Bei Nahrungsmitteln, Molkereiprodukten, Säuglingsnahrung sowie Obst und Gemüse sind in den vergangenen Jahren zunehmend überhöhte Chloratkonzentrationen aufgefallen. Chlorate sind Salze der Chlorsäure. Sie können bei der Aufnahme in den Körper den roten Blutkörperchen schaden und die Jodaufnahme hemmen. Chlorat kann nicht nur bei der Erzeugung auf dem Feld durch die Aufnahme von Pflanzenschutzmitteln, sondern auch während der Verarbeitung in die Nahrung gelangen. Besonderes Augenmerk richten Hersteller und Verarbeiter von Lebensmitteln und Getränken dabei auf das Produktwasser. Es wird vor der Verwendung aufbereitet und desinfiziert. Hier gilt es, besonders achtsam zu sein, da Desinfektionsverfahren den Anteil an Chlorat im Wasser entscheidend beeinflussen. Abhängig vom pH-Wert, der Wassertemperatur, der Anwendungsdauer und der organischen Belastung des Wassers bildet sich Chlorat als Nebenprodukt beim Einsatz chlorhaltiger Mittel. Der Chlorbedarf nimmt bei hoher organischer Belastung zu. Dementsprechend steigt auch der Gehalt an Chlorat und kann die vorhandene Konzentration im Produkt erhöhen. Abhängig von Temperatur und Lagerdauer kann bei gebrauchsfertigen chlorhaltigen Desinfektionsmitteln der Chloratgehalt sogar bis auf den doppelten Wert ansteigen, während das aktive Chlor auf bis zu ein Drittel abnimmt.
Desinfektion mit Chlordioxid
In der Getränke- und Lebensmittelindustrie hat sich Chlordioxid ClO2 als wirksames Desinfektionsmittel etabliert. Ein entscheidender Vorteil gegenüber der Chlorung ist beispielsweise die vom pH-Wert des Wassers unabhängige Wirkung. Auch in geringen Konzentrationen hat ClO2 eine hohe Desinfektionskraft. So lassen sich mit Konzentrationen von 0,3 ppm zuverlässig die Keimzahlen von ca. 1000 KbE/ml innerhalb weniger Minuten auf null bringen.
Bei der Erzeugung von Chlordioxid spielt die Ausbeute des Chlordioxidgenerators
eine entscheidende Rolle. Beim gängigen Verfahren unter Verwendung der Ausgangsstoffe Natriumchlorit und Salzsäure kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass alles, was zur theoretischen Ausbeute von 100 % fehlt, als Chlorat vorliegt. Bei einer Anlage mit 80 % Ausbeute wird folglich mit jedem mg/l Chlordioxid auch gleichzeitig ca. 0,22 mg/l Chlorat dosiert. Bei einer Anlage mit 95 % Ausbeute ist das mit 0,06 mg/l eine fast vierfach geringere Chloratbelastung.
Die Chlordioxidanlagen Bello Zon arbeiten nach dem oben genannten Chlorit/Säure-Verfahren. Dabei wird eine chlorfreie Chlordioxidlösung erzeugt. Durch das ausgereifte Reaktordesign ist ein Wirkungsgrad von bis zu 98 % möglich. Bei zur Zwischenlagerung erzeugten Chlordioxidlösungen muss der abhängig von Konzentration, Temperatur, pH-Wert, Licht und Zeit erfolgende Abbau des Chlordioxids zu Chlorat beachtet werden.
Hohe Materialverträglichkeit
Aufgrund geringer Chloridwerte gewährleistet die Chlordioxidanlage Bello Zon CDLb H2SO4 eine hohe Materialverträglichkeit. Sie generiert eine extrem chloridarme Chlordioxidlösung und eignet sich für Anwendungen in sensitiven Edelstahlumgebungen wie Tunnelpasteuren, Autoklaven und Kühlkreisläufen. Die Anlage erzeugt aus Natriumchlorit und Schwefelsäure bis zu 89 g Chlordioxid pro Stunde. Bei der Chlordioxidherstellung nach dem Chlorit-Schwefelsäureverfahren beträgt das Verhältnis Chlordioxid zu Chlorid maximal 1:0,3. Im Vergleich zur CIO2-Erzeugung nach dem Chlorit-Salzsäureverfahren mit einem Verhältnis Chlordioxid zu Chlorid von maximal 1:2,6 ließt sich der Chloridgehalt einer fertigen Chlordioxidlösung um ca. 90 % senken.
Die Batchproduktion erfolgt wegen der Verfahrensführung besonders sicher. Auch bei der Lagerung bleibt die Chlordioxidlösung in ihrer Konzentration langzeitstabil. Das Chlordioxid wird in einem Vorlagemodul in einer Konzentration von 1500 mg/l zwischengespeichert. Die geschlossene Gasführung verhindert, dass Chlordioxid aus der Anlage entweichen kann.
Chlorid- und chloratarme Elektrolyse
Auch bei den verschiedenen Verfahren und Anlagen zur elektrolytischen Erzeugung von Chlor aus Kochsalz entstehen Desinfektionsprodukte mit einer breiten Spanne unterschiedlicher Chloratgehalte. Bei der Anlagentechnik und -verfahrensführung gibt es viele Stellschrauben, an denen gedreht werden kann, etwa die Auswahl von Elektrodenmaterialien, die Geometrie der Elektrolysezelle oder die Temperatur. Die Vor-Ort-Herstellung von Chlor durch Elektrolyse benötigt nur Wasser, Salz und Energie in Form von Strom. Für besonders sensible Anwendungen wie die Herstellung von Babynahrung gibt es Elektrolyseanlagen, die Chlorlösungen mit einem Gehalt von nur 0,7 % Chlorat bezogen auf den Aktivchlorgehalt erzeugen. Mit jedem mg/l Aktivchlor werden hier nur 0,007 mg Chlorat dosiert.
Ein Verfahren, bei dem die Bildung störender Nebenprodukte auf ein Minimum reduziert wird, ist die Dulcolyse. Sie erzeugt weniger als 0,01 ppm Chlorat bei einer Dosierung von 1 ppm FAC (Free Available Chlorine). Diese Chloratwerte wurden nach DIN/EN ISO 103054-4 (D25):1999-07 (unterhalb der Nachweisgrenze) gemessen. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens sind minimale Chloridwerte.
Bei der Erzeugung lagerfähiger Chlorlösungen gelten die gleichen Anmerkungen wie beim Chlordioxid. Das Thema Lagerhaltung ist auch bei nicht vor Ort hergestellten Produkten auf Basis von Natriumhypochlorit (Chlorbleichlauge) und Calciumhypochlorit entscheidend.
Prominent GmbH, Heidelberg
Autor: Michael Birmelin
Marketingredakteur,
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