Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 75250 10.21603/1019-8946-2024-1-3 Научная статья Research Article Научная статья Electrolysis Solutions in Sanitation: Past and Present Электролизные растворы в санитарной обработке: прошлое и настоящее 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 19 02 2024 19 02 2024 1 60 63 27 12 2023 01 02 2024 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/75250/view

Получение новых знаний о существовании и развитии микроорганизмов в виде сообществ – биопленок и экспрессивность их резистентности диктует разработку новых подходов к проведению дезинфекционных мероприятий. В статье показана история открытия, развития процессов электролиза, получения неорганических хлорактивных и кислородактивных растворов, обладающих выраженными антимикробными свойствами. Рассмотрена принципиальная схема электролиза водно-солевых растворов и получения электрохимически активированных субстанций, проведен краткий анализ их свойств, определяющих целевую эффективность. Электрохимические процессы, происходящие в анодной и катодной камерах при электролизе связаны с окислительно-восстановительными реакциями сильно адсорбированных электроактивных промежуточных молекулярных форм, полученных из воды, зависящих от концентрации электролита в растворе, силы тока, времени электролиза, температуры и других факторов. Показана перспективность более широкого промышленного внедрения электролитического способа одновременного получения хлорактивных растворов анолитов и щелочных растворов католитов с возможностью их комплексного использования в процессах санитарной обработки оборудования.

New knowledge about biofilm microorganisms and their resistance needs new approaches to disinfection. The article traces the story of electrolysis, as well as inorganic chloractive and oxygen-active disinfectants. It describes the basic electrolysis scheme for obtaining salines and electrochemically activated substances. As a rule, their properties determine the target efficiency of the disinfectant. Certain electrochemical processes occur in anodic and cathodic chambers during electrolysis. They are associated with redox reactions of strongly adsorbed electroactive intermediate molecular forms obtained from water. They depend on the concentration of electrolyte in the solution, current power, electrolysis time, temperature, etc. The electrolytic method has good industrial prospects as it simultaneously produces chloractive anolyte solutions and alkaline catholyte solutions. They can be used as a complex for equipment sanitization purposes.

 электролиз электрохимически активированные растворы анолит католит дезинфекция санитарная обработка electrolysis electrochemically activated solutions anolyte catholyte disinfection sanitation

Тутельян, А. В. Методы борьбы с биологическими плёнками на пищевых производствах / А. В. Тутельян [и др.] // Молочная промышленность. 2020. № 11. С. 48-53. Tutel'yan, A. V. Metody bor'by s biologicheskimi plenkami na pischevyh proizvodstvah / A. V. Tutel'yan [i dr.] // Molochnaya promyshlennost'. 2020. № 11. S. 48-53. Мельникова, Г. Н. Анализ современных средств и технологий противодействия резистентности микроорганизмов / Г. Н. Мельникова // Контроль и профилактика инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП-2023): сборник тезисов XI конгресса с международным участием (23-24 ноября 2023 г.). - М.: ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, 2023 г. С. 61-62. Mel'nikova, G. N. Analiz sovremennyh sredstv i tehnologiy protivodeystviya rezistentnosti mikroorganizmov / G. N. Mel'nikova // Kontrol' i profilaktika infekciy, svyazannyh s okazaniem medicinskoy pomoschi (ISMP-2023): sbornik tezisov XI kongressa s mezhdunarodnym uchastiem (23-24 noyabrya 2023 g.). - M.: FBUN CNII Epidemiologii Rospotrebnadzora, 2023 g. S. 61-62. Фильчакова, С. А. Санитария и гигиена на предприятиях молочной промышленности / С. А. Фильчакова. - М.: ДеЛи принт, 2008. - 276 с. Fil'chakova, S. A. Sanitariya i gigiena na predpriyatiyah molochnoy promyshlennosti / S. A. Fil'chakova. - M.: DeLi print, 2008. - 276 s. Маневич, Б. В. Актуальность удаления остаточных количеств кислородактивных дезинфицирующих средств с контактных поверхностей молочного оборудования / Б. В. Маневич, Ж. И. Кузина, Е. А. Бурыкина // Пищевая промышленность. 2023. № 02. С. 40-43. Manevich, B. V. Aktual'nost' udaleniya ostatochnyh kolichestv kislorodaktivnyh dezinficiruyuschih sredstv s kontaktnyh poverhnostey molochnogo oborudovaniya / B. V. Manevich, Zh. I. Kuzina, E. A. Burykina // Pischevaya promyshlennost'. 2023. № 02. S. 40-43. Морозов, А. М. Исторические аспекты асептики и антисептики / А. М. Морозов // Вестник медицинского института «Реавиз»: реабилитация, врач и здоровье. 2021. № 6 (54). С. 94-103. https://doi.org/10.20340/vmi-rvz.2021.5. HLTHCR.2 Morozov, A. M. Istoricheskie aspekty aseptiki i antiseptiki / A. M. Morozov // Vestnik medicinskogo instituta «Reaviz»: reabilitaciya, vrach i zdorov'e. 2021. № 6 (54). S. 94-103. https://doi.org/10.20340/vmi-rvz.2021.5. HLTHCR.2 Макацария, Н. А. Игнац Филипп Земмельвейс / Н. А. Макацария // Акушерство, гинекология и репродукция. 2016. Т. 10. № 1. С. 129-131. Makacariya, N. A. Ignac Filipp Zemmel'veys / N. A. Makacariya // Akusherstvo, ginekologiya i reprodukciya. 2016. T. 10. № 1. S. 129-131. White, G. C. Chemistry of chlorination / G. C. White // Handbook of chlorination and alternative disinfectants. 1999. С. 212-287. White, G. C. Chemistry of chlorination / G. C. White // Handbook of chlorination and alternative disinfectants. 1999. S. 212-287. Fatica, M. K. The use of chlorination and alternative sanitizers in the produce industry / M. K. Fatica, K. R. Schneider // CABI Reviews. 2009. № 2009. С. 1-10. Fatica, M. K. The use of chlorination and alternative sanitizers in the produce industry / M. K. Fatica, K. R. Schneider // CABI Reviews. 2009. № 2009. S. 1-10. Mercer, W. A. Chlorine in food plant sanitation / W. A. Mercer, I. I. Somers // Advances in Food Research. 1957. Vol. 7. P. 129-169. Mercer, W. A. Chlorine in food plant sanitation / W. A. Mercer, I. I. Somers // Advances in Food Research. 1957. Vol. 7. P. 129-169. Самохин, В. П. Памяти Майкла Фарадея (1791-1867) / В. П. Самохин, К. В. Мещеринова // Машиностроение и компьютерные технологии. 2018. № 01. С. 65-112. Samohin, V. P. Pamyati Maykla Faradeya (1791-1867) / V. P. Samohin, K. V. Mescherinova // Mashinostroenie i komp'yuternye tehnologii. 2018. № 01. S. 65-112. Шухардин, С. В. Техника в ее историческом развитии / С. В. Шухардин, Н. К. Ламан, А. С. Федоров - М.: Наука, 1979. - 416 с. Shuhardin, S. V. Tehnika v ee istoricheskom razvitii / S. V. Shuhardin, N. K. Laman, A. S. Fedorov - M.: Nauka, 1979. - 416 s. Кульский, Л. А. Обезвреживание и очистка воды хлором / Л. А. Кульский - М.: Ленинград: Министерство коммун. хоз-ва РСФСР, 1947. - 423 с. Kul'skiy, L. A. Obezvrezhivanie i ochistka vody hlorom / L. A. Kul'skiy - M.: Leningrad: Ministerstvo kommun. hoz-va RSFSR, 1947. - 423 s. Sletten, O. Halogens and their role in disinfection / O. Sletten // Journal American Water Works Association. 1974. Vol. 66. № 12. P. 690-692. Sletten, O. Halogens and their role in disinfection / O. Sletten // Journal American Water Works Association. 1974. Vol. 66. № 12. P. 690-692. Prilutsky, V. I. Electrochemically activated water: anomalous properties, mechanism of biological action / V. I. Prilutsky, V. M. Bakhir // VNIII of Med Eng. 1997. P. 232. Prilutsky, V. I. Electrochemically activated water: anomalous properties, mechanism of biological action / V. I. Prilutsky, V. M. Bakhir // VNIII of Med Eng. 1997. P. 232. Kraft, A. Electrochemical water disinfection: a short review / A. Kraft // Platinum metals review. 2008. Vol. 52. № 3. P. 177-185. Kraft, A. Electrochemical water disinfection: a short review / A. Kraft // Platinum metals review. 2008. Vol. 52. № 3. P. 177-185. Barrott, L. P. Comparative evaluation of two novel disinfection methods for small community water treatment in developing countries / L. P. Barrott, B. J. Lloyd, N. J. D. Graham // Aqua (London). 1990. Vol. 39. № 6. P. 396-404. Barrott, L. P. Comparative evaluation of two novel disinfection methods for small community water treatment in developing countries / L. P. Barrott, B. J. Lloyd, N. J. D. Graham // Aqua (London). 1990. Vol. 39. № 6. P. 396-404. Бахир, В. М. Эффективность и безопасность химических средств для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации / В. М. Бахир [и др.] Дезинфекционное дело. 2003. № 1. С. 29-36. Bahir, V. M. Effektivnost' i bezopasnost' himicheskih sredstv dlya dezinfekcii, predsterilizacionnoy ochistki i sterilizacii / V. M. Bahir [i dr.] Dezinfekcionnoe delo. 2003. № 1. S. 29-36. Паничева, С. А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения / С. А. Паничева. - М.: ВНИИИМТ, 1998. - 122 с. Panicheva, S. A. Novye tehnologii dezinfekcii i sterilizacii slozhnyh izdeliy medicinskogo naznacheniya / S. A. Panicheva. - M.: VNIIIMT, 1998. - 122 s. Huang, Y. R. Application of electrolyzed water in the food industry / Y. R. Huang [et al.] // Food control. 2008. Vol. 19. № 4. P. 329-345. Huang, Y. R. Application of electrolyzed water in the food industry / Y. R. Huang [et al.] // Food control. 2008. Vol. 19. № 4. P. 329-345. Hricova, D. Electrolyzed water and its application in the food industry / D. Hricova, R. Stephan, C. Zweifel // Journal of food protection. 2008. Vol. 71. № 9. P. 1934-1947. Hricova, D. Electrolyzed water and its application in the food industry / D. Hricova, R. Stephan, C. Zweifel // Journal of food protection. 2008. Vol. 71. № 9. P. 1934-1947. Trasatti, S. Progress in the understanding of the mechanism of chlorine evolution at oxide electrodes / S. Trasatti // Electrochimica acta. 1987. Vol. 32. № 3. P. 369-382. Trasatti, S. Progress in the understanding of the mechanism of chlorine evolution at oxide electrodes / S. Trasatti // Electrochimica acta. 1987. Vol. 32. № 3. P. 369-382. Trasatti, S. Electrocatalysis: understanding the success of DSA® / S. Trasatti // Electrochimica Acta. 2000. Vol. 45. № 15-16. P. 2377-2385. Trasatti, S. Electrocatalysis: understanding the success of DSA® / S. Trasatti // Electrochimica Acta. 2000. Vol. 45. № 15-16. P. 2377-2385. Evdokimov, S. V. Mechanism of chlorine evolution-ionization on dimensionally stable anodes / S. V. Evdokimov // Russian journal of electrochemistry. 2000. Т. 36. С. 227-230. Evdokimov, S. V. Mechanism of chlorine evolution-ionization on dimensionally stable anodes / S. V. Evdokimov // Russian journal of electrochemistry. 2000. T. 36. S. 227-230. Арчаков, А. И. Окисление чужеродных соединений и проблемы токсикологии / А. И. Арчаков, И. И. Карузина // Вестник АМН СССР. 1988. №1. С. 14-28. Archakov, A. I. Okislenie chuzherodnyh soedineniy i problemy toksikologii / A. I. Archakov, I. I. Karuzina // Vestnik AMN SSSR. 1988. №1. S. 14-28. Bakhir, V. M. Electrochemical activation inventions systems technology. / V. M. Bakhir [et al.]. Moscow: Viva-Star Printing Plant Publ., 2021. 660 p. Bakhir, V. M. Electrochemical activation inventions systems technology. / V. M. Bakhir [et al.]. Moscow: Viva-Star Printing Plant Publ., 2021. 660 p. Ignatov, I. Preparation of electrochemically activated water solutions (catholyte/anolyte) and studying their physical-chemical properties / I. Ignatov [et al.] // Journal of Medicine, Physiology and Biophysics. 2015. Т. 11. С. 1-21. Ignatov, I. Preparation of electrochemically activated water solutions (catholyte/anolyte) and studying their physical-chemical properties / I. Ignatov [et al.] // Journal of Medicine, Physiology and Biophysics. 2015. T. 11. S. 1-21. Erenburg, R. PH effect on chlorine reaction kinetics on ruthenium titanium oxide anode / R. Erenburg, L. Krishtalik, N. Rogozhina // Elektrokhimiya. 1984. Vol. 20. P. 1183-1190. Erenburg, R. PH effect on chlorine reaction kinetics on ruthenium titanium oxide anode / R. Erenburg, L. Krishtalik, N. Rogozhina // Elektrokhimiya. 1984. Vol. 20. P. 1183-1190. McFerson, L. L. Understanding ORP's role in the disinfection process / L. L. McFerson // Water Eng. Management. 1993. Vol. 140. P. 29-31. McFerson, L. L. Understanding ORP's role in the disinfection process / L. L. McFerson // Water Eng. Management. 1993. Vol. 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. 56-62. 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. 56-62. Chittoria, R. K. The role of super oxidized solution in the management of diabetic foot ulcer: our experience / R. K. Chittoria [et al.] // Nepal Med Coll J. 2007. Vol. 9. № 2. P. 125-128. Chittoria, R. K. The role of super oxidized solution in the management of diabetic foot ulcer: our experience / R. K. Chittoria [et al.] // Nepal Med Coll J. 2007. Vol. 9. № 2. P. 125-128. 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. Vol. 451. P. 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. Vol. 451. P. 138879. Hotta, K. Antimicrobial activity of electrolyzed NaCl solutions: effect on the growth of Streptomyces spp / K. Hotta [et al.] // Actinomycetologica. 1994. Vol. 8. № 2. P. 51-56. Hotta, K. Antimicrobial activity of electrolyzed NaCl solutions: effect on the growth of Streptomyces spp / K. Hotta [et al.] // Actinomycetologica. 1994. Vol. 8. № 2. P. 51-56. Gulabivala, K. Effectiveness of electrochemically activated water as an irrigant in an infected tooth model / K. Gulabivala [et al.] // International endodontic journal. 2004. Vol. 37. № 9. P. 624-631. Gulabivala, K. Effectiveness of electrochemically activated water as an irrigant in an infected tooth model / K. Gulabivala [et al.] // International endodontic journal. 2004. Vol. 37. № 9. P. 624-631. Khalid, N. I. Alkaline electrolyzed water AS a potential green degreaser for meat processing stainless steel surface / N. I. Khalid [et al.] // Journal of Food Process Engineering. 2023. Vol. 46. - 12. e14465. Khalid, N. I. Alkaline electrolyzed water AS a potential green degreaser for meat processing stainless steel surface / N. I. Khalid [et al.] // Journal of Food Process Engineering. 2023. Vol. 46. - 12. e14465. Liu, Y. Cleaning and bacteria removal in milking systems by alkaline electrolyzed oxidizing water with response surface design / Y. Liu [et al.] // Transactions of the ASABE. 2019. Vol. 62. № 5. P. 1251-1258. Liu, Y. Cleaning and bacteria removal in milking systems by alkaline electrolyzed oxidizing water with response surface design / Y. Liu [et al.] // Transactions of the ASABE. 2019. Vol. 62. № 5. P. 1251-1258. 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. 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. Rahman, S. M. E. Electrolyzed water as a novel sanitizer in the food industry: current trends and future perspectives / S. M. E. Rahman, I. Khan, D. H. Oh // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2016. Vol. 15. № 3. P. 471-490. Rahman, S. M. E. Electrolyzed water as a novel sanitizer in the food industry: current trends and future perspectives / S. M. E. Rahman, I. Khan, D. H. Oh // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2016. Vol. 15. № 3. P. 471-490. 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. Vol. 63. № 1. P. 19-24. 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. Vol. 63. № 1. P. 19-24. 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. Vol. 78. № 4. P. 1326-1332. 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. Vol. 78. № 4. P. 1326-1332. Кузина, Ж. И. Санитарно-гигиенические мероприятия на предприятиях молочной промышленности / Ж. И. Кузина, Б. В. Маневич // МОЛОКО. Переработка и хранение: коллективная монография. - М.: Издательский дом «Типография» РАН, 2015. - С. 402-421. Kuzina, Zh. I. Sanitarno-gigienicheskie meropriyatiya na predpriyatiyah molochnoy promyshlennosti / Zh. I. Kuzina, B. V. Manevich // MOLOKO. Pererabotka i hranenie: kollektivnaya monografiya. - M.: Izdatel'skiy dom «Tipografiya» RAN, 2015. - S. 402-421.