
【００５８】
管路３４は、次亜塩素酸塩の流れを、接合部４６を介して水管６にまたは接合部４８を介して分岐管路１０に向けるための接合部４４を含む。アンモニウム塩が、接合部５０を介して分岐管路１２に供給される。これらの接合部部品は、例えば、単純なＴ型コネクタであってもよく、またはそれらは、合流した溶液の混合を容易にするように設計されたインラインスタティックミキサーであってもよい。
【００５９】
管路３４からの次亜塩素酸塩溶液が水管６に送られる場合、希釈された次亜塩素酸塩が分岐管路１０および１２の両方に供給され、結果として、アンモニウム塩溶液が希釈された次亜塩素酸塩で希釈されることになる。管路３４からの次亜塩素酸塩溶液が分岐管路１０に直接供給される場合、アンモニウム塩溶液は、水中で希釈される。リザーバ３０および３２中の成分の濃度、これらの成分がそれぞれ管路３４および３６に注入される速度、および管路１０および１２を通した水の流れの速度に応じて、次亜塩素酸塩酸化剤および窒素含有化合物またはその塩は、希釈され、所望の割合で混合され得る。
【００６０】
ここで、反応生成物、すなわち、次亜塩素酸塩および窒素含有化合物またはその塩の反応によって生成される殺生物剤は、殺生物剤の形成の後、短時間以内に出口管１６から媒体１８中に直接適用され得る。本発明の代替的な実施形態（図示せず）において、ミキサー１４は、進入室（ｉｎｇｒｅｓｓ  ｃｈａｍｂｅｒ）または接合部部品で置き換えられ、その場合、希釈液は、出口管１６を通って流れるにつれて、混合され、反応し、それによって、出口管１６を通って流れる流体が媒体１８中に導入されるときまでに、殺生物剤は生成されている。本発明のこれらの代替的な実施形態において、ミキサー１４ではなく出口管１６が混合室として機能する。したがって、コントロールパラメータは、混合したら直ちに測定される。
【００６１】
ミキサー１４が用いられるか否かにかかわらず、出口管１６を通る流れは、殺生物剤が媒体１８中への導入の前に分解する時間を有さないほど十分に速くすべきである。管１６の長さは、所望の混合時間を実現するように調整され得る。本発明のある実施形態において、希釈された次亜塩素酸塩および希釈されたアンモニウム塩が互いに混合されて、殺生物剤を形成してから、殺生物剤がコントロールセル２４に達するまでの時間は、１２〜２４秒間などの３０秒間以下である。他の実施形態において、時間は、４５〜７０秒間などの３０〜９０秒間である。さらなる実施形態において、時間は、９０秒間〜３分間である。殺生物剤が数分間を超えて安定している本発明のさらに他の実施形態において、殺生物剤は、媒体１８への適用の前に（例えば、図示されていないリザーバ中に）貯蔵され得る。
【００６２】
上記のバルブおよびポンプの制御は、コントロールシステム（図示せず）によって行われ得る。分岐管路１０および１２はそれぞれ、それを通る水の流量を制御するためのコントロールバルブ５２および５４を含む。コントロールシステムは、電動バルブ５６を介した供給源２からの水の供給を制御し、モニターし得る。水管６は、流量または体積流量を示す流量計５８などのさらなるコントロールデバイスを含み得る。異なる場所２０における媒体１８への殺生物剤の流れは、バルブ６０によって制御され得る。
【００６３】
装置はまた、コントロールシステムにフィードバックを与え得るアラームまたは他の通知デバイスを備えて構成されていてもよい。出口管１６におけるコントロールセル２４は、それに応答して殺生物剤生成の制御を可能にするためにコントロールシステムにフィードバックを与え得る。例示されるシステムは、殺生物剤が出口管１６を介して処理される媒体１８に供給される時間の長さ、ならびに殺生物剤のこのような供給の間の時間間隔の両方を定めるために予め設定可能なタイマー（図示せず）をさらに含み得る。コントロールシステムはまた、ミキサー１４の操作を制御するように機能し得る。
【実施例】
【００６４】
実施例１
１００ｇの炭酸アンモニウムおよび５０ｇの水酸化ナトリウムを４００ｇの水に溶解させることによって、炭酸アンモニウムの溶液を形成した。得られた１８％  ｗ／ｗの溶液は、１．０９４ｇ／ｍｌの密度を有していた。次亜塩素酸ナトリウムの濃縮された溶液を、５０００ｐｐｍの濃度に希釈した。４．２ｍｌの炭酸アンモニウム溶液（９．００ｍｍｏｌの炭酸塩）を、３０ｍｌの希釈された次亜塩素酸塩と混合し、得られた溶液を、希次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率およびｐＨを、滴定の間にわたってモニターした。以下、次亜塩素酸塩溶液中で濃縮されたアンモニウム塩溶液を希釈することを含む手順は、「新規な（ｎｅｗ）方法」と呼ばれる。
【００６５】
炭酸アンモニウムの各モルが、２つのアンモニウムイオンを有するため、反応の予測されるエンドポイントは、２の次亜塩素酸塩／炭酸塩比におけるものである。ＯＲＰは、１．８０の比率で最小値に達し、伝導率は、１．７２の比率で最小値に達する。他方、エンドポイントをはるかに超える２．５８の比率になるまでｐＨ最大値に達しなかった。したがって、ＯＲＰおよび伝導率が、高いｐＨにおけるエンドポイント指標として使用され得る一方、ｐＨが、これらの条件下における好適な指標でないことが示される。
【００６６】
１００ｇの炭酸アンモニウムを４００ｇの水に溶解させることによって、炭酸アンモニウムの溶液を形成した。得られた２０％  ｗ／ｗの溶液は、１．１３７ｇ／ｍｌの密度を有していた。次亜塩素酸ナトリウムの濃縮された溶液を、７９００ｐｐｍの濃度に希釈した。１．４ｍｌの炭酸アンモニウム溶液（３．３２ｍｍｏｌの炭酸塩）を、５０ｍｌの水中で希釈し、得られた溶液を、希次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率およびｐＨを、滴定の間にわたってモニターした。以下、濃縮されたアンモニウム塩溶液を水中で希釈することを含む手順は、「従来の（ｏｌｄ）方法」と呼ばれる。
【００６７】
ＯＲＰ最小値が、１．３４の次亜塩素酸塩対炭酸塩比で観察された。ｐＨ＝１１．７３のｐＨ最大値が、２．０１の次亜塩素酸塩／炭酸塩比で観察された。伝導率最小値は観察されなかった。ＯＲＰが、アンモニウム塩希釈液が水中のアンモニウム塩原液の希釈によって調製される場合でさえ、指標として機能し得る一方、最小伝導率は、検出されず、したがって、伝導率は、これらの条件下で有効なコントロールパラメータでないことが本明細書から分かる。
【００６８】
実施例２  −  カルバミン酸アンモニウム  −  新規な方法
カルバミン酸アンモニウムおよび炭酸アンモニウムが、ｐＨに依存する平衡状態で存在し、ここで、より高いｐＨが、カルバミン酸アンモニウムにとって有利である。カルバミン酸アンモニウムが、モル当たり１つのアンモニウムイオンを有する一方、炭酸アンモニウムは、モル当たり２つのアンモニウムイオンを有するため、カルバミン酸アンモニウムまたは炭酸アンモニウムの溶液と完全に反応するのに必要とされる次亜塩素酸塩の量は、これらの２つの化合物の間で形成される混合物に応じて決まる。
【００６９】
２０ｇのカルバミン酸アンモニウムおよび可変量の水酸化ナトリウムを水に溶解させることによって、カルバミン酸アンモニウムの２０％の原液を形成した。５．５ｍｌのカルバミン酸アンモニウム原液を、３２００ｐｐｍまたは５０００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウムで希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率およびｐＨを、滴定の間にわたってモニターした。表１は、様々な試験のための反応条件ならびに観察された最大ｐＨおよび最小ＯＲＰおよび伝導率を示す。
【表１】
0006400603.tif 000002
【００７０】
反応を完了させるのに必要とされる次亜塩素酸塩の量が、ｐＨの増加とともに減少することが、表１の結果から分かる。これは、ｐＨが増加するにつれて、平衡がカルバミン酸塩の側にシフトし、利用可能なアンモニウムが少なくなるため、予測されるはずである。理想的な水酸化物：カルバミン酸塩比は、０．７５であることが分かった。この比率において、最小ＯＲＰおよび伝導率は両方とも、約１の次亜塩素酸塩：カルバミン酸塩比で生じる。ｐＨ最大値が、最小ＯＲＰおよび伝導率のかなり後に生じるため、ｐＨがこれらの条件下で有効なコントロールパラメータでないことを示すことが、試験の全てにおいて分かる。
【００７１】
実施例３  −  炭酸アンモニウム  −  新規な方法
２０ｇの炭酸アンモニウムおよび可変量の水酸化ナトリウムを水に溶解させることによって、炭酸アンモニウムの２０％の原液を形成した。５．５ｍｌの炭酸アンモニウム原液を、５０００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウムで希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率およびｐＨを、滴定の間にわたってモニターした。表２は、様々な試験のための反応条件ならびに観察された最大ｐＨおよび最小ＯＲＰおよび伝導率を示す。
【表２】
0006400603.tif 000003
【００７２】
反応を完了させるのに必要とされる次亜塩素酸塩の量が、ｐＨの増加とともに減少することが、表２の結果から分かる。これは、ｐＨが増加するにつれて、平衡がカルバミン酸塩の側にシフトし、利用可能なアンモニウムが少なくなるため、予測されるはずである。理想的な水酸化物：炭酸塩比は、１．１〜１．２であることが分かった。この比率において、最小ＯＲＰおよび伝導率は両方とも、約１の次亜塩素酸塩：炭酸塩比で生じる。ｐＨ最大値が、最小ＯＲＰおよび伝導率のかなり後に生じるため、ｐＨがこれらの条件下で有効なコントロールパラメータでないことを示すことが、試験の全てにおいて分かる。
【００７３】
理想的な水酸化物比が、カルバミン酸塩に対するより炭酸塩に対して高いことも予測される。次亜塩素酸塩：炭酸塩／カルバミン酸塩の１：１の比率が、化学種の全てがカルバミン酸塩に転化される場合に観察される。カルバミン酸塩から開始する場合より炭酸塩から開始する場合、より多い水酸化物が、これに必要とされる。いずれの場合も、非常に高いｐＨ条件下で、ＯＲＰおよび伝導率最小値は観察されなかった。非常に高いｐＨにおける他のアンモニウム塩との反応は、同じ傾向を示し、このことは、非常に高いｐＨにおける殺生物剤の生成があまり効率的でないことを示す。
【００７４】
実施例４  −  硫酸アンモニウム  −  新規な方法
２８ｇの硫酸アンモニウムを７２ｍｌの水に溶解させることによって、硫酸アンモニウムの２８％の原液を形成した。０．４５ｍｌの硫酸アンモニウム原液および０．２５ｍｌの３３％のＮａＯＨ溶液を、３０ｍｌの４０００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム溶液中で希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率、ｐＨおよび酸素飽和度を、滴定の間にわたってモニターした。
【００７５】
ＯＲＰ最小値が、０．７８の次亜塩素酸塩／硫酸塩比で観察された。酸素飽和度が９０％未満に低下したのはこの比率においてである。ｐＨ最大値または伝導率最小値は観察されなかった。酸素飽和度も、コントロールパラメータとして機能し得ることが分かる。反応のエンドポイントをさらに確認するために、２つのコントロールパラメータが、一緒に使用され得ることも分かる。
【００７６】
異なる条件下で行われるさらなる試験が、適切な反応条件が選択される場合、様々なコントロールパラメータが使用され得ることを示す。水酸化ナトリウムを加えることによって、希釈された硫酸塩溶液の初期ｐＨが調整される。反応条件および結果が、表３にまとめられている。
【表３】
0006400603.tif 000004
実施例５  −  塩化アンモニウム  −  新規な方法
【００７７】
２３ｇの塩化アンモニウムを７７ｇの水に溶解させることによって、塩化アンモニウムの２３％の原液を形成した。０．４３ｍｌの塩化アンモニウム原液および０．２５ｍｌの３３％のＮａＯＨ溶液を、３０ｍｌの４０００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム溶液中で希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率、ｐＨおよび酸素飽和度を、滴定の間にわたってモニターした。
【００７８】
伝導率最小値が、０．６４の次亜塩素酸塩／塩化物比で観察された。酸素飽和度が９０％未満に低下したのはこの比率においてである。ｐＨ最大値またはＯＲＰ最小値は観察されなかった。いくつかのコントロールパラメータの組合せの使用により、少なくとも１つのコントロールパラメータによって反応のエンドポイントを決定することが確実になることが分かった。
【００７９】
次亜塩素酸塩濃度および開始ｐＨの影響を決定するために、さらなる試験を行った。水酸化ナトリウムを加えることによって、希釈された塩化アンモニウム溶液のｐＨを調整した。ＯＲＰ、伝導率および酸素飽和度を、試験中に測定した。試験条件および結果が、表４に示される。
【表４】
0006400603.tif 000005
【００８０】
これらの結果は、非常に高いアルカリ度で、殺生物剤がはるかに速く分解し、殺生物剤を分解せずに、１：１のモル比を生成することは実際には不可能であることを示す。
【００８１】
実施例６  −  スルファミン酸アンモニウム  −  新規な方法
５０ｇのスルファミン酸アンモニウムを２００ｇの水に溶解させることによって、スルファミン酸アンモニウムの２０％の原液を形成した。５．０ｍｌのスルファミン酸アンモニウム原液を、３０ｍｌの５８００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム溶液中で希釈し、得られた溶液を、残りの次亜塩素酸塩で滴定した。溶液のＯＲＰ、伝導率およびｐＨを、滴定の間にわたってモニターした。
【００８２】
伝導率最小値が、０．９４の次亜塩素酸塩／スルファミン酸塩比で観察された。ＯＲＰ最小値が、１．２０の次亜塩素酸塩／スルファミン酸塩比で観察された。ｐＨ最大値が、１．４１の次亜塩素酸塩／スルファミン酸塩比で観察された。ＯＲＰ測定と伝導率測定との間の相違は、ＯＲＰ電極のより長い応答時間に起因し得る。
【００８３】
さらなる試験では、１０ｇのＮａＯＨを、スルファミン酸塩原液に加えた。この場合、伝導率およびＯＲＰは両方とも、０．９４の次亜塩素酸塩／スルファミン酸塩比の最小値を有していた一方、ｐＨ最大値は、１．９５の次亜塩素酸塩／スルファミン酸塩比のみで生じた。ＮａＯＨの添加によりｐＨがより高いため、ｐＨ最大値の遅れが予測され、したがって、系は、ＭＣＡの分解によって引き起こされるｐＨ変化にあまり影響されなかった。
【００８４】
実施例７  −  臭化アンモニウム  −  従来の方法
１．６ｍｌの３５％の臭化アンモニウムの原液を、１００ｍｌの水中で希釈して、臭化アンモニウムの５５００ｐｐｍの溶液を形成した。１２％の次亜塩素酸ナトリウムの原液を、水中で希釈して、３０００ｐｐｍ（試験１）、４０００ｐｐｍ（試験２）および５０００ｐｐｍ（試験３）の濃度の溶液を形成した。５０ｍｌの臭化アンモニウム溶液を、次亜塩素酸塩希釈液のそれぞれで滴定した。さらに、０．２５ｍｌの３３％のＮａＯＨ溶液を含有する５０ｍｌの臭化アンモニウムを、４０００ｐｐｍの次亜塩素酸塩（試験４）で滴定した。溶液のｐＨ、ＯＲＰ、伝導率および酸素飽和度を、滴定の間にわたってモニターした。結果が、表５に示される。
【表５】
0006400603.tif 000006
【００８５】
殺生物剤が生成されるにつれてｐＨがゆっくりと増加し、分解が著しい場合、急に低下する。全ての４つの試験において、特に、ＮａＯＨの添加により開始ｐＨが高かった試験４において、鋭い点ではなく、ｐＨ最大値の広い範囲が観察された。分解によるｐＨの急低下が最も検出しやすいが、最大値は等モル点である。次亜塩素酸塩濃度がより高いとき、過剰なＮａＯＨが避けられる場合、この点は、より検出しやすくなる。このことから、良好な検出方法を有するだけでは十分でないことが分かる。次亜塩素酸塩濃度などの、殺生物剤を生成するための条件も制御されるべきである。
【００８６】
ＯＲＰ最小値が全ての試験において見られ、このことは、ＯＲＰが、検出および制御方法として普遍的であることを意味する。ＯＲＰ最小値は、明確な鋭い点ではなく、広い範囲を形成し得る。殺生物剤の分解によるＯＲＰの急増がより検出しやすいが、制御する点は、下限のＯＲＰへの低下である。広い最小値は、殺生物剤を生成するための反応条件が理想的でないことを示す。殺生物剤は、生成されるにつれて分解しており、他の条件が、殺生物剤を有効に生成するように選択されるべきである。
【００８７】
３０００ｐｐｍの次亜塩素酸塩を使用したときのみ、伝導率最小値が観察された。伝導率最小値を確認するために、伝導率を増大する次亜塩素酸塩が加えられるときでさえ、伝導率の低下が観察されなければならない。次亜塩素酸塩が一気に（ｉｎ  ｂｉｇ  ｓｔｅｐｓ）加えられる場合、次亜塩素酸塩の増大された伝導率により伝導率最小値が隠され、それにより、反応制御に伝導率を使用することができなくなる。したがって、伝導率は、コントロールパラメータとして、ＯＲＰまたはｐＨほど普遍的ではないが、適切に適用される場合、より有用な手段になり得る。
【００８８】
殺生物剤の分解により、酸素飽和度が減少される。分解により酸素が消費されるため、分解をモニターするこの方法は、最も感度が高く、反応条件に最も依存しない。試験の全てが、酸素飽和度の低下を示し、最初はゆっくりと、次に、ゼロに急低下した。過剰なＮａＯＨは、分解を減速するが、分解を停止させない。分解は同じ値で開始するか、あるいはわずかに早く開始するが、より低い速度で進行する。
【００８９】
現場実験
現場実験の一般的な方法は以下のとおりであった：軟水の供給を提供する。任意の試薬を供給水に加える前に、水の供給を２つの流れに分割することができ（従来の方法）、または濃縮された次亜塩素酸ナトリウムを、供給水と混合して、希釈された次亜塩素酸塩を形成し、それを２つの流れに分割する。アンモニウム塩を、１０〜５０％の全次亜塩素酸塩体積を含有する次亜塩素酸塩流れの一方に加え、両方の流れを混合室中で混合する（新規な方法）。
【００９０】
コントロール要素を、コントロールセル中に設置することができる。セルを混合室の直後に、混合の１２〜２４秒後に到達される短い管に設置し、またはさらに離れた地点で、混合の４０〜７６秒後に到達される長い管に設置することができる。ｐＨ、ＯＲＰ、伝導率および酸素飽和度の測定をコントロールセルで行う。コントロールセルにおける結果をモニターすることに加えて、同様の値も殺生物剤の生成の約５分後に供給ユニットの出口で手作業で測定する。
【００９１】
殺生物剤を作製するためのプロセス中、試薬の供給速度の一方は一定であるが、他方の試薬の供給速度は変化される。次亜塩素酸塩またはアンモニウム塩のいずれかが一定であり得る。可変の供給速度は、最低供給速度から開始し、過剰な化学物質が加えられるまで徐々に上昇し得るか（以下、「上昇（ｇｏｉｎｇ  ｕｐ）」）または可変の供給速度は、予測される反応のエンドポイントを超える最高供給速度から開始し、予測される反応のエンドポイント未満の低い供給速度まで徐々に低下し得る（以下、「低下（ｇｏｉｎｇ  ｄｏｗｎ）」）。以下の実施例は、規定される反応条件を様々に変化させた試験の結果を示す。
【００９２】
実施例８  −  従来の方法および新規な方法の比較
従来の方法：３８．７ｌ／時の１０％の次亜塩素酸ナトリウム溶液を、４００ｌ／時の水と混合し、反応室に供給した。９％のＮａＯＨを含む４５．３ｌ／時の１８％のカルバミン酸アンモニウム溶液を、３５０ｌ／時の水と混合し、反応室に供給した。カルバミン酸塩流量を、１９．３ｌ／時に徐々に減少させた。ＯＲＰ、伝導率およびｐＨを、反応室中で、オンラインでモニターし、反応室を出る試料を手作業で測定することによって、ＯＲＰおよび伝導率を確認した。
【００９３】
最小伝導率が、０．５８の次亜塩素酸塩／カルバミン酸塩比に相当する３６．０ｌ／時のカルバミン酸塩流量で観察された。最小ＯＲＰが、０．６５の次亜塩素酸塩／カルバミン酸塩比に相当する３１．９ｌ／時のカルバミン酸塩流量で観察された。ｐＨ最大値は観察されなかった。
【００９４】
新規な方法：別の試験において、１０％の次亜塩素酸ナトリウム溶液を、７５０ｌ／時の水と混合した。４００ｌ／時の得られた流れを、混合室に供給し、残りを用いて、１８％のカルバミン酸アンモニウム溶液を希釈した。次亜塩素酸塩溶液でこのように希釈されたカルバミン酸塩溶液も、混合室に供給した。１８％のカルバミン酸塩溶液の流量を、過去の研究と同様に変化させた。この場合、最小伝導率は、０．７４の次亜塩素酸塩／カルバミン酸塩比に相当する２８．３ｌ／時のカルバミン酸塩流量で観察され、最小ＯＲＰは、０．８２の次亜塩素酸塩／カルバミン酸塩比に相当する２５．２ｌ／時のカルバミン酸塩流量で観察された。この場合も、ｐＨ最大値は観察されなかった。
【００９５】
これらの試験の比較から、アンモニウム塩を水中で希釈する従来の方法において、コントロールパラメータが、新規な方法より低い次亜塩素酸塩／カルバミン酸塩比で反応の終了を示すことが分かる。これは、従来の方法において、一部の殺生物剤が、エンドポイントに達する前に分解し始めることを示唆している。さらに、新規な方法を使用した場合、オンラインの伝導率測定と手作業の伝導率測定との相関である一方、従来の方法を使用した場合、伝導率測定が不安定であることが観察された。この場合、新規な方法がより優れていると思われる。
【００９６】
炭酸アンモニウムが、アンモニウム塩として使用される場合、結果はいくらか異なっていた。いずれの方法を用いても最小伝導率が観察されず、両方の方法を用いて同じＯＲＰ最小値が観察された。したがって、炭酸アンモニウムの場合、２つの方法の間に差はなかった。
【００９７】
実施例９  −  供給速度の変化
試験の一部において、カルバミン酸アンモニウム供給速度が一定であり、次亜塩素酸塩供給速度を着実に上昇させた一方（上昇）、他の試験において、次亜塩素酸塩供給速度を一定に保持し、カルバミン酸アンモニウムの供給を着実に上昇させたか（上昇）または低下させた（低下）ことを除いて、実施例８に記載される一般的な新規な方法にしたがって、いくつかの試験を行った。次亜塩素酸塩濃度は６０００ｐｐｍであった。表６には、各試験の塩基性条件および結果がまとめられている。カルバミン酸アンモニウムを希釈するのに使用される全水流のパーセントは、アンモニウムに対する流れ％として示される。
【表６】
0006400603.tif 000007
【００９８】
表６の結果は、最小ＯＲＰが、以下の選択肢の全てを用いて検出され得ることを示す：カルバミン酸アンモニウム供給速度を一定に維持し、次亜塩素酸塩供給速度を徐々に上昇させるか、または次亜塩素酸塩供給速度を一定に維持し、カルバミン酸アンモニウム供給速度を上昇または低下させるが、最小ＯＲＰの値は異なっていた。カルバミン酸アンモニウムの一定の供給および次亜塩素酸塩の可変の供給で行われた試験は、１より高い次亜塩素酸塩：カルバミン酸塩のモル比で、より高いＯＲＰ最小値を示し、このことは、一部のカルバミン酸アンモニウムが、プロセス中に炭酸アンモニウムに転化したことを示す。
【００９９】
次亜塩素酸塩の一定の供給速度、およびカルバミン酸アンモニウムの可変の供給速度で試験を行った場合、最小伝導率が明確に見られた。カルバミン酸塩の供給の増加または減少の間の著しい差はなかった。カルバミン酸アンモニウムの一定の供給速度、および次亜塩素酸塩の可変の供給で試験を行った場合、最小伝導率は検出されなかった。カルバミン酸アンモニウムへの次亜塩素酸塩の添加による伝導率の増加により、エンドポイントにおける伝導率最小値が隠されると思われる。それにもかかわらず、次亜塩素酸塩供給が非常にゆっくりと増加される場合、エンドポイントは、観察され得る。
【０１００】
実施例１０  −  流れの分割の変化
カルバミン酸アンモニウムを希釈するのに使用される全水流のパーセントが各試験で異なっていたことを除いて、実施例８に記載される一般的な新規な方法にしたがって、いくつかの試験を行った。表７には、各試験の塩基性条件および結果がまとめられている。
【表７】
0006400603.tif 000008
【０１０１】
表７に示される結果は、ＯＲＰおよび伝導率の測定が等しいため、最良の結果が、アンモニウム塩を希釈するのに全体積の１０％の水を用いて測定されることを示す。
【０１０２】
実施例１１  −  保持時間の変化
混合室を出てからコントロールセルに到達するまでの保持時間が各試験で異なっていたことを除いて、実施例８に記載される一般的な新規な方法にしたがって、いくつかの試験を行った。異なる保持時間は、異なる流量を用いて、および長い管または短い管を用いて得られた。表８には、各試験の塩基性条件および結果がまとめられている。
【０１０３】
オンラインおよび手作業による伝導率の最小値は、試験の大半で同様である。オンラインおよび手作業のＯＲＰ読み取りの間の差は、伝導率の差よりはるかに大きい。これは、電極が安定するのに時間がかかるというＯＲＰの１つの欠点を強調している。したがって、オンラインの読み取りは、手作業の読み取りほど正確でないことがある。最短の接触時間における高いＯＲＰ値は、反応がその時点でまだ完了していないことを証明していることがある。
【表８】
0006400603.tif 000009
【０１０４】
ＯＲＰ値は保持時間にそれほど依存していないが、モル比は、より低いばらつきを示し、この比率は、保持時間が増加するにつれて、わずかに減少するに過ぎない。これは、保持時間が非常に有用であることを示し、より長い保持時間は短い保持時間より好ましい。
【０１０５】
実施例１２  −  次亜塩素酸塩濃度の変化
可変量の７％の次亜塩素酸ナトリウム溶液を、８００ｌ／時の水と混合した。４００ｌ／時の得られた流れを、混合室に供給し、残りを用いて、１８％のカルバミン酸アンモニウム溶液を希釈した。次亜塩素酸塩溶液でこのように希釈されたカルバミン酸塩溶液も、混合室に供給した。カルバミン酸塩の流量を変更するために、アンモニウム塩ポンプのストロークを変化させた。ｐＨ、ＯＲＰおよび伝導率をオンラインで測定した。伝導率を、２つの異なる電極、標準的な伝導率電極および誘導電極を用いて測定した。
【０１０６】
３つの異なる次亜塩素酸塩濃度、３７００ｐｐｍ（試験１）、４４００ｐｐｍ（試験２）および４８００ｐｐｍ（試験３）について、上記の手順を繰り返した。試験のいずれにおいてもｐＨ最大値は観察されなかった。試験１において、ＯＲＰまたは伝導率最小値は観察されなかった。
【０１０７】
試験２において、ＯＲＰ最小値は、１７．３ｌ／時のカルバミン酸塩流量および１．１７の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する５０％のポンプストロークで生じた。伝導率電極は両方とも、１９．６ｌ／時のカルバミン酸塩流量および１．０３の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する５５％のポンプストロークで最小値を示した。試験３において、ＯＲＰ最小値は、１９．６ｌ／時のカルバミン酸塩流量および１．１４の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する５５％のポンプストロークで生じた。伝導率電極は両方とも、２２．０ｌ／時のカルバミン酸塩流量および１．０２の次亜塩素酸塩対カルバミン酸塩比に相当する６０％のポンプストロークで最小値を示した。
【０１０８】
カルバミン酸アンモニウムが水に加えられるとき、ＯＲＰは増加する。カルバミン酸アンモニウムが次亜塩素酸塩に加えられ、殺生物剤が生成されるとき、ＯＲＰは、次亜塩素酸塩が使い果たされるにつれて低下し、その時点でさらなる殺生物剤は生成されず、ＯＲＰは再度増加し始める。殺生物剤がこの実施例に記載されるように生成され、次亜塩素酸塩の濃度が低いとき、ＯＲＰの傾向は、水へのカルバミン酸アンモニウムの添加の場合と類似しており、ＯＲＰ最小値が検出されない。次亜塩素酸塩濃度の上昇、さらなる殺生物剤の生成は、予測されるＯＲＰ最小値を示す。
【０１０９】
伝導率は、ＯＲＰと同様の傾向にしたがう。次亜塩素酸塩の濃度が低く、わずかな少量の殺生物剤が生成されるとき、殺生物剤の生成による伝導率の低下が、カルバミン酸アンモニウムの添加による伝導率の上昇に隠される。したがって、最小値が観察されない。最小値は、次亜塩素酸塩の濃度を上昇させることによって生じ得る。さらに、最小値は、次亜塩素酸塩濃度を一定に保持し、アンモニウム濃度を変化させることによって、より容易に検出される。
【０１１０】
さらなる一連の試験において、次亜塩素酸塩の濃度は、各試験で同じであったが、次亜塩素酸塩の一定の流量は、各試験で異なっていた。理想的な比率を見出すために、カルバミン酸アンモニウムの流量を、各試験で変化させた。結果が、表９にまとめられている。系中の過度に少ない次亜塩素酸塩が、ＯＲＰまたは伝導率の最小値によって規定される等モル点を隠すことが、やはり分かる。
【表９】
0006400603.tif 000010
【０１１１】
これらの試験は、多くの要因がモノクロラミン殺生物剤の生成の効率に影響を与えることを証明している。温度、化学物質の添加および混合の持続時間、初期のアルカリ度、アンモニウム塩の品質およびその推定される濃度の正確性、次亜塩素酸塩の品質ならびに殺生物剤の希釈および生成中に生じる品質の変化は全て、分解を伴わない殺生物剤の効率的な生成に関係し得る。可変の条件下で、分解を伴わずに、最適な収量で殺生物剤を生成するために、制御が必要である。
【０１１２】
伝導率を用いて測定された伝導率または誘導電極を用いて測定された伝導率またはＴＤＳ、および酸素飽和度によって測定される酸化還元電位、イオン濃度を用いて、殺生物剤生成を制御することができる。上記の試験の結果を見ると、場合により、ＯＲＰ最小値が存在せず、または伝導率最小値が存在せず、または両方とも存在しないことが分かる。反応条件、最も重要には、試薬の相対濃度を変化させることによって、最小値が見られるかまたは最小値が見えなくなり得る。
【０１１３】
本発明が、本明細書において上記に特に示され、記載されたものに限定されないことが、当業者によって理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書において上述される様々な特徴の組合せおよび副次的組合せの両方、ならびに上記の説明を読んだ際に当業者に想到され、かつ先行技術にはない本発明の変更形態を含む。
【図１】
0006400603.tif 000011