از جمله راهکارهایی که امروزه در بسیاری از کشورهای در حال توسعه برای کم کردن بار میکروبی و ضدعفونی در عرصه بهداشت و صنایع غذایی به آن اهمیت داده شده بکارگیری فرآیند برقکافت آب می باشد که برای انجام آن فقط به آب و نمک طعام و یک جریان الکتریکی احتیاج بوده و توسط آن آب به عناصر تشکیل دهنده اش تجزیه می شود. در همین راستا تصمیم داریم در این مطلب برای آگاهی شما عزیزان به بررسی انواع کاربردها و چگونگی انجام فرایند تولید آب الکترولیز شده بپردازیم.
آشنایی با فواید آب الکترولیز شده
به طور کلی ترکیبات ضدعفونی کننده نقشی اساسی در کنترل و مهار باکتری های عامل فساد در صنایع غذایی و اماکن عمومی دارند. آب الکترولیز شده نیز به منزله نوعی ضدعفونی کننده در چند سال گذشته مورد استفاده قرار گرفته و به دلیل خصوصیاتی همچون ایمنی و بی خطر بودن و قیمت ارزان کاربرد فراوانی داشته و بر روی اغلب ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها تاثیرگذار می باشد.
برقکافت آب با کمک آب، نمک و برق انجام می گیرد. این نوع فرآیند الکترولیز نام داشته و شامل بکارگیری ولتاژ مستقیم الکتریکی در بین یک جفت الکترود شناور در محلول یون ها برای کنترل نوعی واکنش شیمیایی غیر خود به خود می باشد. فرآیند اصلی حذف یا اضافه کردن الکترون ها و در نهایت تغییر در پتانسیل کاهش اکسیداسیون محلول می باشد.
نحوه انجام فرآیند برقکافت آب
برقکافت آب نخستین بار به وسیله کارلیسل و نیکولسن در سال ۱۸۰۰ صورت گرفت. در این پروسه دو الکترود با یک صفحه فلزی همچون پلاتین یا ایریدیم به یک منبع متصل شده و الکترودها درون آب قرار گرفته می شوند و واکنش اکسایشی – کاهشی صورت می گیرد. تحت تاثر الکترود آند آب دچار اکسید شده و اکسیژن تولید کرده و به شکل حباب از ظرف خارج می شود.
در مجاورت کاتد آب کاهش پیدا کرده و حباب هیدروژن تولید می کند. در برقکافت آب به نسبت یک مولکول اکسیژن دو مولکول هیدروژن به وجود می آید. با توجه به این که برقکافت با جریان الکتریکی و گرما انجام می یگرد در درجه حرارت و فشار بالا نیز قابل انجام می باشد. بدین ترتیب برای کاهش بکارگیری جریان الکترکی می توان برقکافت بخار آب را در درجه حرارت بالا انجام داد. همچنین با توجه به این که آب خالص توانایی الکترولیز شدن ندارد باید ترکیبات معدنی یا الکترولیت از قبیل نمک، اسید یا باز به آب اضافه نمود.
از برقکافت آب می توان به منظور تصفیه آب آشامیدنی بهره گرفت. در پروسه برقکافت آب و نمک از راه باردار کردن عناصر موجود درون آب عامل های نمک در آب تفکیک شده به میزان نیاز کلر در آب آزاد شده و آب را ضدعفونی می کند. با توجه به قیمت ارزان و سادگی این پروسه می توان از این نوع آب در نقاظ روستایی استفاده نمود.
این شیوه برای گندزدایی آب، از بین بردن فلزات سنگین، از بین بردن ترکیبات آلی، از بین بردن فنل و سایر ترکیبات سمی از آب قابلیت استفاده را دارد. دلایل اصلی گندزدایی در برقکافت آب ایجاد رادیکال هیدروکسید، پراکسید هیدروژن، ازن و ترکیبات کلر می باشد.
آب های زیرزمینی که مواد معدنی زیادتری دارند در مقایسه با سایر آب ها سریعتر الکترولیز می شوند که علت آن بالاتر بودن میزان یون ها و انتقال راحت الکتریسیته در این آب ها می باشد. آب هایی که دارای PH خنثی می باشند مناسب ترین آب ها برای برقکافت هستند.
انواع کاربردهای آب برقکافت شده
از جمله فواید برقکافت در تصفیه آب می باشد. امروزه به خاطر بالا بودن آلودگی منابع آبی تبلیغات غیر عادی برای سیستم تصفیه آب می کنند. با این عمل آب را شدیدا آلوده و دارای نیترات، نیتریت و سایر ترکیبات سمی معرفی می کنند. لجن هایی که در سیستم تصفیه مشاهده می شود را علت وجود فلز های سنگین و آرسنیک و … تلقی می کنند. در حالی که اگر در آب های معدنی هم این نوع آزمایشات صورت گیرد این داده ها حاصل می شود. زیرا آب خالص نارسانا بوده و برقکافت نمی شود و باید در آن ترکیبات معدنی وجود داشته باشد.
هم اکنون در بیمارستان ها و کلینیک ها از آب برقکافت شده برای نابودی میکروب ها و باکتری ها بهره می برند. برای ایجاد این نوع آب تنها لازم است آب شور یا هیدروکلرید سدیم را درون سیستم تولید آب برقکافت بگذارید، ترکیب به وجود آمده به آسانی میکروب ها و باکتری ها را از بین می برد.
دانشمندان در پی بکار بردن آب برقکافت شده در مزارع به جای استفاده از سموم شیمیایی می باشند. این نوع آب دارای ویژگی ضدعفونی کننده بوده و می تواند در مزارع برای مهار بیماری های گیاهی، پاکسازی دستگاه ها، تامین امنیت بیولوژیکی و شستشوی سبزیجات و میوه ها و همچنین تازه نگه داشتن آن ها پس از برداشت و جمع آوری بکار گرفته شود.
در بعضی از مزارع بکارگیری آب الکترولیز شده برای مبارزه با آفت ها و بیماری های گیاهی با موفقیت رو به رو بوده است. بکار بردن این نوع آب در کشاورزی می تواند استفاده از ترکیبات شیمیایی و قارچ کش ها را با جلوگیری از ایجاد عفونت اولیه به حداقل برساند. این مطالعه مشخص کرد که آب برقکافت شده خنثی می تواند سبب کم شدن آمار باکتریایی آلوده کننده ماهی و بالا رفتن زمان ماندگاری آن شود و همینطور قدمی تاثیرگذار در راستای بالا بردن سلامت غذایی مصرف کننده باشد.
بالا بردن میزان سلامت ترکیبات غذایی با برقکافت آب
آب الکترولیز شده به طور معمول به واسطه عبور محلول رقیق نمکی از راه یک سلول الکترولیتیک دارای الکترود های آند و کاتد ایجاد می گردد. آند و کاتد توسط یک فضای دو قطبی از هم تفکیک شده و یون هایی با بار منفی کلرید و هیدروکسید در محلول نمکی رقیق شده به طرف آند حرکت خواهند کرد تا الکترون از دست داده و گاز اکسیژن و کلر و اسیدهیپوکلروز ایجاد نماید.
این پروسه به راحتی قابل کنترل و مدیریت کردن بوده و برای ضدعفونی کردن گیاهان و زدودن آلاینده ها از ترکیبات غذایی مناسب و مفید خواهد بود. امروزه آب برقکافت شده به طور معمول به منزله یک عامل گندزدا و ضدعفونی کننده در صنعت غذا و دیگر صنایع و کاربردها امتحان شده و قابلیت استفاده دارد.
از این که تا پایان این مطلب همراه ما بودید بسیار سپاس گزاریم. همچنین می توانید با کلیک بر روی لینک های ارائه شده از مطالبی همچون خواص آب اکسیژنه و خواص آب قلیایی دیدن کرده و دانستنی های علمی و اطلاعات خود را در این زمینه افزایش دهید.
منبع : آرگا