DE19705861A1

DE19705861A1 - Einrichtung zum Zumischen von Additiven und damit durchgeführtes Verfahren zum Reinigen und/oder Desinfizieren

Info

Publication number: DE19705861A1
Application number: DE19705861A
Authority: DE
Inventors: Werner Luedecke; Thomas Tyborski; Dimitri Dr Ouzounis; Heinz Goerke
Original assignee: Henkel Ecolab GmbH and Co KG
Current assignee: Ecolab GmbH and Co OHG
Priority date: 1997-02-15
Filing date: 1997-02-15
Publication date: 1998-08-20
Also published as: WO1998035759A1

Description

Die Einrichtung betrifft eine Einrichtung zum dosierbaren Zumischen eines Additivs über eine Zuführleitung zu einem in einer Hauptleitung strömenden Lösungsmittel, insbesondere Wasser, mit einem in der Hauptleitung angeord neten Injektor, dessen Ansaugöffnung mit der Zuführleitung verbunden ist, und mit einem in der Zuführleitung angeordneten Durchflußregelventil.

Zur Reinigung und/oder Desinfektion von festen Oberflächen, z. B. mit Fliesen versehenen Wänden, Fußböden, Großbehältern und Lebensmittelverarbeitungs anlagen werden in vielen Bereichen Geräte eingesetzt, die eine Reinigungs- bzw. Desinfektionsmittellösung mit unterschiedlich starkem Druck schaumlos oder in Form von Schaum versprühen. Dabei werden die bei Drücken unterhalb von 25 bar arbeitenden sogenannten Niederdruckgeräte und die bei Drücken von 25 bar und mehr arbeitenden Hochdruckgeräte unterschieden. Angewendet werden die Geräte beispielsweise in Produktionsbereichen der Lebensmittel herstellenden und verarbeitenden Industrie und im technischen oder industriellen Bereich, z. B. in Werkstätten, insbesondere zur Reinigung von Personen- und Lastkraftwagen. Das erfindungsgemäße Gerät ist zum Einsatz insbesondere in der Lebensmittel herstellenden und verarbeitenden Industrie vorgesehen, in der besonders hohe Anforderungen an Reinigung und Desinfektion gestellt werden.

Typische in diesem Bereich eingesetzte Geräte haben einen Injektor mit lediglich einer Ansaugöffnung, über die nur ein einziges Reinigungs- bzw. Desinfektions mittel dem in der Hauptleitung strömenden Wasser zugefügt wird. Bei solchen, zur Dosierung von Chemikalien an sich bekannten Injektoren wird entsprechend dem Venturi-Prinzip durch den bei der Strömung des Wassers an der Injektor stelle entstehenden Unterdruck die Chemikalie angesaugt. Mit einem Durchfluß regelventil in der Konzentrat-Saugleitung, die hier auch Zuführleitung genannt wird, ist die Anwendungskonzentration des eingesetzten Produktes frei wählbar.

Bei Niederdruck-Schaumgeräten ist es außerdem bekannt, durch Zuführen von Druckluft zu einer derart hergestellten Anwendungslösung einen Reinigungs- bzw. Desinfektions-Schaum zu erzeugen.

Bei diesen Geräten ist die gleichzeitige Anwendung von zwei Konzentraten nicht möglich. Es kann jedoch für bestimmte Anwendungsfälle von Vorteil sein, gleich zeitig zwei verschiedene Produkte, z. B. ein Reinigungsmittel und einen Reini gungsverstärker gleichzeitig einzusetzen. Gewünscht wird dabei eine für beide Produkte frei wählbare und auf die Praxisbedingungen abgestimmte Einstellung der jeweiligen Konzentration. Eine Änderung in der Konzentrations-Einstellung für das eine Produkt soll außerdem die Konzentration des anderen Produktes nicht beeinflussen.

Eine separate Zudosierung von Konzentraten ist insbesondere unerläßlich, wenn eine Vorvermischung der Produktkonzentrate und die Dosierung über nur eine Ansaugöffnung des Injektors nicht möglich ist. Als Beispiel sei die Kombination eines alkalischen Reinigungsmittel und eines Reinigungsverstärkers bzw. Desinfektionsmittels auf der Basis von Wasserstoffperoxid genannt. Beide Komponenten reagieren in konzentrierter Form heftig miteinander und geben dabei freien Sauerstoff ab, dessen reinigende bzw. desinfizierende Wirkung jedoch erst auf der verschmutzten Oberfläche entfaltet werden soll. In der gebrauchsfertigen Lösung sind die Konzentrationen beider Komponenten jedoch so gering, daß die unerwünschte vorzeitige Zersetzung des Peroxids weitgehend vermieden wird.

Bekannt sind auch Reinigungsgeräte mit mehreren Injektoren mit jeweils einer Ansaugöffnung, über die mehrere Komponenten gleichzeitig dem Reinigungs medium zugegeben werden können. So zeigt das aus der DE 33 10 663 C2 bekannte Hochdruckreinigungsgerät eine sich in zwei Zweigleitungen aufteilende Hochdruckleitung für Wasser. In jeder Zweigleitung ist ein Injektor vorgesehen, mit dem einerseits eine flüssige Chemikalie und andererseits ein Luft-Pulver- Gemisch angesaugt werden kann. Die angesaugte Pulvermenge kann über eine stufenlos regelbare Fördereinrichtung für das Pulver eingestellt werden. Nach der Zugabe der Additive mittels der in den Zweigleitungen eingebauten Injektoren vereinigen sich die Zweigleitungen, und die Anwendungslösung wird nach dem Durchlaufen einer Mischstrecke über eine Düse versprüht.

Wird zum Eindosieren von flüssigen Additiven nach diesem Prinzip gearbeitet, so schwanken die Konzentrationen der Additive in der Gebrauchslösung in einem Maße, das für viele Anwendungen nicht mehr akzeptabel ist, wie die Erfinder festgestellt haben. Die Ursache wird in Strömungsturbulenzen in der Hauptleitung vermutet, so daß keine zeitlich konstante Aufteilung in zwei Teilströme erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einer Einrichtung der ein gangs genannten Art mindestens zwei flüssige Additive in frei wählbarer, von einander unabhängiger und auf die Praxisbedingungen abgestimmter Konzen trationseinstellung in die Hauptleitung einzudosieren. Dabei soll eine gewünschte Änderung in der Konzentration des einen Additivs die Konzentration des anderen Additivs nicht beeinflussen. Außerdem wird die zeitliche Konstanz des einmal eingestellten Konzentrationsverhältnisses der Additive unabhängig von zeitlichen Schwankungen im Druck der Hauptleitung gefordert. Insbesondere sollen auch Additive eindosiert werden, bei denen die Mischung in konzentrierter Form nicht erwünscht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Injektor mindestens zwei Ansaugöffnungen aufweist, die in Richtung der Strömung des Lösungsmittels auf gleicher Höhe liegen, und daß die zweite Ansaugöffnung mit einer zweiten Zuführleitung für ein zweites Additiv verbunden ist.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung für ein flüssiges Lösungs mittel und für flüssige Additive ausgelegt.

Die gemeinsame Eintrittsstelle für die Additive in die Hauptleitung führt zu mehreren technischen Vorteilen. Zum einen wirken sich Druckschwankungen in der Hauptleitung in gleicher Weise auf alle Injektoren aus, so daß das Verhältnis der Zuflußraten der Additive und damit das Verhältnis der Konzentrationen in der Gebrauchslösung weitgehend unabhängig vom Wasserdruck sind. Eine Ver änderung in der Einstellung des einen Durchflußregelventils wirkt sich außerdem nicht auf die Dosierrate der anderen Additive aus, da deren Ansaugöffnungen dem vollen, unveränderten Druck in der Hauptleitung ausgesetzt sind.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt in der Möglichkeit, in konzentrierter Form nicht miteinander mischbare Additive einzudosieren, da jeder Injektor unmittelbar in die Hauptleitung mündet, so daß die Additive erst in verdünnter Form in Kontakt miteinander kommen können. Vorzugsweise hat der Injektor Ansaug stutzen, die im Winkel von 90° zur Strömungsrichtung des Lösungsmittels aus gerichtet sind.

Aus konstruktiven und räumlichen Gründen ist es vorteilhaft, wenn der Injektor Ansaugstutzen hat, die einen Winkel von 90 bis 180° miteinander bilden.

Vorzugsweise sollen die Zuflußraten für sämtliche Additive und damit die Konzen trationen in der gebrauchsfertigen Lösung separat einstellbar sein. Daher wird vorgeschlagen, daß in jeder Zuführleitung für die Additive jeweils ein Durchfluß regelventil, z. B. ein Nadelventil, vorgesehen ist.

Insbesondere wird die erfindungsgemäße Einrichtung zum Erzeugen von reini gendem bzw. desinfizierendem Schaum eingesetzt. Dazu ist eine an die Haupt leitung angeschlossene, in Strömungsrichtung hinter dem Injektor angeordnete Luftzuführleitung zum Erzeugen von Schaum in einer weiteren bevorzugten Aus gestaltung vorgesehen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Reinigen und/oder Desinfizieren, insbesondere von festen Oberflächen, mit einer an eine unter Druck stehende Wasserleitung angeschlossenen, bereits genannten erfindungsgemäßen Ein richtung. Bei dieser Wasserleitung kann es sich um das Wasserleitungsnetz oder aber um ein Wasserreservoir mit einer Druckerhöhungspumpe handeln.

Zu diesem Verfahren schlagen die Erfinder vor, daß man mindestens zwei im unverdünnten Zustand miteinander chemisch reagierende Additive dem in der Hauptleitung strömenden Wasser zugibt, wobei das eine Additiv ein Reini gungsmittel und das andere Additiv ein Reinigungsverstärker und/oder ein Desinfektionsmittel ist.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können bisher nicht anwendbare Kombi nationen von Additiven in der aufzusprühenden Gebrauchslösung verwendet werden. Dadurch können erheblich verbesserte Reinigungs- und Desinfektions wirkungen erzielt werden, die aufgrund der chemischen Reaktion der konzen trierten Additive miteinander und der daher nicht möglichen Vorvermischung der Konzentrate bisher nicht erreichbar waren.

Vorzugsweise ist das eine Additiv ein alkalisches Reinigungsmittel, und das andere Additiv enthält Peroxid. Als Beispiel für solche Peroxide, die im Kontakt mit Alkalien freien Sauerstoff abgeben, seien Wasserstoffperoxid und Peressig säure genannt. Als weitere Kombinationen von Additiven, die in konzentrierter Form nicht miteinander mischbar sind, die jedoch zu einer deutlich verbesserten Reinigungs- und Desinfektionswirkung führen, seien die folgenden genannt:
H₂O₂ oder Peressigsäure/H₂O₂ + Schaumkomponente
alkalische Komponente + Schaumkomponente
saure Komponente + Schaumkomponente
alkalische/tensidhaltige K. + H₂O₂ oder Peressigsäure/H₂O₂
saure/tensidhaltige K. + H₂O₂ oder Peressigsäure/H₂O₂
neutrale/tensidhaltige K. + H₂O₂ oder Peressigsäure/H₂O₂
lipophile Komponente + lipophobe Komponente
alkalische Komponente + verdickende, z. B. gelbildende K.
saure Komponente + verdickende, z. B. gelbildende K.
neutrale Komponente + verdickende, z. B. gelbildende K.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem Wasserdruck von weniger als 25 bar in der Hauptleitung, also mit "Niederdruck", oder mit einem Wasserdruck von mindestens 25 bar in der Hauptleitung, also mit "Hochdruck" betrieben werden. Bevorzugt wird die Schaumreinigung im Niederdruckbereich durch geführt. Von den vielen Anwendungsvorteilen im Vergleich zur Hochdruck reinigung seien beispielhaft die geringe Aerosolbildung, die größere Arbeits sicherheit für das Reinigungspersonal und der bessere Schutz der Oberflächen, Maschinen und Anlagen genannt. Eine Hochdruckreinigung ist nur dann anwend bar, wenn die Oberflächen, Maschinen und Anlagen dieser hohen mechanischen Beanspruchung standhalten.

Im folgenden werden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie Vergleichs beispiele anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Fließbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

Fig. 1a ein Detail aus Fig. 1,

Fig. 2 die zeitliche Änderung der Konzentration bei unterschiedlichen Ein stellungen der Einrichtung nach Fig. 1 in einem Diagramm,

Fig. 3 ein Diagramm entsprechend Fig. 2, das die Ergebnisse eines zweiten Versuches zeigt,

Fig. 4 eine Darstellung nach Fig. 2 bezüglich eines dritten Versuches mit der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Fließbild entsprechend Fig. 1 für eine Einrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 6 ein Fließbild entsprechend Fig. 5, das die Anordnung bezüglich eines ersten Vergleichsbeispiels zeigt,

Fig. 7 eine Darstellung nach Fig. 6 bezüglich eines zweiten Vergleichs beispiels und

Fig. 8 eine Darstellung nach Fig. 6 bezüglich eines dritten Vergleichs beispiels.

In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.

Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine Hauptleitung 1, nämlich ein Druckrohr, an das Wasserleitungsnetz angeschlossen. Der Durchfluß kann mit einem Regelventil 2 eingestellt werden.

Ein in die Hauptleitung 1 eingebauter Injektor 3, der in Fig. 1a in vergrößerter schematischer Darstellung gezeigt ist, ermöglicht die Zudosierung von zwei Additiven A und B. Über die Ansaugstutzen 4, 5 und die daran angeschlossenen Zuführleitungen 6, 7 werden die Additive A, B aus ihren nicht dargestellten Vor ratsbehältern angesaugt. Zum Beispiel kann es sich bei dem Additiv A um ein alkalisches Reinigungsmittelkonzentrat und beim Additiv B um Wasserstoff peroxid in konzentrierter Form handeln.

Die in die Durchflußleitungen 6 und 7 eingebauten Durchflußregelventile 8, 9 erlauben die separate Einstellung der Konzentrationen der Additive A, B in der Anwendungslösung. Wie aus Fig. 1a hervorgeht, liegen die Ansaugstutzen 4, 5 erfindungsgemäß auf gleicher Höhe in Richtung der Strömung 10 des Druck wassers. Die Ansaugstutzen 6, 7 liegen sich in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber, so daß sie miteinander einen Winkel von 180° bilden.

Im Fließbild nach Fig. 1 ist stromabwärts hinter dem Injektor 3 noch eine Ein trittsstelle 11 für Druckluft vorgesehen. Die Druckluftmenge läßt sich über ein weiteres Regelventil 12 einstellen, und der Druck in dieser Zweigleitung wird von einem Meßgerät 13 angezeigt. Der am Ende der Hauptleitung aus einer nicht dargestellten Düse austretende Schaum wird zur Reinigung und Desinfektion von festen Oberflächen sowie Großbehältern verwendet.

Mit der Einrichtung nach Fig. 1 wurden Versuche durchgeführt, die die gewünschte Unabhängigkeit der einen Konzentrationseinstellung von der anderen zeigen. In den Versuchen wurde der Einfachheit halber als Additiv A und Additiv B Wasser mit einer Temperatur von 15°C eingesetzt. Die Hauptleitung 1 wurde mit Wasser von 25 bar und einem Durchfluß von 9,62 l/min versorgt. Die Hauptleitung 1 bestand aus einem Schlauch von 20 m Länge und einem Innen durchmesser von 12 mm. Die an der Eintrittsstelle 11 eintretende Luft hatte einen Druck von 6 bar.

Die Ergebnisse finden sich in den nachfolgenden Tabellen 1 bis 3. Die Ein stellung wurde mittels der Durchflußregler 8, 9, die Nadelventile enthielten, verändert.

Einstellung gleicher Konzentrationen der Additive A und B

Einstellung mit halber Konzentration von Additiv B

Einstellung konstanter Konzentration von Additiv B bei unterschied lichen Konzentrationen von Additiv A

In der zweiten und fünften Spalte wird die Einstellung der Nadelventile 8, 9 angegeben, wobei die erste Zahl die Anzahl von Umdrehungen und die zweite Zahl die Einstellung an einer willkürlichen, für beide Ventile gleichen Skala angibt. In der dritten und sechsten Spalte sind die Durchflüsse in den Zuführ leitungen 6, 7 aufgeführt, die in ml/min gemessen wurden. Die sich daraus ergebenden Konzentrationen der Komponenten A und B finden sich in der vierten und siebten Spalte. Sie wurden als Vol.-% aus den Durchflüssen in den Zuführ leitungen 6, 7 und dem Durchfluß in der Hauptleitung 1 berechnet.

Die Ergebnisse der Tabellen 1 bis 3 sind in den Fig. 2 bis 4 graphisch dar gestellt, wobei die Konzentration in Vol.-% für beide Additive A und B über der Versuchsnummer aufgetragen ist.

Tabelle 1 und Fig. 2 lassen erkennen, daß sich die gewünschten Konzen trationen in einem weiten Bereich problemlos einstellen lassen.

Ein Vergleich der Ergebnisse in Tabelle 2 und Tabelle 1 ergibt nur sehr geringe Abweichungen in der Konzentration der Komponente A bei gleicher Einstellung des Ventils 8, wenn das Ventil 9 für die Komponente B auf halb so große Werte gesetzt wird. Die den Ventileinstellungen zugeordneten Konzentrationen sind daher unabhängig von der Einstellung des anderen Ventils sehr gut reproduzier bar.

Die äußerst geringe bzw. praktisch nicht vorhandene wechselseitige Beein flussung der Ventileinstellungen geht insbesondere aus Tabelle 3 und Fig. 4 hervor. Hier wurde für die Komponente B eine sehr niedrige Skalenstellung des Ventils 9 gewählt und während der Versuche konstant gehalten. Trotz der großen Veränderung des Durchflusses durch die Zuführleitung 6 entsprechend einer Konzentrationsänderung von 1,2 bis 8,4% änderte sich der Durchfluß in der anderen Zuführleitung 7 nicht.

Zum Vergleich mit der erfindungsgemäßen Ausführung ist in Fig. 5 ein Fließbild des bereits oben genannten Standes der Technik gezeigt. Hier kann nur ein ein ziges Additiv A zudosiert werden, wie sich aus dem Vergleich von Fig. 5 und Fig. 1 ergibt.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen Fließbilder von Anordnungen, mit denen Vergleichs versuche durchgeführt wurden.

Mit keinem dieser Systeme konnten reproduzierbare Einstellungen erzielt werden. Der Grund liegt in ungünstigen Strömungs- und Druckverhältnissen. Als Folge daraus resultierten eine ungleichmäßige Ansaugung von Komponente A und/oder Komponente B. Beim System nach Fig. 6 waren die Strömungs- und Druck verhältnisse so ungünstig, daß entweder ausschließlich die Komponente A oder ausschließlich die Komponente B angesaugt wurde. Darüber hinaus traten Wechselwirkungen auf, was sich dadurch äußerte, daß beim Verstellen der Konzentration von Komponente A auch eine Änderung bei Komponente B eintrat und umgekehrt.

Bezugszeichenliste

A Additiv
B Additiv

1

Hauptleitung

2

Regelventil

3

Injektor

4

Ansaugstutzen

5

Ansaugstutzen

6

Zuführleitung

7

Zuführleitung

8

Durchflußregelventil

9

Durchflußregelventil

10

Strömung

11

Eintrittsstelle

12

Regelventil

13

Druckanzeige

Claims

1. Einrichtung zum dosierbaren Zumischen eines Additivs (A) über eine Zuführleitung (6) zu einem in einer Hauptleitung (1) strömenden Lösungsmittel, insbesondere Wasser, mit einem in der Hauptleitung (1) angeordneten Injektor (3), dessen Ansaugöffnung (4) mit der Zuführleitung (6) verbunden ist, und mit einem in der Zuführleitung (6) angeordneten Durchflußregelventil (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (3) mindestens zwei Ansaugöffnungen (4, 5) aufweist, die in Richtung der Strömung (10) des Lösungsmittels auf gleicher Höhe liegen, und daß die zweite Ansaugöffnung (5) mit einer zweiten Zuführ leitung (7) für ein zweites Additiv (B) verbunden ist.

2. Einrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für ein flüssiges Lösungsmittel und für flüssige Additive (A, B) ausgelegt ist.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor Ansaugstutzen (4, 5) hat, die im Winkel von 90° zur Strömungsrichtung des Lösungsmittels ausgerichtet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor Ansaugstutzen (4, 5) hat, die einen Winkel von 90 bis 180° miteinander bilden.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zuführleitung (6, 7) für die Additive (A, B) jeweils ein Durch flußregelventil (8, 9) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an die Hauptleitung (1) angeschlossene, in Strömungsrichtung hinter dem Injektor (3) angeordnete Luftzuführleitung zum Erzeugen von Schaum.

7. Verfahren zum Reinigen und/oder Desinfizieren, insbesondere von festen Oberflächen, mit einer an eine unter Druck stehende Wasserleitung ange schlossenen Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens zwei im unverdünnten Zustand miteinander chemisch reagierende Additive (A, B) dem in der Hauptleitung (1) strömenden Wasser zugibt, wobei das eine Additiv (A) ein Reinigungsmittel und das andere Additiv (B) ein Reinigungsverstärker und/oder ein Desinfektions mittel ist.

8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Additiv (A) ein alkalisches Reinigungsmittel ist und das andere Additiv (B) Peroxid enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Wasserdruck von weniger als 25 bar in der Hauptleitung (1) gearbeitet wird.