Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu sơ đồ công nghệ của thiết bị sản xuất dung dịch siêu ôxy hóa để khử trùng dụng cụ và môi trường trong cơ sở chế biến thực phẩm

Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Học viên

Nguyễn Thị Mận

Lớp KTMT 2012B

Viện Khoa học và1 Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

LỜI CẢM ƠN!
Trước hết tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với thầy
PGS.TS Nguyễn Hoài Châu, Viện trưởng Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiếp nhận tôi vào thực tập tại viện, tận
tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt
nghiệp này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới KSC. Nguyễn Văn Hà và TS. Lê Thanh
Sơn, cán bộ Viện Công nghệ môi trường đã giúp đỡ tôi tận tình trong quá trình thực
tập và xây dựng báo cáo.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể các anh chị phòng Công nghệ Điện
hóa - Viện Công Nghệ Môi trường đã đóng góp nhiều ý kiến và tạo điều kiện thuận
lợi cho tôi hoàn thành luận văn; các thầy cô trong Viện Khoa học Công nghệ và
Môi trường – trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi được học tập và nghiên cứu.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các cán bộ, công nhân viên nhà máy chế biến
thủy sản xuất khẩu 1 (F34)- Công ty BASEAFOOD, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu đã tiếp
nhận và giúp đỡ tôi tận tình trong suốt quá trình tiến hành thí nghiệm tại nhà máy.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã
nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2013
Học viên

Nguyễn Thị Mận

Lớp KTMT 2012B

Viện Khoa học và2 Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Từ đầy đủ

ANK
CFU
CHTĐH&CN
CNMT
FEM
HHĐH
ORP
QA
QCa
STD
STEL
TDS
VKHK
VHLKHCNVN

Dung dịch Anolit trung tính
Số đơn vị hình thành khuẩn lạc
Các hệ thống điện hóa và công nghệ
Công nghệ Môi trường
Môđun điện hóa theo dòng chảy
Hoạt hóa điện hóa
Thế ôxy hóa khử
Lưu lượng Anolit đầu ra
Lưu lượng Catolit đầu ra
Độ lệch chuẩn
Sterility electrochemistry
Tổng chất rắn hòa tan
vi khuẩn hiếu khí
Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam

Lớp KTMT 2012B

Viện Khoa học và3 Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

MỤC LỤC

Lớp KTMT 2012B

Viện Khoa học và4 Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

DANH MỤC CÁC BẢNG

Lớp KTMT 2012B

Viện Khoa học và5 Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Lớp KTMT 2012B

Viện Khoa học và6 Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

MỞ ĐẦU
Thực phẩm là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho sự phát triển của cơ thể,
đảm bảo sức khỏe con người nhưng đồng thời cũng có thể là nguồn gây bệnh nếu
không được đảm bảo vệ sinh. Nguồn gây bệnh từ thực phẩm có thể xuất hiện ở
nhiều khâu từ sản xuất đến vận chuyển, bảo quản, chế biến, nấu ăn và cách ăn.
Không có thực phẩm nào được coi là có giá trị dinh dưỡng nếu nó không đảm bảo
vệ sinh.
Do đó, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm luôn được đặt lên hàng đầu trong
những chương trình phát triển của các quốc gia. Trong những năm gần đây, tình
hình ngộ độc thực phẩm có xu hướng gia tăng cả về số lượng lẫn qui mô tác hại ở
nhiều nước. Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm Việt Nam
có 8 triệu người (chiếm xấp xỉ 1/10 tổng dân số) bị ngộ độc thực phẩm hoặc ngộ
độc do liên quan đến thực phẩm. Ngộ độc thực phẩm do nhiều nguyên nhân khác
nhau gây ra, nhưng trong số đó có đến 50% các vụ ngộ độc thực phẩm là do tác
nhân vi sinh vật [16].
Hiện nay, xuất khẩu thực phẩm đang chiếm tỷ trọng quan trọng trong nền
kinh tế nước ta. Sự hội nhập kinh tế theo xu hướng toàn cầu hóa có tác động rất lớn
đến các tiêu chuẩn về chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm. Việc đẩy mạnh xây

dựng qui trình, cải tiến các trang thiết bị trong chế biến thực phẩm đóng vai trò
quyết định giúp nâng cao năng lực kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm. Trong đó,
khử trùng nước, dụng cụ và nhà xưởng sản xuất là những khâu thiết yếu của quá
trình bảo đảm vệ sinh sản xuất.
Trong số tất cả các loại dung dịch sát trùng có hoạt tính cao nhưng với độc
tính thấp được biết từ trước đến nay, dung dịch Anolit trung tính sản xuất trên các
thiết bị hoạt hóa điện hóa (HHĐH) có nhiều ưu điểm như: hoạt tính khử trùng vẫn
được duy trì ở mức độ cao, trong khi nồng độ các chất ôxy hóa trong dung dịch
rất thấp và thành phần của chúng luôn biến đổi theo thời gian nên vi khuẩn
không có khả năng thích nghi chống lại.

Lớp KTMT 2012B 7

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

Dung dịch anolit đã được nhiều nước trên thế giới như Nga, Mỹ, Nhật,
Đức… nghiên cứu và thử nghiệm ứng dụng làm tác nhân khử trùng trong nhiều lĩnh
vực sản xuất và đời sống. Hợp tác với Viện Các Hệ thống Điện hóa và Công nghệ
của VS.Bakhir thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga, trong những năm qua Viện Công
nghệ môi trường thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trên cơ sở
các môđun HHĐH khác nhau nhập từ LB Nga đã thiết kế chế tạo thành công một
số chủng loại thiết bị HHĐH kiểu STEL phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới
của Việt Nam. Để có thể ứng dụng rộng rãi Anolit trong chế biến thực phẩm, chúng
tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu sơ đồ công nghệ của thiết bị sản
xuất dung dịch siêu ôxy hóa để khử trùng dụng cụ và môi trường trong cơ sở chế

biến thực phẩm’’ với các nội dung chính như sau:
• Nghiên cứu sơ đồ công nghệ sản xuất anolit, khảo sát các thông số lí – hóa cơ bản
của thiết bị và đánh giá khả năng khử khuẩn anolit trong phòng thí nghiệm.
• Khảo sát ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật đến chất lượng Anolit.
• Khảo sát thực trạng nhiễm khuẩn dụng cụ và môi trường trong cơ sở chế biến thực
phẩm để lựa chọn đối tượng thử nghiệm.
• Đánh giá hiệu quả khử trùng của anolit đối với các dụng cụ nhỏ và bề mặt tại cơ sở
chế biến thủy sản và so sánh với phương pháp thường dùng của nhà máy.

Lớp KTMT 2012B 8

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Các phương pháp khử trùng thường dùng hiện nay
Theo truyền thống, các thuật ngữ “khử trùng” được dùng để mô tả các qui
trình và các chất sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm nhằm đảm bảo các
chỉ tiêu vi sinh đáp ứng được các yêu cầu an toàn vệ sinh thực phẩm.
Hiện nay, một số biện pháp khử trùng có hiệu quả được sử dụng phổ biến là
khử trùng bằng nhiệt, tia cực tím hoặc sử dụng hóa chất. Việc dùng nhiệt ở dạng hơi
nước hoặc nước nóng là phương pháp khử trùng rất an toàn và được sử dụng rộng
rãi.
1.1.1. Khử trùng bằng nhiệt[22]
Khử trùng bằng nhiệt là phương pháp dùng nhiệt độ cao thích hợp và trong
thời gian vừa phải để diệt vi sinh vật. Trong quá trình diệt khuẩn bằng nhiệt, tốc độ

tiêu diệt vi khuẩn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, loại vi sinh vật và môi trường
chứa vi sinh vật. Nếu vi sinh vật lẫn vào cặn cáu hoặc các chất khác, chúng sẽ được
bảo vệ; do đó sử dụng nhiệt để khử trùng sẽ kém hiệu quả.
Một số biện pháp khử trùng bằng nhiệt:
 Đốt cháy: Dùng lửa đèn cồn hoặc gas đốt cháy các dụng cụ kim loại như que
cấy, kẹp, kéo dao. Tác dụng phá huỷ tế bào vi sinh vật.
 Nhiệt khô: dùng để diệt trùng các dụng cụ kim loại hay thuỷ tinh trong lò

Pasteur.
 Đun sôi: Thông thường xử lý ở 100°C trong 30 phút. Tác dụng giết chết đa
số tế bào vi sinh vật, ngoại trừ một số loài vi sinh vật có bào tử. Nếu cần phải
diệt bào tử thì cần thực hiện đun sôi với thời gian kéo dài hoặc xử lý bằng
cách đun sôi gián đoạn (shock nhiệt).
 Hơi nước bão hoà dưới áp suất cao: Dụng cụ để khử trùng thông dụng là nồi
hấp khử trùng. Áp suất hơi nước ở mức 1,1 kg/cm2 tương ứng với nhiệt độ
121°C, thời gian hấp thích hợp nhất là khoảng 10-15 phút tính từ khi nhiệt độ
bắt đầu ở 121oC. Có thể tiêu diệt các nội bào tử kháng nhiệt.

Lớp KTMT 2012B 9

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có những nhược điểm như: Có thể hình
thành các lớp màng lớn trên trang thiết bị, dễ gây bỏng, không phù hợp với vệ sinh
chung.

1.1.2. Khử trùng bằng tia cực tím[22]
Tia cực tím (UV) là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400nm
(nanometer). Độ dài sóng của tia cực tím nằm ngoài vùng phát hiện, nhận biết của
mắt thường. Dùng tia cực tím để khử trùng không làm thay đổi tính chất hóa học và
lý học của nước.
Tia cực tim tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn, tia cực tím có
độ dài bước sóng 254nm có khả năng diệt khuẩn cao nhất. Tuy nhiên, phương pháp
này không thích hợp cho khử trùng vệ sinh chung.
1.1.3. Khử trùng bằng hóa chất[15]
Trong trường hợp dùng hóa chất khử trùng, tỉ lệ vi sinh vật chết phụ thuộc
vào hiệu lực của nó đối với từng loài, nồng độ, nhiệt độ, pH cũng như mức độ tiếp
xúc giữa chất khử trùng và vi sinh vật và các đặc tính khác. Tương tự như khử trùng
bằng nhiệt, những vi sinh vật khác nhau có khả năng đề kháng khác nhau đối với
hóa chất khử trùng. Ngoài ra, những tạp chất vô cơ hoặc hữu cơ trong môi trường
cũng làm giảm đáng kể tỉ lệ chết của vi sinh vật. Vì vậy, việc khử trùng hiệu quả
nhất khi làm vệ sinh tốt.
Chất khử trùng lý tưởng cho các cơ sở chế biến thực phẩm cần có những đặc
tính sau:
• Phổ kháng khuẩn rộng, tác dụng nhanh.
• Dễ dàng tráng rửa sạch khỏi mặt bằng nhà xưởng sau khi khử trùng và không
•
•
•
•
•

để sót lại các chất có thể gây hại cho sản phẩm.
Không làm hư hại đến trang thiết bị trong nhà máy.
Không gây nguy hiểm cho người sử dụng.
Phù hợp với qui trình khử trùng đang sử dụng của xí nghiệp.

Dễ kiểm tra nồng độ, ổn định khi bảo quản lâu.
Rẻ tiền.

Một số chất khử trùng thông dụng như:

Lớp KTMT 2012B 10

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

•

Nguyễn Thị Mận

Clo và các hợp chất chứa clo hoạt tính
Clo và các hợp chất sản xuất từ clo là các tác nhân khử trùng chiếm số lượng

lớn và phổ biến trong các nhà máy thực phẩm. Khử trùng bằng clo có hiệu quả tốt
với nhiều loại vi khuẩn và nấm mốc. Chúng hoạt động tốt trong nước có nhiệt độ
thấp, chịu đựng được nước cứng và là chất khử trùng rẻ tiền.
Hiệu lực khử trùng của clo tỉ lệ thuận với tỉ lệ phần trăm của axit hypoclorơ
trong dung dịch: dạng hóa học hoạt động nhất của clo. Clo thường được áp dụng ở
pH kiềm hoặc trung tính (ở pH dưới 4,0 clo dễ bay hơi và khí clo được hình thành,
rất độc hại và có tính ăn mòn).
Khử trùng bằng clo có nhược điểm là chúng ăn mòn thiết bị và có thể tạo
thành các sản phẩm hữu cơ trong nước.
Tính chất của dioxit clo khác biệt so với các loại chất khử trùng chứa clo: Nó
không tạo thành axit hypoclorơ nhưng khi tan trong nước tạo thành dung dịch có

tính ôxy hóa mạnh. Nó có thể hiệu quả hơn so với clo trong khả năng tiêu diệt hoặc
làm giảm vi khuẩn, và nó vẫn giữ được một phần chức năng kháng khuẩn khi có
mặt chất thải hữu cơ. Vì thế, nó đặc biệt có tác dụng tiêu diệt đối với vi sinh vật
trong màng sinh học. Nó cũng ít ăn mòn thép và ít chịu ảnh hưởng của pH hơn clo.
Tuy nhiên, chi phí cho thiết bị ban đầu tốn kém; dioxit clo là chất không bền, nó có
khả năng gây nổ và rất độc hại nếu không sử dụng đúng cách. Vì vậy, cần kiểm soát
cẩn thận khi lựa chọn nó làm chất khử trùng.
 Ozon
Ozon là một chất không bền, yêu cầu phải được sản xuất tại chỗ, chi phí cao. Là
một chất khử trùng mạnh hơn so với clo nhưng yêu cầu việc theo dõi cẩn thận để tránh
phát sinh các khí độc hại. Hoạt tính của nó mất nhanh khi tiếp xúc với chất hữu cơ.
•

Các hợp chất chứa Iốt
Iodophor là chất có tính sát khuẩn phổ rộng như canxi hypoclorit. Hoạt tính

diệt khuẩn của iodophor được thực hiện nhờ giải phóng các phân tử iốt dạng tự do.
Thường được kết hợp với các hợp chất khác để tăng hiệu quả khử trùng.

Lớp KTMT 2012B 11

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

Chúng tiêu diệt được nhiều loại vi khuẩn, bao gồm nấm men và nấm mốc,
ngay khi ở nồng độ thấp. Chúng chịu đựng được khi có mặt lượng chất hữu cơ vừa

phải, ít ăn mòn và kém nhạy cảm với pH hơn so với clo và chúng ổn định hơn trong
quá trình lưu trữ và sử dụng. Chúng cũng ít ảnh hưởng đến da người hơn so với clo
và thường được lựa chọn để ngâm tay.
Iodophor thương mại ở dạng axit nên có thể hòa tan các cặn gỉ. Tuy nhiên,
Iodophor có thể làm bẩn vật liệu nhựa và xốp, hiệu quả thấp ở pH kiềm. Không nên
dùng chúng ở nhiệt độ trên 450C bởi Iốt tự do có thể bay thoát.
•

Paracetic acid và hydrogen peroxit
Paracetic acid (hay axit perôxyaxetic) và hydrogen peroxit là những hợp chất

có tác dụng diệt khuẩn nhanh bằng cách ôxy hóa, với phổ diệt khuẩn rộng. Có thể
dùng riêng hoặc kết hợp dưới các dạng dung dịch pha loãng để khử trùng bề mặt.
Tuy nhiên, hoạt tính của chúng sẽ bị giảm bởi các tạp chất hữu cơ và cũng giảm
nhanh theo thời gian. Chi phí đắt hơn so với một số chất khử trùng khác. Đặc biệt là
chúng không có hiệu quả với nấm men và nấm mốc.
•

Các hợp chất amoni bậc bốn
Các hợp chất amoni bậc bốn đã dần quay trở lại đây sau một thời gian bị

quên lãng. Chúng không gây ăn mòn kim loại, ít bị ảnh hưởng bởi hợp chất hữu cơ
so với một số chất khác. Tuy nhiên, chúng yêu cầu thời gian tiếp xúc dài mới diệt
được vi khuẩn. Do sức căng bề mặt của hợp chất amoni bậc bốn thấp nên chúng có
đặc tính rất dễ thâm nhập và vì vậy nên khó cháng rửa sạch. Mặt khác, chúng rất ổn
định và tiếp tục tiêu diệt vi khuẩn sau khi hầu hết các chất khử trùng khác đã mất
hiệu quả do đó nó có thể xâm nhập vào sản phẩm của nhà máy.
1.2. Giới thiệu chung về hoạt hóa điện hóa
1.2.1. Lịch sử phát triển
Vào năm 1975 kỹ sư V.M.Bakhir lần đầu tiên đã phát hiện ra rằng các dung

dịch thu nhận được từ dung dịch nước có độ khoáng hóa thấp trong buồng điện hoá
có màng ngăn có hoạt tính phản ứng với các tham số hóa lý khác thường. Khác xa
so với các mẫu tương tự được điều chế bằng cách pha chế các hóa chất tương ứng

Lớp KTMT 2012B 12

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

vào nước [1-3]. Các khảo sát tiếp theo đã chỉ ra rằng sự khác biệt về tính chất giữa
các dung dịch được điều chế điện hóa từ dung dịch muối loãng và các dung dịch
tương tự được điều chế hóa học không phải là một đại lượng bất biến. Sau một thời
gian nào đó các thông số hóa lý của chúng tự thay đổi và trở thành ngang bằng các
thông số tương ứng của dung dịch mẫu, nghĩa là khi đó các định luật điện phân cổ
điển được bảo toàn. Khoảng thời gian phục hồi này có thể kéo dài từ hàng chục
phút đến hàng chục giờ thậm chí hàng trăm giờ [4-5].
Các tham số hóa lý khác biệt đáng kể này chính là cơ sở để V. M. Bakhir gọi
các dung dịch trong giai đoạn phục hồi về trạng thái cân bằng nhiệt động học là các
dung dịch HHĐH và phát biểu các nguyên tắc cơ bản của công nghệ hoạt hóa điện
hoá. Việc nghiên cứu khai thác các hiệu ứng HHĐH đã tạo cơ sở cho việc phát triển
các công nghệ HHĐH khác nhau mà bản chất của chúng bao gồm việc ứng dụng
nước và các dung dịch ở trạng thái giả bền vào các quá trình công nghệ khác nhau,
nghĩa là sử dụng chúng trong thời gian chúng thể hiện hoạt tính lý-hóa cao nhất.
Các chất lỏng ở trạng thái giả bền thu được bằng cách xử lý điện hóa dung dịch
trong một điện trường đơn cực được V. M. Bakhir gọi là dung dịch HHĐH, còn
công nghệ điều chế và ứng dụng chúng được gọi là công nghệ HHĐH.

Công nghệ HHĐH cho phép không cần sử dụng đến hóa chất mà vẫn có thể
thay đổi một cách có định hướng trong khoảng giá trị rộng các tính chất axit-bazơ
cũng như các tính chất ôxy hóa khử và xúc tác của các dung dịch muối loãng (kể cả
nước thường) để sử dụng chúng cho các quá trình công nghệ khác nhau nhằm mục
đích bảo vệ môi trường, và tiết kiệm năng lượng, nguyên liệu và chi phí lao động.
Sau khi hiện tượng HHĐH trong dung dịch nước được phát minh và các thiết
bị công nghệ HHĐH được thử nghiệm thành công, nhiều các nhà khoa học Nga
khác đã có những đóng góp to lớn cho sự phát triển của công nghệ HHĐH. Năm
1985 HHĐH đã được Uỷ ban tối cao về cấp văn bằng (VAK) của Liên Xô chính
thức đưa vào nhóm các hiện tượng hóa-lý mới.
Nhờ vào những kết quả nghiên cứu thu được trong giai đoạn 1987-1990 dưới
sự chỉ đạo của V. M. Bakhir, Yu. G. Zadorozhny và B. I. Leonov tại Tổ hợp Khoa

Lớp KTMT 2012B 13

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

học – Sản xuất “EKRAN” thuộc Viện Nghiên cứu Thử nghiệm Kỹ thuật Y học toàn
Nga - nơi mà từ năm 1991 đã bắt đầu sản xuất theo dây chuyền các thiết bị HHĐH
kiểu STEL có khả năng điều chế các dung dịch khử trùng, tiệt trùng và tẩy rửa với
hiệu quả cao - công nghệ hoạt hóa điện hóa đã được Viện HLKH LB Nga chính
thức công nhận là một hướng Khoa học - Kỹ thuật mới. Các thiết bị này không chỉ
hoạt động tại các cơ sở y tế mà còn hiện diện trong các xí nghiệp chế biến thực
phẩm ( khử trùng thiết bị, dụng cụ, đồ chứa, nguyên liệu, sản phẩm chế biến), trong
công nghiệp dầu khí, trong chăn nuôi gia súc, gia cầm, thú y, trong xí nghiệp nuôi

ong và chế biến thủy sản, trong các cơ sở công cộng (nhà tắm, xưởng giặt, hiệu cắt
tóc, nhà trẻ, nhà nghỉ, nhà an dưỡng ...).
Cho tới nay các hệ thống buồng phản ứng điện hóa đã được hoàn thiện, đáp
ứng việc chế tạo nhiều loại thiết bị HHĐH sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau
(bảng 1.1).
Bảng 1.1: Lịch sử phát minh các buồng phản ứng điện hóa của V.M.Bakhir [21]

Kí hiệu

Năm hoàn

FEM- 1
FEM- 2
FEM- 3

thành
1989
1992
1994

FEM- 4

1998

FEM- 7

2000

Patent

Các đặc tính

Các buồng phản ứng điện
GB 2 253 860
RF No 2042639 hóa đơn giản kiểu môđun để
RF No 2078738
hoạt hóa điện hóa các dung
RF No 2145940
dịch điện li loãng và nước.
RF No 2106989 Các buồng phản ứng điện
hóa đơn giản kiểu môđun để

FEM- 9

2004

RF No 2270885 hoạt hóa điện hóa dung dịch
điện ly đặc.

MB- 11

2009

MB- 26

2009

RF No 2350692 Các buồng phản ứng điện
hóa đơn giản kiểu môđun để
RF No 2350692 HHĐH nhiều loại dung dịch.

Hiện tại, có hai loại buồng điện hóa FEM MB-11, MB- 26 (hình 1.2) được
chế tạo và cải tiến để cung cấp cho các đối tác chế tạo thiết bị. Nó có những ưu
Lớp KTMT 2012B 14

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

điểm hơn hẳn các sản phẩm trước đó như tăng năng suất điện phân, giảm được các
chi phí về muối, điện năng tiêu hao và tăng năng suất điều chế Clo hoạt tính.
Đường ra
Anolit
Đường ra
Catolit
Catốt

Màng
ngăn

Anốt
Đường
nước vào
Đường
muối vào
Hình 1.1. Cấu tạo của buồng
điện hóa MB- 11

Hình 1.2. Hình dáng thực của buồng điện hóa
MB- 11 và MB-26

Khác biệt cơ bản của buồng điện hóa dòng chảy có màng ngăn (FEM) so với
bất kỳ loại buồng điện hóa nào khác là ở sự kết hợp độc đáo các đặc trưng kết cấu,
kích thước hình học, các tham số vật lý và điện hóa [9].
+ Các tế bào FEM được chế tạo dưới dạng môđun, có kích thước và trọng lượng
nhỏ, với năng suất và hiệu quả kinh tế cao, cho phép sử dụng trong các quy trình công
nghệ quy mô công nghiệp cũng như trong các hệ điện hóa quy mô gia đình.
+ Điện cực được làm từ Titan tinh khiết nhãn hiệu BT1- 0. Bề mặt điện cực
Anốt được phủ lớp oxit TiO 2 nhằm tăng thêm độ dẫn của điện cực và sau đó phủ
thêm các oxit kim loại quý hiếm như Pt, hỗn hợp Ir-Ru-Sb, Ir-Ru-Ti hoặc Ru nhằm
mục đích tăng tuổi thọ Anốt.
+ Màng ngăn được chế tạo từ vật liệu gốm trên cơ sở các oxit nhôm và
ziriconi có độ bền cực cao. Màng ngăn được thiết kế cách bề mặt điện cực khoảng
Lớp KTMT 2012B 15

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

1,5 mm và tuyệt đối song song với chúng. Tỷ lệ khoảng cách giữa màng ngăn và
điện cực theo chiều cao được tính toán và thiết kế đặc biệt chính xác nhằm đảm bảo
sao cho tốc độ chuyển động của các vi thể tích nước không thay đổi theo chiều dài
điện cực; có tính năng lọc yếu nhờ vậy loại trừ hoàn toàn sự xáo trộn vật lý giữa
Anolit với Catolit và đảm bảo màng giữ nguyên kích thước trong điều kiện áp suất

xuyên màng thay đổi (tới 1kg/cm2).
+ Màng ngăn có tính lưỡng cực có khả năng
hấp phụ các hạt điện tích dương trên mặt hướng về
Anốt, còn mặt hướng về Catốt – hấp phụ điện tích
âm, nhờ vậy giảm được điện trở đối với các dung
dịch điện ly có độ khoáng hóa thấp, đồng nghĩa với
việc giảm chi phí điện năng của quá trình hoạt hóa
điện hóa; tạo điều kiện thuận lợi để dung dịch điện
phân chuyển động trong các khoang Anốt và Catốt
theo đường xoắn ốc (hình 1.3), nhờ vậy các vi thể
tích nước được tiếp xúc tối đa với lớp điện kép trên
bề mặt điện cực. Ngoài ra, bằng cách lựa chọn tối
ưu mật độ dòng điện và hiệu áp giữa hai khoang
điện phân có thể sử dụng màng ngăn như một màng
chọn lọc ion.

Hình 1.3. Mặt cắt mô tả
chuyển động xoắn ốc của các
dòng anolit và catolit trong
quá trình HHĐH

+ Trong các hệ thống điện hóa xử lý nước các tế bào FEM có thể được kết
nối song song hoặc nối tiếp thành một môđun thủy lực thống nhất và liên hoàn mà
các hệ điện phân truyền thống khác không thể có được.
1.2.2. Khái niệm dung dịch siêu ôxy hóa
Dung dịch siêu ôxy hóa là chất lỏng không màu, có mùi clo nhẹ, thành phần
chính là các hoạt chất ôxy hóa: HO*, HO 2-, H2O2, O3, HClO… được điều chế từ
ngăn Anốt của thiết bị hoạt hóa điện hóa (thường được gọi là Anolit). Dung dịch
này được đặc trưng bởi trạng thái giả bền của các hoạt chất và có tính hoạt động hóa
học đặc biệt cao hơn mức bình thường rất nhiều lần. Chúng có xu hướng tiến dần

tới các giá trị cân bằng trong thời gian kéo dài nhiều giờ.

Lớp KTMT 2012B 16

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

1.2.3. Cơ sở khoa học của quá trình hoạt hóa điện hóa
Hoạt hóa điện hóa là một quá trình
điện hóa trong đó dung dịch nước có độ
khoáng hóa thấp [8], dưới tác dụng của
một điện trường đơn cực trong buồng
điện hóa dòng chảy có màng ngăn lưỡng
cực, được đưa lên trạng thái kích thích giả
bền với các tính chất hóa lý dị thường,
thay đổi theo thời gian, và tự phục hồi về
trạng thái cân bằng với thời gian kéo dài
nhiều giờ [1]. Dung dịch thu được tại
vùng Anốt được đặc trưng bởi hoạt tính
thiếu điện tử, thể hiện tính chất ôxy hóa,
gọi là anolit. Dung dịch thu được tại vùng
catốt cho hoạt tính dư điện tử, thể hiện
tính chất khử, được gọi là catolit.
Quá trình điện phân đã được
khảo sát chi tiết trong khoảng gần 2 thế
kỷ kể từ khi nó được phát minh. Thế

nhưng cho đến nay, khi tính toán cân
bằng năng lượng tiêu hao cho quá trình
điện phân, người ta vẫn không có được
kết quả tương ứng với lý thuyết: một
phần nào đó của năng lượng đưa vào
đã bị mất đi mà không rõ nguyên nhân.

Hình 1.4. Sơ đồ sản xuất nước ôxy hóa
điện hóa từ dung dịch muối ăn
Tại khoang anốt[9]:
2Cl- - 2e
→
2H2O – 4e
→
Cl2 + H2O
→
OH - e
→
H2O - e
→
3OH- - 2e
→
HO2 -e
→
2H2O – 2e
→
O2 + H2O - 2e
→
O2 + 2OH- - 2e
→

Cl + 2OH - 2e
→
Cl- + 4OH- - 5e
→
Tại khoang Catốt:

Cl2
4H+ + O2
HOCl + HCl
HO*
HO* +H+
HO2- + H2O
HO2
2H+ + H2O2
O3 + 2H+
O3 + H2O
Clo- + H2O
Clo2 + 2H2O

2H2O + 2Na+ + 2e → 2NaOH + H2

Để có thể hiểu được sự mất cân bằng năng lượng đó, trước hết chúng ta hãy
xét một quá trình điện phân cổ điển, trong đó dòng điện một chiều được cho chạy
qua hai điện cực trong một dung dịch điện ly không có màng ngăn. Kết quả là thành
phần hóa học trong dung dịch thay đổi: tại vùng Catốt các điện tử liên kết với các
ion và phân tử tạo ra sản phẩm khử, còn tại vùng Anốt các ion và phân tử bị mất
điện tử, nghĩa là các chất tan bị ôxy hóa. Năng lượng cấp cho quá trình điện phân
Lớp KTMT 2012B 17

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

chủ yếu được sử dụng vào việc thực hiện các phản ứng hóa học và tăng cường động
năng của các nguyên tử, phân tử và ion được thể hiện dưới dạng phát tán nhiệt.
Tác giả phát minh hiện tượng HHĐH đã đề xuất giả thuyết cho rằng một
phần năng lượng đó được tiêu hao nhằm làm tăng nội thế năng của các thành phần
có mặt trong dung dịch điện ly trong khi nhiệt độ và áp suất của hệ phản ứng không
thay đổi [7]. Sự gia tăng thế năng đó không liên quan đến quá trình chuyển mức
năng lượng của các điện tử, mà chỉ là sự tăng giảm bán kính của các quỹ đạo điện
tử trong mức năng lượng của chúng (hình 1.5). Như vậy, chính lượng dư thế năng
trong các nguyên tử đã làm cho chúng tồn tại trong trạng thái kích thích giả bền, thể
hiện khả năng phản ứng cao trong quá trình phục hồi từ trạng thái kích thích về
trạng thái cân bằng. Hiển nhiên là lượng dư nội thế năng dần dần sẽ chuyển về động
năng (dưới dạng nhiệt năng) và hoạt tính của nước sẽ giảm dần về giá trị không.

Hình 1.5. Đường cong thế năng của
một chất trong quá trình điện hóa:

d

(1) đường điện hóa bình thường
(2) đường điện hóa hoạt hóa catốt
(3) đường điện hóa hoạt hóa anốt
r
Quan sát đường cong (2) ta thấy sau khi dung dịch được hoạt hóa đưa lên
trạng thái kích thích giả bền (điểm d), để về trạng thái bền vững ban đầu (điểm a)

quá trình phục hồi của chất đã được hoạt hóa trong dung dịch trước tiên phải đi qua
điểm thế năng cực tiểu của đường cong (2), sau đó qua điểm cắt với đường cong thế
năng của dung dịch điện hóa bình thường và cuối cùng mới đạt tới giá trị thế năng
cực tiểu của dung dịch ban đầu (điểm a). Chính vì lẽ đó, các tham số lý-hóa giả bền
của dung dịch sau khi ngừng tác động hoạt hóa có thời gian phục hồi kéo dài hàng
chục giờ. Trong khi đó, nếu dung dịch được điện phân bình thường, thì quá trình
phục hồi từ điểm c về điểm a diễn ra rất nhanh (đường cong 1).
Sự ngang bằng nhiệt độ của chất trước và sau khi hoạt hóa chứng tỏ động
năng của nó là không thay đổi. Khi đó, sự thay đổi các tính chất hóa-lý của các chất
Lớp KTMT 2012B 18

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

có mặt trong hệ cũng như khả năng phản ứng của chúng sau hoạt hóa chỉ có thể là
do sự thay đổi của nội thế năng; mà thước đo của nó theo định nghĩa vật lý cổ điển
là khoảng cách trung bình giữa các hạt của chất, hoặc nói cách khác, là mật độ của
chất. Đồng thời, sau khi dừng tác dụng hoạt hóa một thời gian nhất định, mật độ của
các chất trở về giá trị ban đầu.
Như vậy, một chất được gọi là hoạt hóa là khi dự trữ nội thế năng của nó
dưới tác dụng của các yếu tố bên ngoài nào đó tạm thời không tương ứng với các
giá trị cân bằng nhiệt động học của nhiệt độ và áp suất. Tương tự như vậy, một tác
động được xem là hoạt hóa khi nó làm cho nội năng của một chất tạm thời xê dịch
khỏi giá trị cân bằng nhiệt động học. Thuật ngữ “năng lượng tác động hoạt hóa” cần
được hiểu là phần năng lượng của một tương tác không cân bằng được lưu lại trong
chất dưới dạng thế năng rồi phát tán dần để chuyển thành nhiệt năng.

Nói chung các quá trình hoạt hóa tồn tại được chỉ là do hai quá trình phục
hồi theo động năng (nhiệt năng) và theo thế năng thường khác nhau đáng kể về thời
gian, trong đó quá trình thứ nhất diễn ra nhanh hơn nhiều so với quá trình thứ hai
mà kết quả đã được khẳng định bằng nhiều số liệu thực nghiệm [8].
1.2.4. Một số đặc điểm của công nghệ HHĐH
Công nghệ HHĐH và công nghệ có sử dụng HHĐH có các đặc điểm chính
sau:
Việc xử lí nước bằng quá trình điện hóa Anốt và Catốt được tiến hành trong
bình phản ứng điện hóa có màng ngăn kiểu dòng chảy trong điều kiện loại trừ hoàn
toàn sự trộn lẫn các sản phẩm Anốt và Catốt của phản ứng điện hóa vào nhau.
Tạo điều kiện cho số lượng lớn các vi thể tích nước tiếp xúc với phần khuếch
tán của lớp điện kép được xác lập trên ranh giới của hai pha “điệc cực – chất điện
li” trong thời gian tác động điện hóa cực ngắn nhằm làm giảm mục đích tiêu hao
năng lượng do giải phóng nhiệt.
Trong đa số các công nghệ truyền thống, trong đó có cả công nghệ hóa học
và điện hóa, người ta sử dụng nước và các dung dịch có các thông số không phụ
thuộc vào thời gian. Trong công nghệ HHĐH người ta điều chế nước và dung dịch

Lớp KTMT 2012B 19

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

ở trạng thái giả bền. Do đó cũng với các khái niệm truyền thống như nhiệt độ, nồng
độ, thành phần hóa học và các thông số hóa lý khác nhau còn cần phải biết rõ thời
gian quá trình hoạt hóa đã trôi qua, độ lệch của các thông số lý - hóa khỏi trạng thái

cân bằng. Ngoài ra còn cần chú ý đến điều kiện sử dụng nước HHĐH trong quá
trình cụ thể [6].
Nước và dung dịch hoạt hóa điện hóa được sử dụng trong các quá trình công
nghệ khác, có khả năng ngay ở giai đoạn đầu của quá trình hồi phục. Điều đó tạo
điều kiện trao đổi nội thế năng đã được dự trữ làm cho các phản ứng xảy ra trong
thời gian tương tác có hiệu quả hơn. Trong trường hợp sự hoạt hóa điện hóa nước
và dung dịch được gắn với một công nghệ khác nào đó, ví dụ như công nghệ làm
sạch nước, và bao gồm một hoặc một vài giai đoạn kế tiếp tác động điện hóa lên
nước, thì sau mỗi giai đoạn xử lý điện hóa cần phải xử lý nước trong một bình phản
ứng đặc biệt tương ứng nhằm sử dụng có mục đích nội thế năng dư của nước đã tích
lũy trong quá trình tương tác điện hóa trước đó.
Các sản phẩm được điều chế trong các quy trình công nghệ có sử dụng nước
và các dung dịch hoạt hóa điện hóa có các thông số và đặc tính lí – hóa bền theo
thời gian.
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng và các tính chất đặc biệt của dung dịch HHĐH
Có ba yếu tố cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính của các dung dịch
Anolit và Catolit. Yếu tố thứ nhất là sự hình thành các dung dịch kiềm và axit bền
vững và một số chất bền mà các hóa chất truyền thống có thể thay thế, bởi vậy nó
không thể hiện tính chất hoạt hóa của dung dịch điện hóa. Yếu tố thứ hai là sự hình
thành các sản phẩm giả bền với hoạt tính cao khác thường, trong đó có các gốc tự
do với thời gian sinh sống được tính bằng đơn vị hàng giờ, các sản phẩm giả bền
này có khả năng làm tăng đáng kể các chỉ số kiềm, axit và thế ôxy hóa khử ORP
của anolit và catolit, mà với chỉ bằng cách pha hóa chất tương ứng vào nước sẽ
không thể nào có được . Yếu tố thứ ba là sự xuất hiện và tồn tại trong một thời gian
tương đối dài của các cấu trúc phân tán (được hình thành tại vùng điện tích không
gian cận kề bề mặt điện cực) là các ion, các phân tử, các nguyên tử dưới dạng gốc

Lớp KTMT 2012B 20

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

tự do hoặc hydrat hóa, mà nhờ chúng các dung dịch anolit và catolit có thể trở thành
chất xúc tác cho rất nhiều các loại phản ứng hóa học và hóa sinh khác nhau nhờ vào
khả năng làm giảm ngưỡng năng lượng hoạt hóa của các thành phần tham gia phản
ứng.
ORP phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố thứ hai – nghĩa là phụ thuộc vào sự hình
thành các hợp chất siêu hoạt tính với thế ôxy hóa trong anolit cao khác thường với
thế ôxy hóa khử âm trong catolit. Về bản chất chỉ số ORP không ổn định, đặc biệt là
đối với catolit, và phụ thuộc nhiều vào các điều kiện bên ngoài (vật liệu bình chứa,
nhiệt độ, bề mặt tiếp xúc với không khí, ánh sáng mặt trời...). Mặc dù ở chừng mực
nào đó các tham số đặc trưng cho yếu tố thứ ba cho đến nay vẫn chưa được xác lập
rõ ràng nhưng những biến đổi của cấu trúc nước trong điện trường đơn cực gần bề
mặt điện cực với cường độ vài triệu von/cm có thể là nguyên nhân làm cho bản thân
nước và các phần tử vật chất trong đó được kích thích lên trạng thái giả bền.
Sau khi ngừng tác động điện hóa, các phần tử trong dung dịch nước được
đưa lên trạng thái kích thích giả bền được đặc trưng bởi các tham số hóa lí dị
thường. Trạng thái giả bền của một chất đã được hoạt hóa có thể được duy trì trong
thời gian vô định với điều kiện không có sự trao đổi năng lượng với môi trường
xung quanh. Sự tắt dần của trạng thái kích thích giả bền là một quá trình không
thuận nghịch xảy ra và bằng cách phát tán năng lượng vào môi trường dưới dạng
bức xạ nhiệt hoặc sóng siêu cao tần.
1.2.6. Sự khác biệt giữa quá trình hoạt hóa điện hóa với các quá trình công nghệ
hóa học và điện hóa truyền thống.
Công nghệ hoạt hóa điện hóa đặt nền móng cho việc điều chế các dung dịch
giả bền có hoạt tính xúc tác lý – hóa dị thường trong các hệ kỹ thuật điện hóa đặc

biệt với mục đích sử dụng nó trong các quy trình công nghệ khác nhau thay cho các
dung dịch hóa chất chuyên dụng truyền thống.
Dung dịch natri clorua nồng độ không vượt quá 5g/l hoặc nước có tổng
lượng khoáng nhỏ hơn 1g/l thường được làm nguyên liệu cho quá trình ban đầu
trong quá trình hoạt hóa điện hóa (ECA).

Lớp KTMT 2012B 21

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

Một loạt các thông số và đặc điểm sau đây chứng tỏ sự khác biệt giữa HHĐH
với các quá trình điện hóa hóa học đã biết:
•
•
•
•
•
•

Nước chịu các biến đổi điện hóa có nồng độ khoáng nhỏ (từ 0,5 - 5g/l)
Thời gian tác động điện hóa ngắn (từ 0,03 – 10 giây)
Mật độ dòng điện lớn (khoảng 3000 A/m2)
Thế điện cực lớn (xấp xỉ 3000 mV)
Tiêu hao năng lượng nhỏ (từ 0,05 đến 5 Wh/l)
Thế ôxy hóa khử của nước HHĐH thay đổi trong khoảng rộng (từ +860 đến

+1200 mV )
• Khoảng thay đổi pH của nước HHĐH cực lớn (từ 1,9 đến 12,5)
1.3. Hiệu quả khử trùng của anolit
1.3.1. Thành phần và tính chất dung dịch hoạt hóa điện hóa anolit
a. Thành phần
Anolit là sản phẩm được tạo thành trong ngăn anốt của buồng phản ứng điện
hoá có màng ngăn từ quá trình điện phân dung dịch muối loãng. Do những tác động
lý hoá xảy ra trong lớp tiếp xúc giữa điện cực và dung dịch, nhiều chất có hoạt tính
khử trùng cao được hình thành trong anolit như HClO, ClO -, ClO2, Cl-… là các
chất clo hoạt tính và các perôxyt vô cơ H 2O2, HO*, HO2-… tất cả các chất này đều
không bền chúng sẽ tự phân giải và tái lập lại với nhau để trở thành nước bình
thường từ vài chục giờ đến năm ngày.
Sau khi điện phân có thể có các phản ứng hóa học sau:
NaClO → HClO (môi trường axit yếu)
NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO
HClo tiếp tục phân hủy theo các hướng sau:
• Duới tác dụng của ánh sáng, chất dễ lấy oxy hay chất xúc tác :
HClO → HCl + O2
• Vì là phản ứng thuận nghịch nên trong dung dịch luôn có mặt clo:
HClO + HCl ↔ H2O + Cl2↑
• Trong môi trường axít:
NaClO + HCl = NaCl + Cl2↑ + H2O
O3 có tính ôxy hóa mạnh hơn nên có thể ôxy hóa trực tiếp H2O2:
Lớp KTMT 2012B 22

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

H2O2 + O3 → H2O + 2O2
O3 → O2 + [O]
[O] + [O] --hv---> O2
b. Tính chất
Đó là các chất ôxy hóa được tổng hợp bằng điện hóa, mà một số thành phần
trong đó sẽ phải chịu hàng loạt biến đổi về cấu trúc năng lượng và hóa học trong lúc
bảo quản. Sau thời gian hồi phục anolit chuyển từ trạng thái kích thích điện hóa sang
trạng thái không bị kích thích, nó không còn hoạt tính xúc tác nên chỉ sử dụng được
cho mục đích chống nhiễm khuẩn chứ không dùng để tiệt trùng các dụng cụ y tế.
Anolit là chất lỏng trong suốt không màu. Khi nồng độ NaCl trong dung dịch lớn
hơn 4 g/l Anolit có mùi clo nhẹ giống như nước trong các bể bơi. Nếu nồng độ NaCl
trong dung dịch từ 3 – 4 g/l, Anolit có mùi clo như nước sinh hoạt được clo hóa. Với
hàm lượng NaCl trong dung dịch nhỏ hơn 2 g/l Anolit hầu như không có mùi.
Thời gian lưu giữ anolit có hoạt tính cao với hàm lượng NaCl trong dung
dịch lớn hơn 3 g/l thường là 5 ngày, với Anolit có hàm lượng NaCl trong dung dịch
2-3 g/l không quá 3 ngày và hàm lượng NaCl trong dung dịch nhỏ hơn 2 g/l không
quá 24 giờ kể từ lúc điều chế.
Nước hoạt hoá điện hóa cũng như những dung dịch muối loãng được HHĐH
không những chỉ là những chất ôxy hoá khử mạnh hoặc là tác nhân axit và kiềm,
mà còn là chất xúc tác mạnh cho các phản ứng hoá học và sinh hoá.
Anolit là chất diệt khuẩn đa năng, nó có tác dụng hủy diệt đối với tất cả các
nhóm vi sinh lớn (vi trùng, siêu vi trùng kể cả siêu vi trùng lao, nấm, bào tử...) mà
không gây tác dụng gì cho tổ chức tế bào của người và các vi sinh vật cấp cao khác,
tức là các tế bào sống trong các hệ đa bào. Khi có mặt các chất bẩn có bản chất hữu
cơ (máu… ) khả năng diệt khuẩn của anolit bị giảm.
1.3.2. Khả năng khử trùng của dung dịch HHĐH
Thành phần của Anolit trung tính gồm hoạt chất ôxy hoá. Các tế bào của cơ

thể người ngay trong quá trình hoạt động sống cũng tham gia vào quá trình ôxy hoá
khử, chúng sản sinh ra và sử dụng có mục đích các chất ôxy hoá hoạt tính cao như:

Lớp KTMT 2012B 23

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

HO*, HO2-, O3, HClO, ClO-… Các tế bào này có hệ thống cấu tạo bảo vệ chống ôxy
hóa, ngăn ngừa tác dụng độc hại của các chất tương tự đến cấu trúc tế bào sống nhờ
sự có mặt của các cặp lipoproteit 3 lớp có chứa cấu trúc nối đôi (- C = C -) có khả
năng nhận electron. Các vi khuẩn, virus thì không có hệ thống bảo vệ để chống ôxy
hoá nên dung dịch ANK là chất cực độc đối với chúng. Thêm nữa, mức độ khoáng
hoá thấp của Anolit và khả năng hydrat hoá cao làm tăng mức độ thẩm thấu của
màng tế bào vi khuẩn đối với các chất ôxy hoá. Các vi bọt khí mang điện được tạo
ra trong vùng tiếp xúc với polyme sinh học cũng góp phần làm chuyển dịch mạnh
mẽ các chất ôxy hoá vào trong tế bào vi khuẩn. Vì thế, Anolit có tác dụng diệt
khuẩn mạnh nhưng lại ít gây hại tế bào cơ thể người.
Nhiều công trình nghiên cứu đã xác định dung dịch Anolit có tính chất sát
khuẩn rất mạnh đối với các loại vi khuẩn sau[13]:
• Nhóm vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae: Escherichia Coli (có nhiều
trong phân người), Klebsiella, Enterobacter…
• Các chủng vi khuẩn: Citrobacter, Eriberobacter, Citrobacter freundic…
• Liên cầu khuẩn thuộc giống Enterococcus và Streptoccocus bao gồm các
loài: E. avium, E. Casseliflarus, S. aureus,…
• Nấm: Trichophyton mentagrphytes, Aspergilus niger, Candida albicans

• Nha bào: Bacillus subtilis, Clostridium perfingens, C. sporogenes, C.
dificile, B. anthracis, B. cereus…
• Các loại vi khuẩn và virus

khác:

Mycobacterium

tuberculocis,

Mycobacterium chelomac, Bacillus subtilis...
1.3.3. Các ưu thế nổi trội của anolit
Kết quả ứng dụng cho thấy dung dịch HHĐH có những tính năng vượt trội sau:
Hiệu quả khử trùng cao: Anolit diệt nhanh nhiều loại vi khuẩn, virut, bào tử
và nấm, kể cả các loại có sức đề kháng cao như vi trùng bệnh lao, vi khuẩn bệnh
than, virus viêm gan B…
Nồng độ các hoạt chất trong anolit không lớn (trung bình từ 0,2 – 0,3 g/l) nên
nó không gây nguy hiểm gì khi tiếp xúc với da và niêm mạc, an toàn cho người phải
tiếp xúc với nó thường xuyên, không gây ăn mòn với dụng cụ chế biến.

Lớp KTMT 2012B 24

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


Luận văn thạc sỹ

Nguyễn Thị Mận

Dung dịch anolit tập hợp nhiều hoạt chất sát khuẩn (HClO, O 3, ClO-,… ) tồn

tại đồng thời do dung dịch nước muối được kích hoạt điện hóa, bảo đảm cho Anolit
vừa có khả năng sát khuẩn cao, vừa có tính tẩy rửa tốt.
Anolit không làm ô nhiễm môi trường và không cần phải trung hòa nó sau
khi sử dụng vì sau khi sản xuất khoảng 3 – 5 ngày các thành phần hoạt hóa của
anolit bị suy giảm hết, chỉ còn lượng hypoclorit natri NaOCl rất nhỏ, dưới mức có
thể gây hại cho môi trường. Có thể kết hợp sử dụng anolit với nhiều loại hóa chất
tẩy rửa khác, làm tăng hiệu quả của quá trình tẩy rửa và sát trùng.
Qui trình sản xuất anolit rất đơn giản, người vận hành thiết bị không cần có
chuyên môn cao; không cần dự trữ bảo quản, cần lúc nào có ngay lúc đó.
ANK được sản xuất tại chỗ do đó giảm được các chi phí về vận chuyển, lưu
trữ, với cùng hiệu quả sử dụng yêu cầu chi phí thấp hơn các biện pháp khác.

Lớp KTMT 2012B 25

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường