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Die
Erfindung richtet sich auf eine Entkeimungsvorrichtung umfassend
eine drehbar in einem Rahmengestell gelagerte Trommel und eine stationär innerhalb
der Trommel angeordnete UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle, wobei
die Trommel in ihrem Inneren ein Förderelement in Form
einer sich von einer ersten Stirnseite der Trommel bis zur gegenüberliegenden
zweiten Stirnseite erstreckenden, auf der Innenfläche der
Trommel ausgebildeten Förderspirale oder -schnecke aufweist,
mit welchem ein an der ersten Stirnseite in die Trommel eintretendes
Schüttgut zur gegenüberliegenden zweiten Stirnseite
der Trommel förderbar ist.
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Weiterhin
richtet sich die Erfindung auf die Verwendung einer solchen Entkeimungsvorrichtung.
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Bei
der Verarbeitung und der anschließenden Verpackung von
landwirtschaftlichen Produkten, wie Kräutern, Gewürzen,
Gemüse, Saatgut oder dergleichen, ist es wünschenswert,
Keime, Bakterien, Hefen, Sporen, Viren und Schimmel, die auf der Oberfläche
des landwirtschaftlichen Produkts und in der Luft von Lager- und
Reiferäumen sowie Kühlhäusern und auf
Arbeitsflächen vorhanden sind, abzutöten.
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Aus
der Praxis ist es bekannt, landwirtschaftliche Produkte mittels
thermischer Behandlung mit Dampf zu entkeimen. Bei einer solchen
Dampfentkeimung werden Erreger und Mikroorganismen mittels Sattdampf
vollständig abgetötet. Allerdings erfordert die
Dampfentkeimung einen hohen Energieaufwand und ist unwirtschaftlich,
weil die entkeimten Produkte nachfolgend wieder getrocknet werden
müssen. Darüber hinaus leidet die Qualität
der Produkte erheblich, weil zumindest die äußere
Schicht des behandelten Produkts bei der Dampfentkeimung zerstört wird
und der Dampf in das Produkt selbst eindringt, was beispielsweise
den ätherischen Ölgehalt eines Produktes derart
reduzieren kann, dass es zu einer Beeinträchtigung des
Aromas kommt.
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Vorteilhaft
ist gegenüber der Dampfentkeimung eine ebenfalls aus der
Praxis bekannte Entkeimung mit Ultraviolett-Strahlung, da in diesem
Fall nur ein geringer Energieaufwand erforderlich ist und die Produkte
bei der Entkeimung weitgehend geschont werden.
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Eine
Entkeimungsvorrichtung zur keimtötenden Behandlung eines
rieselfähigen Produkts ist beispielsweise aus der
DE 38 31 419 A1 bekannt.
Die Vorrichtung umfasst mehrere Ultraviolett-Strahlungsquellen und
mehrere kaskadenförmig untereinander angeordnete, gegeneinander
geneigte und durch Fallstrecken geringer höher voneinander
getrennte Fördervorrichtungen, die als Förderbänder
ausgeführt sind. Das in Förderabschnitten geförderte
Produkt wird mittels Wendeelementen bei seiner Förderung
umgewendet. Die dabei stattfindende mechanische Einwirkung auf das
Produkt bewirkt allerdings eine unbeabsichtigte Zerkleinerung des
Produkts.
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Eine
Entkeimungsvorrichtung ist weiterhin aus der
DE 17 74 221 U bekannt. Eine
an ihren Stirnseiten offene Trommel ist mit ihrer Mantelfläche
auf Rollen gelagert. Die Rollen sind an einem Rahmengestell befestigt,
welches zusätzlich einen Antriebsmotor trägt.
Innerhalb der Trommel ist eine Ultraviolett-Strahlungsquelle angeordnet,
die an einer an dem Rahmengestell befestigten Halterung angeordnet
ist. Darüber hinaus sind in der Trommel Bürsten angeordnet,
die ebenfalls an einer die Trommel durchsetzenden Halterung befestigt
sind und dazu dienen, das an der Innenwand der Trommel anhaftende
Produkt von dieser abzustreichen. Zum Betrieb dieser Entkeimungsvorrichtung
wird das Produkt in die Trommel eingeschüttet und breitet
sich bei Drehung der Trommel in einer dünnen Schicht auf
einem Teil der Innenwand der Trommel aus. Durch die Drehung der
Trommel wird das Produkt hin und her gewendet, so dass es einer
Bestrahlung durch die Ultraviolett-Strahlungsquelle ausgesetzt ist.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass nur eine begrenzte
Menge des Produkts während eines Entkeimungsvorgangs in
der Trommel entkeimt werden kann. Darüber hinaus besteht
bei dieser Entkeimungsvorrichtung die Gefahr, dass das entkeimte
Produkt bei unsachgemäßer Entnahme aus der Trommel
einer neuerlichen Kontamination ausgesetzt ist.
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Eine
gattungsgemäße Entkeimungsvorrichtung ist aus
der
US 2004/0052702
A1 bekannt. Dieses Dokument offenbart eine trommelförmige
Entkeimungsvorrichtung mit einer darin angeordneten Förderspirale.
Innerhalb der Trommel oder der Förderspirale sind UVC-Strahlungsquellen
angeordnet, mit welchen mittels der Förderspirale gefördertes
Produkt, bei dem es sich um Lebensmittel, aber auch um Saaten handeln
kann, einer Sterilisierungs- und/oder Entkeimungsbehandlung unterworfen
wird. Mit den Trommeln können größere
Durchsätze an zu behandelndem Produkt erzielt werden. Die
UVC-Strahlungsröhren sind in kreissegmentförmigen
Elementen am Rande der Trommel oder der Förderspirale oder
aber im oberen Bereich der Förderspirale oder ggfs. oberhalb
der Förderspirale angeordnet sind. Hierbei sind die vorgesehenen
Reflektoren dann nochmals oberhalb der UVC-Strahlungsröhren
angeordnet. Damit sind die UVC-Strahlungsröhren bei einem
spiralförmigen Förderer relativ weit von dem sich
in der unteren Hälfte der Trommel und des Förderers
ansammelnden Bestrahlungsgut entfernt. Dies bringt zum einen den
Nachteil mit sich, dass mehr Strahlungsenergie zur Verfügung
gestellt werden muss, als eigentlich benötigt würde,
wenn die UVC-Strahlungsröhren lediglich den unteren Strahlungsbereich
innerhalb der Trommel bestrahlen müssten, in welchem sich
das Strahlungsgut befindet. Weiterhin müssen die Reflektoren
dann derart angeordnet sein, dass von ihnen ein relativ großer Wandbereich,
der auch über die mittige Höhe der Trommel hinausreicht,
bestrahlt wird. Zumindest betreffen diese Nachteile diejenigen Ausführungsformen,
bei welchen die UVC-Strahlungsröhren im oberen Bereich
der Trommel oder der Förderspirale angeordnet sind. Die
Ausführungsform, bei welcher die UVC-Strahlungsröhren
in kreissegmentförmigen Elementen angeordnet sind haben
den Nachteil, dass diese auf die seitliche Fläche einer
Trommel oder Förderspirale gerichtet sind, was ebenfalls
eine unzureichende Bestrahlung des im unteren Teil der Trommel geförderten
Bestrahlungsgutes mit sich bringt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen
Entkeimungsvorrichtung eine verbesserte Anordnung der UVC-Strahlungsquelle
zu schaffen.
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Bei
einer Entkeimungsvorrichtung der eingangs näher bezeichneten
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle an einem
zweiten U-Schenkel einer im Wesentlichen U-förmigen Halterung
angebracht ist, die mit einem ersten U-Schenkel auf dem Rahmengestell
befestigt ist und deren zweiter U-Schenkel sich durch die der zweiten
Stirnseite zugeordnete Öffnung hindurch im Wesentlichen
längs der Trommellängsachse im Zentrum der Trommel
erstreckt, wobei die UVC-Strahlungsquelle oberseitig derart von
einem oder mehreren Reflektor(en), die unterhalb des zweiten U-Schenkels
angeordnet sind, überdeckt ist, dass unterhalb und seitlich
der UVC-Strahlungsquelle ein Bestrahlungsbereich der Trommel ausgebildet
ist.
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Ebenso
wird die vorstehende Aufgabe gelöst durch die Verwendung
einer Entkeimungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7
zur keimabtötenden Behandlung von körnigem Back-,
Gewürz- und/oder Keimsaatgut in Schüttgutform,
welches an einer ersten Stirnseite der drehbar gelagerten Trommel
in diese eingebracht und durch Drehung der Trommel in dieser gewendet
und dessen Oberfläche mit von der in der Trommel angeordneten
UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle ausgehender UV-Strahlung beaufschlagt
und gleichzeitig mittels des in der Trommel ausgebildeten Förderelements
von der ersten Stirnseite zu der gegenüberliegenden Stirnseite
der Trommel gefördert wird, wobei mittels des oder der UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
zugeordneten Reflektors/Reflektoren die Ultraviolett-Strahlung auf
das körnige Saatgut gerichtet und konzentriert wird.
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Vorteilhafte
und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den entsprechenden Unteransprüchen.
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Mit
der Erfindung wird eine kostengünstige Alternative zu bekannten
Entkeimungsvorrichtungen bereitgestellt, die es ermöglicht,
ohne einen umfangreichen apparativen Aufwand eine unbegrenzte Menge
eines landwirtschaftlichen Produkts bei kontinuierlichem Betrieb
der Entkeimungsvorrichtung stets ausreichend keimtötend
mit Ultraviolett-Strahlung zu bestrahlen, wobei im Wesentlichen
sämtliche Bereiche des zu behandelnden landwirtschaftlichen
Produkts mit Ultraviolett-Strahlung beaufschlagt werden. Somit werden
alle Oberflächen des zu entkeimenden Produkts während
seiner Förderung entlang der Längsachse der Trommel
der Ultraviolett-Strahlung der Strahlungsquelle ausgesetzt, so dass
eine vollständige Entkeimung des landwirtschaftlichen Produkts
sichergestellt ist. Als Strahlungsquelle dient eine preisgünstige
Ultraviolett-Strahlungsquelle mit geringem Energiebedarf, so dass
nicht nur die Kosten der Herstellung sondern auch für den
Betrieb und die Wartung der Entkeimungsvorrichtung gering sind.
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Insbesondere
wird durch die Erfindung eine Lösung geschaffen, bei der
auch Entkeimungsvorrichtungen, die eine kleinere Trommel aufweisen, verwendet
werden können, wobei die insbesondere in Form von UVC-Strahlungsröhren
ausgebildete Ultraviolett-Strahlungsquelle auf konstruktiv einfache Art
und Weise am Rahmengestell und in die Trommel hineinreichend befestigt
werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Förderspirale eine seelenlose oder kernlose Förderspirale,
die das landwirtschaftliche Produkt, d. h. das körnige
Saatgut, nicht nur von einer Stirnseite der Trommel zu der gegenüberliegenden
Stirnseite der Trommel fördert, sondern bei der Förderung
auch das Wenden des Produkts begünstigt, ohne dass dabei
eine mechanische Einwirkung auf das Produkt selbst erfolgt.
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Darüber
hinaus ist die UVC-Strahlungsquelle nun so angeordnet, dass sie
im Wesentlichen ausschließlich den unteren Bereich der
Trommel bestrahlt, in welchem das zu behandelnde Saatgut durch die
Entkeimungsvorrichtung gefördert wird. Dies wird durch
den Reflektor oder die Reflektoren unterstützt, die oberhalb
der UVC-Strahlungsquelle, aber unterhalb des zugeordneten zweiten
U-Schenkels angeordnet sind. Diese reflektieren von der UVC-Strahlungsquelle
ausgehende UV-Strahlung gerichtet und konzentriert ebenfalls auf
den in der unteren Hälfte der Trommel oder des spiralförmigen Förderelementes
ausgebildeten Bestrahlungsbereich. Mittels eines oder mehrerer der
UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle zugeordneten Reflektors/Reflektoren
wird die Ultraviolett-Strahlung auf das Saatgut gerichtet und konzentriert.
Neben der konzentrierten Entkeimung der Oberfläche des
körnigen Saatguts ist damit ferner die äußere
Umgebung um die Trommel herum sowie dort befindliches Bedienpersonal
vor der Ultraviolett-Strahlung geschützt.
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Die
besonders wirkungsvolle Bestrahlung des körnigen Saatguts
ist dadurch gegeben, dass die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
in Bezug auf die sich drehende Trommel in dieser ortsfest oder stationär
angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
an der im Wesentlichen U-förmigen Halterung angebracht,
die mit einem U-Schenkel auf dem außerhalb der Trommel
angeordneten und die Trommel drehbar abstützenden Rahmengestell
befestigt ist und die mit dem anderen, die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
tragenden U-Schenkel in Höhe der Trommellängsachse
in die Trommel hineinragt.
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Um
eine besonders intensive und gute Bestrahlungswirkung zu erzielen,
zeichnet sich die Erfindung in Ausgestaltung weiterhin dadurch aus, dass
das Material der Innenfläche der Trommel einen Reflexionswert
oder Reflexionsgrad zwischen 25% und 60% aufweist. Die Ultraviolett-Strahlung
zählt zur Gruppe der optischen Wellenlängen, so
dass die Strahlung absorbiert, gebrochen oder auch reflektiert werden
kann. Zur effizienten Entkeimung des körnigen Saatguts
ist es daher zweckmäßig, wenn zumindest das Material
der Innenfläche der Trommel einen Reflexionswert oder Reflexionsgrad
zwischen 25% und 60% aufweist. Hierzu kann die Innenfläche
der Trommel aus Weißblech, rostfreiem Stahl, Aluminium oder
Duraluminium bestehen. Dadurch wird nicht nur die von der UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
direkt auf das Saatgut oder die Backsaat oder Gewürzsaat auftreffende
Strahlung, sondern auch die an der Innenfläche der Trommel
reflektierte Ultraviolett-Strahlung zur Entkeimung genutzt.
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Da
die erfindungsgemäße Ausbildung einer Entkeimungsvorrichtung
insbesondere bei kleineren Fördervorrichtungen und kleineren
Trommelgrößen von besonderem Vorteil ist, sieht
die Erfindung weiterhin vor, dass die Trommel einen Durchmesser
von höchstens 1 m, vorzugsweise 0,5 m, aufweist. Da die Intensität
der Ultraviolett-Strahlung mit zunehmender Entfernung von der Ultraviolett-Strahlungsquelle
abnimmt, ist vorgesehen, dass die Trommel einen Durchmesser von
höchstens 1 m (Meter), vorzugsweise von 0,5 m aufweist.
Damit ist sichergestellt, dass das in der Trommel befindliche landwirtschaftliche
Produkt, d. h. das körnige Saatgut, mit ausreichender Ultraviolett-Strahlung
beaufschlagt wird.
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Damit
das landwirtschaftliche Produkt ausreichend lang und intensiv mit
Ultraviolett-Strahlung beaufschlagt wird, sieht die Erfindung in
Weiterbildung vor, dass sich die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle über
im Wesentlichen die gesamte Länge der Trommel, vorzugsweise
von der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite ausgehend über
ca. 3/4 der Länge der Trommel, erstreckt.
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Die
Ultraviolett-Strahlungsquelle gibt eine Strahlung in einem Wellenlängenbereich
zwischen 100 bis 280 nm (Nanometer), insbesondere zwischen 253 und
255 nm, ab und ist insbesondere eine UVC-Strahlungsquelle. In diesem
Wellenlängenbereich deaktiviert die Ultraviolett-Strahlung
der Ultraviolett-Strahlungsquelle auf rein physikalischem Weg Mikroorganismen,
ohne dass dem Produkt chemische Zusätze beigefügt
werden müssen, so dass praktisch keine unerwünschten
Nebenwirkungen durch die Entkeimung eintreten und das Produkt nicht
mit zusätzlichen Substanzen belastet wird. Bei einer Strahlung
von 200 nm oder weniger kann auch der Effekt genutzt werden, dass
in diesem Wellenlängenbereich Ozon gebildet wird, das aufgrund
seiner toxischen Wirkung vorteilhaft für eine keimtötende Nachbehandlung
des Produkts herangezogen werden kann.
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Damit
zur Entkeimung des körnigen Saatguts eine ausreichende
Strahlung durch die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle gegeben ist,
sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
zwei, vorzugsweise drei, Strahlungsquellen in Form von Röhren,
vorzugsweise UV-Hochleistungs-Amalgamstrahlern, aufweist.
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Zur
Leistungsverbesserung und um die UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
in Form von UVC-Strahlungsröhren in ihrem optimalen Leistungsbereich
halten zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass
unterhalb des Reflektors oder der Reflektoren seitlich neben äußeren
UVC-Strahlungsröhren in Längsrichtung der Trommel
wirkende Axiallüfter angeordnet sind.
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Damit
eine Entkeimung des körnigen Saatguts auch in großen
Mengen ohne ein Einwirken einer Bedienperson möglich ist,
sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, dass an zumindest einer
der beiden Stirnseiten der Trommel eine Fördervorrichtung angeordnet,
wobei an der ersten Stirnseite eine mit ihrer Austrittsöffnung
in die Trommel hineinragende Aufgabevorrichtung und/oder an der
gegenüberliegenden zweiten Stirnseite eine Sammelvorrichtung angeordnet
ist, welche Aufgabevorrichtung und/oder Sammelvorrichtung an dem
Rahmengestell angebracht ist/sind, an welchem die Trommel mittels
Rollen drehbar gelagert ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Trommel
kontinuierlich mit einem landwirtschaftlichen Produkt beaufschlagt
werden oder das entkeimte, d. h. von Keimen, Pilzen, etc. befreite,
körnige Saatgut von der Trommel weg zu einer Sammelvorrichtung
befördert werden kann und dass eine kompakte Ausführung
der Entkeimungsvorrichtung mit exakt zueinander ausgerichteten Bauteilen
gegeben ist.
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Um
die Geschwindigkeit und damit die Verweilzeit steuern zu können,
mit der das körnige Saatgut durch die Trommel gefördert
wird und es in der Trommel zur Entkeimung verbleibt, kann eine Trommelantriebsvorrichtung,
vorzugsweise ein frequenzgesteuerter Motor, vorgesehen sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verwendung
ist vorgesehen, dass das körnige Saatgut für einen
Zeitraum von 30 bis 180 Sekunden, vorzugsweise von 60 Sekunden,
in der Trommel gefördert und mit der UVC-Ultraviolett-Strahlung
beaufschlagt wird. Dieser Zeitraum stellt sicher, dass Bakterien,
Hefen, Viren und Schimmel auf der Oberfläche des landwirtschaftlichen
Produkts abgetötet werden und damit dann das Saatgut entkeimt
ist.
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Um
die Innenfläche der Trommel vor der eigentlichen Entkeimung
des körnigen Saatguts bereits ebenfalls zu entkeimen, sieht
die Erfindung in Weiterbildung vor, dass vor Einbringung von körnigem
Saatgut in die Trommel die Innenfläche der Trommel für
einen Zeitraum von 30 bis 180 Sekunden, vorzugsweise mindestens
60 Sekunden, mit Ultraviolett-Strahlung der UVC-Ultraviolett-Strahlungsquelle
beaufschlagt wird. Eine Verunreinigung des zu entkeimenden Saatguts
durch die Innenfläche der Trommel ist damit ausgeschlossen.
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Um
eine das Produkt schonende Entkeimung zu gewährleisten,
kann vorgesehen sein, dass das landwirtschaftliche Produkt mit einer
UV-Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 100
bis 280 nm, insbesondere einer Strahlung mit einer Wellenlänge
zwischen 253 nm und 255 nm, beaufschlagt wird. Zur Inaktivierung
von Viren ist es dabei besonders zweckmäßig, wenn
das landwirtschaftliche Produkt mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge
von 254 nm beaufschlagt wird.
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Insgesamt
werden durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Entkeimung der Oberfläche eines landwirtschaftlichen Produkts
mit Ultraviolett-Strahlung bereitgestellt, die gegenüber
chemischen Verfahren wie der Chlor- oder Ozon-Behandlung den wesentlichen
Vorzug aufweisen, dass praktisch keine unerwünschten Nebenwirkungen
durch die Entkeimung eintreten und das Produkt nicht mit zusätzlichen
Substanzen belastet wird. Das Produkt behält somit seinen
Eigengeschmack und -geruch, weil die Entkeimung mit Ultraviolett-Strahlung
sich ausschließlich gegen Bakterien, Hefen, Viren und Schimmel
richtet. Bei ausreichender Intensität der Ultraviolett-Strahlung
verlieren Zellen die Fähigkeit zur Zellteilung und sterben
ab, ohne sich vermehren oder ihr Erbgut weitergeben zu können,
so dass Bakterien, Viren, Hefen und Schimmelpilze keine mutationsbedingten
Resistenzen bilden können.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit
der Zeichnung, in der beispielhaft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
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1 in
schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Entkeimungsvorrichtung in Seitenansicht und
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2 in
schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die Entkeimungsvorrichtung
in Vorderansicht.
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Die 1 und 2 zeigen
in schematischer Darstellung eine in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete
Entkeimungsvorrichtung 1. Die Entkeimungsvorrichtung 1 umfasst ein
Rahmengestell 2, welches aus mehreren Streben besteht und
an dem drehbar eine Trommel 3 gelagert ist. Die Trommel 3 ist
an ihren beiden Stirnseiten 4a und 4b offen. An
der ersten Stirnseite 4a weist die Trommel 3 einen
radial nach innen gerichteten, ringsherum laufenden niedrigen Rand 5a auf,
wohingegen an der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 4b ein radial
nach außen weisender, ringsherum laufender niedriger Rand 5b vorgesehen
ist. Die Trommel 3 ist mit ihrer äußeren
Mantelfläche auf sechs Stützrollen 6 drehbar
gelagert, die an dem Rahmengestell 2 befestigt sind, und
sich in jeweils einer Dreier-Anordnung mit jeweils 120° Abstand
zueinander einmal am vorderen und einmal am hinteren Endbereich
der Trommel 3 befinden. Hierbei ist jeweils eine Rolle 6 zentral
oben an der Trommel 3 angeordnet und stützen zwei
Rollen 6 die Gewichtskraft der Trommel 3 unten
ab, wie dies aus 2 ersichtlich ist.
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Die
drehbar gelagerte Trommel 3 umfasst ein sich von der ersten
Stirnseite 4a bis zu der gegenüberliegenden Stirnseite 4b erstreckendes
Förderelement 7, welches in Form einer Förderspirale 8 auf der
Innenfläche 16 der Trommel 3 drehfest
angeordnet und an der Innenfläche 16 angeformt
ist, so dass es sich mit der Trommel 3 mitdreht. Bei der
Förderspirale 8 handelt es sich um eine kernlose
oder seelenlose Förderschnecke, mit der ein an der ersten Stirnseite 4a in
die Trommel 3 eingebrachtes, landwirtschaftliches Produkt,
insbesondere Samen, Saatgut oder Ähnliches, bei Rotation
der Trommel 3 längs der Trommel 3 bis
zur gegenüberliegenden Stirnseite 4b gefördert
wird. Die Trommel 3 weist einen Durchmesser D von 0,5 m
und eine Länge von 1,3 m auf. Die Erfindung ist aber nicht
auf diese Abmessungen der Trommel 3 beschränkt.
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An
einem oberen Abschnitt des Rahmengestells 2 ist eine U-förmige
Halterung 9 mit ihrem ersten U-Schenkel 9a angebracht.
Der zweite U-Schenkel 9b der U-förmigen Halterung 9 erstreckt
sich durch die vordere Öffnung der Trommel 3 hindurch
in das Innere der Trommel 3. Dabei ist der zweite U-Schenkel 9b der
Halterung 9 so ausgerichtet, dass er sich im Wesentlichen
im Zentrum der Trommel 3 längs der Trommellängsachse
erstreckt. An dem zweiten U-Schenkel 9b ist eine Ultraviolett-Strahlungsquelle 10 angebracht,
die zwei zueinander beabstandete UV-Strahlungsröhren 11 umfasst,
wie insbesondere der Darstellung der 2 zu entnehmen
ist. Die Länge der jeweiligen UV-Strahlungsröhre 11 entspricht
nahezu dreiviertel der Länge der Trommel 3. Die
Länge der UV-Strahlungsröhren 11 ist
dabei im Wesentlichen so bemessen, dass durch sie eine Bestrahlung
von nahezu der gesamten unteren Hälfte der Trommel 3 sichergestellt
ist. Die Ultraviolett-Strahlungsquelle 10 kann aber auch
eine von der dargestellten Anzahl abweichende Anzahl von UV-Strahlungsröhren 11 aufweisen,
wobei die Anzahl der verwendeten UV-Strahlungsröhren 11 sich
im Wesentlichen nach der Größe des Durchmessers
D und der Form der als Entkeimungskammer ausgebildeten Trommel 3 richtet.
Jeder UV-Strahlungsröhre 11 oder mehreren gemeinsam
ist jeweils ein Reflektor 12 zugeordnet, der oberhalb oder
oberseitig der entsprechenden UV-Strahlungsröhre 11,
aber unterhalb des zweiten U-Schenkels (9b) angeordnet
ist. Die beiden Reflektoren 12 dienen dazu, die von den UV-Strahlungsröhren 11 abgegebene
Strahlung auf den unteren Bereich der Trommel 3 auszurichten
und zu konzentrieren. Die UV-Strahlungsröhren 11 und der
oder die Reflektor(en) 12 sind also derart angeordnet und
ausgebildet, dass der sich unterhalb und seitlich von UV-Strahlungsröhren 11 befindende
Bereich der Trommel 3 einen Bestrahlungsbereich ausbildet,
in dem das jeweilige landwirtschaftliche Produkt entkeimt wird.
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Die
UV-Strahlungsröhren 11 geben eine Strahlung mit
einer Wellenlänge von 254 nm ab, die in dem Wellenlängenbereich
des sogenannten UVC-Bereichs (100 bis 280 nm) liegt. Zur Inaktivierung
von Viren ist es bekannt, UV-Strahlungsröhren 11 mit
einer Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm zu verwenden.
Durch diesen Wellenlängenbereich erfolgt lediglich eine
Entkeimung der Oberfläche des landwirtschaftlichen Produkts,
ohne dass die Strahlung in die unter der Oberfläche liegenden Schichten
des Produkts eindringt. Die Behandlung der Oberfläche von
landwirtschaftlichen Produkten mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge
von 254 nm sorgt somit für eine Oberflächenentkeimung,
so dass Bakterien, Hefen und Pilze effektiv vernichtet werden. Darüber
hinaus wird dadurch eine Anreicherung von Mikroorganismen auf den
Oberflächen des jeweils in der Entkeimungsvorrichtung 1 behandelten landwirtschaftlichen
Produkts verhindert.
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Das
Rahmengestell 2 weist ferner eine Trommelantriebsvorrichtung 13 in
Form eines frequenzgesteuerten Motors auf, der an einem oberen Abschnitt
des Rahmengestells 2 befestigt ist und mit der Trommel 3 in
Antriebs-Wirkverbindung steht. Die Kopplung von Antriebsvorrichtung 13 und
Trommel 3 erfolgt dabei in bekannter Weise und kann beispielsweise über
einen Antriebsriemen 21 realisiert werden. Durch eine Veränderung
der Drehzahl der Antriebsvorrichtung 13 und damit der Rotationsgeschwindigkeit
der Trommel 3 kann die Menge des zu entkeimenden landwirtschaftlichen
Produkts und dessen Fördergeschwindigkeit sowie dessen
Verweilzeit in der Trommel 3 gesteuert werden. An dem Rahmengestell 2 befestigte
Führungsrollen 14, die beidseits von einem auf
der Außenwandung der Trommel 3 angeformten Stützring 15 angeordnet sind,
verhindern eine horizontale Verschiebung der Trommel 3 und
halten diese in Position.
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Das
Material der Innenfläche 16 der Trommel 3 oder
das Material der Trommel 3 selbst sollte einen Reflexionswert
oder Reflexionsgrad zwischen 25% und 60% aufweisen. Da die Ultraviolett-Strahlung
der Ultraviolett-Strahlungsquelle zur Gruppe der optischen Wellenlängen
zählt, kann es reflektiert werden. Um diesen Effekt und
damit die von den beiden UV-Strahlungsröhren 11 abgegebene
Ultraviolett-Strahlung effektiv und effizient zu nutzen, sollte die
Ultraviolett-Strahlung von der Innenfläche 16 der Trommel
reflektiert werden. Dies ist durch die Verwendung eines geeigneten
Materials für die Innenfläche 16 der
Trommel 3 oder für die Trommel 3 selbst möglich,
wobei geeignete Materialien Weißblech, rostfreier Stahl,
Aluminium und Duraluminium sind.
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An
dem Rahmengestell 2 ist ferner eine trichterförmige
Aufgabevorrichtung 17 angebracht, deren Austrittsöffnung
durch die erste Stirnseite 4a hindurch in das Innere der
Trommel 3 hineinragt. Auf diese Weise kann die Trommel 3 mit
einem landwirtschaftlichen Produkt in Schüttgutform sicher
beaufschlagt werden. Um eine automatisierte Beaufschlagung der Trommel 3 mit
dem landwirtschaftlichen Produkt zu ermöglichen, ist oberhalb
der trichterförmigen Aufgabevorrichtung 17 eine
Fördervorrichtung 18 in Form eines Förderbandes
vorgesehen, das im Wesentlichen mittig und oberhalb der Aufgabevorrichtung 17 endet.
Es versteht sich, dass die Geschwindigkeit des Bandes der Fördervorrichtung 18 zu
der Drehzahl der Antriebsvorrichtung 13 korrespondiert,
um eine gleichmäßige und kontinuierliche Förderung
und Entkeimung des landwirtschaftlichen Produkts zu gewährleisten.
Unterhalb der Trommel 3 an deren abgabenseitigen oder gegenüberliegenden zweiten
Stirnseite 4b ist ferner eine trichterförmige Sammelvorrichtung 19 vorgesehen,
in die das landwirtschaftliche Produkt nach Entkeimung und nach Ausbringung
aus der Trommel 3 gelangt. Die Ausbringung des entkeimten
Produkts wird hierbei von dem niedrigen und nach außen
weisend abfallenden Rand 5b begünstigt. Die trichterförmige
Sammelvorrichtung 19 ist wie die trichterförmige
Aufgabevorrichtung 17 an dem Rahmengestell 2 befestigt.
Unterhalb der Sammelvorrichtung 19 ist eine weitere Fördervorrichtung 20 in
Form eines Förderbandes angeordnet, die das entkeimte landwirtschaftliche
Produkt von der Trommel 3 wegfördert. Auf diese
Weise kann das landwirtschaftliche Produkt mittels der Fördervorrichtung 20 zu
einer nicht dargestellten Abpackstation weitertransportiert werden,
wo das landwirtschaftliche Produkt in eine für den Verkauf
bestimmte Verpackung abgefüllt wird.
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Die
Entkeimungsvorrichtung 1 kann darüber hinaus in
den Darstellungen nicht gezeigte Abschirmungen aufweisen, die Bedienpersonal
vor der Ultraviolett-Strahlung schützt.
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Bei
den UV-Strahlungsröhren 11 handelt es sich insbesondere
um UV-Hochleistungs-Amalgamstrahler, die in Zweier- oder Dreier-Anordnung das
erforderliche UV-C Licht erzeugen. Derartige UV-Strahlungsröhren 11 zeichnen
sich durch einen lediglich 15%-igen Leistungsverlust nach ca. 16.000 Leuchtstunden
aus.
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In
nicht dargestellter Weise sind unterhalb des oder der Reflektoren 12 seitlich
neben den beiden (äußeren) UVC-Strahlungsröhren 11 in
Längsrichtung der Trommel 3 wirkende Axiallüfter
angeordnet. Diese tragen zur Leistungsoptimierung der UV-Leuchtstrahlröhren 11 bei,
in dem sie durch Bereitstellung einer ausreichenden Lüftungs-
und Kühlungsleistung die Temperatur der UV-Leuchtstrahlröhren 11 in
dem für eine optimale Leistungsabgabe notwendigen (optimalen)
Temperaturfenster halten.
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Die
vorstehend beschriebene Entkeimungsvorrichtung 1 wird insbesondere
zur keimabtötenden Behandlung eines landwirtschaftlichen
Produkts, wie beispielsweise eines Back-, Gewürz- oder
Keimsaatguts, verwendet.
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Im
Rahmen einer keimabtötenden Behandlung eines landwirtschaftlichen
Produkts wird dieses an der ersten Stirnseite 4a der Trommel 3 in
diese eingebracht. Bei Drehung der Trommel 3 breitet sich das
Produkt der Schwerkraft und dem Reibwert Trommelinnenfläche 16 und
Förderspirale 8 folgend in einer dünnen
Schicht auf einem Teil der Innenfläche 16 in der
unteren Hälfte der Trommel 3 aus, wobei es gleichzeitig
mittels des in Form der Förderspirale oder -schnecke 8 ausgebildeten
Förderelements 7 von der ersten Stirnseite 4a entlang
der bzw. parallel zur Längsachse der Trommel 3 in
Richtung zu der gegenüberliegenden Stirnseite 4b der
Trommel 3 hin befördert wird. Bei seiner Förderung
wird das landwirtschaftliche Produkt von der Förderspirale 8 in
horizontaler und radialer Richtung bewegt, wobei es von der Förderspirale
bis etwa auf halbe Höhe der Trommel 3 angehoben
wird und von dort nach unten zurück fällt. Auf
diese Weise wird das Produkt bei dem Mitnahmevorgang (hin und her)
gewendet, so dass die gesamte Oberfläche des landwirtschaftlichen
Produkts vollständig der Ultraviolett-Strahlung der UV-Strahlungsöhren 11 ausgesetzt
ist. Dabei wirkt die Ultraviolett-Strahlung auf das Produkt während
der Bewegung des Produkts längs des Bestrahlungsbereichs
derart ein, dass sichergestellt ist, dass die Ultraviolett-Strahlung
sämtliche Bereiche der Oberfläche des zu behandelnden
Produkts beaufschlägt.
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Das
zu entkeimende landwirtschaftliche Produkt verweilt für
einen Zeitraum von im Wesentlichen 60 Sekunden in dem Bestrahlungsbereich
der Trommel 3 und wird dabei mit Ultraviolett-Strahlung
der UV-Strahlungsröhren 11 beaufschlagt. In Abhängigkeit
von der Intensität der Ultraviolett-Strahlung sowie der
Fördergeschwindigkeit der Förderspirale 8 kann
das landwirtschaftliche Produkt auch für einen kürzeren
oder längeren Zeitraum in dem Bestrahlungsbereich der Trommel 3 verweilen,
wobei eine Verweilzeit von 30 Sekunden nicht unterschritten und ein
Zeitraum von 180 Sekunden aus Gründen der Effizienz und
Wirtschaftlichkeit nicht überschritten werden sollte. Die
Zerstörung und Abtötung von Mikroorganismen setzt
immer eine genügend hohe Bestrahlungsdosis voraus. Die
Bestrahlungsdosis setzt sich aus dem Produkt von Bestrahlungszeit
und Bestrahlungsintensität zusammen und wird im Allgemeinen in μWs/cm2 oder in J/m2 angegeben.
Auf Basis dieser Angabe können die notwendigen Parameter
zur Abtötung bestimmter Mikroben definiert werden. Beispielsweise
verlangt die Abtötung von bestimmten Hefen eine Bestrahlungsintensität
zwischen 3900 bis 8000 μWs/cm2,
wohingegen die Abtötung von Schimmelsporen eine weit höhere
Bestrahlungsintensität von 13000 bis über 100000 μWs/cm2 verlangt.
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Da
sich Bakterien auch in der Luft befinden können und sich
diese über die Luft auf der Innenfläche 16 der
Trommel 3 vor Inbetriebnahme der Entkeimungsvorrichtung 1 absetzen
können, ist eine Vorentkeimung der Trommel 3 durchaus
angebracht. Zu diesem Zweck wird die Innenfläche 16 der
Trommel 3 vor der Einbringung des landwirtschaftlichen
Produkts für einen Zeitraum von mindestens 60 Sekunden
mit Ultraviolett-Strahlung der UV-Strahlungsröhren 11 beaufschlagt.
Diese Maßnahme garantiert, dass keine zusätzlichen
Bakterien, Hefen oder Viren auf der Innenfläche 16 der
Trommel 3 vorhanden sind, die das landwirtschaftliche Produkt
zusätzlich mit Keimen versetzen würden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3831419
A1 [0006]
- - DE 1774221 U [0007]
- - US 2004/0052702 A1 [0008]