DE102013008906A1 - UV thin film for liquid fluids / liquids - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen UV-Dünnschichtreaktor (99) zur Behandlung von transparenten bis stark trüben Flüssigkeiten/flüssige Fluide. Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, der UV-Quelle (1) eine dünne, sich ständig erneuernde, große Oberfläche der zu behandelnden Flüssigkeit darzubieten bzw. diese auszubilden. Auf diese Weise kann in einer Vielzahl von Anwendungen auf eine aufwändige Filtration verzichtet werden. Beispielsweise bei Kühlschmierstoff (KSS)-Emulsionen reicht meist die vorhandene Partikel-/Makrofiltration aus. Selbst bei geringer Transmission < 10 μm, wird das den UV-Dünnschichtreaktor (99) durchströmende flüssige Fluid optimal behandelt. KSS und andere trübe flüssige Fluide können weitestgehend keimfrei gehalten werden.The invention relates to a UV thin-film reactor (99) for treating transparent to very cloudy liquids / liquid fluids. The essential idea of the invention is to present the UV source (1) with a thin, constantly renewing, large surface of the liquid to be treated or to form it. In this way, complex filtration can be dispensed with in a large number of applications. For example, with cooling lubricant (KSS) emulsions, the existing particle / macrofiltration is usually sufficient. Even with low transmission <10 μm, the liquid fluid flowing through the UV thin-layer reactor (99) is optimally treated. Cooling lubricant and other cloudy liquid fluids can be kept as sterile as possible.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen UV-Dünnschichtreaktor mit mindestens einer UV-Quelle, einer an der Gehäusewandung angebrachten Reflektorschicht und einer an der Reflektorwandung angebrachten Gitterkonstruktion zur Fluidführung und Zwangsdurchmischung.The present invention relates to a UV thin-film reactor having at least one UV source, a reflector layer attached to the housing wall and a grid construction attached to the reflector wall for fluid guidance and forced mixing.
Die Reflektorschicht und die Gitterkonstruktion können je nach Anwendungsbedarf mit bioaktiven und/oder katalytischen Eigenschaften versehen werden.The reflector layer and the grid construction can be provided with bioactive and / or catalytic properties depending on the application requirements.
Stand der TechnikState of the art
Das Einsatzgebiet für UV-Reaktoren ist sehr weit und abhängig von den betrieblichen-hygienischen oder lebensmitteltechnologischen Anforderungen der jeweiligen Applikation.The field of application for UV reactors is very wide and depends on the operational-hygienic or food-technological requirements of the respective application.
UV-Reaktoren eignen sich z. B. um durchströmendes Fluid auf unterschiedlichste Art zu behandeln. Hauptaufgaben sind die UV-Entkeimung und UVC-Desinfektion von z. B. Legionellen, EHEC, Pseudomonaden, coliforme Bakterien, Noroviren, Polio-Viren, Algen, Hefen und Pilze in Wasser und wässrigen auch trüben flüssigen Fluiden.UV reactors are suitable for. B. to treat fluid flowing through a variety of ways. Main tasks are the UV sterilization and UVC disinfection of z. Legionella, EHEC, pseudomonads, coliform bacteria, noroviruses, polio viruses, algae, yeasts and fungi in water and watery, cloudy liquid fluids.
Die Anwendungsgebiete erstrecken sich über die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, insbesondere Gemüse- und Salatwaschprozesse, Landwirtschaft und Tierzucht, Fischzucht, viele Arten von Prozessfluiden in der Industrie aber auch im Wellnessbereich, Kliniken, Schulen, Sportstätten und eine Vielzahl weitere Bereiche, de facto alle Lebens- und Arbeitsbereiche, in denen hygienische Standards eingehalten werden müssen.The areas of application extend to the food and beverage industry, especially vegetable and salad washing processes, agriculture and animal breeding, fish farming, many types of process fluids in the industry but also in the spa, clinics, schools, sports facilities and a variety of other areas, de facto all life and work areas in which hygienic standards must be adhered to.
Ein wesentlicher Nachteil der meisten bekannten UV-Systeme besteht darin, dass eine zuverlässige Durchmischung des flüssige Fluides während der Durchströmung zumeist unterbleibt.A major disadvantage of most known UV systems is that a reliable mixing of the liquid fluid during the flow mostly omitted.
Dies liegt im Wesentlichen daran, dass die zu behandelnde Strecke vom Schutzrohr/Tauchrohr zur Reflektorwandung meist mehrere Zentimeter beträgt und damit zu stark ist für eine ausreichende Transmission.This is mainly due to the fact that the distance to be treated from the protective tube / dip tube to the reflector wall is usually several centimeters and therefore too strong for sufficient transmission.
Die Transmission ist mehrheitlich auch deswegen unzureichend, da im Fluid vorhandene Partikel auf der relativ weiten Strecke der UV-Strahlung Schatten erzeugen. Daher sind flüssige Fluide schon mit schwacher Trübung nur schlecht desinfizierbar. Aus diesem Grund müssen die meisten Flüssigkeiten vor der UV-Behandlung gefiltert werden.The transmission is also inadequate for the most part because particles present in the fluid generate shadows over the relatively wide range of UV radiation. Therefore, liquid fluids are poorly disinfectable even with low turbidity. For this reason, most liquids must be filtered before UV treatment.
Aufgabe:Task:
Die Aufgabe, der vorliegenden Erfindung besteht darin, gegenüber dem Stand der Technik verbesserte UV-Reaktoren zu schaffen.The object of the present invention is to provide improved UV reactors over the prior art.
Diese sollten eine optimale Durchmischung der zu behandelnden flüssige Fluide gewährleisten.These should ensure optimum mixing of the liquid fluids to be treated.
Der von der UV-Strahlung zu durchdringende Fluidfilm sollte möglichst dünn gehalten werden.The fluid film to be penetrated by the UV radiation should be kept as thin as possible.
Die der UV-Quelle dargebotene Oberfläche sollte sich ständig neu gestalten.The surface presented to the UV source should constantly be redesigned.
Die eingesetzten Materialien sollten für bioaktive und katalytische Beschichtungen geeignet sein.The materials used should be suitable for bioactive and catalytic coatings.
Der UV-Reaktor sollte für klare bis stark trübe flüssige Fluide geeignet sein.The UV reactor should be suitable for clear to very cloudy liquid fluids.
Der UV-Reaktor sollte kostengünstig herstellbar und möglichst einfach nutzbar sein.The UV reactor should be inexpensive to produce and as easy to use.
Insbesondere sollte sich der UV-Reaktor für die Behandlung sensibler flüssige Fluide wie beispielsweise im Bereich der Lebensmittelindustrie eignen.In particular, the UV reactor should be suitable for the treatment of sensitive liquid fluids such as in the food industry.
Die Aufgabe wird durch einen UV-Reaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a UV reactor having the features of claim 1.
Beschreibung: Description:
Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, der UV-Quelle eine dünne, sich ständig erneuernde, große Oberfläche darzubieten bzw. diese auszubilden. Dadurch wird die UV-Leistung erheblich besser genutzt und die Wirkung verbessert.The essential idea of the invention is to offer the UV source a thin, constantly renewing, large surface or to form it. As a result, the UV performance is used much better and the effect is improved.
Der UV-Reaktor ist uneingeschränkt für sämtliche Anwendungen einsetzbar, insbesondere für die Behandlung sensibler und trüber flüssige Fluide in der Industrie und bei Lebensmitteln.The UV reactor can be used without restrictions for all applications, in particular for the treatment of sensitive and cloudy liquid fluids in industry and food.
Wesentlich ist, dass die UV-Quelle freistehend ohne direkten Kontakt zum Fluid mittig in ein Gehäuse eingebracht wird.It is essential that the UV source is placed freestanding in the middle of a housing without direct contact with the fluid.
Die UV-Strahlenquelle kann in allen UV-wirksamen Wellenlängen von z. B. < 185 nm bis > 400 nm ausgelegt werden.The UV radiation source can be used in all UV-effective wavelengths of z. B. <185 nm to> 400 nm are designed.
Der UV-Reaktor wird vertikal durchströmt.The UV reactor is flowed through vertically.
Vorteilhafterweise wird die Fluidzuführung im Reaktordeckel so gestaltet, dass sich der Fluidstrom radial gleichmäßig zur Reaktorwandung verteilt. Durch das frei wählbare Spaltmaß zwischen Fluidführung und Reaktorwand in Verbindung mit der Fluidzuführung wird der Fluidstrom an der UV-Reaktorwandung gleichmäßig verteilt.Advantageously, the fluid supply in the reactor cover is designed so that the fluid flow is distributed radially evenly to the reactor wall. The freely selectable gap between the fluid guide and the reactor wall in conjunction with the fluid supply, the fluid flow is distributed evenly on the UV reactor wall.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist an der UV-Reaktorwandung ein Gewebe formschlüssig mit punktueller Auflage zur Reaktorwandung angebracht.In a particularly advantageous embodiment variant, a tissue is attached to the reactor wall in a form-fitting manner with a selective support on the UV reactor wall.
Wesentlich ist, dass das Gewebe so gestaltet ist, dass es nur zu punktuellen Kontakten zur Reaktorwandung kommt und die benachbarte Gewebemasche einen definierten Freiraum zur Reaktorwandung ausweist, z. B. Quadratmaschengewebe in Leinenbindung oder andere Gewebearten mit ähnlichen Eigenschaften.It is essential that the fabric is designed so that it comes only to selective contacts to the reactor wall and identifies the adjacent fabric mesh a defined space to the reactor wall, z. Square mesh fabric in linen weave or other fabric types with similar properties.
Vorteilhafterweise kann durch die Gewebeauswahl z. B. Drahtstärke, Maschenweite, Bindung, Gewebestärke und Geometrie das Fluid turbulent mit fast konstanter Geschwindigkeit an der UV-Quelle vertikal vorbeigeführt werden.Advantageously, z. As wire size, mesh size, bond, fabric thickness and geometry, the fluid turbulent are guided past the UV source vertically at almost constant speed.
Bedingt durch die Gewebeauswahl kommt es sowohl horizontal als auch vertikal zu einer extrem turbulenten Durchströmung. Das Fluid wird durch das Gewebe zuverlässig und spritzfrei an der Reaktorwandung geführt. Eine Beispieldarstellung des erfindergemäßen UV-Dünnschichtreaktors
Bei dem dargestellten Beispiel werden der UV-Strahlenquelle deutlich mehr als 200 unterschiedliche, ständig neu gestaltete Oberflächen dargeboten.In the example shown, significantly more than 200 different, constantly redesigned surfaces are presented to the UV radiation source.
Selbst bei einer minimalen Transmission von < 10 μm je dargestellter Oberfläche wird das zu behandelnde Fluid zuverlässig und effizient in der gesamten Fluidstärke/Filmstärke behandelt.Even with a minimum transmission of <10 μm per surface area shown, the fluid to be treated is treated reliably and efficiently throughout the fluid thickness / film thickness.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist die UV-Reflektorfläche und das davor liegende Gewebe mit einer bioaktiven oder katalytischen Beschichtung versehen.In a particularly advantageous embodiment variant, the UV reflector surface and the tissue lying in front of it are provided with a bioactive or catalytic coating.
In einer weiteren Ausführung werden die Eigenschaften der Beschichtungsarten kombiniert: z. B. wird die Reflektorfläche katalytisch beschichtet und das Gewebe bioaktiv oder umgekehrt in Abhängigkeit der Aufgabenstellung.In a further embodiment, the properties of the coating types are combined: z. As the reflector surface is catalytically coated and the tissue bioactive or vice versa depending on the task.
Es hat sich gezeigt, dass UV-Strahler auf einer Strecke von 200 mm durch Luft kaum einen Leistungsabfall aufweisen und mit fast ungeminderter Leistung auf das an der Reaktorwandung geführte Fluid treffen. Bedingt durch diese physikalische Eigenschaft, können UV-Reaktoren mit einem Durchmesser > 400 mm gefertigt werden.It has been found that ultraviolet radiators hardly have a drop in performance over a distance of 200 mm through air and strike the fluid guided on the reactor wall with almost undiminished power. Due to this physical property, UV reactors with a diameter> 400 mm can be manufactured.
Bei dieser Ausführungsvariante > 400 mm werden anstelle der mittig im UV-Reaktor angebrachten UV-Quelle im Deckel des Reaktors außermittig im Abstand von 200 mm zur Reaktorwandung UV-Strahler angebracht. Es können 3,6 oder mehr UV-Strahler angebracht werden. Die Baugröße dieser Ausführungsvariante ist ausschließlich von wirtschaftlichen Überlegungen abhängig.In this embodiment> 400 mm UV lamps are mounted off-center in the lid of the reactor off-center at a distance of 200 mm to the reactor wall instead of the UV source mounted centrally in the UV reactor. It can be attached 3.6 or more UV lamps. The size of this embodiment is dependent solely on economic considerations.
Bedingt durch die Fluidausdünnung und die permanente Neuausrichtung der Fluidoberfläche, ermöglicht der erfindergemäße UV-Dünnschichtreaktor hohe Durchflussraten bei vergleichbarer UV-Leistung oder eine vergleichbare Durchflussrate bei reduzierter UV-Leistung.Due to the fluid thinning and the permanent realignment of the fluid surface, the inventive UV thin film reactor allows high flow rates at comparable UV power or a comparable flow rate at reduced UV power.
Mit dem erfindergemäßen UV-Dünnschichtreaktor können erstmals trübe und mittelviskose flüssige Fluide ohne Vorfiltration zuverlässig behandelt werden.For the first time, cloudy and medium-viscosity liquid fluids without prefiltration can be treated reliably with the UV thin-film reactor according to the invention.
Der dargestellte UV-Dünnschichtreaktor wird drucklos mit freiem Auslauf betrieben.The illustrated UV thin-film reactor is operated without pressure with free outlet.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 9999
- UV-DünnschichtreaktorUV film reactor
- 11
- Strahler/UV-QuelleSpotlights / UV source
- 22
- Tauchrohr/SchutzrohrDip tube / thermowell
- 33
- Gehäuse/GehäusemantelHousing / housing shell
- 44
- Reflektoreinsatz/Reaktorwandung/Reflektorwandung/ReflektorflächeReflector insert / reactor wall / reflector wall / reflector surface
- 55
- Gewebe/GitterFabric / mesh
- 2525
- Gewebe/GitterFabric / mesh
- 66
- Fluidführungfluid guide
- 77
- Kopfsegmenthead segment
- 88th
- StrahlerhalterungSource holder
- 99
- Fluidzulauffluid inlet
- 1010
- Fluidverteilung/SpaltmaßFluid distribution / clearance
- 1111
- Entlüftung/ZwangsüberlaufVentilation / emergency overflow
- 1212
- Schrägbodensloping floor
- 1313
- Fluidablauffluid flow
- 1414
- Gehäusebodencaseback
- 1515
- StellfüßeLeveling feet
- 1616
- Deckelverschraubung zum GehäusemantelCover screw connection to the housing jacket
- 2626
- UV-KontrolleUV control
- 3030
- Reflektorführungreflector leadership
Figuren:Characters:
Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert:
Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend zu verstehen, sondern sollen lediglich eine Ausführungsvariante der Erfindung verdeutlichen. Die dargestellte Fluidführung des erfindergemäßen UV-Dünnschichtreaktors kann grundsätzlich in allen geeigneten Materialien und Geometrien auch in quadratischer oder rechteckiger Ausführung gefertigt werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following figures:
The illustrated embodiments are not intended to be limiting, but merely to illustrate an embodiment of the invention. The illustrated fluid guide of the inventive UV thin-film reactor can in principle be made in all suitable materials and geometries in square or rectangular design.
Es zeigen:Show it:
Die UV-Quelle
Die beschriebene Ausführung aus Gehäusemantel
Lediglich die der UV-Strahlung dargebotenen Flächen wie Reflektoreinsatz
Die beschriebene Ausführung kann auch ohne Polymerkomponenten aus VA oder Aluminium gefertigt sein. In dieser Ausführungsvariante wird auf den mobilen Reflektoreinsatz
Der erfindergemäßen UV-Dünnschichtreaktor
In
Die
Das zu behandelnde Fluid wird über das Kopfsegment
Die gleichmäßige Verteilung zu dem Reaktoreinsatz
An der Reaktorwandung/Reflektorwandung
Die Gewebe
Die Gewebe/Gitter
Der erfindergemäße UV-Dünnschichtreaktor
Die
Bedingt durch die Geometrie der Gewebe/Gitter
Neben der beschriebenen Ausführung mit einer freistehenden, nicht fluidberührten UV-Quelle
Alle fluidberührten Flächen die Reaktorwandung
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch sämtliche weitere gleichwirksame Ausführungsformen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described, but also encompasses all other equally effective embodiments.
Denkbar ist beispielsweise auch ein UV-Dünnschichtreaktor
Auch können mehrere UV-Dünnschichtreaktoren
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Cited By (1)
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GB2567817A (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-01 | Ipurtech Ltd | Treating thin film with UV radiation |
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2013
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2567817A (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-01 | Ipurtech Ltd | Treating thin film with UV radiation |
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Legal Events
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R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
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