DE10144448A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von gasförmigen und fluiden Medien sowie von Aerosolen mit hochenergetischen elektromagnetischen Wellen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von gasförmigen und fluiden Medien sowie von Aerosolen mit hochenergetischen elektromagnetischen Wellen

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Abstract

Das Problem DOLLAR A Feste, flüssige und gasförmige Stoffe werden zur Erzielung bestimmter chemischer, physikalischer oder biologischer Effekte mit hochenergetischen elektromagnetischen Wellen bestrahlt. Stand der Technik ist es, die Strahlungsquellen getrennt von den zu behandelnden Medien und Produkten anzuordnen. DOLLAR A Das führt zu technischen Lösungen, die große Abmessungen der einzelnen Komponenten bzw. der gesamten Anlage erfordern, die Durchführung eines kontinuierlichen Betriebsregimes erschweren und hohe investive Aufwendungen zur Folge haben. DOLLAR A Die Lösung des Problems DOLLAR A Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von gasförmigen und fluiden Medien sowie von Aerosolen mit hochenergetischen elektromagnetischen Wellen. DOLLAR A Die Generatoren bzw. Strahlungsquellen für die Erzeugung der hochenergetischen elektromagnetischen Wellen sind integraler Bestandteil der Vorrichtung und des Verfahrens und derart ausgeführt und angeordnet, dass das zu behandelnde Medium die Generatoren einhüllt und umströmt. DOLLAR A Anwendungsgebiet DOLLAR A Die bevorzugten Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Lösung sind: DOLLAR A - sterilisierung gasförmiger und fluider Medien sowie von Aerosolen aller Art DOLLAR A - strahlenchemische Vernetzung von monomeren oder oligomeren Verbindungen, die in gelöster oder dispergierter Form vorliegen DOLLAR A - Strahlenchemische Degradation von chemischen Verbindungen aller Art DOLLAR A - Ionen-Aktivierung dissoziierter Verbindungen zur Optimierung...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von gasförmigen und fluiden Medien sowie von Aerosolen mit hochenergetischen elektromagnetischen Weilen, vorzugsweise in einem Spektrum, dass zusammenfassend mit Gammastrahlung bezeichnet wird.
  • Stand des Wissens und der Technik ist es, die Wirkungsweise von hochenergetischen elektromagnetischen Wellen auf beliebige Medien und Materialien industriell zu nutzen.
  • Speziell für die Anwendung von Gammastrahlen gibt es Anwendungsgebiete, die von der Sterilisierung von Pharmaprodukten und Medizinartikeln sowie von Lebensmitteln bis zur Realisierung chemischer Reaktionen wie dem Abbau von Molekülen, Polymerisationsreaktionen und anderen Prozessen reichen.
  • Der Nachteil der diesbezüglichen Verfahren und Vorrichtungen besteht im allgemeinen darin, dass die Strahlungsquellen extern angeordnet sind und das Verfahrensprinzip nur eine diskontinuierliche Betriebsweise in großvolumiger Ausführung der einschlägigen Anlagen zulässt.
  • Auch der patentierte Lösungsansatz, der in der Offenlegungsschrift DE 195 43 503 A1 beschrieben ist und darin besteht, dass die zu behandelnden flüssigen Medien in strahlungsdurchlässigen Rohrleitungen an der Strahlungsquelle vorbeigeführt werden, kann die vorgenannten Nachteile, insbesondere die der sachlich erforderlichen großvolumigen Bauausführung, nicht vollständig beseitigen.
  • Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale - der "Integration" der Generatoren für die hochenergetischen elektromagnetischen Wellen in das zu behandelnde Medium - dadurch gelöst, dass die Generatoren so ausgelegt und angeordnet sind, dass die Medien die Generatoren/Strahlungsquellen umströmen können.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es durch Miniaturisierung der Vorrichtungen möglich wird, mobile oder semimobile Anlagen zu fertigen und damit Einsatzgebiete zu erschließen, die bisher einen umfassenden Einsatz dieser Technologie aus wirtschaftlichen und sicherheitsrelevanten Aspekten verhindert hat.
  • In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele mit analogem Wirkprinzip dargestellt, aus denen das erfindungsgemäße Prinzip und somit der Unterschied zu anderen Lösungen deutlich wird.
  • Dieses besteht darin, dass in einem Behälter (1) beliebiger Größe und geometrischer Form ein Generator (2) oder mehrere Generatoren, der (die) die gekapselte Strahlenquelle (3) zur Erzeugung/Emission der hochenergetischen elektromagnetischen Wellen enthalten von den zu behandelnden/bestrahlenden Medien (4) frei umströmt werden können.
  • Je nach Einsatzzweck, Art des zu behandelnden Mediums und des Volumenstromes, kann die Vorrichtung über einen oder mehrere Generatoren zur Erzeugung hochenergetischer elektromagnetischer Wellen verfügen, die wiederum aus einer oder mehreren gekapselten Strahlungsquellen bestehen können.
  • Komplettiert werden kann die Vorrichtung mit Pumpen, Ventilen (5), Mess-, Steuer- und Regelungseinrichtungen (6) und Anschlüssen (7) zur Zuführung oder Entnahme vorzugsweise flüssiger oder gasförmiger Medien sowie beliebigen anderen Ausrüstungen und Komponenten, die für den jeweiligen Einsatzzweck der Vorrichtung erforderlich sind.
  • Die Verwendung von Behältern, die alternativ beheizt oder gekühlt werden können, dient der weiteren Optimierung der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu realisierenden Anwendungen.
  • Präferierte Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind:
    • - Sterilisierung gasförmiger und fluider Medien sowie von Aerosolen aller Art
    • - Strahlenchemische Vernetzung von monomeren oder oligomeren Verbindungen, die in gelöster oder dispergierter Form weiterverarbeitet werden
    • - Strahlenchemische Degradation von chemischen Verbindungen aller Art
    • - Ionen-Aktivierung dissoziierter Verbindungen zur Optimierung weiterführender chemischer oder physikalischer Prozesse.

Claims (8)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von gasförmigen und fluiden Medien sowie von Aerosolen mit hochenergetischen elektromagnetischen Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Medien, die durch die Einwirkung der hochenergetischen elektromagnetischen Wellen behandelt werden, den oder die Generator(en) frei umströmen.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme des oder der Generator(en) und der zu behandelnden Medien geeignete Behälter in beliebiger geometrischer Form verwendet werden, die von den zu behandelnden Medien durchflossen werden und deren Wandung durch ein- oder mehrschichtigen Aufbau die Abschirmung der hochenergetischen elektromagnetischen Wellen ermöglicht.
3. Verfahren und Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwandung so gestaltet ist, dass ein Beheizen oder Kühlen der zu behandelnden Medien möglich ist.
4. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter, neben einer oder mehreren Zu- und Ableitungen für die zu behandelnden Medien, mit zusätzlichen verschließbaren Öffnungen für Mess- und Kontrolleinrichtungen ausgestattet ist.
5. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hochenergetischen elektromagnetischen Wellen durch beliebige physikalische Wirkprinzipien erzeugt werden.
6. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Generatoren zur Erzeugung bzw. Emission der hochenergetischen elektromagnetischen Wellen einen oder mehrere gekapselte Pellets aus 60Co und/oder 137Cs in beliebiger geometrischer Formen enthalten.
7. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Generatoren zur Erzeugung bzw. Emission der hochenergetischen elektromagnetischen Wellen aus einer strahlendurchlässigen Metallhülle bestehen, in der sich der oder die Pellet(s) aus 60Co und/oder 137Cs befinden, die wiederum mit einer Hülle aus Glas, keramischem Material oder Metall umgeben sind und innerhalb der metallischen Hülle in geeigneter Form fixiert ist (sind).
8. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, durch
die Verwendung zur Sterilisierung gasförmiger und fluider Medien sowie von Aerosolen aller Art
die strahlenchemische Vernetzung von monomeren oder oligomeren Verbindungen in gelöster oder dispergierter Form
die strahlenchemische Degradation von beliebigen chemischen Verbindungen
die Ionen-Aktivierung dissoziierter chemischer Verbindungen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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