DE102021001635A1 - Trapping and destroying viruses and other microorganisms on surfaces, in room air, in the exhaust air from vacuum cleaners and in room air filters. - Google Patents
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Abstract
Es wird ein System vorgestellt, mit dem Viren und andere Mikroorganismen aus der Luft eingefangen und irreversibel durch eine hygroskopische Salzlösung mit hohem osmotischem Druck und/oder mit chaotropen d.h. „strukturbrechenden“ Wirkung die Viren desaktiviert und durch Auskristallisieren d.h. Effloreszieren die Viren und andere Mikroorganismen zerquetscht werden, wogegen es keine Resistenzentwicklung gibt.Das Einfangen der Viren geschieht durch einen permanent feuchten, hygroskopischen Flüssigkeitsfilm auf Filtern oder Mund-Nasen-Schutzmasken oder über vernebelte Flüssigkeitströpfchen.Die abgefangenen Mikroorganismen werden durch die denaturierende Wirkung von konzentrierten Salzlösungen denaturiert und bei der Kristallisation von ausgewählten Salzen mechanisch zerquetscht.A system is presented with which viruses and other microorganisms are captured from the air and irreversibly deactivated by a hygroscopic salt solution with high osmotic pressure and/or with a chaotropic, i.e. "structure-breaking" effect, and the viruses and other microorganisms are crushed by crystallization, i.e. efflorescence against which there is no development of resistance.The viruses are trapped by a permanently moist, hygroscopic liquid film on filters or mouth-nose protective masks or via nebulised liquid droplets.The trapped microorganisms are denatured by the denaturing effect of concentrated salt solutions and during the crystallization of selected salts mechanically crushed.
Description
A: Ziel dieses Patents ist das Abfangen und Zerstören von Viren mittels SalzlösungenA: The purpose of this patent is to capture and destroy viruses using saline solutions
Siehe Fig. 1 Ausbreiten von Viren und deren Abfangen mittels MaskeSee Fig. 1 Virus spread and mask interception
Es wird ein System vorgestellt, mit dem Viren und andere Mikroorganismen aus der Luft eingefangen und irreversibel durch eine Salzlösung mit hohem osmotischem Druck und/oder mit chaotropen d.h. „strukturbrechenden“ Wirkung die Viren desaktiviert und durch Auskristallisieren d.h. Effloreszieren die Viren und andere Mikroorganismen zerquetscht werden, wogegen es keine Resistenzentwicklung geben kann.A system is presented with which viruses and other microorganisms are captured from the air and irreversibly deactivated by a salt solution with high osmotic pressure and/or with a chaotropic, i.e. "structure-breaking" effect, and the viruses and other microorganisms are crushed by crystallization, i.e. efflorescence , against which there can be no development of resistance.
Dies bedeutet einen großen Vorzug zu bestehenden einfachen Masken, in denen Mikroorganismen nur abgefangen, aber nicht desaktiviert werden und die viele Mikroorganismen in dem feuchtwarmen Klima der Atemmaske sich vermehren können und damit eine Gesundheitsgefahr für den Maskenträger darstellen, wenn er die Maske nicht immer wieder austrocknen lässt oder wäscht.This means a great advantage over existing simple masks in which microorganisms are only intercepted but not deactivated and many microorganisms can multiply in the warm, humid climate of the breathing mask and thus pose a health risk to the mask wearer if he does not dry out the mask again and again leaves or washes.
Siehe Fig. 2 Virenangriff auf menschliche Zelle und VirenzerstörungSee Fig. 2 Virus attack on human cell and virus destruction
B: Stande der Technik zur Vernichtung von Viren durch SalzlösungenB: Prior art of killing viruses by saline solutions
B.1: Bestehende Patente zur Virenzerstörung auf OberflächenB.1: Existing patents for virus destruction on surfaces
Einige der bisher bekannten Methoden und Substanzen zum Desaktivieren von Viren sind stark gesundheitsschädlich:
- Neben harter UV-Strahlung und noch höher energetischer Strahlung kommen Schwermetallsalze wie Silber- und Kupfersalze zur Anwendung.
- In addition to hard UV radiation and even higher energy radiation, heavy metal salts such as silver and copper salts are used.
Bisherige Methoden, sich vor Viren zu schützen und sie zu desaktivieren, sind in den folgenden Patenten zu finden:
- Beispielsweise die Behandlung mit ß-Propiolacton, Formaldehyd oder Ethylenimin. Die Handhabung derartiger Reagenzien ist jedoch potentiell gefährlich, und eine sichere Methode wäre wünschenswert.
- For example, treatment with ß-propiolactone, formaldehyde or ethyleneimine. However, handling such reagents is potentially hazardous and a safe method would be desirable.
Das Patent
Mit Schwermetallsalzen werden Viren im Patent
Dort wird eine Methode zur Desaktivierung der HIV und anderer Viren beschrieben, welche eine hohe chemische Affinität zu mehrwertigen Schwermetallen haben. Die Virus-Proteine werden dort kationisiert und viruzid gemacht. Das chemisch gebundene Schwermetall wird durch chemische Reaktion in eine schwerlösliche Verbindung übergeführt, vorzugsweise in einen „Chelatkomplex“There, a method for deactivating HIV and other viruses is described, which have a high chemical affinity for polyvalent heavy metals. The virus proteins are cationized there and made virucidal. The chemically bound heavy metal is converted into a poorly soluble compound through a chemical reaction, preferably into a "chelate complex"
Durch Phenylketon werden im Patent
Durch bestimmte Betaine werden gemäß Patent
Gemäß
Mittels Diisopropylfluorophosphatase zur Dekontamination und Imprägnierung von Kleidung Patent
In der Patentschrift
In
In
In
In
Das Prinzip der mechanischen Virenzerstörung durch Kristallisation oder durch hohe Salzkonzentrationen wurde schon mehrfach angewendet. Dafür wurden Ammoniumsalze wegen ihrer extrem guten Wasserlöslichkeit verwendet. Mit alkalischen Ammoniumsalzen werden Viren gemäß
1 Abfangen der Viren durch Flüssigkeiten, Salz- und Tensidlösungen1 Trapping the viruses with liquids, salt and surfactant solutions
Nach letzten Erkenntnissen wird der COVID-19-Virus hauptsächlich über die Luft übertragen. Dabei können nackte, d.h. Viren ohne Wassertröpfchenhülle tagelang in der Luft frei schwebend verbleiben.According to the latest findings, the COVID-19 virus is mainly transmitted through the air. Naked viruses, i.e. viruses without a water droplet shell, can remain freely floating in the air for days.
Um diese Viren in der Einatemluft unschädlich zu machen, müssen die Viren aus der Luft filtriert werden. Durch ein trockenes Gewebe z.B. von einer einfachen Mund-Nase-SchutzMaske können Viren zwar nicht geradlinig hindurch fliegen. Trotzdem können einige Viren nach mehren Wandkontakten - durch das für die Viren großräumige Höhlensystem des Gewebes - hindurch kommen und letztlich den Menschen infizieren.In order to render these viruses harmless in the inhaled air, the viruses must be filtered out of the air. Viruses cannot fly straight through dry tissue, e.g. from a simple mouth and nose protection mask. Nevertheless, after several wall contacts, some viruses can get through the tissue cave system, which is large for the virus, and ultimately infect humans.
An und in feuchten Filtermasken werden hingegen die Viren schon beim ersten Wandkontakt abgefangen. Ebenso kann man Viren durch versprühte Flüssigkeitströpfchen aus der Luft abfangen und ausregnen:
- In diese Tröpfchen oder diese Flüssigkeitsfilme tauchen die Viren unelastisch ein und bleiben darin fixiert. Verdunsten die Tröpfchen, bevor sie den Fußboden erreicht haben, werden die Viren allerdings wieder frei. Ebenso können Viren aus dem Wasserfilm der Maske - wenn dieser eintrocknet - wieder frei werden. Deshalb ist es wichtig - neben dem Einfangen und dem Herausfiltern der Viren aus der Luft - noch einen zweiten die Viren zerstörenden Mechanismus einzuführen. Siehe dazu
Kapitel 2!
- The viruses immerse themselves in these droplets or these liquid films in an inelastic manner and remain fixed therein. However, if the droplets evaporate before they reach the floor, the viruses are released again. Likewise, viruses can be released again from the water film of the mask - if it dries up. It is therefore important - in addition to capturing and filtering out the viruses from the air - to introduce a second virus-destroying mechanism. See
Chapter 2!
1.1 Wässrige Lösungen1.1 Aqueous solutions
Wässrige Lösungen fangen zwar Viren ab, aber kleine Wassertröpfchen oder dünne Wasserfilme verdunsten schnell, was die Zeit der Fixierung der Viren begrenzt. Allerdings findet z.B. bei Atemschutzmasken eine ständige Befeuchtung durch die Atemluft statt. Besonders Baumwollmasken saugen Wasser auf und tragen einen ständigen Flüssigkeitsfilm. Deshalb sind diese Baumwollmasken sicherer, als die aus unpolaren Materialen wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) angefertigten Schmutzmasken, die kaum einen Flüssigkeitsfilm tragen. Damit sind feuchten Masken auch gute Virensammler. Diese stellen wiederum eine Gefahr für den Träger der Schutzmaske dar. Deshalb wird empfohlen, dass feuchte Masken nur an den Gummibändern berührt und möglichst oft gewechselt werden sollen.1 Diese Wechsel sind nicht notwendig, wenn die Viren in der Maske ständig desaktiviert oder vernichtet werden. Siehe dazu Kapitel 2.Aqueous solutions catch viruses, but small water droplets or thin water films evaporate quickly, which limits the time for which the viruses can be fixed. However, in the case of breathing masks, for example, there is constant humidification by the breathing air. Cotton masks in particular absorb water and carry a constant film of liquid. Therefore, these cotton masks are safer than the dirt masks made of non-polar materials such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE), which hardly carry a film of liquid. This means that wet masks are also good virus collectors. These in turn pose a danger to the wearer of the protective mask. It is therefore recommended that wet masks should only be touched by the rubber bands and that they should be changed as often as possible. 1 These changes are not necessary if the viruses in the mask are constantly deactivated or destroyed. See
1.2 Hochsiedende hygroskopische Flüssigkeiten1.2 High-boiling hygroscopic liquids
Solange der Filter feucht ist, bzw. die Flüssigkeitströpfchen in der Luft nicht verdunstet sind, bleiben die Viren darin fixiert. Deshalb ist es von Vorteil - neben dem schnell verdunstenden Wasser - noch hochsiedenden, hygroskopischen mit Wasser mischbare Flüssigkeiten wie Glycerin und oder 1,2 Propandiol und oder Triethylenglykol und oder PEG 200 und oder PEG 400 und oder Tween 20 oder deren Mischungen zu verwenden. Diese permanent feuchten Filter oder Masken haben eine weit bessere Filter- und Rückhaltewirkung für Viren als trockene Filter.As long as the filter is damp or the liquid droplets in the air have not evaporated, the viruses remain fixed in it. It is therefore advantageous - in addition to the rapidly evaporating water - to use high-boiling, hygroscopic water-miscible liquids such as glycerol and/or 1,2-propanediol and/or triethylene glycol and/or PEG 200 and/or PEG 400 and/or Tween 20 or mixtures thereof. These permanently moist filters or masks have a far better filtering and retention effect for viruses than dry filters.
2 Viren und andere Mikroorganismen denaturierende Wirkung von konzentrierten Salzlösungen und Viren und andere Mikroorganismen zerstörende Kräfte bei der Kristallisation von Salzen:2 Viruses and other microorganisms denaturing action of concentrated salt solutions and viruses and other microorganisms destroying forces in the crystallization of salts:
Die Wirkung der Salze auf die Viren verläuft - laut Fu-Shi Quan et. al.2 - wie folgt zweistufig: Zuerst lösen die Wassertröpfchen mit den Viren aus der Atemluft die Salzkristalle. Die hohe Salzkonzentration entzieht den Viren das Wasser und verformt deren Proteine, worauf die Viren nicht mehr an menschliche Zellen andocken können. Beim Verdunsten des Wassers bilden sich Salzkristalle, welch die Viren zerquetschen.3,4,5 According to Fu-Shi Quan et. al. 2 - as follows in two stages: First, the water droplets with the viruses from the breathing air dissolve the salt crystals. The high salt concentration removes the water from the viruses and deforms their proteins, which means that the viruses can no longer dock to human cells. When the water evaporates, salt crystals form, which crush the viruses. 3 , 4 , 5
Auch hinter dem Verwittern von Gestein, das die Bauschäden verursacht, stecken diese gewaltigen Kräfte6,7,8. Das abwechselnde Auflösen von Salz im Kondenswasser aus der Luft und das Auskristallisieren dieses Salzes bei Trockenheit in den Gesteinsporen ist der Motor dieser Zerstörung9: Beim Auskristallisieren, wenn ganze Kompanien von Ionen von den entgegengesetzt geladenen Ionen angezogen werden, ergeben sich Kräfte, denen das härteste Material auf die Dauer nicht standhalten kann. „Die Kristallisation von Salzen in Haarrissen des Gesteins erzeugt einen Kristallisationsdruck (1000 bis 4000 kg/cm2 ≈ 100 N/mm2), der wie bei der Frostsprengung das Gefüge des Gesteins zerstört10,11;12,13. Hydratisierte Kristalle von z.B. CaSO4, Na2SO4, MgSO4, Na2CO3 nehmen gegenüber ihren unhydratisierten Salzen ein bis zu 300% größeres Volumen ein14: So ist das molare Volumen von kristallinen MgSO4* 7 H2O = 149 cm3/mol über 3 mal größer als das von kristallinen MgSO4 = 44 cm3/mol.These powerful forces are also behind the weathering of rock, which causes structural damage 6 , 7 , 8 . The alternating dissolution of salt in the condensed water from the air and the crystallization of this salt in the rock pores when it is dry is what drives this destruction 9 : during crystallization, when entire companies of ions are attracted by the oppositely charged ions, forces arise for which the hardest Material cannot withstand in the long run. “The crystallization of salts in hairline cracks in the rock creates a crystallization pressure (1000 to 4000 kg/cm 2 ≈ 100 N/mm 2 ) which, like frost cracking, destroys the rock structure 10 , 11 ; 12 , 13 . Hydrated crystals of, for example, CaSO 4 , Na 2 SO 4 , MgSO 4 , Na 2 CO 3 have a volume that is up to 300% larger than their unhydrated salts 14 : The molar volume of crystalline MgSO 4 * 7 H 2 O = 149 cm 3 /mol over 3 times larger than that of crystalline MgSO 4 = 44 cm 3 /mol.
Ein Virus erfährt beim Auskristallisieren eines Salzes einen Druck von 1000 Atmosphären und würde, wenn er auf 1 mm vergrößert wäre, mit einer Gewichtskraft von 1-4 kg zerquetscht.When a virus crystallizes out of a salt, it experiences a pressure of 1000 atmospheres and, if it were enlarged to 1 mm, it would be crushed with a weight of 1-4 kg.
Ziel dieser Arbeit ist, diese Kräfte für die mechanische Zerstörung von Viren zu nützen.The aim of this work is to use these forces for the mechanical destruction of viruses.
Siehe Fig. 2 Virenangriff auf menschliche Zelle und VirenzerstörungSee Fig. 2 Virus attack on human cell and virus destruction
Dass Salz tatsächlich auch Viren mechanisch zerstört, wiesen Fu-Shi Quan, Ilaria Rubino, Su-Hwa Lee, Brendan Koch & Hyo-Jick Choi 201715 nach. Sie imprägnierten die innere Filterschicht von Schutzmasken mit einer gesättigten Kochsalzlösung und setzten der Salzlösung zur besseren Haftung auf dem unpolaren Gewebe aus Polypropen ein Tensid zu. Durch Tierversuche und elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten sie, dass die Viren in Wassertröpfchen innerhalb von 5 min bei Kontakt mit den sich bildenden Kochsalzkristallen ihre Aktivität verloren.Fu-Shi Quan, Ilaria Rubino, Su-Hwa Lee, Brendan Koch & Hyo-Jick Choi proved in 2017 15 that salt actually also destroys viruses mechanically. They impregnated the inner filter layer of protective masks with a saturated saline solution and added a surfactant to the saline solution to improve adhesion to the non-polar polypropylene fabric. Using animal experiments and electron microscopic investigations, they showed that the viruses in water droplets lost their activity within 5 minutes when they came into contact with the sodium chloride crystals that formed.
Ziel dieser Arbeit ist, verschiedene Methoden und Salzmischungen zur Verfügung zu stellen, mit denen Viren abgefangen und mechanisch in einem weiten Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbereich vernichtet werden.The aim of this work is to provide various methods and salt mixtures with which viruses can be intercepted and destroyed mechanically in a wide temperature and humidity range.
Von Vorteil sind Salzmischungen, die eine zyklische Zerstörung von Stoffen wie beim Verwittern von Mineralien nachahmen.Salt mixtures that mimic cyclical destruction of matter, such as mineral weathering, are beneficial.
Siehe dazu Fig. 3 Wechselwirkung zwischen Wasser und Salz und dessen Wirkung auf Viren und GesteinSee Fig. 3 Interaction between water and salt and its effect on viruses and rock
Diese mechanische Zerstörung von Viren findet z.B. auch auf der menschlichen Haut durch das ausgeschwitzte Salz statt.This mechanical destruction of viruses also takes place, for example, on human skin due to the salt that is sweated out.
2.1 Hygroskopische Salze2.1 Hygroscopic Salts
Eine zyklische Zerstörung kann mit hygroskopischen Salzen erreichen werden, die stufenweise Kristallwasser in ihren Kristall aufnehmen. Dieser Kristall vergrößert sich dabei wesentlich und zerstört dabei mechanisch z.B. Viren. Vermessen wurden die dabei auftretenden Kräfte bei der Umwandlung in höhere Hydrate von Ca(NO3)2 und Na2SO4 16,17.Cyclic destruction can be achieved with hygroscopic salts that gradually incorporate water of crystallization into their crystal. This crystal expands significantly and mechanically destroys viruses, for example. The forces occurring during the conversion into higher hydrates of Ca(NO 3 ) 2 and Na 2 SO 4 16 , 17 were measured.
2.2 Deliqueszente Salze2.2 Deliquescent salts
Deliqueszente Salze, die sich bei erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit verflüssigen, um bei Abnahme der relativen Luftfeuchtigkeit wieder auszukristallisieren, wirken mechanisch Viren zerstörend.Deliquescent salts, which liquefy when the relative humidity increases and crystallize again when the relative humidity decreases, have a mechanical effect on viruses.
Ein Großteil der Untersuchungen der Deliqueszenz (Verflüssigung von Salzen in eigenem Kristallwasser bei erhöhter Luftfeuchtigkeit) und Effloreszenz (Auskristallisieren von Salzen aus einer gesättigten Lösung) von Salzen wurde von Forschern auf dem Gebiet der atmosphärischen Chemie und dem Klima durchgeführt, da Salzkristalle als Keime für die Wasserkondensation und damit Regenbildung schon bei niedriger Luftfeuchtigkeit wichtig sind 18, 19, 20 Daneben sind deliqueszente Salze für die Lebensmittelindustrie als Feuchthalter und für thermochemischer Wärmespeicher21, für die Wirkung für Filter22 und für die Verlängerung des Dufteindruckes von Parfümen23 interessant.Much of the study of the deliquescence (liquefaction of salts in their own crystal water at elevated humidity) and efflorescence (crystallization of salts from a saturated solution) of salts has been undertaken by researchers in the fields of atmospheric chemistry and climate carried out because salt crystals are important as nuclei for water condensation and thus rain formation even at low humidity 18 , 19 , 20 In addition, deliquescent salts are used in the food industry as moisture retainers and for thermochemical heat storage 21 , for the effect of filters 22 and for prolonging the scent impression of perfumes 23 interesting.
Die Effloreszenzfeuchte (ERH = Ausblühfeuchte bei absinkender relativen Luftfeuchtigkeit (RH)) hängt von vielen Parametern ab:
- 1. Von der relativen Luftfeuchtigkeit.
- 2. Von der Teilchengröße (Kristallgröße).
- 3. Von der Anwesenheit von Fremdsalzen, die die Kristallisation beschleunigen oder behindern und bestimmte Kristallformen bedingen.
- 4. Von der Wirkung von Fremdsalzen auf die Salzlösung, in dem die Fremdsalze den Dampfdruck gemäß dem Raoultschen Gesetz senken. So blühen Salze unter dem Einfluss von Fremdsalzen schon bei einer geringeren relativen Luftfeuchtigkeit aus.
- 5. Die Deliqueszenzfeuchte (DRH) und Effloreszenzfeuchte (ERH) von Salzmischungen gehorcht näherungsweise dem Gesetz von Duhmen, das heißt: Die DHR und EHR eines Elektrolyten werden durch die Zugabe eines weiteren Elektrolyten gesenkt. Die Kristallisationsfeuchte (ERH) einer Salzmischung errechnet sich aus dem Produkt der Kristallisationsfeuchten (ERHi) der in Kontakt stehenden Komponenten (i):
- ERH0,mix /100 = ERH0,1/100 * ERH0,2/100 .....*ERH0,i/100
- 6. Die Deliqueszenz (Verflüssigung) und Effloreszenz (Auskristallisieren) finden zumeist bei unterschiedlichen Luftfeuchtigkeiten statt. Es gilt aber grundsätzlich DRH > ERH.
- a. Oft ist die Verflüssigung der Kristalle gehemmt und findet erst bei genügend kondensierter Feuchtigkeit und damit erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit statt.
- b. Die Deliqueszenz - das Auskristallisieren - findet oft erst ab einer gewissen Übersättigung der Salzlösung, das heißt bei einer niedrigeren relativen Luftfeuchtigkeit statt.
- c. Bestimmte Zusätze wie Glycerin lassen Verflüssigung und Auskristallisieren parallel stattfinden.
- 7. Die Deliqueszenzfeuchte und Effloreszenzfeuchte hängen von dem Anteil an organischer Flüssigkeit ab.
- 1. From the relative humidity.
- 2. From the particle size (crystal size).
- 3. From the presence of foreign salts that accelerate or hinder crystallization and cause certain crystal forms.
- 4. From the effect of extraneous salts on the salt solution, in which the extraneous salts lower the vapor pressure according to Raoult's law. Salts bloom under the influence of foreign salts even at a lower relative humidity.
- 5. The deliquescence moisture content (DRH) and efflorescence moisture content (ERH) of salt mixtures approximately obeys Duhmen's law, ie: The DHR and EHR of an electrolyte are lowered by the addition of another electrolyte. The moisture content of crystallization (ERH) of a salt mixture is calculated from the product of the moisture content of crystallization (ERH i ) of the components (i) in contact:
- ERH 0,mix /100 = ERH 0,1 /100 * ERH 0,2 /100 .....*ERH 0,i /100
- 6. The deliquescence (liquefaction) and efflorescence (crystallization) usually take place at different humidity levels. In principle, however, DRH > ERH applies.
- a. The liquefaction of the crystals is often inhibited and only takes place when there is sufficient condensed moisture and thus increased relative humidity.
- b. The deliquescence - the crystallization - often only occurs when the salt solution is oversaturated to a certain extent, i.e. at a lower relative humidity.
- c. Certain additives such as glycerin allow liquefaction and crystallization to take place in parallel.
- 7. The deliquescence moisture and efflorescence moisture depend on the proportion of organic liquid.
3 Denaturierung von Viren und andere Mikroorganismen durch Wasserentzug bei hohem osmotischem Druck der Salze:3 Denaturation of viruses and other microorganisms through dehydration at high osmotic pressure of the salts:
Salze entziehen dem Virus Wasser, was dessen Aktivität herabsetzt: (Osmotische Dehydrierung). Der osmotische Druck berechnet sich aus der Löslichkeit des Salzes und der Zahl der pro Mol gebildeten Ionen. Korrekterweise müsste statt der daraus bestimmten Ionenkonzentration die Ionenaktivität benutzt werden.Salts remove water from the virus, which reduces its activity: (osmotic dehydration). The osmotic pressure is calculated from the solubility of the salt and the number of ions formed per mole. Correctly, the ion activity should be used instead of the ion concentration determined from this.
4 Proteindenaturierung durch Ionen:4 Protein denaturation by ions:
4.1 Ionen mit hoher lonenladung:4.1 Ions with a high ionic charge:
Salze wirken durch ihre Ionenladung deformierend auf die Proteine. Die Wirkung ist bei mehrwertigen Ionen wesentlich größer. Allerdings kann eine - bei diesen mehrfach geladenen Ionen vorhandene mächtigere Wasserhülle - diese starke Wirkung abschwächen. →Proteindenaturierung.Due to their ionic charge, salts have a deforming effect on the proteins. The effect is much greater with multivalent ions. However, a thicker water shell - which is present with these multiply charged ions - can weaken this strong effect. →protein denaturation.
4.2 Wasserentzug durch Ionen:4.2 Dehydration by ions:
Die Desaktivierung der Viren durch den osmotischen Druck bei hohe Salzkonzentrationen, wobei die Proteine der Viren umgefaltet24, 25werden, ihre Funktion z.B. beim Andocken an die menschliche Zelle und damit ihre Virulenz verlieren. Konzentrierte Salzlösungen wirken auf die Proteine Wasser entziehend. Auch dadurch wird deren Struktur verändert. →ProteindenaturierungThe deactivation of the viruses by the osmotic pressure at high salt concentrations, whereby the proteins of the viruses are refolded 24 , 25 and lose their function, for example when docking to the human cell, and thus their virulence. Concentrated salt solutions have a dehydrating effect on the proteins. This also changes their structure. →protein denaturation
4.3 Störung von Wasserstoffbindungen4.3 Disruption of Hydrogen Bonds
Salze, die selbst Wasserstoffbindungen ausbilden können damit die Wasserstoffbrücken in den Proteinen zerstören. →Proteindenaturierung. Dazu gehören Harnstoff, Ammoniumsalze, Formiate, Sorbate, Ascorbate, Propionate, Lactate, Carbonate, ebenso wie saure und basische SalzeSalts that form hydrogen bonds themselves can thus destroy the hydrogen bonds in the proteins. →protein denaturation. These include urea, ammonium salts, formates, sorbates, ascorbates, propionates, lactates, carbonates, as well as acidic and basic salts
4.4 Reduzierende Salze4.4 Reducing Salts
Reduzierende Salze vermögen, weil sie die Schwefel-Schwefel-Bindung in den Proteinen aufbrechen diese zu denaturieren: Natriumthiosulfat, Thioglykolate.Reducing salts, because they break the sulfur-sulfur bond in proteins, have the ability to denature them: sodium thiosulfate, thioglycolates.
4.5 Schwermetallsalze4.5 Heavy metal salts
Schwermetallionen binden sich an Thionylgruppen und blockieren diese. Wirken reduzierenden Salze mit Schwermetallsalzen zusammen, dann werden die zu zwei Thionylgruppen reduzierte -S-S-Gruppe, irreversibel die Schwermetalle binden, was dieses Protein zumeist denaturiert.Heavy metal ions bind to and block thionyl groups. When reducing salts interact with heavy metal salts, the -S-S- group, reduced to two thionyl groups, will irreversibly bind the heavy metals, which tends to denature this protein.
4.6 Chaperone4.6 Chaperones
Bestimmte Salze verformen die Proteine als Chaperone. Dazu gehören Natriumsalizylat, Harnstoff aber auch das Lösungsmittel PropylenglykolCertain salts deform the proteins as chaperones. These include sodium salicylate, urea and the solvent propylene glycol
4.7 Ablauf der Desaktivierung und Zerstörung der Viren bei der Kristallisation4.7 Process of deactivation and destruction of viruses during crystallization
Siehe Fig. 2 Virenangriff auf menschliche Zelle und VirenzerstörungSee Fig. 2 Virus attack on human cell and virus destruction
In diesem Patent werden Salze und Salzmischungen vorgestellt, die durch hohen osmotischen Druck ihrer gesättigten Lösung Viren desaktivieren. Darüber hinaus sind Salze mit niedriger Gleichgewichtsfeuchte (Deliqueszenz) für den Einsatz bei trockener Raumluft von Bedeutung.
- 1.1.1. Die Ionen aus Salzlösungen lagern sich an Proteine und denaturieren diese. Gleichzeitig benutzen die Ionen der Salzlösung das Protein als Keim für die Salzkristallbildung.
- 1.1.2. Das Kristallwachstum geht somit von Virusprotein aus und umschließt schließlich den gesamten Virus.
- 1.1.3. Bei der Kristallisation treten durch starken elektrostatischen Kräfte zwischen den entgegen gesetzt geladenen vielen Ionen auf, die den Virus schließlich zerquetschen.
- 1.1.4. Auch von Salzkristallen, die hygroskopischen Wasser aufnehmen und sich dabei erhebliche ausdehnen, können Viren einklemmen und zerstören werden. Dieses Umkristallisieren unter Wasseraufnahme kann bei manchen Salzkristallen über mehrere Hydratformen in Abhängigkeit von der jeweiligen relativen Luftfeuchtigkeiten geschehen. Beispiele für solche Salze sind Calciumchlorid und Magnesiumsulfat.
- 1.1.1. The ions from salt solutions attach themselves to proteins and denature them. At the same time, the ions in the salt solution use the protein as a nucleus for salt crystal formation.
- 1.1.2. Crystal growth thus starts from viral protein and eventually encloses the entire virus.
- 1.1.3. During crystallization, strong electrostatic forces occur between the oppositely charged many ions, which eventually crush the virus.
- 1.1.4. Viruses can also be trapped and destroyed by salt crystals, which absorb hygroscopic water and expand considerably in the process. In the case of some salt crystals, this recrystallization with the absorption of water can take place via several hydrate forms, depending on the respective relative humidity. Examples of such salts are calcium chloride and magnesium sulfate.
5 Tenside5 surfactants
Bei diesem Zusammenspiel der Stoffe, die Viren abfangenden und desaktivierenden, dürfen Tenside mit ihrer emulgierenden, Viren und Salzkristalle fixierenden und die Virenhülle zerstörenden Wirkung nicht fehlen.In this interplay of substances that intercept and deactivate viruses, surfactants with their emulsifying effect, which fixes viruses and salt crystals and destroys the virus envelope, must not be missing.
5.1 Tensid und fester Oberfläche:5.1 Surfactant and solid surface:
5.1.1 Tenside als Klebstoff5.1.1 Surfactants as an adhesive
Tenside wirken als Klebstoff für die Salzlösung, Salzkristalle und Viren auf unpolaren Oberflächen.Surfactants act as glue for the saline solution, salt crystals and viruses on non-polar surfaces.
Tenside stellen den Kontakt zu unpolaren Oberflächen herSurfactants establish contact with non-polar surfaces
Tenside erleichtern das Imprägnieren von Oberflächen von Gewebe durch das Herabsetzen der Oberflächenspannung, welche bei einer konzentrierten Salzlösung wesentlich größer als bei reinem Wasser ist.Surfactants facilitate the impregnation of surfaces of fabric by lowering the surface tension, which is much greater for a concentrated salt solution than for pure water.
5.1.2 Wirkung von Tensiden auf Viren5.1.2 Effect of surfactants on viruses
5.1.2.1 Tenside greifen die Lipidmembrane des Virus an5.1.2.1 Surfactants attack the lipid membranes of the virus
Tenside setzen sich zwischen die Lipide und schwächen so die Lipidmembrane. Dies kann eventuell zum Aufplatzen und damit zur Zerstörung des Virus führen.Surfactants sit between the lipids and thus weaken the lipid membrane. This can eventually cause the virus to burst open and be destroyed.
5.1.2.2 Tensidmizellen transportieren Salze durch die Virushülle5.1.2.2 Surfactant micelles transport salts through the virus envelope
Eine Salzlösung kann über Tensidmizellen in den Virus transportiert werden und damit den Virus denaturierenA saline solution can be transported into the virus via surfactant micelles, thereby denaturing the virus
5.1.2.3 Quartäre Tenside26 5.1.2.3 Quaternary Surfactants 26
Tenside (vor allem mit quartäre Ammoniumgruppen) denaturieren Proteine. Insofern sind Weichspüler, amphotere Amine wie Lecithin, Betain besonders stark wirksam beim Desaktivieren von Viren. Deshalb sind diese Tenside aber auch für unsere Haut nicht schädlich.Surfactants (especially those with quaternary ammonium groups) denature proteins. In this respect, fabric softeners, amphoteric amines such as lecithin, betaine are particularly effective in deactivating viruses. Therefore, these surfactants are not harmful to our skin.
5.1.2.4 Neutraltenside, amphotere Tenside und Tensidmischungen5.1.2.4 Neutral surfactants, amphoteric surfactants and surfactant mixtures
Eine Funktion der Tenside in der Imprägnierlösung ist die Haftvermittlung zwischen dem Salz und einer wasserabstoßenden unpolaren Oberfläche. Dafür geeignet sind sowohl nichthygroskopische als auch hygroskopische Tenside mit einem Hydrophylic-Lipophilic-Balance-Wert (HLB-Wert) zwischen 8 und 18. In Frage kommen Neutraltenside oder amphotere Tenside.One function of the surfactants in the impregnation solution is to promote adhesion between the salt and a water-repellent, non-polar surface. Both non-hygroscopic and hygroscopic surfactants with a hydrophilic-lipophilic balance value (HLB value) between 8 and 18 are suitable for this. Neutral surfactants or amphoteric surfactants are suitable.
Von Vorteil sind hygroskopische Tenside, da diese die Verflüssigung von Salzen fördern. Dazu gehören die nichtionische Tenside27, 28, 29 wie die Alkylglykoside Tween 20 (E 432), Tween 40 (E 434) Tween 60 und verschiedene Monoglyceride (E 471 - E 472).Hygroscopic surfactants are advantageous because they promote the liquefaction of salts. These include the non-ionic surfactants 27, 28, 29 such as the alkyl glycosides Tween 20 (E 432), Tween 40 (E 434) Tween 60 and various monoglycerides (E 471 - E 472).
Ionische Tenside stören, da sie von Salzen ausgefällt werden.Ionic surfactants are disruptive because they are precipitated by salts.
Weniger gut in Wasser emulgierbar und deshalb nicht so optimal sind Tween 60, 65 und je nach zu imprägnierender Stoffart kommen auch andere Tenside wie z.B. das leicht hygroskopische Lecithin in alkoholischer Lösung oder eine Gemisch unterschiedlicher Neutraltenside in Frage. Diese Tenside müssen sich in Wasser gut emulgieren, dürfen bei hohen Salzkonzentrationen nicht ausgefällt werden und müssen grundsätzlich für medizinische Zwecke und die Lebensmittelindustrie zugelassen sein.Tween 60, 65 are less emulsifiable in water and therefore not ideal, and depending on the type of fabric to be impregnated, other surfactants such as the slightly hygroscopic lecithin in an alcoholic solution or a mixture of different neutral surfactants can also be used. These surfactants must emulsify well in water, must not be precipitated at high salt concentrations and must be approved for medical purposes and the food industry.
Beispiel sind geeignet: Polyalkylenglycolether, Polyoxyethylen-sorbitan-monolaurat), Alkylpolyglykosid, Polysaccharide (weniger geeignet, da zu stark polar) und Lecithin.Suitable examples are: polyalkylene glycol ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate), alkyl polyglycoside, polysaccharides (less suitable as they are too polar) and lecithin.
Weniger geeignet sind manche Polysaccharide, da diese leicht ätzende Wirkung haben. Nicht geeignet sind allergieauslösende und anderweitig gesundheitsschädigende Tenside wie Tallowamin, Polysorbat 8030 und Oktylphenolethoxylat und Nonylphenolethoxylat wegen starker Hormonwirkung.Some polysaccharides are less suitable because they have a slightly corrosive effect. Surfactants that cause allergies and are otherwise harmful to health, such as tallowamine, polysorbate 80 30 and octylphenol ethoxylate and nonylphenol ethoxylate, are not suitable due to their strong hormone effects.
Mischungen aus mehreren Tensiden sind nicht von Vorteil, außer man mischt das preiswertere Tensid einem teuren z.B. hygroskopischen Tensid hinzu.Mixtures of several surfactants are not advantageous unless the cheaper surfactant is mixed with an expensive, e.g. hygroscopic, surfactant.
6 Auswahlkriterien für die Substanzen in der Imprägnierung6 selection criteria for the substances in the impregnation
Grundsätzlich muss die Imprägnierlösung gefahrlos sein!Basically, the impregnation solution must be safe!
Die für die Imprägnierung einzusetzenden Substanzen sind - im Gegensatz anderen antiviral wirksamen Substanzen wie Schwermetallsalze - nach dem Stand der Technik
- 1. gefahrlos,
- 2. nicht umweltgefährdend,
- 3. ohne Probleme zu entsorgen und ohne Schadwirkungen (im Gegensatz zu im Patent
WO97/25415 - 4. leicht auswaschbar,
- 5. langzeitwirksam, da die Salze bei der Desaktivierung und Zerstörung der Viren nicht verändert werden,
- 6. leicht verfügbar,
- 7. zumeist nicht brennbar (Dies gilt vor allem für die anorganischen Salze.),
- 8. zumeist wirken feuerhemmend durch Verringerung der Oberfläche des Gewebes,
- 9. leicht erneuerbar,
- 10. mit geringen Kosten verbunden.
- 11. Die Salz-Tensid-Lösungsmittel-Mischung behält ihre Wirksamkeit, solange sie nicht ausgewaschen wird.
- 12. Die Substanzen können nicht zur Bildung multiresistenter Mikroorganismen führen, da diese in der konzentrierten Salzlösung in den inaktiven Zustand übergehen.
- 13. Sie verursachen keine Reizung oder Schädigung der Augen, Haut und Atemwege.
- 14. Sie sind als Lebensmittelzusatzstoffe und zum Teil als Bestandteilen von Arzneimitteln zugelassen.
- 15. Sie bilden möglichst keinen Nährboden für Mikroorganismen.
- 16. Sie verursachen keine Umweltschäden, z.B. für Wasserorganismen.
- 17. Sie sind biologisch abbaubar, außer den Salzen.
- 18. Sie sind abwaschbar.
- 19. Sie verursachen keine Veränderung von Farbe.
- 1. safe,
- 2. non-hazardous to the environment,
- 3. Dispose of without problems and without harmful effects (unlike in the patent
WO97/25415 - 4. easily washable,
- 5. long-term effective, since the salts are not changed during the deactivation and destruction of the viruses,
- 6. readily available,
- 7. mostly non-combustible (this applies above all to the inorganic salts.),
- 8. mostly have a fire retardant effect by reducing the surface area of the fabric,
- 9. easily renewable,
- 10. low cost.
- 11. The salt-surfactant-solvent mixture will remain effective as long as it is not washed out.
- 12. The substances cannot lead to the formation of multi-resistant microorganisms, since they become inactive in the concentrated salt solution.
- 13. They do not cause irritation or damage to the eyes, skin and respiratory tract.
- 14. They are approved as food additives and in some cases as components of medicinal products.
- 15. If possible, they form no breeding ground for microorganisms.
- 16. They do not cause any harm to the environment, eg to aquatic organisms.
- 17. They are biodegradable, except for the salts.
- 18. They are washable.
- 19. They cause no change in color.
6.1 Imprägnierlösung6.1 Impregnation solution
6.1.1 Flüssigkeiten zum Abfangen der Viren aus der Luft6.1.1 Liquids to catch the viruses from the air
Die Imprägnierlösung enthält als wichtigste Komponente ein gut lösliches Salz und das zugehörige Lösungsmittel, sowie für unpolare, d.h. wasserabstoßende Oberflächen ein Tensid. Dieses Tensid ist bei polaren Oberflächen zumeist überflüssig.The most important component of the impregnation solution is a readily soluble salt and the associated solvent, as well as a surfactant for non-polar, i.e. water-repellent surfaces. This surfactant is usually superfluous on polar surfaces.
Nackte“ Viren, d.h. Viren, die nach dem Verdunsten der Wassertröpfchen der Atemluft frei werden, bewegen sich - dank der Stöße durch die Luftmoleküle (Brownsche Bewegung) - in der Luft schnell. Je nach Größe des Virus besitzen sie eine mittlere Geschwindigkeit von 7 cm/s bei einem Virusdurchmesser von 0,160 µm bis 30 cm/s bei einem Virusdurchmesser von 0,06 µm."Naked" viruses, i.e. viruses that become free after the evaporation of the water droplets in the breathing air, move quickly in the air - thanks to the collisions caused by the air molecules (Brownian motion). Depending on the size of the virus, they have an average speed of 7 cm/s with a virus diameter of 0.160 µm to 30 cm/s with a virus diameter of 0.06 µm.
Die Ausbreitung der nackten Viren ist damit auch bei Windstille gegeben.The spread of the naked viruses is therefore also given when there is no wind.
Diese nackten Viren können leicht durch Flüssigkeitströpfchen aus der Luft ausgewaschen werden.These naked viruses are easily washed out of the air by liquid droplets.
Die Flüssigkeit wirkt als ein unelastischer Stoßdämpfer für frei fliegende Viren. Einmal eingetaucht, verbleibt der Virus in der Flüssigkeit haften, da sich sofort von der Flüssigkeit zum Virus starke flexibler Kräfte ausbilden: Die Lösungsmittelmoleküle können sich leicht zum Virus hin orientieren, was bei den Molekülen eines festen Stoffes (z.B. der Schutzmaske oder Trockenfilters) nicht möglich ist.The liquid acts as an inelastic shock absorber for free-flying viruses. Once immersed, the virus remains stuck in the liquid because strong, flexible forces develop immediately from the liquid to the virus: The solvent molecules can easily orient themselves towards the virus, which is not possible with the molecules of a solid substance (e.g. the protective mask or dry filter). is.
Hochsiedende, mit Wasser verträgliche Flüssigkeiten, ebenso wie hygroskopische Flüssigkeiten und Tenside und deliqueszente Salze garantieren einen dauerhaften Flüssigkeitsfilm für das Abfangen der Viren.High-boiling liquids that are compatible with water, as well as hygroscopic liquids and surfactants and deliquescent salts guarantee a permanent liquid film for catching the viruses.
Begünstigt wird dieses Einfangen durch die polare Oberfläche der Viren und der verwendeten polaren Flüssigkeit.
- 1. Wassertröpfchen verdunsten je nach ihrer Größe innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde und
ab 0,1 mm Tröpfchendurchmesser innerhalb von mehreren Sekunden. Innerhalb dieser Zeiten müssen die Viren „aus dem Verkehr“ gezogen werden. Deshalb wird für das „Ausregnen“ von Viren Wassertröpfchen ab einen Durchmesser größer 0,5 mm vorgeschlagen, die rasch genug zum Boden sinken, wo der Virus verbleibt. Nachteilig ist, dass der Boden dabei feucht wird. - 2. Besser ist, wenn dem Wasser eine hochsiedende Flüssigkeit beigefügt wird. Dann verbleiben auch kleinere Tröpfchen über Minuten in der Luft und können sich in dieser Zeit zusammen mit den eingefangenen Viren auf dem Boden absetzen. Dort fixiert das hochsiedende Lösungsmittel die Viren. Gut sichtbar ist dies bei den E-Zigaretten, wo zuerst einen weißer kompakter Nebel entsteht, der viel Wasser - auch aus der Luft - enthält. Dieser kompakte Nebel verschwindet rasch, wobei ein feiner transparenter Nebel aus den hochsiedenden Flüssigkeitströpfchen längere Zeit in der Luft verbleibt und sich absetzt.
- 3. Als Nebelfluide3 für E-Zigaretten und Nebelmaschinen finden folgende Flüssigkeiten neben Wasser ihre Anwendung und Zulassung:
- 1. Depending on their size, water droplets evaporate within fractions of a second and within several seconds from a droplet diameter of 0.1 mm. The viruses must be "taken out of circulation" within these times. For this reason, water droplets with a diameter greater than 0.5 mm are suggested for “raining out” viruses, which sink quickly enough to the ground where the virus remains. The disadvantage is that the soil gets wet.
- 2. It is better if a high-boiling liquid is added to the water. Then even smaller droplets remain in the air for minutes and can settle on the ground together with the captured viruses during this time. There, the high-boiling solvent fixes the viruses. This is clearly visible in the case of e-cigarettes, where a white, compact mist is first produced that contains a lot of water - also from the air. This compact mist disappears quickly, leaving a fine transparent mist of the high-boiling liquid droplets in the air for a long time and settling.
- 3. In addition to water, the following liquids are used and approved as smoke fluids 3 for e-cigarettes and smoke machines:
Glyceringlycerin
Vorteil des Zusatzes von bis zu 50% Glycerins ist, dass man lang anhaltende Nebel bekommt, welche sich nach einiger Zeit absetzen und in der Zwischenzeit sicher den Großteil der Viren und anderer Mikroorganismen aus der Luft fangen.The advantage of adding up to 50% glycerine is that you get long-lasting fog, which settles after some time and in the meantime safely catches most of the viruses and other microorganisms from the air.
Bei ständigem Gebrauch des Glycerins werden die Oberflächen klebrige und diese Oberflächen fangen weiterhin Viren ein. Dieser Belag ist mit Wasser leicht abwaschbar.With continued use of the glycerin, the surfaces become sticky and these surfaces continue to trap viruses. This covering is easily washable with water.
Propandiol 1,2
1,2-Propandiol mit einer Siedetemperatur von 188 °C ist nicht so hochsiedend wie Glycerin (290 °C). Es hat den Vorteil, dass es die Proteine der Viren durch seine chaotrope Wirkung desaktiviert.1,2-Propanediol with a boiling point of 188 °C is not as high-boiling as glycerol (290 °C). It has the advantage that it deactivates the proteins of the viruses through its chaotropic effect.
PEG, MacrogolPEG, macrogol
Polyethylenglycol PEG 400 siedet je nach Zusammensetzung bei über 200 °C und kann mit Glycerin oder alleine verwendet werden. Am besten ist Triethylenglycol mit einer Siedetemperatur von 280 °C. Diese Siedetemperatur kann durch Wasserzugabe stark abgesenkt werden. Glykol und Diethylenglycol sind aus gesundheitlichen Gründen abzulehnen.Depending on the composition, polyethylene glycol PEG 400 boils at over 200 °C and can be used with glycerin or alone. Triethylene glycol with a boiling point of 280 °C is best. This boiling point can be greatly reduced by adding water. Glycol and diethylene glycol should be rejected for health reasons.
Tween 20
Tween 20 kann als verdampfbares Tensid (Siedetemperatur über 100 °C.) verwendet werden. Es umhüllt als Tensid den Virus und schädigt dessen Membrane. Nachteilig bei Tween 20 ist sein Eigengeruch, weshalb seine Konzentration in der Imprägnierlösung unter 1 % bleiben soll.
Nebelfluidefog fluids
Als Nebelfluide werden: Glycerin (E 422), 1,2 Propandiol = 1,2-Propylenglycol (E 1520), Dipropylenglycol, 1,2-Butylenglycol, 1,3-Butylenglycol und Mischungen aus Polyethylenglycol eingesetzt.The following are used as fog fluids: glycerin (E 422), 1,2-propanediol = 1,2-propylene glycol (E 1520), dipropylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol and mixtures of polyethylene glycol.
Die Polyethylenglycole liegen zumeist als Mischung aus Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol, Pentaethylenglycol usw. vor und werden je nach mittlerer molarer Masse als PEG 200, 400, 600.. bezeichnet The polyethylene glycols are usually present as a mixture of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol etc. and are referred to as PEG 200, 400, 600... depending on the average molar mass
6.1.2 Salz6.1.2 Salt
6.1.2.1 Das Salz muss gut löslich sein6.1.2.1 The salt must be easily soluble
Das Salz muss gut wasserlöslich oder in dem verwendeten Lösungsmittel gut löslich sein, damit ein genügend hoher osmotischer Druck erreicht wird.The salt must be easily soluble in water or in the solvent used so that a sufficiently high osmotic pressure is achieved.
Folgende gesättigte Salzlösungen besitzen einem hohen osmotischen Duck, d.h. einer besonders hohen Ionenkonzentration und desaktivieren deshalb stark Viren:
- Dazu gehören die Chloride und Sulfate von Ammonium, Natrium, Kalium, und Magnesium, sowie die Acetate von Ammonium, Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium und die Formiate von Natrium, Kalium, und Magnesium, Citrate und Hydrogenphosphat und Harnstoff.
- These include the chlorides and sulfates of ammonium, sodium, potassium, and magnesium, as well as the acetates of ammonium, sodium, potassium, calcium, and magnesium, and the formates of sodium, potassium, and magnesium, citrates, and hydrogen phosphate and urea.
6.1.2.2 Die folgenden Salze sind gesundheitlich unbedenklich und somit für die Behandlung der Raumluft geeignet6.1.2.2 The following salts are harmless to health and are therefore suitable for treating room air
Tabelle 2: Für die Behandlung der Raumluft gesundheitlich unbedenkliche und deshalb geeignet und nach fallendem osmotischem Druck sortierte Salze
6.1.2.3 Das Salz muss gut wasserlöslich + hygroskopisch sein6.1.2.3 The salt must be easily soluble in water + hygroscopic
Hygroskopische Salze holen sich das Wasser aus der Luft und unterliegen ständigen Umwandlungsprozessen: Sie kristallisieren und lösen sich im eigenen Salzwasser schon bei kleinen Änderungen der Raumluftbedingungen auf. Gerade diese Prozesse wirken virenzerstörend.Hygroscopic salts get the water from the air and are subject to constant transformation processes: They crystallize and dissolve in their own salt water even with small changes in the room air conditions. It is precisely these processes that destroy viruses.
Deliqueszente SalzeDeliquescent salts
Deliqueszente Salze und deren Mischungen haben den folgenden Vorteil: Die Salze lösen sich in feuchter Luft auf, um in etwas trockenerer Luft wieder auszukristallisieren. Jedes Auskristallisieren kann Viren mechanisch zerstören. Werden Mischungen von Salz mit unterschiedlicher Gleichgewichtsfeuchte verwendet, dann kann bei jeder relativen Luftfeuchtigkeit dieser virenvernichtende Kristallisationsprozess stattfinden.Deliquescent salts and their mixtures have the following advantage: the salts dissolve in moist air, only to crystallize again in somewhat drier air. Any crystallization can mechanically destroy viruses. If mixtures of salt with different equilibrium moisture levels are used, this virus-destroying crystallization process can take place at any relative humidity.
Beachtet werden muss. Dass sich deliqueszierende Salze gemäß dem Raoultschen Gesetz in ihrer Gleichgewichtsfeuchte gegenseitig beeinflussen. Dadurch wird die Gleichgewichtsfeuchte eines Salzes durch die Zumischung eines anderen abgesenkt.must be observed. That deliquescent salts influence each other in their equilibrium moisture content according to Raoult's law. As a result, the equilibrium moisture content of one salt is lowered by adding another.
Komplizierter wird die Situation auch dadurch, dass Salze ihre Ionen austauschen und zusätzlich noch Mischkristalle bilden3233.The situation is also complicated by the fact that salts exchange their ions and also form mixed crystals 3233 .
Die Wechselwirkung der Salze mit der Luftfeuchtigkeit verläuft über mehre Stufen:
- 1. Zuerst wird die Oberfläche des Salzkristalls monomolekular mit einer Wasserschicht belebt.
- 2. Dann kann eventuell durch Wasseraufnahme im Kristall eine Hydratisierung und Umkristallisation des Kristalls unter starker Volumenvergrößerung stattfinden.
- 3. Dann kann der Kristall bei weiter steigender Luftfeuchtigkeit unter Wasseraufnahme zerfließen (deliqueszieren).
- 1. First, the surface of the salt crystal is revitalized monomolecularly with a layer of water.
- 2. Hydration and recrystallization of the crystal with a strong increase in volume can then possibly take place due to water absorption in the crystal.
- 3. The crystal can then melt (deliquesce) as the air humidity continues to rise while absorbing water.
Diese Prozesse haben die folgenden technischen Anwendungen gefunden:
- Regeln der Luftfeuchtigkeit durch diese Salze, Abfangen von Staub, Feuchthalten von Lebensmitteln, Latenzwärmespeicherung.
- These salts regulate the humidity in the air, trapping dust, keeping food moist, latent heat storage.
So lässt sich eine Lösung aus Salzen herstellen, aus der beginnend bei einer Luftfeuchtigkeit von ca. 90 % Magnesiumsulfat auskristallisiert, danach Natriumsulfat und Natriumchlorid bei 80 % und Calciumchlorid bei 30 %. Allerdings kann das Mischungsverhältnis der Komponenten nur experimentell bestimmt und nicht einfach berechnet werden.36,37 Tabelle 7: Sich verflüssigende Ammoniumsalze
Die Seewasserluft, d.h. die Meeresgischt wird sehr gut durch Mischungen aus NaCl und MgCl2 simuliert. Diese Mischung ist nach den Ammoniumsulfat-Wasser-Aerosolen das zweithäufigste Aerosol der Atmosphäre. Dabei kristallisiert das Natriumchlorid im Zentrum des Tröpfchens zuerst aus und bildet - ab einer bestimmten Größe - den optimalen Keim für das Auskristallisieren des Magnesiumchlorid-6-Hydrats (MgCl2 *6 H2O). Dieses Auskristallisieren geschieht bei fallender Luftfeuchtigkeit ab einer bestimmten relativen Luftfeuchtigkeit (ERHStart). Dabei bestimmt das Mischungsverhältnis von NaCl zu MgCl2 diesen ERHStart-Wert. So kristallisiert eine Kochsalz-Magnesiumchloridmischung schon bei 40 bis 35 % relativen Luftfeuchtigkeit. Das reine MgCl2 *4 H2O kristallisiert erst bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 10 bis 3 %. Reines Kochsalz kristallisiert aus seiner Lösung bei einer Luftfeuchtigkeit von 46 %. Mittels der Zugabe von Magnesiumchlorid kann somit dieser Deliqueszenzpunkt stark erniedrigt werden. 40 The seawater air, ie the sea spray, is very well simulated by mixtures of NaCl and MgCl 2 . This mixture is the second most common aerosol in the atmosphere after ammonium sulfate-water aerosols. The sodium chloride crystallizes first in the center of the droplet and - above a certain size - forms the optimal nucleus for the crystallization of the magnesium chloride 6-hydrate (MgCl 2 *6H 2 O). This crystallization occurs when the humidity drops above a certain relative humidity (ERH Start ). The mixing ratio of NaCl to MgCl 2 determines this ERH start value. For example, a common salt/magnesium chloride mixture crystallizes at 40 to 35% relative humidity. The pure MgCl 2 *4 H 2 O only crystallizes at a relative humidity of 10 to 3%. Pure table salt crystallizes from its solution at a humidity of 46%. This deliquescence point can be greatly reduced by adding magnesium chloride. 40
6.1.2.4 Salze mit unterschiedlichem Kristallwassergehalt6.1.2.4 Salts with different crystal water content
Manche Salze existieren mit unterschiedlichem Kristallwasser und kristallisieren bei wachsender, relativer Luftfeuchtigkeit unter Volumenänderung in der höher hydratisierten Stufe um. Auch hierbei kommt es zur Virenzerquetschung, wenn auch nicht in dem extremen Maß wie bei einer Neukristallisation. Zu diesen Salzen gehört Magnesiumsulfat mit einem Kristallwassergehalt von 1 bis 1141 und Calciumnitrat (Kristallwassergehalt 0, 2, 3, 4)42, das bei 25 °C als Tetrahydrat und einer relativen Luftfeuchtigkeit von über 50% im eigenen Kristallwasser schmilzt43.Some salts exist with different waters of crystallization and recrystallize with increasing relative humidity with a change in volume in the more hydrated stage. Here, too, the virus is crushed, although not to the extreme extent of recrystallization. These salts include magnesium sulphate with a crystal water content of 1 to 11 41 and calcium nitrate (
„Die Phasenumwandlungen von Calciumnitrat-Tetrahydrat zu den beiden weiteren Hydratstufen und zum wasserfreien Calciumnitrat erfolgen erst bei relativen Luftfeuchtigkeiten von 22 %, 13 % beziehungsweise 9 %.“44 "The phase transformations from calcium nitrate tetrahydrate to the other two hydrate stages and to anhydrous calcium nitrate only take place at relative humidity levels of 22%, 13% and 9%, respectively." 44
Bei den verschiedenen Phasen des Calciumchlorids45 handelt es sich um hygroskopische Salze mit vergleichsweise niedrigen Deliqueszenzfeuchten. Bei Raumtemperatur weist das vorliegende Calciumchlorid-Hexahydrat eine Deliqueszenzfeuchte von etwa 30 % auf. Das Deliqueszenzverhalten ist insofern temperaturabhängig, als dass bei höheren Temperaturen niedrigere Deliqueszenzfeuchten vorliegen. Bei einer Temperatur von 20 °C kommt es bei einer relativen Luftfeuchte von 18 % zur Dehydratisierung des Calciumchlorid-Hexahydrats und Umwandlung zum Calciumchlorid-Tetrahydrat. Bei 9 % RH beziehungsweise 6 % RH bildet sich das Di- beziehungsweise das Monohydrat.The various phases of calcium chloride 45 are hygroscopic salts with comparatively low deliquescence moisture levels. At room temperature, the present calcium chloride hexahydrate has a deliquescence moisture content of about 30%. The deliquescence behavior is temperature-dependent insofar as the deliquescence moisture levels are lower at higher temperatures. At a temperature of 20 °C and a relative humidity of 18 %, the calcium chloride hexahydrate is dehydrated and converted into calcium chloride tetrahydrate. At 9% RH or 6% RH, the di- or monohydrate is formed.
6.1.3 Mögliche Kombinationen der Komponenten6.1.3 Possible combinations of components
Sinnvoll können alle Kombinationen von Salz, Tensid und Lösungsmittel sein, wobei die wichtigste Komponente immer das Salz ist.All combinations of salt, surfactant and solvent can be useful, with the most important component always being the salt.
Das Salz kann - damit es besser auf einer wasserabstoßenden Oberfläche (z.B. Polypropylen) haftet - mit einem Tensid versetzt werden.A surfactant can be added to the salt so that it adheres better to a water-repellent surface (e.g. polypropylene).
Da das Salz nur im Zusammenhang mit der Kristallbildung seine stärkste antivirale Wirkung zeigt, sollte es gesättigt in einem Lösungsmittel vorliegen. Alternativ könnte dem Salz immer wieder Wasser zugeführt werden, welches dann wieder verdampft und das Salz zum Auskristallisieren bringt.Since the salt only shows its strongest antiviral effect in connection with the formation of crystals, it should be saturated in a solvent. Alternatively, water could be added to the salt again and again, which then evaporates again and causes the salt to crystallize.
6.1.3.1 hygroskopisches Salz und Wasser6.1.3.1 hygroscopic salt and water
Vorteilhaft ist, dass das Salz, wenn das Wasser verdunstet ist, leicht durch Absaugen vollständig entfernt werden kann.The advantage is that once the water has evaporated, the salt can easily be completely removed by suction.
6. 1.3.2 Salzlösung und hochsiedende Flüssigkeit6. 1.3.2 Salt solution and high-boiling liquid
Von Vorteil ist die Verwendung einer hochsiedenden Flüssigkeit, an der Viren „kleben“ bleiben.The use of a high-boiling liquid to which viruses “stick” is advantageous.
Darüber hinaus haftet auch Salz durch die hochsiedende Flüssigkeit besser an der Oberfläche. Da hochsiedende Flüssigkeiten nur sehr langsam oder kaum verdunsten, ist ihre Wirkung als Virenfänger lang anhaltend.In addition, salt also adheres better to the surface due to the high-boiling liquid. Since high-boiling liquids only evaporate very slowly or hardly at all, their effect as virus scavengers is long-lasting.
6.1.3.3 Salzlösung und hygroskopische Flüssigkeit6.1.3.3 Salt solution and hygroscopic liquid
Hygroskopische Flüssigkeiten bewirken oft, dass sie das Auflösen des Salzes bei steigender Luftfeuchtigkeit begünstigen bzw. zum Teil die Bildung von übersättigten Salzlösungen verhindern und damit ein kontinuierliches Auskristallisieren über einen weiten Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit ermöglichen. Beispiel dafür ist Glycerin, das bewirkt, dass bei Ammoniumsulfat über fast den gesamten, relativen Luftfeuchtigkeitsbereich die Effloreszenz bzw. Deliqueszenz begünstigt.Hygroscopic liquids often have the effect that they promote the dissolution of the salt when the air humidity rises or, to some extent, prevent the formation of supersaturated salt solutions and thus enable continuous crystallization over a wide range of relative air humidity. An example of this is glycerin, which has the effect that ammonium sulfate promotes efflorescence or deliquescence over almost the entire relative humidity range.
6.1.3.4 Salz und Wasser und Tensid6.1.3.4 Salt and Water and Surfactant
Eine Mischung aus Salz und Wasser und Tensid (Tween 20) hat sich für Masken aus Baumwolle und vor allem aus Polypropylen beim Imprägnieren und Tragen bewährt.A mixture of salt and water and surfactant (Tween 20) has proven its worth for masks made of cotton and especially polypropylene when impregnating and wearing them.
Günstig ist es, wenn entweder das Salz und/oder das Tensid und/oder die Flüssigkeit hygroskopisch sind und so das Auflösen des Salzes und sein Auskristallisieren in einem weiten bereich der relativen Luftfeuchtigkeit ermöglichen.It is favorable if either the salt and/or the surfactant and/or the liquid are hygroscopic and thus allow the salt to dissolve and crystallize out over a wide relative humidity range.
6.1.3.5 hygroskopisch Salze6.1.3.5 hygroscopic salts
Geeignet ist Kochsalz (Natriumchlorid) mit der Rieselhilfe Kaliumferrocyanid (Kaliumhexacyanoferrat (II)), weil es sogar im Lebensmittelhandel leicht erhältlich ist und das Kaliumhexacyanoferrat bei der Auskristallisation keinen störend Einfluss ausübt. Ungünstiger ist Kochsalz mit anderen Rieselhilfen, da diese zu trüben Lösungen mit schwerlöslichen Stoffen führen, die beim Zerstäuben die Düse des Zerstäubers verstopfen könnte.Table salt (sodium chloride) with the anti-caking agent potassium ferrocyanide (potassium hexacyanoferrate (II)) is suitable because it is easily available even in the food trade and the potassium hexacyanoferrate has no disruptive effect on crystallization. Table salt with other anti-caking agents is less favorable, as these lead to cloudy solutions with poorly soluble substances that could clog the nozzle of the atomizer when atomized.
Natriumchlorid kann ersetzt durch:
- Kaliumchlorid, Kaliumsulfat, Kaliumtartrat, Kaliumsorbat, Calciumacetat, Ammoniumnitrat (nur bedingt, da leicht flüchtig und nicht geeignet für Masken), Natriumascorbat, Natriumlactat und Dinatriumtartrat.
- Potassium chloride, potassium sulfate, potassium tartrate, potassium sorbate, calcium acetate, ammonium nitrate (only to a limited extent, as it is highly volatile and not suitable for masks), sodium ascorbate, sodium lactate and disodium tartrate.
Als hygroskopische Salze sind geeignet: Natriumsulfat, Natriumpropiat, Kaliumpropiat, Calciumlactat und Kaliumlactat, Ammoniumsulfat.Suitable hygroscopic salts are: sodium sulphate, sodium propiate, potassium propiate, calcium lactate and potassium lactate, ammonium sulphate.
Natriumchlorid-Lösungen mit Glycerinzusatz, sowie Ammoniumsulfat und Glycerin (im Massenverhältnis 1:1 gelöst im Wasser (wirksam im Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit von 0 bis 80 %), gesättigte, wässrige Salzlösungen von Dinatriumtartrat, Natriummalonat (für den Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit von 0-90 %), Natriumtartrat, Ammoniumtartrat, Natriumacetat (geeignet bei Luftfeuchtigkeit über 40 %) und Magnesiumchlorid (im gesamten Luftfeuchtigkeitsbereich 0 - 100 %).Sodium chloride solutions with glycerin added, as well as ammonium sulfate and glycerin (dissolved in a 1:1 mass ratio in water (effective in the relative humidity range from 0 to 80%)), saturated, aqueous salt solutions of disodium tartrate, sodium malonate (for the relative humidity range from 0 -90%), sodium tartrate, ammonium tartrate, sodium acetate (suitable for humidity above 40%) and magnesium chloride (over the entire humidity range 0 - 100%).
6.1.3.5.1 Konservierungsmittel in der Imprägnierlösung6.1.3.5.1 Preservatives in the impregnation solution
Die Zugabe von Konservierungsmittel in der Imprägnierlösung ist wegen der Verwendung einer konzentrierten Salzlösung überflüssig, da die gesättigte Salzlösung das Wachsen von Mikroorganismen verhindert.The addition of preservative to the impregnation solution is unnecessary due to the use of a concentrated salt solution, since the saturated salt solution prevents the growth of microorganisms.
6.1.3.6 Lösungsmittel in der Imprägnierlösung6.1.3.6 Solvents in the impregnation solution
6.1.3.6.1 Wasser6.1.3.6.1 Water
Wasser als Lösungsmittel kann grundsätzlich als Lösungsmittel für die eingesetzten Salze verwendet werden. Wasser ist auch zum Verdünnen der anderen vorgeschlagenen Lösungsmittel geeignet.Water as a solvent can in principle be used as a solvent for the salts used. Water is also suitable for diluting the other proposed solvents.
Eingesetzt werden kann destilliertes Wasser oder Leitungswasser, wenn es nicht zu hart ist. Eine Sterilisation wird durch Erhitzen der gesättigten Salz-Tensid-Mischung erreicht.Distilled water or tap water can be used if it is not too hard. Sterilization is achieved by heating the saturated salt-surfactant mixture.
6.1.3.6.2 Glycerin6.1.3.6.2 Glycerin
Glycerin (E 422) als Lösungsmittel hat den Vorteil, dass es hygroskopisch ist und wegen seiner hohen Siedetemperatur von 290 °C kaum verdunstet. Eine Imprägnierung mit einer Salz-Glycerinmischung bleibt über Wochen feucht, wobei das Glycerin nur unmerklich verdunstet und bei einer gesättigten Salzlösung für eine ständige Kristallbildung sorgt.Glycerin (E 422) as a solvent has the advantage that it is hygroscopic and hardly evaporates due to its high boiling point of 290 °C. Impregnation with a salt-glycerine mixture remains moist for weeks, with the glycerine evaporating only imperceptibly and ensuring constant crystal formation in a saturated salt solution.
Glycerin ist sowohl in medizinischen Produkten als auch in Lebensmitteln zugelassen.Glycerin is permitted in both medical products and food.
6.1.3.6.3 Polyethylenglykol (PEG, Macrogol)6.1.3.6.3 Polyethylene Glycol (PEG, Macrogol)
Polyethylenglykol (E 1521) als Lösungsmittel hat eine sehr hohe Siedetemperatur und ist hygroskopisch und toxikologisch unbedenklich.Polyethylene glycol (E 1521) as a solvent has a very high boiling point and is hygroscopic and toxicologically harmless.
Polyglykole, Polyethylenglycol, kurz PEG, auch Polyäthylenglykol mit mittleren Molekülmasse zwischen 200 g/mol und 400 g/mol sind nichtflüchtige, hygroskopische Flüssigkeiten46. Festes PEG mit einer molaren Masse über 600 ist wasserlöslich und somit geeignet. Von Vorteil ist auch, dass die PEG bis zu einer molaren Masse von 1500 biologisch abbaubar sind.47 Von diesen Flüssigkeiten sind Ethylenglycol, Diethylenglycol aus gesundheitlichen Gründen abzulehnen.Polyglycols, polyethylene glycol, PEG for short, also called polyethylene glycol with an average molecular weight between 200 g/mol and 400 g/mol are non-volatile, hygroscopic liquids 46 . Solid PEG with a molecular weight above 600 is water soluble and thus suitable. Another advantage is that the PEGs are biodegradable up to a molar mass of 1500. 47 Of these liquids, ethylene glycol and diethylene glycol should be rejected for health reasons.
6.1.3.6.4 1,2-Propandiol48:6.1.3.6.4 1,2-Propanediol 48 :
1,2 Propandiol (E 1520) als Lösungsmittel wird auch neben Glycerin in E-Zigaretten verwendet. Die Siedetemperatur ist mit 188 °C relativ hoch. Weiterhin ist 1,2 Propandiol ungiftig, hygroskopisch und bildet daher in der Luft Kondensationskeime für Wassertröpfchen.1,2 Propanediol (E 1520) as a solvent is also used alongside glycerine in e-cigarettes. The boiling temperature is relatively high at 188 °C. Furthermore, 1,2 propanediol is non-toxic, hygroscopic and therefore forms condensation nuclei for water droplets in the air.
1,2 Propandiol ist für den Zusatz in Lebens- und Arzneimittel zugelassen.1.2 Propanediol is approved for addition to food and pharmaceuticals.
Das vereinzelte Auftreten von allergischen Reaktionen beruht vermutlich auf der Verunreinigung mit 1,3-Propandiol.The occasional occurrence of allergic reactions is probably due to contamination with 1,3-propanediol.
Propandiol hat den Vorteil, dass es die Proteine der Viren durch seine chaotrope Wirkung desaktiviert.Propanediol has the advantage that it deactivates the proteins of the viruses through its chaotropic effect.
6.1.3.6.5 Wirkung der Luftfeuchtigkeit auf eine Salz-Glycerin-Wasser-Mischung6.1.3.6.5 Effect of humidity on a salt-glycerol-water mixture
Bei der ternären Mischung von Natriumchlorid mit Glycerin und Wasser muss beachtet werden, dass die Löslichkeit von Natriumchlorid mit wachsendem Glycerinanteil von 35 g NaCl 1100 mL Wasser bis auf 6 g / 100 mL Glycerin stark abfällt.With the ternary mixture of sodium chloride with glycerol and water, it must be noted that the solubility of sodium chloride drops sharply with increasing glycerol content from 35 g NaCl 1100 mL water to 6 g / 100 mL glycerol.
Glycerin hat aber den Vorteil, dass es über den gesamten Luftfeuchtigkeitsbereich hygroskopisch ist und so schnell auf ändernde Feuchtigkeiten reagiert.However, glycerin has the advantage that it is hygroscopic over the entire humidity range and reacts quickly to changing humidity levels.
Dies gilt auch besonders für eine Ammoniumsulfat-Glycerin-Mischung, welche über den gesamten Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit effloresziert.This also applies in particular to an ammonium sulphate-glycerine mixture, which effloresces over the entire range of relative humidity.
Dieses Zusammenspiel gibt es für eine Vielzahl von SalzlösungenThis interaction exists for a large number of salt solutions
6.1.3.7 Anfärben der Imprägnierlösung zur Visualisierung der Schutzwirkung.6.1.3.7 Staining the impregnation solution to visualize the protective effect.
Die Anfärbung der Imprägnierlösung dient zum besseren Erkennen der vollständigen Imprägnierung von Stoffen, Gesichtsmasken oder Handschuhen. Die Anfärbung dient der Unterscheidung einer imprägnierten von einer nicht imprägnierten Oberfläche und somit dem Identifizierung des Infektionsschutzes.The coloring of the impregnation solution serves to better recognize the complete impregnation of fabrics, face masks or gloves. The staining serves to distinguish between an impregnated and a non-impregnated surface and thus to identify the protection against infection.
6.1.3.7.1 Kriterien für geeignete Farbstoffe in der Imprägnierlösung:6.1.3.7.1 Criteria for suitable dyes in the impregnation solution:
Eingesetzt werden Farbstoffe, von denen keine Gesundheitsgefahr ausgeht. Somit können viele der lebensmittelrechtlich zugelassenen Farbstoffe verwendet werden.Dyes are used that do not pose a health risk. This means that many of the colorants permitted under food law can be used.
Wegen Allergie auslösender oder krebsauslösender Wirkung werden alle Azoe, alle Aminoe und alle Triphenylmethane nicht eingesetzt.All azoes, all aminos and all triphenylmethanes are not used due to allergy-triggering or carcinogenic effects.
Zudem müssen die Farbstoffe müssen lichtecht und mit den Inhaltsstoffen der Imprägnierlösung verträglich sein:
- Günstig sind naturnahe oder natürlicher von kontrastreiche, intensive Farbe
- Favorable are near-natural or more natural of high-contrast, intense color
6.1.3.7.2 Wasserlösliche e6.1.3.7.2 Water-soluble e
Riboflavin-5'-phosphat (E 101, E 101a)
Chlorophyllin (E140, E141) (Dieser ist interessant, da er krebserregenden, heterocyclischen Amine bindet)49
Indigotin (E 132)
Anthocyane (E 163)
Betanin (E 162)Riboflavin 5'-phosphate (E 101, E 101a)
Chlorophyllin (E140, E141) (This is interesting because it binds carcinogenic heterocyclic amines) 49
Indigotine (E 132)
Anthocyanins (E 163)
Betanine (E162)
Für den Eigenbedarf ist auch eine Anfärbung mit Hibiskustee und anderen Pflanzenfarben möglich.For personal use, coloring with hibiscus tea and other plant colors is also possible.
6.1.3.7.3 Fettlösliche Farbstoffe, die mit dem Tensid eine Emulsion bilden.6.1.3.7.3 Fat-soluble dyes that form an emulsion with the surfactant.
Lycopin (E 160 d)
Carotin (E 160 a-f)Lycopene (E 160 d)
Carotene (E 160 af)
6.1.4 Herstellen der Imprägnierlösung6.1.4 Preparation of the impregnation solution
Bei der Imprägnierung müssen vier, gesundheitlich unbedenkliche Komponenten und die zu imprägnierenden Oberfläche betrachtet werden:
- 1. Wasser dient zum Auflösen, Verdünnen und gleichmäßigen Auftragen der Komponenten: So ist das Auftragen einer gesättigten Salzlösung auf die Maske nicht sinnvoll, wenn dadurch die Maske zu steif und luftundurchlässig wird. In diesem Fall muss die Salzlösung mit Wasser verdünnt werden oder weniger aufgesprüht werden
- 2. Salz als gegen Viren wirksame Komponente. Die Salze sollen möglichst gut wasserlöslich eventuell hygroskopisch und ihre Löslichkeit eventuell stark temperaturabhängig sein. Die Auswahl der Salze richtet sich nach dem Einsatzort und der dort herrschenden, relativen Luftfeuchtigkeit.
- a. In Mund-Nasenschutz- Masken kommen wegen der dort herrschenden, hohen relativen Luftfeuchtigkeit der Atemluft Salze mit einer hohen Deliqueszenzfeuchte in Frage: Also z.B. Kochsalz.
- b. In Raumluftfiltern mit wechselnder relativer Luftfeuchtigkeit müssen Salzlösungen verwendet werden, bei denen über einen möglichst großen Bereich der Luftfeuchtigkeit die Kristallisations- und die Auflösungsvorgänge auftreten.
- 3. Das Tensid z.B.
Tween 20 muss vor allem bei der Imprägnierung von unpolaren Materialen eingesetzt werden, um eine Benetzung der Oberfläche zu sichern. Für diese Benetzung ist nur eine geringe Menge des Tensids notwendig. Auf polaren Masken oderOberflächen ist Tween 20 entbehrlich, stört aber nicht. DerEigengeruch von Tween 20 nach Braten stört etwas, weshalb es möglichst zu maximal 1% eingesetzt werden soll. - 4. Eine hochsiedende, möglichst hygroskopische Flüssigkeit: Dazu gehören vor allem Glycerin aber auch Propandiol, PEG. Diese Flüssigkeiten verdunsten kaum und garantieren die dauerhafte Haftung der Salzkristalle auf der Maske oder Filter. Auch fangen diese Flüssigkeiten frei fliegende Viren unelastisch ab. Die hygroskopischen Flüssigkeiten garantiert auch die schnelle Aufnahme von Wasser über einen großen Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit. Allerdings darf der Flüssigkeitsfilm nur hauchdünn sein, damit die Salze und die Viren zusammen kommen können.
- 5. Das Rezept für die Imprägnierung richtet sich nach dem verwendeten saugfähigen Material. Feinfasriges Material hat eine größere Aufnahmekapazität für Flüssigkeiten als aus unpolare Material bestehende Stoffe. So ist es wichtig die Salzlast an diese Oberfläche anzupassen. Vereinfacht kann von einer 4 fachen inneren Oberfläche ausgegangen werden.
- 1. Water is used to dissolve, dilute and evenly apply the components: For example, applying a saturated saline solution to the mask is not useful if it will make the mask too stiff and impermeable to air. In this case, the saline solution must be diluted with water or sprayed less
- 2. Salt as antiviral component. The salts should be as soluble in water as possible, possibly hygroscopic, and their solubility should be strongly temperature-dependent. The selection of the salts depends on the place of use and the relative humidity prevailing there.
- a. Because of the high relative humidity of the breathing air that prevails there, salts with a high deliquescence moisture content can be used in mouth and nose protection masks: e.g. common salt.
- b. In room air filters with changing relative humidity, salt solutions must be used in which the crystallization and dissolution processes occur over the widest possible range of humidity.
- 3. The tenside,
eg Tween 20, must be used primarily for the impregnation of non-polar materials in order to ensure that the surface is wetted. Only a small amount of surfactant is required for this wetting.Tween 20 is unnecessary on polar masks or surfaces, but does not interfere. The inherent roasting smell ofTween 20 is somewhat disturbing, which is why it should be used at a maximum of 1%. - 4. A high-boiling liquid that is as hygroscopic as possible: This primarily includes glycerol, but also propanediol and PEG. These liquids hardly evaporate and guarantee the permanent adhesion of the salt crystals to the mask or filter. Also, these liquids catch unelas free-flying viruses table off. The hygroscopic liquids also guarantee the rapid absorption of water over a wide range of relative humidity. However, the liquid film must only be extremely thin so that the salts and the viruses can come together.
- 5. The recipe for impregnation depends on the absorbent material used. Finely fibrous material has a greater absorption capacity for liquids than materials made of non-polar material. So it is important to adapt the salt load to this surface. In simplified terms, a 4-fold inner surface can be assumed.
6.1.4.1 Kochsalzlösung6.1.4.1 Saline
-
1. In 1 L dest. Wasser werden 300 g Kochsalz und 20 g Glycerin und gegebenenfalls bei unpolaren Masken maximal 10g Tween 20 abgewogen.1. In 1 L dist. Water, 300 g table salt and 20 g glycerin and, if necessary, a maximum of 10
g Tween 20 for non-polar masks are weighed out. -
2. Vorsicht bevor das Tween 20 zugegen wird, muss das Glycerin völlig aufgelöst sein, sonst bildet Tween 20 mit dem Glycerin ein nur langsam sich auflösendes Gel. Die Lösung wird gründlich schüttelt, bis alle Komponenten gelöst sind.2. Be careful before adding the
Tween 20, the glycerin must be completely dissolved, otherwise theTween 20 will form a slow-dissolving gel with the glycerin. The solution is thoroughly shaken until all components are dissolved. - 3. Eine trübe Lösung muss man notfalls mit einem Kaffeefilter filtrieren, um das Verstopfen der Düse des Sprühers zu vermeiden.3. If necessary, filter a cloudy solution with a coffee filter to avoid clogging the sprayer nozzle.
6.1.4.2 Permanent und über einen großen Bereich der Luftfeuchtigkeit wirkende Imprägnierlösungen z.B. für Schutzhandschuhe und Luftfilter:6.1.4.2 Permanent impregnation solutions effective over a large range of humidity, e.g. for protective gloves and air filters:
6.1.4.3 Ammoniumsulfat-Lösung6.1.4.3 Ammonium sulfate solution
1 Teil Ammoniumsulfat werden in 3 Teilen Wasser gelöst und 1 Teil Glycerin zugesetzt. Aus dieser Lösung verdunstet an der Luft das Wasser unter Auskristallisieren des Ammoniumsulfats bis zu einem Wassergehalt von 8 %.1 part ammonium sulfate is dissolved in 3 parts water and 1 part glycerin is added. The water evaporates from this solution in the air, with the ammonium sulfate crystallizing out, up to a water content of 8%.
Ammoniumsulfat ist ein Hauptbestandteil des Feinstaubes in der Luft. Dieser Feinstaub wird aus dem Ammoniak der Landwirtschaft und Schwefelsäure gebildet. Letztere entsteht aus Schwefeldioxid bei der Verbrennung von Holz und Kohle und dessen Oxidation zu Schwefeltrioxid und Schwefelsäure.Ammonium sulphate is a main component of particulate matter in the air. This fine dust is formed from ammonia from agriculture and sulfuric acid. The latter is formed from sulfur dioxide when wood and coal are burned and oxidized to form sulfur trioxide and sulfuric acid.
Dieses Ammoniumsulfat ist eines der wichtigsten Komponenten bei der Bildung von Kondensationskeimen bei der Regenbildung. Organische Stoffe in der Luft umhüllen den Ammoniumsulfatkristall mit dem Kondenswasser und bewirken dessen Stabilität gegen Austrocknen.This ammonium sulphate is one of the most important components in the formation of condensation nuclei during rain formation. Organic substances in the air envelop the ammonium sulphate crystal with the condensed water and ensure its stability against drying out.
6.1.5 Geräte zur Imprägnierung6.1.5 Impregnation equipment
Als Sprühflasche zur Imprägnierung haben sich vor allem die im Haushalt in Bad, Küche und für Fenster) verwendeten Sprühflaschen bewährt, da deren Düsen in den Sprühköpfe so leicht verstopfen.The spray bottles used in households in the bathroom, kitchen and for windows have proven to be particularly effective as a spray bottle for impregnation, as the nozzles in the spray heads clog so easily.
Sprühflasche mit lauwarmen Wasser füllen und damit Düsekopf spülenFill the spray bottle with lukewarm water and use it to rinse the nozzle head
6.1.6 Imprägnierung6.1.6 Impregnation
6.1.6.1 Salzschicht6.1.6.1 Salt layer
Zum vollständigen Durchtränken von Stoff wird pro kg Stoff in etwa die gleiche Menge Imprägnier-Lösung benötigt. Wird eine gesättigte Salzlösung verwendet, dann kämen auf 1 kg Stoff etwa 300 g Salz! Diese bildet eine unsichtbare hauchdünne Schicht von ca. 10-40 µm aus Salzkristallen.Approximately the same amount of impregnation solution is required per kg of fabric to completely soak the fabric. If a saturated salt solution is used, then there would be around 300 g of salt per 1 kg of fabric! This forms an invisible, wafer-thin layer of approx. 10-40 µm of salt crystals.
Diese Salzkristalle und das Gewebe werden von etwa 1000 Lagen des Tensids Tween 20 - mit einer Gesamtstärke von 2µm - umhüllt.These salt crystals and the tissue are covered by around 1000 layers of the surfactant Tween 20 - with a total thickness of 2 µm.
6.1.6.1.1 Einsprühen6.1.6.1.1 Spraying
Will man die Salzbelegung der Oberfläche begrenzen, dann verwende man nicht eine gesättigte, sondern eine verdünnte Salzlösung. Dies gilt vor allem vor allem für Atemschutzmasken. If you want to limit the amount of salt on the surface, use a diluted salt solution instead of a saturated one. This is especially true for respirators.
Diese Methode hat den Vorteil, dass man die Imprägnierung gut begrenzen kann und nicht zu große Salzmengen auf die Oberfläche kommen, so dass z.B. bei einer Maske deren Verstopfen vermieden wird.This method has the advantage that the impregnation can be well limited and not too large amounts of salt get on the surface, so that clogging of a mask, for example, is avoided.
Um eine definierte Salzlast auf die Maske zu bekommen, kann auch wie folgt vorgehen: Maske und/oder der Sprühflasche vor und nach dem Besprühen mit Wasser wiegen. So erhält man die zur gründlichen Befeuchtung notwendige Flüssigkeitsmenge. Nach dem Trocknen der Maske, diese mit der ungefähr gleichen Menge an verdünnter Imprägnierlösung besprühen.To get a defined salt load on the mask, you can also proceed as follows: Weigh the mask and/or the spray bottle before and after spraying with water. In this way, the amount of liquid necessary for thorough moistening is obtained. After the mask has dried, spray it with approximately the same amount of diluted waterproofing solution.
6.1.6.1.2 Tauchen und Auswringen6.1.6.1.2 Dipping and wringing
Mit dem Eintauchen des Stoffes in die Imprägnierlösung erreicht man eine schnellere und gründlichere Imprägnierung im Vergleich zum Aufsprühen. Den Stoff danach auswringen, damit die Salzimprägnierung möglichst klein gehalten wird. Deshalb ist anzuraten, beim Tauchen und Auswringen von Stoffen von vornherein eine verdünnte Salzlösung als 30 g Salz / 100 g Wasser zu verwenden! Die Salzbelegung ist allerdings mit dieser Methode nicht so gut wie beim Einsprühen zu kontrollieren.By immersing the fabric in the impregnation solution, a faster and more thorough impregnation is achieved compared to spraying. Then wring out the fabric to minimize the salt impregnation. It is therefore advisable to use a diluted salt solution of 30 g salt / 100 g water from the outset when dipping and wringing out fabrics! However, the salt coating cannot be controlled as well with this method as with spraying.
6. 1.6.2 Trocknen der imprägnierten Stoffe6. 1.6.2 Drying of the impregnated fabrics
Das Trocknen an der Luft benötigt Zeit, aber keinen Energieaufwand.Air drying takes time, but no energy expenditure.
Schneller - aber energieaufwändiger - ist das Trocknen mit einem Heißluftgerät z.B. einen Fön.Drying with a hot air device, e.g. a hair dryer, is quicker - but more energy-consuming.
Beim Trocknen mit einer Mikrowelle ist zu beachten, dass kein Metall wie z.B. bei der Maske das eingenähte Metallband in die Mikrowelle gelegt werden darf, da es sonst zur Funkenbildung und Brand kommen kann.When drying in a microwave, it should be noted that no metal, such as the sewn-in metal band on the mask, may be placed in the microwave, otherwise sparks and fire may occur.
Im Backofen wird je nach Material bei einer Temperatur bis 80 °C getrocknet.Depending on the material, drying takes place in the oven at a temperature of up to 80 °C.
6.1.6.3 Verhinderung von Hautreizungen durch Salze6.1.6.3 Prevention of skin irritation from salts
Alle Salze können in konzentrierter Form zu Hautreizungen führen. Deshalb ist es günstig wenn man zwischen dem - mit der Salzlösung - imprägnierten Stoff (zumeist aus Baumwolle) und der Haut eine unpolaren Stoff z.B. aus einer Filtermaske aus Polypropen (PP) oder Polyethen (PE) bringt, der wegen seiner Unpolarität das Auswandern des Salzes in Richtung Haut und damit den direkten Kontakt des Salzes mit der Haut verhindert.All salts can cause skin irritation in concentrated form. It is therefore beneficial to place a non-polar material, e.g. from a filter mask made of polypropene (PP) or polyethene (PE), between the material impregnated with the salt solution (usually cotton) and the skin, which due to its non-polarity prevents the salt from migrating in the direction of the skin and thus prevents direct contact of the salt with the skin.
6.1.6.4 Nachbefeuchten6.1.6.4 Re-wetting
Wenn z.B. imprägnierte Handschuhe trocken sind, dann können diese einfach durch Besprühen mit möglichst wenig Wasser befeuchtet und damit wieder gegen Viren aktiviert werden. Wurden hygroskopische oder hochsiedende Flüssigkeiten oder hygroskopische Salze bei der Imprägnierung verwendet, dann entfällt die Nachbefeuchtung. Sicherheitshalber sollte aber der Feuchtigkeitsgehalt mit Testpapier geprüft werden. Allerdings verdunsten auch hochsiedende Flüssigkeiten ständig, so dass das darin gelöste Salz zwangsläufig auskristallisieren muss. Dieses Verdunsten dauert bei Glycerin allerdings Wochen, während es bei der Verwendung von Propandiol-1,2 wesentlich schneller erfolgt.If, for example, impregnated gloves are dry, they can simply be moistened by spraying with as little water as possible and thus reactivated against viruses. If hygroscopic or high-boiling liquids or hygroscopic salts were used for impregnation, then there is no need for re-wetting. To be on the safe side, however, the moisture content should be checked with test paper. However, high-boiling liquids also evaporate constantly, so that the salt dissolved in them must inevitably crystallize out. In the case of glycerine, however, this evaporation takes weeks, whereas it occurs much faster when using propanediol-1,2.
6.1.7 Orte der Anwendung6.1.7 Places of Application
6.9.7.1 Oberflächen6.9.7.1 Surfaces
6.1.7.1.1 Wasser aufsaugende (hydrophile) Oberflächen:6.1.7.1.1 Water absorbing (hydrophilic) surfaces:
Bei Baumwolle oder anderen wasserliebenden Oberflächen kann auf das Tensid (z.B. Tween 20) verzichtet werden. Allerdings ist die Haftung der Salzkristalle dann geringer, was aber durch einen Glycerinzusatz wieder verbessert wird.The tenside (e.g. Tween 20) can be omitted for cotton or other water-loving surfaces. However, the adhesion of the salt crystals is then less, but this is improved again by adding glycerin.
6.1.7.1.2 Labormöbel6.1.7.1.2 Laboratory furniture
Will man die Oberflächen von Labormöbeln von Viren befreien, dann ist es sinnvoll diese nur mit einer gesättigten Salzlösung zu besprühen.If you want to remove viruses from the surfaces of laboratory furniture, it makes sense to only spray them with a saturated salt solution.
Wird eine gesättigte wässrige Salzlösung aufgesprüht, dann desaktiviert diese die Viren auf der Oberfläche. Nach dem Trocknen kann das Salz einfach abgesaugt oder abgewischt werden.If a saturated aqueous salt solution is sprayed on, it deactivates the viruses on the surface. After drying, the salt can simply be vacuumed off or wiped off.
6.1.7.1.3 Bodenbehandlung6.1.7.1.3 Floor treatment
Zuerst eine kleine Fläche zur Probe besprühen, um zu prüfen, ob Verfärbungen auftreten, was nicht zu erwarten ist. Dann die Oberfläche mit einer Imprägnierlösung besprühen, deren Salzmischung der relativen Luftfeuchtigkeit angepasst ist. Falls die Salzlösung austrocknet, kann sie jederzeit durch besprühen mit wenig Wasser wieder aktiviert werden.Test spray a small area first to see if discolouration occurs, which is not expected. Then spray the surface with an impregnation solution, the salt mixture of which is adapted to the relative humidity. If the salt solution dries out, it can be reactivated at any time by spraying with a little water.
Siehe Fig. 4 Oberflächenbehandlung mit einer SalzlösungSee Fig. 4 surface treatment with a salt solution
Teppich und andere Böden müssen nur mit einer gesättigten wässrigen Salzlösung besprüht werden. Nach dem Trocknen kann das Salz zusammen mit den abgetöteten Viren abgesaugt werden.Carpet and other floors only need to be sprayed with a saturated aqueous saline solution. After drying, the salt can be vacuumed off along with the dead viruses.
6.1.7.1.4 Imprägnierung mit hygroskopischen Stoffen.6.1.7.1.4 Impregnation with hygroscopic substances.
Will man eine längerfristige Imprägnierung von Oberflächen erreichen, kann man in trockener Umgebung nicht auf hygroskopische und/oder hochsiedende Flüssigkeiten verzichten. Grundsätzlich gilt, dass die antivirale Wirkung vom gelösten Salz und seinem Übergang in den festen Zustand ausgeht. Die Feuchtigkeit für die Salzlösung kann entweder in der Maske vorliegen oder zusammen mit den Viren über die Atemtröpfchen eingetragen werden. Liegt das Salz durch hygroskopische oder hochsiedende Komponenten ständig in konzentrierter Lösung vor, dann wirkt diese allein schon durch die Denaturierung der Proteine antiviral.If you want to achieve long-term impregnation of surfaces, you cannot do without hygroscopic and/or high-boiling liquids in a dry environment. Basically, the antiviral effect comes from the dissolved salt and its transition to the solid state. The moisture for the saline solution can either be present in the mask or carried in with the viruses via the respiratory droplets. If the salt is constantly present in a concentrated solution due to hygroscopic or high-boiling components, this has an antiviral effect simply by denaturing the proteins.
6.1.7.1.4.1 Maske: Imprägnieren mit Salzlösung + Tween 206.1.7.1.4.1 Mask: Saline impregnation +
Imprägnierlösung: 30 g NaCl + nur für Kunststoffmasken weniger als 1 mL Tween 20 + 2 mL Glycerin in 100 mL dest. Wasser lösen. Damit die Maske einsprühen oder eintauchen und auswringen: Die Baumwollmaske nimmt bis zur zwei Menge an Flüssigkeit auf. Sie enthält anfänglich etwa 0,5 g Salz pro 1g Maske. Nach etwa 3 Wochen ist der Salzgehalt konstant bei 0,35 g NaCl pro g Stoff oder ca. 35 % Salz/Maske. Das Tensid Tween 20 ist nur bei Masken aus unpolarem Kunststoff (PP und PE) notwendig und sollte bei Baumwollmasken weggelassen werden. Das Glycerin macht die Maske geschmeidiger und hautfreundlicher und sorgt für eine bessere Haftung der Salzkristalle. Grundsätzlich können Glycerin und Tween 20 in einem weiten Mengenbereich variiert und auch völlig weggelassen werden. Statt Natriumchlorid können auch andere Salze verwendet werden. So sind folgende Salze für die Behandlung von Masken und Raumluft - ohne gesundheitliche Einschränkung - geeignet. Diese Salze zeigen über einen weiten Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit (der relative Luftfeuchtigkeitsbereich ist in Klammer gesetzt) ein Ausblühen = Auskristallisieren und Deliqueszenz: Natriumacetat (20-100 %),
Natriummalonat (0-90 %),
Natriumtartrat, Ammoniumtartrat, (0-100 %),
Ammoniumsulfat+ Glycerin 1:1 (0 -77%).
Magnesiumchlorid (33-100 %) bildet mehrere Solvate50 .Impregnating solution: 30 g NaCl + only for plastic masks less than 1
sodium malonate (0-90%),
Sodium Tartrate, Ammonium Tartrate, (0-100%),
Ammonium sulphate + glycerin 1:1 (0 -77%).
Magnesium chloride (33-100%) forms multiple solvates 50 .
Aus gesundheitlichen Gründen nicht für Schutzmasken, aber für Raumluftfilter geeignet sind Magnesium- und Calciumnitrat (0-100 %), Dinatriummaleat, Dinatriumsuccinat.Magnesium and calcium nitrate (0-100%), disodium maleate, disodium succinate are not suitable for protective masks for health reasons, but are suitable for room air filters.
Schichtdicke von Kochsalz auf der StoffmaskeLayer thickness of table salt on the fabric mask
Beispiel einer Imprägnierung:
- 10g Natriumchlorid (in Lösung) wurde auf 20 g der doppellagigen Maske mit einer beidseitigen Oberfläche von 720 cm2 (18 cm * 10 cm *2 Lagen* 2 Vorder- und Rückseite) aufgetragen.
- 10g Salz sind auf 720 cm2 Stoffoberfläche. Daraus errechnet sich eine Dicke der Salzschicht von 50 µm
- Nach drei Wochen Maskenbenutzung sind es immer noch 35 µm Salzschicht, diese ist von einer 1 µm dicken Tween 20-Schicht umhüllt.
- 10 g of sodium chloride (in solution) was applied to 20 g of the double-layer mask with a surface area of 720 cm 2 on both sides (18 cm * 10 cm * 2 layers * 2 front and back).
- 10g salt is on 720 cm 2 fabric surface. From this, a thickness of the salt layer of 50 µm is calculated
- After three weeks of mask use, there is still a 35 µm salt layer, which is covered by a 1 µm
thick Tween 20 layer.
6.1.7.1.4.2 Handschuhe: Imprägnierung mit Salzlösung + Tween 20 + Glycerin6.1.7.1.4.2 Gloves: impregnation with saline solution +
Mit Glycerin imprägnierte Baumwollhandschuhe fühlen sich kühl und permanent feucht, aber nicht unangenehm an.Cotton gloves impregnated with glycerin feel cool and permanently damp, but not uncomfortable.
Ein Liter Glycerin löst nur 105 g Kochsalz. Im Vergleich löst 1 L Wasser über die dreifache Menge. Deshalb ist es bei der Präparation der Handschuhe sinnvoll, das Salz im Wasser zu lösen und dann das Glycerin und bei Handschuhen aus Polypropylen (PP) (statt Baumwolle) unbedingt < 1 % Tween 20 zugeben.A liter of glycerin only dissolves 105 g of table salt. In comparison, 1 liter of water dissolves more than three times the amount. Therefore, when preparing the gloves, it makes sense to dissolve the salt in the water and then add the glycerin and, in the case of gloves made of polypropylene (PP) (instead of cotton), it is essential to add < 1
Rezept: 20 g Natriumchlorid + 1 mL Tween 20 in 100 mL dest. Wasser lösen und 20 mL Glycerin einrühren. Damit die Handschuhe besprühen oder darin eintauchen und auswringen. Die feuchten Handschuhe trocknen.Recipe: 20 g sodium chloride + 1
Von Vorteil sind mehrlagige Schutzhandschuhe, deren äußere Oberflächen aus einer Wasser aufsaugenden Schicht bestehen und somit gut mit Salzlösung imprägnierbar sind.Multi-layer protective gloves are advantageous, the outer surfaces of which consist of a water-absorbing layer and can therefore be easily impregnated with saline solution.
Optimal sind dreilagige Schutzhandschuhe, deren innere Schicht den Schweiß aufsaugt und deren mittlere Schicht die Sperrschicht gegen Chemikalien und Mikroorganismen darstellt und deren äußere, auch saugfähige Schicht antiviral mit einer Salzlösung behandelt werden kann. Siehe dazu auch
6.1.7.1.4.3 Laborkittel: Schwach hygroskopische Imprägnierung mit Salzlösung + Tensid+ Glycerin6.1.7.1.4.3 Lab coat: Slightly hygroscopic impregnation with saline solution + surfactant + glycerin
Die Imprägnierung kann analog den Handschuhen erfolgen. Die Salz- und Glycerinmenge könnte allerdings verringert werden.Impregnation can be carried out in the same way as gloves. However, the amount of salt and glycerin could be reduced.
6.1.7.2 Raumluft6.1.7.2 Room air
6.1.8 Abfiltrieren von Viren (Staubsauger, Klimaanlage, Luftbefeuchter, Raumluftreinigung und Versorgung)6.1.8 Virus filtration (vacuum cleaner, air conditioner, humidifier, indoor air purification and supply)
Siehe dazu Fig. 6 Raumluftbehandlung gegen VirenSee Fig. 6 room air treatment against viruses
6.1.8.1 Trockenfilter (z.B. Staubsauger)6.1.8.1 Dry filter (e.g. vacuum cleaner)
Mit Trockenfiltern ist ein Abfangen der Viren nur mit Poren knapp unter der Virengröße möglich. Diese winzigen Poren verursachen einen großen Druckabfall und damit einen hohen Energiebedarf. Auch werden sie leicht durch größere Partikel wie Staub aus der Luft verstopft. Dies kann durch mehrstufige Filter von grob zu fein vermieden werden.With dry filters, it is only possible to intercept the viruses with pores just below the virus size. These tiny pores cause a large drop in pressure and thus a high energy requirement. Also, they are easily clogged by larger particles such as airborne dust. This can be avoided by using multi-stage filters from coarse to fine.
Trotzdem ist die Filterwirkung von Feuchtfiltern weit wirksamer.Nevertheless, the filter effect of wet filters is far more effective.
6.1.8.2 Feuchtfilter6.1.8.2 Wet filter
Der Feuchtfilter besteht innen aus einem polaren Material, dass außen von einem unpolaren Material umhüllt ist. Siehe dazu
Es dürfen keine Tenside verwendet werden, da sonst die Salzimprägnierung des Innenfilters in den unpolaren Teil und dann völlig auswandert.Surfactants must not be used, otherwise the salt impregnation of the internal filter will migrate to the non-polar part and then completely.
Die Imprägnierung des Filters mit einer hochsiedenden polaren Flüssigkeit garantiert, dass Viren und andere Mikroorganismen im Filter kleben bleiben. Deshalb ist es nicht notwendig, dass die Porengröße dieses Filters unter der des Viren oder Bakteriendurchmessers liegt, da jede nicht vermeidbare Berührung des Mikroorganismus mit der feuchten Filterwand, den Virus unweigerlich fixiert.The impregnation of the filter with a high-boiling polar liquid guarantees that viruses and other microorganisms stick to the filter. Therefore, it is not necessary that the pore size of this filter is smaller than that of the virus or bacteria, since any unavoidable contact of the microorganism with the wet filter wall will inevitably fix the virus.
Eine Funktion des Filterns - durch wechselnde Kristallisations- und Auflösungsvorgänge die Viren mechanisch zu zerstören - kann gegebenenfalls durch Messung der Leitfähigkeit im Feuchtfilter kontrolliert werden.A function of the filtering - to mechanically destroy the virus through alternating crystallization and dissolution processes - can be checked, if necessary, by measuring the conductivity in the wet filter.
Bei permanent hoher relativer Luftfeuchtigkeit - bei der eventuell keine Kristallisation des Salzes mehr stattfindet, kann notfalls eine Heizung einen Kristallisationsprozess im Filter erzwingen.If the relative humidity is permanently high - where crystallization of the salt may no longer take place - a heater can, if necessary, force a crystallization process in the filter.
6.1.8.2.1.1 Filter mit intermittierende Wasserzugabe6.1.8.2.1.1 Filter with intermittent water addition
Bei diesem Filtertyp wird der Filter durch ein abwechselnde Wasserzugabe und darauf folgende Trocknung eine Salzauflösung mit folgender Salzkristallisation statt. Bei dieser Kristallisation werden die Viren zerquetscht.With this type of filter, the filter undergoes salt dissolution with subsequent salt crystallization by alternating the addition of water and subsequent drying. During this crystallization, the viruses are crushed.
Siehe Fig. 7 Gesteuerte Befeuchtung eines imprägnierten FiltersSee Figure 7 Controlled humidification of an impregnated filter
Damit beim Trocknen die Viren nicht wieder frei kommen oder durch den trockenen Filter schlüpfen, ist es vorzuziehen den Filter zusätzlich mit einer hochsiedenden polaren Flüssigkeit zu imprägniert.To prevent the viruses from being released again during drying or slipping through the dry filter, it is preferable to additionally impregnate the filter with a high-boiling polar liquid.
Die geeigneten Flüssigkeiten sind Wasser, Glycerin, Polyethylenglykol (PEG, Macrogol), 1,2-Propandiol.The suitable liquids are water, glycerin, polyethylene glycol (PEG, macrogol), 1,2-propanediol.
Zur Anwendung können Salze mit in gesättigter Lösung möglichst hohen osmotischen Druck kommen.Salts with the highest possible osmotic pressure in a saturated solution can be used.
Dazu gehören die in der Tabelle 1 auf Seite 10 aufgeführten Salze.These include the salts listed in Table 1 on
Keine Gefahren für den Menschen gehen bei einem Filterdurchbruch von den Salzen der Tabelle 2 auf Seite 12 aus.The salts in Table 2 on
Gleichermaßen können auch die Deliqueszenz von Salzen verwendet werden: Dazu die Salze in Tabelle 3 auf Seite 14 und besser die Salze der Tabelle 4 auf Seite 15.The deliquescence of salts can also be used in the same way: the salts in table 3 on
Bei diesem Filtertyp muss eine Überwachung und Steuerung der Restfeuchte, der Kristallisationsprozesse und der Wasserzugabe z.B. über eine kontinuierliche Messung der Leitfähigkeit der Salz-Flüssigkeitsmischung im Filter erfolgen.With this type of filter, the residual moisture, the crystallization processes and the addition of water must be monitored and controlled, e.g. by continuously measuring the conductivity of the salt-liquid mixture in the filter.
6.1.8.2.1.2 Filter imprägniert mit einer hochsiedenden Flüssigkeit und deliqueszierenden Salz.6.1.8.2.1.2 Filter impregnated with a high-boiling liquid and deliquescent salt.
Einfacher ist es, eine Salzmischung zu verwenden, bei der über den möglichst großen Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit, sie bei deren geringfügigen Änderung Salzauflösung und/oder die virenzerstörende Kristallisation stattfindet. Dazu gehören die unter Punkt 6.1.3.5 genannten Salze.It is easier to use a salt mixture in which salt dissolution and/or virus-destroying crystallization takes place over the widest possible range of relative humidity, if this changes slightly. These include the salts mentioned under point 6.1.3.5.
Die möglichen Salze sind auch in Tabelle 3 auf Seite 14 aufgeführt.The possible salts are also listed in Table 3 on
Deliqueszente Salze ohne Gefahrstoffbeschränkung sind Tabelle 4 auf Seite 15 aufgeführt.Table 4 on
Auswahl an deliqueszente Salze geeignet für Luftreinigung durch für Luftfilter, für Wassernebel und für Schutzmasken, die sich weniger gegenseitig beeinflussenSelection of deliquescent salts suitable for air purification through for air filters, for water mist and for protective masks that interact less with each other
Gruppe Sulfate: Tabelle 9 auf Seite 17: Kaliumsulfat, Natriumsulfat, Magnesiumsulfat, Harnstoff, Kaliumformiat, Ammoniumsulfat: Wirkungsbereich je nach Mischung relative Luftfeuchte 96,4% bis weit unter 40%)Sulphates group: Table 9 on page 17: Potassium sulphate, sodium sulphate, magnesium sulphate, urea, potassium formate, ammonium sulphate: Effective range depending on the mixture relative humidity 96.4% to well below 40%)
Gruppe Chloride: Tabelle 8 auf Seite 17: Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Harnstoff, Kaliumformiat, Magnesiumchlorid-Hexahydrat: Wirkungsbereich in der relativen Luftfeuchtigkeit von 84% bis unter 33 %Chloride group: Table 8 on page 17: Sodium chloride, potassium chloride, urea, potassium formate, magnesium chloride hexahydrate: Effective range in the relative humidity from 84% to below 33%
Gruppe Kaliumsalze: Tabelle 6 auf Seite 16Potassium salts group: Table 6 on
Gruppe Ammoniumsalze: Tabelle 7 auf Seite 16Group of ammonium salts: Table 7 on
Magnesiumsulfat (MgSO4*H2O bis MgSO4*11 H2O).Magnesium sulfate (M gSO 4 *H 2 O to MgSO 4 *11H 2 O).
Manche Salze haben mehrer Hydratgehalte und kristallisieren bei wachsender relativer Luftfeuchtigkeit unter Volumenzuwachs in eine höher hydratisierte Stufe um. Auch hierbei kommt es zu Virenzerquetschung, wenn auch nicht in dem extremen Maß wie bei einer Neukristallisation. Zu diesen Salzen gehört Magnesiumsulfat mit einem Kristallwassergehalt von 1 bis 1151 Some salts have several hydrate contents and recrystallize to a more hydrated level with increasing relative humidity with an increase in volume. Virus crushing also occurs here, although not to the extreme extent of recrystallization. These salts include magnesium sulphate with a crystal water content of 1 to 11 %
6.1.8.2.2 Klimaanlage6.1.8.2.2 Air conditioning
Der Filter einer Klimaanlage darf nie trocken werden, sonst ist seine antivirale Imprägnierung wirkungslos. Um dieses Trockenfallen zu verhindern, soll der Filter entweder mit einer hochsiedenden Flüssigkeit oder einer hygroskopische Komponente aus Salz und/oder Tensid und/oder Lösungsmittel imprägniert werden.The filter of an air conditioner must never be allowed to dry out, otherwise its antiviral impregnation is ineffective. In order to prevent this drying out, the filter should be impregnated with either a high-boiling liquid or a hygroscopic component of salt and/or surfactant and/or solvent.
Ein zweiter Weg ist die Kontrolle der Feuchtigkeit des Filters mit einer gezielten Zugabe von Wasser beim Trockenfallen.A second way is to control the humidity of the filter with a targeted addition of water when it dries up.
Am einfachsten ist eine ständige geringe Feuchtigkeitszufuhr, die sich allerdings an der Luftfeuchtigkeit orientieren muss, damit der Filter nicht zu nass oder zu trocken wird. Siehe dazu auch
6.1.8.2.3 Raumluftbefeuchter6.1.8.2.3 Room humidifier
Bei diesen Geräten ist der Vorteil gegeben, dass sie ständig Wasser abgeben. In diesem Falle muss man nur den Filter mit einer Salzlösung und Tensid imprägnieren.These devices have the advantage that they constantly release water. In this case it is only necessary to impregnate the filter with a salt solution and surfactant.
6.1.8.2.4 Ventilator6.1.8.2.4 Fan
Eine Behelfslösung ist, vor den Ventilator ein mit Salz und einer hochsiedenden Flüssigkeit imprägniertes Tuch davor hängen. Beim Eintrocknen der Salzschicht genügt das Einsprühen mit Wasser. Die Hochsiedende Flüssigkeit wirkt als Virenfänger und das Salz beim Auskristallisieren zerstört die Viren.A workaround is to hang a cloth impregnated with salt and a high-boiling liquid in front of the fan. When the salt layer dries up, spraying with water is sufficient. The high-boiling liquid acts as a virus scavenger and the salt destroys the viruses when it crystallizes out.
6.1.8.2.5 Staubsauger6.1.8.2.5 vacuum cleaner
Trockenstaubsauger sind Virenschleudern.Dry vacuum cleaners are virus spinners.
Staubsauger schützen nicht vor Viren. Im Gegenteil, sie verteilen diese noch im Raum, weil die winzigen Viren ungehindert durch die relativ großen Poren der Filter dringen können. Besser sind Staubsauger mit Wasser. Diese reduzieren stark die Virenbelastung.Vacuum cleaners do not protect against viruses. On the contrary, they still distribute them in the room because the tiny viruses can penetrate unhindered through the relatively large pores of the filters. Vacuum cleaners with water are better. These greatly reduce the virus load.
Will man mit einem normalen Staubsauger die Virenbelastung verringern, dann lohnte es sich den Teppich oder Boden mit einer konzentrierten Kochsalzlösung (300 g Kochsalz auf 1 L) einzusprühen, trocknen zu lassen und dann das Salz zusammen mit den desaktivierten Viren abzusaugen. Siehe dazu Punkt: 9.1.3.If you want to reduce the virus load with a normal vacuum cleaner, it is worth spraying the carpet or floor with a concentrated saline solution (300 g of saline per 1 liter), allowing it to dry and then vacuuming up the salt together with the deactivated viruses. See point: 9.1.3.
6.1.8.2.5.1 Trockenstaubsauger6.1.8.2.5.1 Dry vacuum cleaner
Bei diesen Staubsaugern kann man sich dadurch behelfen, dass man des Staubsaugerbeutels von außen mit einer hochsiedenden und/oder hygroskopischer Salzlösung imprägniert.With these vacuum cleaners, you can help yourself by impregnating the outside of the vacuum cleaner bag with a high-boiling and/or hygroscopic salt solution.
Siehe dazu
Angenehmer aber aufwändiger ist die Imprägnierung der Außenseite des Staubsaugerbeutels mit einer Lösung aus Tween 20, Kochsalz und Wasser. Diese Befeuchtung des Staubsaugerbeutels muss immer wiederholt werden.Impregnating the outside of the vacuum cleaner bag with a solution of
6.1.8.2.5.2 Beutelstaubsauger6.1.8.2.5.2 Bag vacuum cleaner
Imprägnierung eines Staubsaugerbeutels: Siehe dazu
Das nachträgliches Imprägnieren des Inneren des Staubsaugerbeutels mit einer wässrigen Lösung von Salz und Tensid ist weniger optimal, da die Virenvernichtung vornehmlich durch die Rekristallisation des Kochsalzes erfolgt. Behelfen könnte man sich bei einem bestehenden Staubsauger damit, dass man während des Saugvorgangs ab und zu etwas Wasser einsaugt. Dies ist aber nicht zu empfehlen, da zwar der Motor gegen diese Fehlbehandlung wassergeschützt ist, aber eine Dosierung der Flüssigkeitsmenge schwierig ist und der ganzen Inhalt des Staubbeutels zuerst durchnässt würde, bis das Wasser zur Imprägnierung kommt. Besser ist die Verwendung von hygroskopischen Substanzen in der Imprägnierlösung. Dabei muss mindest eine Bestandteil der Imprägnierlösung hygroskopisch oder hochsiedend sein: Man verwende ein hygroskopisches und nicht hygroskopisches Salz zusammen mit einem möglichst hygroskopischen Tensid und einer Mischung aus einer Flüssigkeit aus hochsiedenden, hygroskopischer Flüssigkeit und etwas Wasser zum Imprägnieren des Staubsaugerbeutels von außen. Auch wenn nicht unbedingt ein Auskristallisieren stattfindet, wirkt eine gesättigte Salzlösung schon auf Proteine der Viren denaturierend. Optimal ist es, wenn zusätzlich bei nur geringfügigen Temperaturänderungen durch ständige Kristallisations- und Auflösungsprozesse der Salze eine Virenzerquetschung stattfindet.Subsequent impregnation of the inside of the vacuum cleaner bag with an aqueous solution of salt and surfactant is less optimal, since the virus is primarily destroyed by recrystallization of the common salt. With an existing vacuum cleaner, you could help yourself by sucking in some water from time to time during the suction process. However, this is not recommended, since the motor is water-protected against this mishandling, but metering the amount of liquid is difficult and the entire contents of the dust bag would first be soaked until the water for impregnation comes. It is better to use hygroscopic substances in the impregnation solution. At least one component of the impregnation solution must be hygroscopic or high-boiling: Use a hygroscopic and non-hygroscopic salt together with a surfactant that is as hygroscopic as possible and a mixture of a liquid made of high-boiling, hygroscopic liquid and some water to impregnate the vacuum cleaner bag from the outside. Even if crystallization does not necessarily take place, a saturated salt solution has a denaturing effect on the proteins of the viruses. It is optimal if, in addition, a virus crushing takes place with only slight temperature changes due to constant crystallization and dissolution processes of the salts.
Optimal wäre eine gesteuerte intermittierende Wasserzufuhr zur Feuchthaltung.A controlled, intermittent water supply for moisturizing would be ideal.
6.1.8.2.5.3 Für alle Staubsauger mit einem eingefassten Luftaustritt6.1.8.2.5.3 For all vacuum cleaners with a ducted air outlet
6.1.8.2.5.4 Wasserstaubsauger6.1.8.2.5.4 Water vacuum cleaner
Wasserstaubsauger haben den Vorteil, dass ohne große Umbaumaßnahmen der Abluftfilter mit hygroskopischer Salzlösung imprägniert werden kann. Als Übergangslösung reicht auch schon aus, wenn Salz in den Wasserbehälter des Wasserstaubsaugers gegeben wird.Water vacuum cleaners have the advantage that the exhaust air filter can be impregnated with a hygroscopic salt solution without major conversion work. As a temporary solution, it is enough to put salt in the water tank of the water vacuum cleaner.
Staubsauger mit WasserfilterVacuum cleaner with water filter
Staubsauger mit einem Wasserfiltern sollten relativ gut Viren abfangen. Allerdings lohnt es sich auch diese mit einer antiviralen Imprägnierung auszustatten. Für diese antivirale Imprägnierung kommt nur der Filter am Luftaustritt in Frage. Dabei ist von Vorteil, dass die Luft wassergesättigt ist.Vacuum cleaners with a water filter should catch viruses relatively well. However, it is also worth equipping them with an antiviral impregnation. Only the filter at the air outlet can be used for this antiviral impregnation. The advantage here is that the air is saturated with water.
Das bedeutet, dass das Wasser hier kondensiert und auch wieder verdunstet und durch das Auflösen und Rekristallisieren des Salzes eine Virenvernichtung erfolgt. Die gesättigte Salzlösung wirkt auf die Proteine der Viren denaturierend.This means that the water condenses here and also evaporates again and the virus is destroyed by dissolving and recrystallizing the salt. The saturated salt solution has a denaturing effect on the proteins of the viruses.
Die ständige Zufuhr an wassergesättigter Luft verhindert das völlige Austrocknen dieser Feuchtbeschichtung.The constant supply of water-saturated air prevents this wet coating from drying out completely.
Reicht diese Befeuchtung allerdings nicht aus, dann sollte ein schwach hygroskopisches Salz und/oder ein hygroskopisches Tensid und/oder eine mit Wasser mischbares Lösungsmittel mit möglichst hoher Siedetemperatur verwendet werden. Dadurch wäre eine Virenzerstörung durch den hohen osmotischen Druck und eine bakterizide Wirkung durch das Tensid gegeben. Als günstig haben sich dabei Polyethylenglykole erwiesen.However, if this moistening is not sufficient, then a weakly hygroscopic salt and/or a hygroscopic surfactant and/or a water-miscible solvent with the highest possible boiling point should be used. As a result, the virus would be destroyed by the high osmotic pressure and the tenside would have a bactericidal effect. Polyethylene glycols have proven to be favorable.
Diese Polyethylenglykole verdampfen kaum und sind darüber hinaus noch hygroskopisch.These polyethylene glycols hardly evaporate and are also hygroscopic.
Staubsauger ohne WasserfilterVacuum cleaner without water filter
Staubsauger ohne Wasserfilter könnten an Ihrem Ausgang mit einem antiviral wirkenden Filter ausgestattet werden.Vacuum cleaners without a water filter could be equipped with an antiviral filter at their outlet.
Da die vom Staubsaugermotor erwärmte Luft kein kondensierendes Wasser mit sich führt, muss man sich wie folgt behelfen: Siehe
6.1.8.3 Methoden zur Erzeugung von Flüssigkeitströpfchen6.1.8.3 Methods of generating liquid droplets
6.1.8.3.1 thermisches Zerstäuben (Vernebler) z.B. durch Nebelmaschinen6.1.8.3.1 thermal atomization (nebulizer) e.g. by fog machines
Mit Nebelmaschinen können große Räume sehr effektiv und gut sichtbar mit Flüssigkeitströpfchen Viren auswaschen.With fog machines, large rooms can be washed out of viruses very effectively and clearly visible with liquid droplets.
Von Vorteil ist, dass bei der thermischen Zerstäubung unter Druck und Hitze die Flüssigkeit sterilisiert wird.The advantage is that the liquid is sterilized during thermal atomization under pressure and heat.
Beigemischte hochsiedende Flüssigkeiten verlängern die Standzeit des Nebels.Added high-boiling liquids extend the service life of the mist.
Bei der thermischen Zerstäubung können keine Salze verwendet werden, denn diese würden die Nebelmaschine durch Auskristallisieren verstopfen. Somit ist auch keine mechanische Virenzerstörung durch Auskristallisieren der Salze möglich.Salts cannot be used with thermal atomization because they would clog the fog machine by crystallizing out. Thus, no mechanical destruction of the virus by crystallization of the salts is possible.
Dieser Nachteil kann durch den Zusatz von nichtionischer verdampfbaren Tensiden wie 1 % Tween 20 (Polysorb 20) ausgeglichen werden, welche Viren desaktivieren. Allerdings ist deren Geruch nach Braten nicht besonders attraktiv.This disadvantage can be compensated for by adding non-ionic, vaporizable surfactants such as 1% Tween 20 (Polysorb 20), which deactivate viruses. However, their smell of roasting is not particularly attractive.
6.1.8.3.2 mechanische Zerstäubung6.1.8.3.2 mechanical atomization
Die mechanische Zersträubung von Flüssigkeitströpfchen erfolgt mittels Pumpe (Düse) oder Ultraschall oder rotierende Scheibe, also ohne Hitze. Deshalb ist eine Sterilisierung der vernebelten Flüssigkeit notwendig. Die Sterilisierung erfolgt über eine extrem hohe Salzkonzentration und dem Zusatz von Tensiden.The mechanical atomization of liquid droplets takes place using a pump (nozzle) or ultrasound or a rotating disc, i.e. without heat. It is therefore necessary to sterilize the nebulized liquid. The sterilization takes place via an extremely high salt concentration and the addition of surfactants.
Verwendet werden oben genannten Auswaschflüssigkeiten.The washing liquids mentioned above are used.
6.1.8.3.2.1 Salze mit hohem osmotischen Druck6.1.8.3.2.1 Salts with high osmotic pressure
Als Salze bieten sich könnten Tabelle 1 aufgeführten Salze mit hohem osmotischen Druck der gesättigten Lösung an. Unter der Berücksichtigung von der Gefahrstoffverordnung reduziert sich diese Liste auf die Salze in der Tabelle 2 Seite 12.The salts listed in Table 1 with a high osmotic pressure of the saturated solution could be suitable as salts. Taking into account the Ordinance on Hazardous Substances, this list is reduced to the salts in Table 2 on
6.1.8.3.2.2 Hygroskopische und/oder zerfließende Salze6.1.8.3.2.2 Hygroscopic and/or deliquescent salts
Sollen die zerstäubten Salzwassertröpfchen länger in der Luft verbleiben, dann sind hygroskopische Zusätze optimal:
- Diese Salze sind in
Tabelle 3 aufgeführt. Auch hier wieder muss die Gefahrstoffverordnung berücksichtigt werden, so dass sich die geeigneten Salze inTabelle 4 wiederfinden. - Diese Salze wirken auch, nachdem sie auf der Arbeitsoberfläche oder dem Boden gelandet und bei gegebener Luftfeuchtigkeit auskristallisiert sind, bei sich ändernder Luftfeuchtigkeit oder Temperatur durch Schmelzen im eigenen Kristallwasser und wieder Auskristallisieren antiviral. Dabei deckt die Mischung der Salze einen weiten Bereich der Luftfeuchtigkeit ab. Die Sulfatsalze decken je nach Mischungsverhältnis der Einzelkomponenten einen Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit
von 96,4% bis weit unter 40 % ab. - Die Chloridsalze decken je nach Mischungsverhältnis der Einzelkomponenten einen Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit von 84% bis weit unter 33 % ab.
- Dabei ist zu beachten, dass die Salzmischungen zumeist niedrigere Gleichgewichtsfeuchten52 als die Reinkomponenten haben.
- Die Berechnung der Gleichgewichtsfeuchte für das Schmelzen der Salze in ihrem Kristallwasser (relative humidity of deliquescence) für Salze und Salzmischungen kann gemäß
- S. Metzger and J. Lelieveld 53 durchgeführt werden.
- Table 3 lists these salts. Here again, the Ordinance on Hazardous Substances must be taken into account, so that the suitable salts can be found in Table 4.
- These salts also have an antiviral effect after they have landed on the work surface or the floor and have crystallized at the given humidity level, by melting in their own crystal water and crystallizing out again when the humidity level or temperature changes. The mixture of salts covers a wide range of humidity. Depending on the mixing ratio of the individual components, the sulphate salts cover a range of relative humidity from 96.4% to well below 40%.
- Depending on the mixing ratio of the individual components, the chloride salts cover a range of relative humidity from 84% to well below 33%.
- It should be noted that the salt mixtures usually have lower equilibrium moisture levels 52 than the pure components.
- The calculation of the equilibrium moisture for the melting of the salts in their crystal water (relative humidity of deliquescence) for salts and salt mixtures can be done according to
- S. Metzger and J. Lelieveld 53 .
6.1.8.3.2.3 mit Flüssigkeit + Salz + Tensid6.1.8.3.2.3 with liquid + salt + surfactant
Ein Tensid erhöht die Wirksamkeit und fixiert sowohl Viren als auch Salz besser auf Oberflächen. Als Tensid bieten sich nur Neutraltenside wie Tween 20 an.A surfactant increases effectiveness and better fixes both viruses and salt to surfaces. Only neutral surfactants such as
Bezugszeichenlistereference list
-
1 Viren in Wassertröpfchen der Atemluft werden nach deren Verdunsten frei. Sie bewegen sich dann schnell etwa mit 10 cm/s und können trockene Stoffmaske leicht durchdringen. Deshalb sind atemfeuchte Masken bessere Virenfänger.1 Viruses in water droplets in the air we breathe are released after they have evaporated. They then move quickly at around 10 cm/s and can easily penetrate dry cloth masks. That is why respiratory masks are better virus scavengers. -
2a Erfolgreicher Virenangriff auf die menschliche Zelle- 1
- Virus
- 2
- Protein des Virus als Anker zur menschlichen Zelle
- 3
- Menschliche Zelle
- 4
- Glykolipid auf der Oberfläche der menschlichen Zelle als Andockstelle für die Oberflächenproteine der Viren
- 5
- Erfolgreiches Andocken des Virus und Infusion der Virus-RNA in die menschliche Zelle
2a Successful virus attack on human cell- 1
- virus
- 2
- Protein of the virus as an anchor to the human cell
- 3
- human cell
- 4
- Glycolipid on the surface of the human cell as a docking site for the surface proteins of the virus
- 5
- Successful docking of the virus and infusion of the virus RNA into the human cell
-
2b : Virenzerstörung mit Salz und Wasser- 6
- Virus im Wassertröpfchen (Aerosol)
- 7
- das Wassertröpfchen mit Virus trifft auf Salz und löst dieses auf.
- 8
- Das gelöste Salz führt zur Umfaltung des Virus-Proteins.
- 9
- Das auf der Oberfläche des Virus denaturierte Protein kann nicht mehr an der menschliche Zelle docken
- 10
- Beim Verdunsten des Wassers schließt das kristallisierende Salz die Viren ein und zerquetscht sie.
- 11
- Zerfall des zerquetschten und/oder denaturierten Virus.
2 B : Virus destruction with salt and water- 6
- Virus in water droplet (aerosol)
- 7
- the water droplet with virus hits salt and dissolves it.
- 8th
- The dissolved salt leads to refolding of the virus protein.
- 9
- The protein denatured on the surface of the virus can no longer dock onto the human cell
- 10
- As the water evaporates, the crystallizing salt traps and crushes the viruses.
- 11
- Decay of crushed and/or denatured virus.
-
3 : Imprägnierbarer Schutzhandschuh- 12
- Zweilagiger Handschuh
- 13
- Dreilagiger Handschuh
- 14
- Für das Imprägnieren geeignete, saugfähige Stofflage
- 15
- Eine gegen Chemikalien und/oder Mikroorganismen dichte Lage.
- 16
- Innen eine für Schweiß saugfähige Lage z.B. aus Baumwolle.
3 : Impregnable protective glove- 12
- Two-layer glove
- 13
- Three layer glove
- 14
- Absorbent layer of fabric suitable for impregnation
- 15
- A layer impervious to chemicals and/or microorganisms.
- 16
- Inside a sweat-absorbent layer made of cotton, for example.
-
4 . Oberflächenbehandlung mit einer Salzlösung (deliqueszierenden und oder hygroskopischen Salz mit Wasser und oder hochsiedende Flüssigkeit wie Glycerin)- 17
- Imprägnierung von Böden und anderen Oberflächen mit einer Salzlösung, die durch Besprühen mit Wasser wieder reaktiviert wird.
- 18
- Imprägnieren des Außenbeutels eines Staubsaugers zur Bindung und Desaktivierung von Viren
- 19
- Imprägnieren des Innenbeutels eines Staubsaugers zur Bindung und Desaktivierung von Viren
- 20
- Imprägnierung eines Tuches, welches vor das Umluftgeräte oder den Ventilator gehängt wird, mit einer - z.B. mit Glycerin - permanent feuchten Salzlösung
4 . Surface treatment with a salt solution (deliquescent and/or hygroscopic salt with water and/or high-boiling liquid such as glycerin)- 17
- Impregnation of floors and other surfaces with a saline solution that is reactivated by spraying with water.
- 18
- Impregnating the outer bag of a vacuum cleaner to bind and deactivate viruses
- 19
- Impregnating the inner bag of a vacuum cleaner to bind and deactivate viruses
- 20
- Impregnation of a cloth, which is hung in front of the circulating air device or the fan, with a permanently moist salt solution - eg with glycerin
-
5 Raumluftbehandlung gegen Viren- 21.
- Umgebaute Sprinkler- oder Sprühwasseranlage mit Düse aus einem unpolarem Material, welche weniger durch Auskristallisieren von Salz verstopft, für das Versprühen von Salz-Wasser-Lösung (ERH > RH). Die Salzlösungströpfchen bewirken ein Auswaschen und Desaktivieren von Viren
- 22.
- Zerstäuber von feinstem in der Luft unsichtbar schwebendem Salzpulver zum Desaktivieren von Viren in Atemtröpfchen durch mechanisches Zerdrücken beim Auskristallisieren des Salzes. Besitzt eine geringe Wirksamkeit bei trockenen Viren, wenn nicht ein hygroskopisches Salz bei zugehöriger Luftfeuchtigkeit (DR) verwendet wird (deliqueszente, relativer Luftfeuchtigkeit DRH<RH).
- 23.
- Nebelmaschine, die für das Verdampfen und Versprühen von hochsiedenden, polaren Flüssigkeiten geeignet ist. Diese Flüssigkeit bewirkt das Auswaschen und Fixieren der Viren auf dem Boden und anderen Oberflächen. Eventuell kombiniert mit Salzverstäuber (z.B. Natriumchlorid mit Magnesiumchlorid = Meeresgischt).
- 24.
- Mechanischer Zerstäuber (durch Ansaugen oder durch Druck oder über rotierende Scheibe) zum Verteilen von Sprühlösung aus hochsiedenden Flüssigkeit wie Glycerin und Ammoniumsulfat oder Wasser und verschiedenen Salzen wie Magnesiumchlorid, Dinatriummalonat usw.
- 25
- Dreilagiger Feuchtfilter zum Abfangen von Viren aus Umluft
- 26
- Die äußeren Lagen sind aus unpolarem Filtermaterial, das dicht an der Innenlage anliegt.
- 27
- Der aus polarem Material gefertigte Innenfilter ist mit einer die Viren Desaktivierenden Imprägnierlösung aus einer hochsiedenden Lösung wie z.B. Glycerin und Ammoniumsulfat im Massenverhältnis 1:1 getränkt. Der innige Kontakt zu den beiden unpolaren äußeren Filtern verhindert ein Auswandern der Salzlösungen und deren Ausblühen.
- 28
- Halterung für die Filter, der für einen innigen Kontakt zwischen polarem und unpolarem Filter sorgt.
5 Indoor air treatment against viruses- 21
- Modified sprinkler or water spray system with nozzle made of a non-polar material, which is less likely to clog with salt crystallization, for spraying salt water solution (ERH > RH). The saline droplets wash out and inactivate viruses
- 22
- Atomizer of the finest salt powder that is invisibly suspended in the air to deactivate viruses in respiratory droplets by mechanically crushing the salt when it crystallizes out. Has low efficacy on dry viruses unless a hygroscopic salt is used at relative humidity (DR) (deliquescent relative humidity DRH<RH).
- 23
- Fog machine suitable for vaporizing and spraying high-boiling polar liquids. This liquid causes the viruses to be washed out and fixed on the floor and other surfaces. Possibly combined with salt spray (e.g. sodium chloride with magnesium chloride = sea spray).
- 24
- Mechanical atomizer (by suction or by pressure or by rotating disc) for dispensing spray solution of high-boiling liquid such as glycerol and ammonium sulphate or water and various salts such as magnesium chloride, disodium malonate, etc.
- 25
- Three-layer wet filter for capturing viruses from circulating air
- 26
- The outer layers are made of non-polar filter material that fits tightly to the inner layer.
- 27
- The internal filter made of polar material is impregnated with a virus-deactivating impregnation solution made from a high-boiling solution such as glycerol and ammonium sulfate in a mass ratio of 1:1. The intimate contact with the two non-polar outer filters prevents the salt solutions from migrating and blooming.
- 28
- Filter holder that ensures intimate contact between polar and non-polar filters.
-
6 Schemazeichnung eines umgebauten Trockenstaubsaugers, der nicht mehr als Virenschleuder wirken kann.- 29.
- Staubsaugerrohr
- 30.
- Staubbeutel
- 31.
- Motor mit Ventilator
- 32
- Vom Feuchtigkeitsmesser gesteuerte, gepulste Befeuchtungseinheit
- 33
- Wasser
- 34
- Mit Salz und Tensid imprägnierter Schwamm am Luftauslass
- 35
- Feuchtigkeitsmesser an der Vorder- und Rückseite des Schwammes, zur Steuerung der Befeuchtung
6 Schematic drawing of a converted dry vacuum cleaner that can no longer act as a virus slingshot.- 29
- vacuum cleaner pipe
- 30
- anthers
- 31
- engine with fan
- 32
- Pulsed humidification unit controlled by the moisture meter
- 33
- water
- 34
- Sponge impregnated with salt and surfactant on the air outlet
- 35
- Moisture meter on the front and back of the sponge to control the moistening
-
7 Gesteuerte Befeuchtung eines imprägnierten Filters- 36
- Zuluft
- 37
- Befeuchterflüssigkeit
- 38
- z.B. per Elektromagnet gesteuertes Ventil
- 39
- Steuergerät für die Befeuchtung
- 40
- Feuchtigkeitsmesser z.B. über die Leitfähigkeit
- 41
- Mit Salz imprägnierter Filter aus polarem Material, der mit unpolarem Filtermaterial ummantelt ist.
- 42
- Virenfreie Luft
7 Controlled humidification of an impregnated filter- 36
- supply air
- 37
- humidifier fluid
- 38
- eg valve controlled by an electromagnet
- 39
- Controller for humidification
- 40
- Moisture meter eg via the conductivity
- 41
- Filter made of polar material impregnated with salt and coated with non-polar filter material.
- 42
- Virus-free air
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- WO 9725415 [0059]WO 9725415 [0059]
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