DE102007030850A1 - Container sterilization with UVC radiation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von Flüssigkeiten in Behältern mittels ultravioletter Strahlung im sogenannten UV-C-Bereich. Hierzu dienen UV-C-Strahler, welche zum Volumen und der Geometrie eines Behälters zentrisch anzuordnen sind. Nach Bedarf kann ergänzend ein stark oxidierendes Gas, vorzugsweise Ozon, in der Flüssigkeit gelöst werden. Die erfindungsgemäße Anordnung und Steuerung bewirkt eine zuverlässige Entkeimung der Flüssigkeit und der Innenwände des Behälters sowie der ausgangsseitigen Armaturen und Rohrleitungen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Entgiftung und chemischen Aufreinigung von Wasser in Behältern durch Auflösen von Ozon und nachfolgender Photolyse zwecks Erzeugung von Hydroxiradikalen.The invention relates to a method for sterilizing liquids in containers by means of ultraviolet radiation in the so-called UV-C range. For this purpose serve UV-C emitters, which are to be arranged centric to the volume and the geometry of a container. If necessary, a strong oxidizing gas, preferably ozone, can additionally be dissolved in the liquid. The inventive arrangement and control causes a reliable sterilization of the liquid and the inner walls of the container and the output side fittings and piping. The invention further relates to a method for the detoxification and chemical purification of water in containers by dissolving ozone and subsequent photolysis for the purpose of generating hydroxiradicals.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von Flüssigkeiten in Behältern mittels ultravioletter Strahlung im sogenannten UV-C-Bereich. Nach Bedarf kann ergänzend ein stark oxidierendes Gas, vorzugsweise Ozon, in der Flüssigkeit gelöst werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Entgiftung und chemischen Aufreinigung von Wasser in Behältern durch Auflösen von Ozon und nachfolgender Photolyse zwecks Erzeugung von Hydroxiradikalen. Ferner betrifft die Erfindung besonders geeignete Verwendungen des Verfahrens.The The invention relates to a method for sterilizing liquids in containers by means of ultraviolet radiation in the so-called UV-C range. To Need can be complementary a strong oxidizing gas, preferably ozone, in the liquid be solved. The invention further relates to a method for detoxification and chemical purification of water in containers by dissolving Ozone and subsequent photolysis to generate hydroxiradicals. Furthermore, the invention relates to particularly suitable uses of Process.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es ist bekannt, dass UV-C-Strahlung in der physikalischen Entkeimungstechnik eine vielfältige praktische Anwendung findet, unter anderem auch für die Innenentkeimung von Behältern, insbesondere solchen, welche zum Lager von Wasser dienen. Hierbei ergibt sich allerdings die Problematik, dass sich eine ausreichende Strahlungsdosis in der Praxis nur sehr aufwändig kontrollieren lässt. Überdies kann die UV-C-Strahlung physikalisch bedingt nicht durch die Oberfläche der Flüssigkeit hindurch wirken, was zu einer Verkeimung auf der Flüssigkeitsoberfläche und an den oberen Behälterwänden führen kann. Des Weiteren ist eine Entkeimung in Strahlungsschattenbereichen und in ausgangsseitigen Rohrleitungen nicht gewährleistet.It It is known that UV-C radiation in the physical sterilization technique a versatile practical Application finds, among other things, also for the internal disinfection of containers, in particular those which serve to the camp of water. This results However, the problem that a sufficient radiation dose in practice very expensive can control. moreover The UV-C radiation can not physically through the surface of the liquid through, causing bacterial contamination on the surface of the liquid and can lead to the upper container walls. Of Furthermore, a sterilization in radiation shadow areas and not guaranteed in output-side pipelines.
Es ist auch bekannt, dass mit UV-C-Strahlung zu entkeimende Flüssigkeiten keine mineralischen Trübstoffe und trübende organischen Verbindungen enthalten sollen und auch keine gelösten Stoffe, welche die UV-C-Strahlung dampfen, wie beispielsweise Eisen. Dieses Problem wird üblicher Weise durch eine vorherige Aufbereitung der Flüssigkeiten gelöst, so auch in dieser Erfindung, jedoch in einer neuen, in den Unteransprüchen näher beschriebenen Art und Weise.It It is also known that with UV-C radiation to be sterilized liquids no mineral turbidity and clouding contain organic compounds and also no dissolved substances, which vaporize the UV-C radiation, such as iron. This Problem becomes usual way solved by a prior treatment of the liquids, so too in this invention, but in a new, more detail in the subclaims Way.
Ferner ist bekannt, dass eine UV-C-Entkeimung in Rohrleitungen und Armaturen außerhalb des Strahlungsbereichs keine Wirkung hat. Die Erfindung begegnet diesem Problem durch das Einbringen von stark oxidierenden Gasen, vorzugsweise Ozon, welche wahlweise direkt in den Behälter eingebracht werden, oder erst am Behälterausgang. Wasser hat zum Beispiel für solche Gase eine ausreichend lange Speicherfähigkeit und kann darum die desinfizierende Wirkung in angeschlossene Rohrleitungen und Armaturen transportieren. Als weiterer Vorteil ist die Benutzung stark oxidierender Gase als chemisches Argenz ist zu sehen, dass sich gelöste Metalle, selbst wenn sie an Huminsäuren und ähnliche Stoffe gebunden sind, leicht und wirksam ausscheiden, was für die Wirksamkeit der UV-C-Entkeimung von besonderem Vorteil ist.Further It is known that a UV-C sterilization in pipelines and fittings outside the radiation area has no effect. The invention is met this problem by the introduction of highly oxidizing gases, preferably ozone, which are optionally introduced directly into the container, or only at the container outlet. Water has for example Such gases have a sufficiently long storage capacity and can therefore the disinfecting effect in connected pipelines and fittings transport. As a further advantage the use is strongly oxidizing Gases as a chemical agent can be seen to be dissolved metals, even when it comes to humic acids and similar Substances are bound, easily and effectively excrete, indicating the effectiveness UV-C sterilization is of particular advantage.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Die
Erfindung stellt eine Entkeimungssicherheit für ein Behältervolumen dadurch sicher,
dass bei diskontinuierlicher Betriebsweise die im Behälter befindlichen
UV-C-Strahler schon mit Beginn des Befüllens eingeschaltet werden
und erst durch den steigenden Pegel in die Flüssigkeit eintauchen. Die für die Entkeimung
der oberen Behälterwände notwendige
Strahlungsdosis ist für
jeden Behältertyp
zu berechnen, oder durch Versuche zu ermitteln, wonach die Steiggeschwindigkeit
des Flüssigkeitspegels
mittels eines Druckminderer (
Um eine Ansammlung von Keimen auf der Flüssigkeitsoberfläche zu unterbinden, bricht die von oben eintretende Flüssigkeit, durch Überdruck oder freien Fall, die Flüssigkeitsoberfläche ständig auf und mischt bis zum Ende des Befüllen eventuell vorhandene Keime in die Flüssigkeit. Auch wirken entstehende Wellen sich günstig auf die Entkeimungsleistung aus, weil deren Reflektionen in mögliche Schattenbereiche gelenkt werden.Around to prevent accumulation of germs on the surface of the liquid, breaks the liquid entering from above, by overpressure or free fall, the liquid surface is constantly on and mix until the end of filling any germs present in the liquid. Also, emerging Waves are favorable on the degermination performance, because their reflections in possible shadow areas be steered.
Ist der Behälter vollständig gefüllt, beginnt eine vorher berechnete, oder durch Versuche ermittelte Entkeimungszeit. Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet steuerungstechnisch, dass vor Ablauf der Entkeimungszeit keine irrtümliche Entnahme von Flüssigkeit möglich ist, in dem ein Zeitprogramm während der Entkeimung die Funktion einer Entnahmepumpe oder eines Magnetventils am Behälterausgang sperrt. Nach Ablauf der Entkeimungszeit wird die Entnahme frei gegeben und die Entkeimung abgeschaltet. Nach vollständiger oder auch teilweiser Entleerung eines Behälters kann ein neuer Füllvorgang automatisch oder per Handsteuerung erfolgen.is the container Completely filled, begins a previously calculated, or by experimentally determined disinfection time. The inventive arrangement guaranteed Control technology, that before the end of the sterilization time no erroneous removal of liquid possible where is a schedule during the sterilization the function of a sampling pump or a solenoid valve at the container outlet locks. After the sterilization time, the removal is released and the sterilization switched off. After complete or even partial Emptying a container may be a new filling process done automatically or by hand control.
Ist in der praktischen Verwendung der Erfindung eine Kombination mit dem Einbringen von stark oxidierenden Gasen von Vorteil, im Folgenden am Beispiel einer Ozonisierung von Wasser beschrieben, so kann die Zeitschaltung auch die dafür notwendigen Apparate steuern.is in the practical use of the invention a combination with the introduction of strongly oxidizing gases of advantage, hereinafter described by the example of an ozonation of water, the Timer also for that control necessary apparatus.
Für die Entgiftung und chemische Aufreinigung von Wasser ist die Kombination von Ozonisierung, mittels Venturidüse oder galvanisch und nachfolgender Photolyse in einem apparateinternen Wasserkreislauf, derart bemessen, dass es zur Bildung von Hydroxiradikalen kommt. Letztere wirken als stärkstes bekanntes Oxidationsmittel in Wasser auf gelöste, emulgierte und suspendierte organische Verbindungen. Im Idealfall entstehen aus der Oxidation nur die Elemente C, H, N, P, S und Halogene enthaltende organische Verbindungen Kohlendioxyd, Wasser, Nitrat, Phosphat, Sulfat und die Halogen-Anionen Br–, CL– und F–, also mineralische Ionen, die in den meisten Wässern naturgemäß bereits vorhanden sind. Die Oxidation kann auch teilweise erfolgen, weswegen die biologische Abbaubarkeit der gelösten Kontaminanden erhöht wird. Die Prozesssteuerung ist mit einer fotometrischen Extinktionsmessung möglich.For the detoxification and chemical purification of water, the combination of ozonization, Venturi nozzle or galvanic and subsequent photolysis in an intra-water water circuit, such that it comes to the formation of hydroxiradicals. The latter act as the strongest known oxidizing agent in water on dissolved, emulsified and suspended organic Links. Ideally, only the elements C, H, N, P, S and halogens containing arise from the oxidation of organic compounds, carbon dioxide, water, nitrate, phosphate, sulfate and halogen anions Br -, Cl - and F -, that mineral ions, which naturally already exist in most waters. The oxidation can also be partial, which is why the biodegradability of the dissolved contaminants is increased. The process control is possible with a photometric extinction measurement.
Das
Einbringen einer angemessenen Gasmenge erfolgt in der Art, dass
mit Beginn des Füllvorgangs
zum Beispiel Ozongas mit einem Ozonisierungsgerät (
Für eine Verwendung
gemäß Patentanspruch
14. und 15. kann es Vorteilhaft sein, nach Ozonisierung durch Venturidüse (
Der
Umwälzausgang
(
Die
aufeinanderfolgende Anordnung von Ozonisierung mittels Venturidüse (
Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten AusführungsformDescription of the drawing illustrated embodiment
In
Es
sind der Montagerahmen (
Die
aufzubereitende Flüssigkeit
gelangt über den
Verfahrenseingang (
Vom
Ausgang der Filtergruppe (
Die
dargestellte Umwälzpumpe
(
Am
Verfahrensausgang 1 (
In
- 11
- Montagerahmenmounting frame
- 22
- Bodenplattebaseplate
- 33
- Kufenskids
- 44
- Behältercontainer
- 55
- UV-C-StrahlerUV-C emitter
- 66
- Kabelelectric wire
- 77
- Schaltgerätswitchgear
- 88th
- OzonisierungsgerätOzonisierungsgerät
- 99
- RevisionsdeckelAccess Doors
- 1010
- Verfahrenseingangprocess input
- 1111
- Magnetventilmagnetic valve
- 1212
- Druckmindererpressure reducer
- 1313
- Vorfilterprefilter
- 1414
- Filtermedium 1filter media 1
- 1515
- Filtermedium 2filter media 2
- 1616
- Filtertöpfefilter pots
- 1717
- Behältereintrittcontainer entry
- 1818
- Flüssigkeitliquid
- 1919
- Umwälzpumpecirculating pump
- 2020
- UmwälzausgangUmwälzausgang
- 2121
- Verfahrensausgang 1method output 1
- 2222
- Entnahmepumpewithdrawal pump
- 2323
- Venturidüseventuri
- 2424
- UV-C-DurchflussgerätUV-C-flow device
- 2525
- Ozonleitungozone line
- 2626
- Ausgangsleitungoutput line
- 2727
- Absperrventilshut-off valve
- 2828
- Verzögerungsbehälterdelay reservoir
- 2929
- Verfahrensausgang 2method output 2
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