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公開番号2025064995
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2024163209
出願日2024-09-20
発明の名称スマートタンク予測生産フィードバックシステム及び方法
出願人ビーティーマニュファクチャリング,エルエルシー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C01B 11/04 20060101AFI20250410BHJP(無機化学)
要約【課題】スマートタンク予測生産フィードバックシステム及び方法を提供する。
【解決手段】貯蔵容器の分注時点で、確認済みの品質基準を満たすために、動的フィードバックループを通して、常時監視されるHOCl溶液に対して修正が行われるよう主要特性の修正形成を行うように生産投入システムに通知する、循環容器中の生産物の動的平均を測定する圧力センサ、温度センサ、pHセンサ、ORPセンサ、張度センサ、及び分光機器の使用を通して厳密な目標FAC、最適にはHOClの生産の主要品質特性を連続バッチ監視するシステム及び方法。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
連続バッチ監視及び調整システムであって、
ＨＯＣｌ生産システムにより生産された初期ＨＯＣｌ溶液を貯蔵するＨＯＣｌ貯蔵容器と、
ポンプ、センサ、及びコントローラを含む制御システムであって、前記コントローラは、プロセッサと、コンピュータ命令を記憶したメモリとを含む、制御システムと、
を備え、
前記コンピュータ命令は、前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
センサを介して、前記ＨＯＣｌ貯蔵容器から再循環される前記初期ＨＯＣｌ溶液の初期ＨＯＣｌ溶液特性を連続監視することと、
前記連続監視される初期ＨＯＣｌ溶液特性の前記監視される初期ＨＯＣｌ溶液特性の初期パラメータへの調整を計算することと、
動的フィードバックループを介して、前記連続監視される初期ＨＯＣｌ溶液特性の前記初期パラメータへの修正を行い、更新されたＨＯＣｌ溶液特性を有する更新されたＨＯＣｌ溶液を生産するように生産投入システムに通知することと、
前記ＨＯＣｌ貯蔵容器中の前記初期ＨＯＣｌ溶液と前記生産投入システムからの前記更新されたＨＯＣｌ溶液との組合せから、最終目標パラメータを有する最終ＨＯＣｌ溶液が達成されることを確認することと、
を行わせる、システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記修正は、循環バッチループ中で前記初期ＨＯＣｌ溶液を前記更新されたＨＯＣｌ溶液と順次混合して、最終目標パラメータを有する前記最終目標ＨＯＣｌ溶液を作製することにより行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記メモリは、前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
前記ＨＯＣｌ貯蔵容器が空であることを検出することと、
前記空のＨＯＣｌ貯蔵容器の濯ぎを指示することと、
を更に行わせるコンピュータ命令を更に記憶する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記メモリは、前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
前記ＨＯＣｌ貯蔵容器中の不要なＨＯＣｌ溶液の中和を指示することと、
中和された不要なＨＯＣｌ溶液の自動パージを実行することと、
を更に行わせるコンピュータ命令を更に記憶する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記生産投入システムは、プロセッサと、コンピュータ命令を記憶するメモリとを含み、前記コンピュータ命令は、前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
水圧を使用して電解槽への水流量を制御することと、
電源を介して電流を前記電解槽に流すことと、
塩化ナトリウムブラインをアノード槽入口に添加し、水性混合物を作製することと、
水酸化ナトリウムを前記水性混合物に添加することと、
前記電解槽から次亜塩素酸水を生産することであって、前記次亜塩素酸水は、次亜塩素酸塩、リン酸塩、酸化物、及び安定剤を含有しない、生産することと、
を行わせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記生産投入システムは、フィードバック制御される水圧、フィードバック制御される電流、フィードバック制御される塩化ナトリウム、及びフィードバック制御される水酸化ナトリウムの１つ以上を使用して前記連続監視されるＨＯＣｌ溶液の目標ｐＨバランスへの修正を行う、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記生産投入システムは、フィードバック制御される水圧、フィードバック制御される電流、フィードバック制御される塩化ナトリウム、及びフィードバック制御される水酸化ナトリウムの１つ以上を使用して前記連続監視されるＨＯＣｌ溶液のＨＯＣｌの目標百万分率（ＰＰＭ）への修正を行う、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記生産投入システムは、フィードバック制御される水圧、フィードバック制御される電流、フィードバック制御される塩化ナトリウム、及びフィードバック制御される水酸化ナトリウムの１つ以上を使用して前記連続監視されるＨＯＣｌ溶液の目標塩濃度への修正を行う、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記生産投入システムは、フィードバック制御される水圧、フィードバック制御される電流、フィードバック制御される塩化ナトリウム、及びフィードバック制御される水酸化ナトリウムの１つ以上を使用して前記連続監視されるＨＯＣｌ溶液の目標酸化還元電位（ＯＲＰ）への修正を行う、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記生産投入システムは、フィードバック制御される水圧、フィードバック制御される電流、フィードバック制御される塩化ナトリウム、及びフィードバック制御される水酸化ナトリウムの１つ以上を使用して前記連続監視されるＨＯＣｌ溶液の遊離塩素濃度の目標量への修正を行う、請求項１に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
技術分野
本開示は、一般的には次亜塩素酸を製造するシステム及び方法に関し、特に、製造された純次亜塩素酸を予測生産フィードバックするシステム及び方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
背景
関連技術の説明
世界中の社会は今、非常に大きな問題：パンデミック、対処不可能な感染、非治癒性創傷、清潔な飲み水の世界的不足、及び迫り来る食糧不足を抱えている。世界中の国々は更に、老年人口のサポートという負担により圧迫されている。世界の半分は医療へのアクセスがなく、上水及び電力の不足は世界人口の１／５に影響を及ぼしている。解決策は、消毒液として知られてきたが、分子の高度に不安定な性質に起因して広く採用されてこなかった次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）として識別される組成物にある。世界中の機器製造業者は、ＨＯＣｌ生産の経時一貫性、使いやすさ、生産物安定性、及び解決策としてＨＯＣｌを提供することのコスト現実性に関連する問題に対処してこなかった。ＨＯＣｌ製造の一貫性の欠如及び広範囲での採用の失敗は、既存のシステムの失敗の証拠を提供する。
【０００３】
次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）は、その有益な医療、食品消毒、及び感染制御／治療用途のために有用であることが知られており、一般に受け入れられている。ＨＯＣｌは、感染及び外傷に対するヒト及び動物の細胞の活性酸素種（ＲＯＳ）応答の成分として、生体内での寿命が短い不安定なものであることが知られている。ＨＯＣｌは、その世界中で製造されている形態においては、典型的には、反応性酸化剤種の未定義の混合物であり、水性塩素分子に加えて、安全性が高い（benign）が非常に有効なＨＯＣｌとともに、次亜塩素酸塩、塩素酸塩、亜塩素酸塩、過塩素酸塩、及び場合により短時間作用オゾン、過酸化物、及び特定できないフリーラジカルのうちの１つ以上の様々な成分からなるハイブリッド組成物である（すなわち、広義には、上記の混入物の１つ以上を有するＨＯＣｌ混合物を意味する）。これらの成分のいくつかは細胞毒性であり、潜在的に危険であることが知られている。ＨＯＣｌ組成物中に任意の量の次亜塩素酸塩が含まれる場合、次亜塩素酸塩及び他の形態の水溶性塩素へのＨＯＣｌの変換を急激に加速させる化学反応が起こる。真正の純粋なＨＯＣｌ（すなわち、狭義には、次亜塩素酸塩、混合酸化剤、又は上記の他の混入物を含有しないＨＯＣｌ混合物を意味する）は単一の分子実体であるのに、ＨＯＣｌは、制御されていない製造プロセスの粗製の混合酸化剤生成物と同等であると度々誤って特徴付けられ、誤って表示されている。特に、このような状況では、純水及び食塩水は混入物とみなされない。
【０００４】
ＨＯＣｌは、多くの場合、有機化合物又は無機化合物を用いた次亜塩素酸塩溶液のｐＨ調整によって生成されるが、そのプロセスは、一貫した終点に到達するために工業規模で制御することが困難なことが知られており、その結果、信頼性が低く、定義があいまいな生産物がもたらされ、この場合も、実際にはＨＯＣｌ混合次亜塩素酸塩／酸化剤溶液である場合に、真正で純粋で安定なＨＯＣｌと誤って特徴付けられることが多い。ＨＯＣｌは、現場での電解によって塩素発生器（ＨＯＣｌ発生器と誤って表示されることが多い）でも生成されることがあるが、多くの場合、極めて有害なガスを放出する過剰量の分子塩素ガス（Ｃｌ
２
）種を含む定義が不十分な水性の低ｐＨ混合物を生成する。しかしながら、電解で生成されたＨＯＣｌを含む典型的な混合酸化剤種は、多くの場合、短い保管寿命及び／又は時間とともに漂白剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム、ＮａＣｌＯ）に分解する成分の存在によって特徴付けられる。
【０００５】
さらに、多くの製造業者は、そのＨＯＣｌ生産物を「ｐＨ中性」であるとして販売促進しているが、「ｐＨ中性」は、定義上、ｐＨ７．０±１．０を有する混合物の分類になり、ｐＨ７．０±１．０を有する混合物では、水溶性塩素の約５０％が次亜塩素酸塩として存在していなければならない。これらの混合酸化剤は不安定な次亜塩素酸塩含有混合物であり、真正の純粋で安定なＨＯＣｌ生産物に代表される単一の分子実体の有効性と安全性を付与しない。したがって、これらの混合物は、安全でないだけでなく、同等のＣｌ含有量を有する純粋なＨＯＣｌの１００分の１の効果であることが知られている。
【０００６】
緩衝剤を有する又は有しない、ＨＯＣｌの有用な割合を追求する電解的に発生させた混合酸化剤塩素種は業界で十分に確立されているが、これらは純粋なＨＯＣｌに比べると有効性がはるかに低い。これらの電解的に発生させた混合酸化剤塩素種は不安定であり、危険な可能性がある。安全のために、既存のプロセスは、即時の使用を必要とする又は塩素安定剤及び安定化バッファ等の添加剤を必要とするという条件付きで、現場で適用されることが多かった。それらのバッファは認識されるレベルの不純物を生じ、また、ラベルで認められるレベルの次亜塩素酸塩の裏付けとなる。
【０００７】
電解によるＨＯＣｌの製造では、これまでのところ、緩衝系及び／又は金属カチオン、過ヨウ素酸塩、リン酸塩緩衝液、炭酸塩緩衝液、及びハロゲン安定化能を持つ有機化合物を含む様々な安定化実体を組み込むことなく、広範な実用用途に対して十分な安定性を有する水性製剤を生成することはできていない。
【０００８】
事実上有用な保管期間にわたり活性形態でのＨＯＣｌの維持を支えるために従来用いられている添加剤及び化学安定剤は全て、選択される化学的介入に応じて、次亜塩素酸塩及び亜塩素酸塩／塩素酸塩等の水溶性塩素の他の種又は塩素の存在に依存する、又は崩壊が開始した結果、溶液中に出現することになる。これらの成分の多くは、製剤に対する細胞及び組織への毒性効果に寄与し、医療処置におけるそれらの有用性を制限する。次亜ハロゲン酸、ＨＯＣｌ、及び次亜臭素酸（ＨＯＢｒ）以外のハロゲンの水性種は全て、環境表面に有害な、多くの場合、腐食作用を与え、環境表面を実用的な目的の理想に満たないものにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＨＯＣｌ生産に付随する、化学的ｐＨ調整（酸滴定）の量制限的で、危険な、信頼できない、困難な性質及びＨＯＣｌとして不正に販売促進されている混合酸化剤生産物の非一貫性の課題に対する回答が必要である。さらに、その効果が信頼できず、潜在的に危険な化学混合物をもたらす電解機器で作製されたＨＯＣｌを一部含有する粗製の未定義の溶液の生成という歴史的課題に対する回答が必要である。更に、それらの混合酸化剤は、時間の経過とともに、及びｐＨスペクトルにわたり分解するにつれて効力を失う。したがって、混合酸化剤複合体（すなわち広義）として生産される典型的なＨＯＣｌは、安定性が低く、一貫性が低く、信頼性が低く、効力が低く、その最も価値の高い用途に採用される可能性は低い。現在の技術では塩素／ＨＯＣｌ／漂白剤混合物が生産される。本開示は、これらの必要性に対処し、他の関連する技術的改善を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
簡単な概要
簡潔に述べると、開示される真正ＨＯＣｌ製造システムは、世界中に遠隔配備後に、リアルタイム診断、制御、及び監視のために、Ethernet技術、セルラ技術、又は衛星アップリンク技術の１つ以上を用いてアクセス可能及び遠隔的に制御可能である。真正ＨＯＣｌ製造システムは、システムがどこに配備されていても使用者による品質保証を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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