Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 84006 10.21603/1019-8946-2024-3-1 Научная статья Research Article Научная статья Acid Anolytes in Food Sanitation Возможности использования кислотных анолитов в процессах санитарной обработки Маневич Борис Владиленович Manevich Boris V. b_manevich@vnimi.org

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Титов Евгений Николаевич Titov Evgeniy N. Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Москва Россия All-Russian Dairy Research Institute Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Москва Россия All-Russian Dairy Research Institute Moscow Russian Federation 13 06 2024 13 06 2024 3 87 94 17 03 2024 20 05 2024 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/84006/view

В статье проанализированы электрохимические явления и закономерности, происходящие при электролизе воды и водно-солевых растворов хлорида натрия в анодной камере, а также обоснована возможность использования получаемых электрохимически активированных растворов анолитов в качестве антимикробных препаратов. Целью работы являлось исследование физико-химических свойств активных форм хлорсодержащих окислителей, получаемых при различных условиях электрохимической обработки водно-солевых растворов хлорида натрия. Представлены результаты исследований физико-химических показателей кислотных растворов анолитов, получаемых на лабораторной установке для электрохимической обработки воды и водных растворов АКВАТРОН-17-Л, и проведен краткий анализ их свойств. Установлены зависимости получаемых концентраций активного хлора в анолитах от времени электрохимической активации растворов хлорида натрия. Представлены данные по электропроводности этих растворов, что определяет возможность их использования в автоматических системах мойки. Сформулирована перспективность дальнейших исследований, направленных на изучение совокупности очищающих и антимикробных свойств кислотных анолитов.

The present research featured the electrochemical phenomena and patterns that occur during electrolysis of water and its sodium chloride solutions in the anode chamber. The authors applied the obtained electrochemically activated solutions of anolytes as antimicrobial drugs. The research objective was to study the physical and chemical properties of active chlorine-containing oxidizing agents obtained from salt aqueous solutions of sodium chloride under different electrochemical conditions. The physicochemical tests of acidic anolyte solutions involved the AQUATRON-ML- 05 laboratory unit for electrochemical treatment of water and aqueous solutions. The experiments revealed the effect the time needed for electrochemical activation of sodium chloride solutions had on the active chlorine in anolytes. The data obtained on the electrical conductivity of these solutions showed that they could be used in automated washing systems. Research prospects include the options to combine cleaning and antimicrobial properties of acid anolytes.

 электролиз электрохимически активированные растворы хлорсодержащие окислители активный хлор анолит электропроводность дезинфекция electrolysis electrochemically activated solutions chlorine oxidizers active chlorine anolyte conductivity disinfection

Кузина, Ж. И. Санитарно-гигиенические мероприятия на предприятиях молочной промышленности : монография / Ж. И. Кузина, Б. В. Маневич. – Москва : ВНИМИ, 2015. – 480 с. Kuzina, Zh. I. Sanitarno-gigienicheskie meropriyatiya na predpriyatiyah molochnoy promyshlennosti : monografiya / Zh. I. Kuzina, B. V. Manevich. – Moskva : VNIMI, 2015. – 480 s. Бахир В. М. Физическая природа явлений активации веществ / В. М. Бахир, А. Г. Лиакумович, П. А. Кирпичников [и др.]. – АН УзССР, 1983. Сер. техн. наук., № 1. С.60–64. Bahir V. M. Fizicheskaya priroda yavleniy aktivacii veschestv / V. M. Bahir, A. G. Liakumovich, P. A. Kirpichnikov [i dr.]. – AN UzSSR, 1983. Ser. tehn. nauk., № 1. S.60–64. Бахир В. М. О природе электрохимической активации сред / В. М. Бахир, П. А. Кирпичников, А. Г. Лиакумович [и др.] // Докл. АН СССР. 1986. Т. 286, № 3. С. 663–666. Bahir V. M. O prirode elektrohimicheskoy aktivacii sred / V. M. Bahir, P. A. Kirpichnikov, A. G. Liakumovich [i dr.] // Dokl. AN SSSR. 1986. T. 286, № 3. S. 663–666. Бывальцев, А. И. Свойства активированной воды и ее использование в пищевой технологии / А. И. Бывальцев, Г. О. Магомедов, В. А. Бывальцев // Хранение и переработка сельхозсырья. 2008. № 7. С. 49–53. https://elibrary.ru/jwffzd Byval'cev, A. I. Svoystva aktivirovannoy vody i ee ispol'zovanie v pischevoy tehnologii / A. I. Byval'cev, G. O. Magomedov, V. A. Byval'cev // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ya. 2008. № 7. S. 49–53. https://elibrary.ru/jwffzd Ignatov, I. The evaluation of the mathematical model of interaction of electrochemically activated water solutions (anolyte and catholyte) with water / I. Ignatov [et al.] // European Reviews of Chemical Research. 2015. V. 4. P. 72–86. https://doi.org/10.13187/ercr.2015.4.72 Ignatov, I. The evaluation of the mathematical model of interaction of electrochemically activated water solutions (anolyte and catholyte) with water / I. Ignatov [et al.] // European Reviews of Chemical Research. 2015. V. 4. P. 72–86. https://doi.org/10.13187/ercr.2015.4.72 Zhang, J. Impact of reactive oxygen species on cell activity and structural integrity of Gram-positive and Gram-negative bacteria in electrochemical disinfection system / J. Zhang [et al.] // Chemical Engineering Journal. 2023. V. 451. P. 138879. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138879 Zhang, J. Impact of reactive oxygen species on cell activity and structural integrity of Gram-positive and Gram-negative bacteria in electrochemical disinfection system / J. Zhang [et al.] // Chemical Engineering Journal. 2023. V. 451. P. 138879. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138879 Kim, C. Roles of oxidation–reduction potential in electrolyzed oxidizing and chemically modified water for the inactivation of food-related pathogens / C. Kim, Y. C. Hung, R. E. Brackett // Journal of food protection. 2000. V. 63. №. 1. P. 19–24. https://doi.org/10.4315/0362-028X-63.1.19 Kim, C. Roles of oxidation–reduction potential in electrolyzed oxidizing and chemically modified water for the inactivation of food-related pathogens / C. Kim, Y. C. Hung, R. E. Brackett // Journal of food protection. 2000. V. 63. №. 1. P. 19–24. https://doi.org/10.4315/0362-028X-63.1.19 Liao, L. B. The generation and inactivation mechanism of oxidation–reduction potential of electrolyzed oxidizing water / L. B. Liao, W. M. Chen, X. M. Xiao // Journal of Food Engineering. 2007. V. 78. №. 4. P. 1326–1332. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.01.004 Liao, L. B. The generation and inactivation mechanism of oxidation–reduction potential of electrolyzed oxidizing water / L. B. Liao, W. M. Chen, X. M. Xiao // Journal of Food Engineering. 2007. V. 78. №. 4. P. 1326–1332. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.01.004 Ignatov, I. Effects of electrochemically activated water catholyte and anolyte on human health / I. Ignatov [et al.] // Journal of Nursing Research and Practice. 2019. V. 3. P. 12–13. Ignatov, I. Effects of electrochemically activated water catholyte and anolyte on human health / I. Ignatov [et al.] // Journal of Nursing Research and Practice. 2019. V. 3. P. 12–13. Гаджимурадова, З. Т. Изучение эффективности экологически безопасных композиций на основе электрохимически активированных растворов хлорида натрия / З. Т. Гаджимурадова, А. М. Мусаев // Горное сельское хозяйство. 2019. №. 4. С. 141–144. https://doi.org/10.25691/GSH.2019.4.025; https://elibrary.ru/uhlsvc Gadzhimuradova, Z. T. Izuchenie effektivnosti ekologicheski bezopasnyh kompoziciy na osnove elektrohimicheski aktivirovannyh rastvorov hlorida natriya / Z. T. Gadzhimuradova, A. M. Musaev // Gornoe sel'skoe hozyaystvo. 2019. №. 4. S. 141–144. https://doi.org/10.25691/GSH.2019.4.025; https://elibrary.ru/uhlsvc Мубанга, Ф. Дезинфектант на основе электрохимического раствора (метастабильных веществ) и его применение для дезинфекции животноводческих помещений / Ф. Мубанга, О. Г. Петрова // Вестник биотехнологии. 2021. № 2 (27). https://elibrary.ru/kzcexk Mubanga, F. Dezinfektant na osnove elektrohimicheskogo rastvora (metastabil'nyh veschestv) i ego primenenie dlya dezinfekcii zhivotnovodcheskih pomescheniy / F. Mubanga, O. G. Petrova // Vestnik biotehnologii. 2021. № 2 (27). https://elibrary.ru/kzcexk Ипатова, Л. Г. Возможности применения дезинфицирующего средства Анолит АНК СУПЕР в медицинских организациях / Л. Г. Ипатова, С. Д. Марченко, Т. В. Потупчик // Врач. 2021. Т. 32, № 5. С. 67–74. https://doi.org/10.29296/25877305-2021-05-13; https://elibrary.ru/gnvjme Ipatova, L. G. Vozmozhnosti primeneniya dezinficiruyuschego sredstva Anolit ANK SUPER v medicinskih organizaciyah / L. G. Ipatova, S. D. Marchenko, T. V. Potupchik // Vrach. 2021. T. 32, № 5. S. 67–74. https://doi.org/10.29296/25877305-2021-05-13; https://elibrary.ru/gnvjme Rahmani, A. R. A comprehensive study of electrochemical disinfection of water using direct and indirect oxidation processes / A. R. Rahmani [et al.] // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2019. V. 7. №. 1. P. 102785. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.11.030 Rahmani, A. R. A comprehensive study of electrochemical disinfection of water using direct and indirect oxidation processes / A. R. Rahmani [et al.] // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2019. V. 7. №. 1. P. 102785. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.11.030 Hand, S. Electrochemical disinfection in water and wastewater treatment: identifying impacts of water quality and operating conditions on performance / S. Hand, R. D. Cusic // Environmental science & technology. 2021. V. 55. №. 6. P. 3470–3482. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c06254 Hand, S. Electrochemical disinfection in water and wastewater treatment: identifying impacts of water quality and operating conditions on performance / S. Hand, R. D. Cusic // Environmental science & technology. 2021. V. 55. №. 6. P. 3470–3482. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c06254 Прокопенко, А. А. Технология дезинфекции ветсанобъектов направленными аэрозолями анолита Перокс / А. А. Прокопенко, Н. Э. Ваннер [и др.] // Российский журнал Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2020. № 3(35). С. 322–327. https://doi.org/10.36871/vet.san.hyg.ecol.202003006; https://elibrary.ru/dybezp Prokopenko, A. A. Tehnologiya dezinfekcii vetsanob'ektov napravlennymi aerozolyami anolita Peroks / A. A. Prokopenko, N. E. Vanner [i dr.] // Rossiyskiy zhurnal Problemy veterinarnoy sanitarii, gigieny i ekologii. 2020. № 3(35). S. 322–327. https://doi.org/10.36871/vet.san.hyg.ecol.202003006; https://elibrary.ru/dybezp Martínez-Huitle, C. A. Electrochemical alternatives for drinking water disinfection / C. A. Martínez-Huitle, E. Brillas // Angewandte Chemie International Edition. 2008. V. 47. №. 11. P. 1998–2005. https://doi.org/10.1002/anie.200703621 Martínez-Huitle, C. A. Electrochemical alternatives for drinking water disinfection / C. A. Martínez-Huitle, E. Brillas // Angewandte Chemie International Edition. 2008. V. 47. №. 11. P. 1998–2005. https://doi.org/10.1002/anie.200703621 Feng, C. Water disinfection by electrochemical treatment / C. Feng [et al.] // Bioresource technology. 2004. V. 94. №. 1. P. 21–25. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2003.11.021 Feng, C. Water disinfection by electrochemical treatment / C. Feng [et al.] // Bioresource technology. 2004. V. 94. №. 1. P. 21–25. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2003.11.021 Li, X. Y. Electrochemical wastewater disinfection: Identification of its principal germicidal actions / X. Y. LI [et al.] // Journal of Environmental Engineering. 2004. V. 130. №. 10. P. 1217–1221. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:10(12117) Li, X. Y. Electrochemical wastewater disinfection: Identification of its principal germicidal actions / X. Y. LI [et al.] // Journal of Environmental Engineering. 2004. V. 130. №. 10. P. 1217–1221. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:10(12117) Diao, H. F. Electron microscopic investigation of the bactericidal action of electrochemical disinfection in comparison with chlorination, ozonation and Fenton reaction / H. F. Diao [et al.] // Process biochemistry. 2004. V. 39. №. 11. P. 1421–1426. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(03)00274-7 Diao, H. F. Electron microscopic investigation of the bactericidal action of electrochemical disinfection in comparison with chlorination, ozonation and Fenton reaction / H. F. Diao [et al.] // Process biochemistry. 2004. V. 39. №. 11. P. 1421–1426. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(03)00274-7 Drees, K. P. Comparative electrochemical inactivation of bacteria and bacteriophage / K. P. Drees [et al.] // Water research. 2003. V. 37. №. 10. P. 2291–2300. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(03)00009-5 Drees, K. P. Comparative electrochemical inactivation of bacteria and bacteriophage / K. P. Drees [et al.] // Water research. 2003. V. 37. №. 10. P. 2291–2300. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(03)00009-5 Флис, И. Е. Исследование процессов и равновесий в растворах кислородных соединений хлора, применяемых при отбелке целлюлозы и тканей : дисс. … доктора хим. наук / И. Е. Флис. – Ленинград, 1959. – 521 с. Flis, I. E. Issledovanie processov i ravnovesiy v rastvorah kislorodnyh soedineniy hlora, primenyaemyh pri otbelke cellyulozy i tkaney : diss. … doktora him. nauk / I. E. Flis. – Leningrad, 1959. – 521 s. Туманова, Т. А. Исследование окислительных свойств водных растворов хлора и его кислородных соединений в связи с отбелкой целлюлозы : дисс. … доктора хим. наук / Т. А. Туманова. – Ленинград, 1975. – 519 с. Tumanova, T. A. Issledovanie okislitel'nyh svoystv vodnyh rastvorov hlora i ego kislorodnyh soedineniy v svyazi s otbelkoy cellyulozy : diss. … doktora him. nauk / T. A. Tumanova. – Leningrad, 1975. – 519 s. Halliwell, B. Free radicals in biology and medicine / B. Halliwell, J. M. C. Gutteridge. – Oxford university press, USA, 2015. – 936 p. Halliwell, B. Free radicals in biology and medicine / B. Halliwell, J. M. C. Gutteridge. – Oxford university press, USA, 2015. – 936 p. Мишурина, О. А. Химические превращения кислородсодержащих ионов хлора растворов при разных значения диапазона рН / О. А. Мишурина, Л. В. Чупрова, Э. Р. Муллина // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 2-2. С. 43–46. https://elibrary.ru/rwetbb Mishurina, O. A. Himicheskie prevrascheniya kislorodsoderzhaschih ionov hlora rastvorov pri raznyh znacheniya diapazona rN / O. A. Mishurina, L. V. Chuprova, E. R. Mullina // Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovaniy. 2014. № 2-2. S. 43–46. https://elibrary.ru/rwetbb McFerson, L. L. Understanding ORP's role in the disinfection process / L. L. McFerson // Water Eng. Management. 1993. V. 140. P. 29–31. McFerson, L. L. Understanding ORP's role in the disinfection process / L. L. McFerson // Water Eng. Management. 1993. V. 140. P. 29–31. Бахир, В. М. К проблеме поиска путей промышленной и экологической безопасности объектов водоподготовки и водоотведения ЖКХ / В. М. Бахир // Водоснабжение и канализация. 2009. №. 1. С. 55–62. Bahir, V. M. K probleme poiska putey promyshlennoy i ekologicheskoy bezopasnosti ob'ektov vodopodgotovki i vodootvedeniya ZhKH / V. M. Bahir // Vodosnabzhenie i kanalizaciya. 2009. №. 1. S. 55–62. Cao, W. Efficiency of slightly acidic electrolyzed water for inactivation of Salmonella enteritidis and its contaminated shell eggs / W. Cao [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2009. V. 130. №. 2. P. 88–93. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.12.021 Cao, W. Efficiency of slightly acidic electrolyzed water for inactivation of Salmonella enteritidis and its contaminated shell eggs / W. Cao [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2009. V. 130. №. 2. P. 88–93. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.12.021 Вашков, В. И. Антимикробные средства и методы дезинфекции при инфекционных заболеваниях / В. И. Вашков – М.: Медицина, 2016. – 296 c. Vashkov, V. I. Antimikrobnye sredstva i metody dezinfekcii pri infekcionnyh zabolevaniyah / V. I. Vashkov – M.: Medicina, 2016. – 296 c. Bakhir, V. M. Electrochemical activation: inventions, systems, technology / V. M. Bakhir, S. A. Panicheva, V. I. Prilutsky, V. G. Panichev/ – Moscow: Viva-Star. – 2021. – 660 p. Bakhir, V. M. Electrochemical activation: inventions, systems, technology / V. M. Bakhir, S. A. Panicheva, V. I. Prilutsky, V. G. Panichev/ – Moscow: Viva-Star. – 2021. – 660 p. Белко, А. А. Электрохимически активированные растворы в животноводстве / А. А. Белко, И. В. Брыло, А. А. Мацинович [и др.] // Ученые записки учреждения образования Витебская ордена Знак почета государственная академия ветеринарной медицины. 2015. Т. 51, № 2. С. 16–19. https://elibrary.ru/vohxut Belko, A. A. Elektrohimicheski aktivirovannye rastvory v zhivotnovodstve / A. A. Belko, I. V. Brylo, A. A. Macinovich [i dr.] // Uchenye zapiski uchrezhdeniya obrazovaniya Vitebskaya ordena Znak pocheta gosudarstvennaya akademiya veterinarnoy mediciny. 2015. T. 51, № 2. S. 16–19. https://elibrary.ru/vohxut Маневич, Б. В. Электролизные растворы в санитарной обработке: прошлое и настоящее / Б. В. Маневич, Е. Н. Титов // Молочная промышленность. 2024. № 1. С. 60–63. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2024-1-3; https://elibrary.ru/dakxwz Manevich, B. V. Elektroliznye rastvory v sanitarnoy obrabotke: proshloe i nastoyaschee / B. V. Manevich, E. N. Titov // Molochnaya promyshlennost'. 2024. № 1. S. 60–63. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2024-1-3; https://elibrary.ru/dakxwz