Claims (23)
1. Vorrichtung zur licht-induzierten Keimreduzierung in Flüssigkeiten,
dadurch gekennzeichnet, daß
Farbstoffmoleküle als Lichtabsorber (Photosensibilisatoren) in fester Form als Schicht auf
mindestens einer Seite einer Unterlage aufgebracht sind und auf diese Schicht mindestens
eine weitere Schicht oder Struktur aus geeigneten organischen Molekülen
(Akzeptormoleküle) aufgebracht ist, die die durch Lichtabsorption erzeugte primäre
elektronische Anregung der Farbstoffmoleküle über Energie- und/oder
Elektronentransferprozesse sehr effizient in eigene langlebige Zustände übernehmen, von
denen mittels Energietransfer zum Sauerstoff, der in der diese Schicht berührenden
Flüssigkeit enthaltenen ist, toxischer Singulett-Sauerstoff oder Radikale mit antibakterieller,
antimikrobieller und antifungizider Wirkung erzeugt werden.1. Device for light-induced germ reduction in liquids, characterized in that dye molecules as light absorbers (photosensitizers) are applied in solid form as a layer on at least one side of a base and at least one further layer or structure of suitable organic molecules (acceptor molecules) on this layer ) is applied, which takes the primary electronic excitation of the dye molecules generated by light absorption very efficiently into its own long-lived states via energy and / or electron transfer processes, of which by means of energy transfer to the oxygen contained in the liquid touching this layer, toxic singlet oxygen or radicals with antibacterial, antimicrobial and antifungal effects.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage oder Substrat,
auf denen die Schichten aufgebracht werden, ein transparentes Material vorgesehen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that as a base or substrate,
on which the layers are applied, a transparent material is provided.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als transparentes Material Glas, Quarzglas oder Kunststoff vorgesehen ist.3. Device according to claim 2, characterized in that
Glass, quartz glass or plastic is provided as the transparent material.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Sensibilisator-Farbstoffmoleküle Tetrapyrrole und/oder deren Derivate vorgesehen sind.4. The device according to claim 1,
characterized in that
tetrapyrroles and / or their derivatives are provided as sensitizer dye molecules.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Tetrapyrrole Chlorophyll, Phäophorbid, Porphyrine, Porphycene, Phthalocyanine oder
Naphthalocyanine oder die entsprechenden Derivate vorgesehen sind.5. The device according to claim 4,
characterized in that
as tetrapyrroles chlorophyll, pheophorbide, porphyrins, porphycenes, phthalocyanines or
Naphthalocyanines or the corresponding derivatives are provided.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als zweite Schicht eine Fullerenschicht vorgesehen ist, die die durch Lichteinwirkung
erzeugte elektronische Anregung der Farbstoffmolekülschicht durch Energie- und/oder
Elektronentransferprozesse möglichst vollständig in einen eigenen elektronischen Zustand
übernimmt und von diesem aus durch Energieabgabe an den umgebenden Sauerstoff
Singulettsauerstoff und /oder Radikale in der Flüssigkeit erzeugt.6. The device according to claim 1, characterized in that
a fullerene layer is provided as the second layer, which layer is exposed to light
generated electronic excitation of the dye molecule layer by energy and / or
Electron transfer processes as completely as possible in their own electronic state
takes over and from this by releasing energy to the surrounding oxygen
Singlet oxygen and / or radicals generated in the liquid.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als zweite Schicht eine Dendrimerschicht oder eine Schicht aus Dendrimer-Farbstoff
Komplexen vorgesehen ist, die die durch Lichteinwirkung erzeugte elektronische Anregung
der Farbstoffmolekülschicht durch Energie- und/oder Elektronentransferprozesse möglichst
vollständig übernimmt und durch Energieabgabe an den umgebenden Sauerstoff
Singulettsauerstoff und /oder Radikale in der Flüssigkeit erzeugt.7. The device according to claim 1, characterized in that
the second layer is a dendrimer layer or a layer of dendrimer dye
Complexes are provided, the electronic excitation generated by exposure to light
of the dye molecule layer by energy and / or electron transfer processes if possible
completely takes over and by releasing energy to the surrounding oxygen
Singlet oxygen and / or radicals generated in the liquid.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
anstelle von zwei Schichten mit unterschiedlichen Molekülen nur eine Schicht aus bereits
kovalent verbundenen Farbstoff-Fulleren oder Farbstoff-Dendrimer Komplexen vorgesehen
ist, die auf transparente Unterlage aufgebracht wird.
8. The device according to claim 1 to 7,
characterized in that
instead of two layers with different molecules just one layer from already
covalently linked dye-fullerene or dye-dendrimer complexes are provided
which is applied to a transparent base.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Verbesserung des spektralen Absorptionsverhaltens der Farbstoffschicht
das Einbringen von Metallclustern in die Farbstoffschicht bei deren Herstellung vorgesehen
ist.9. The device according to claim 1 to 5,
characterized in that
to improve the spectral absorption behavior of the dye layer
the introduction of metal clusters into the dye layer is provided during their manufacture
is.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die transparente Unterlage und die aufgebrachten Schichten unlöslich in der zu behandelnden
Flüssigkeit sind.10. The device according to claim 1 to 9,
characterized in that
the transparent base and the applied layers insoluble in the one to be treated
Are liquid.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
vorgesehen ist, die für die Lichtabsorption verantwortlichen Farbstoffmoleküle und die
Akzeptormoleküle mit solchen geeigneten Substituenten zu versehen, daß sie in Polymere
eingebettet werden können oder selber polymerisieren können, so daß Folien mit bei
Lichteinstrahlung keimreduzierender Wirkung entstehen und das Substrat entfällt.11. The device according to claim 1 to 10,
characterized in that
is provided, the dye molecules responsible for light absorption and the
To provide acceptor molecules with such suitable substituents that they are in polymers
can be embedded or polymerize themselves, so that films with
Light radiation of germ-reducing effect is created and the substrate is eliminated.
12. Vorrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, daß
derartige Schichtstrukturen auf der Innenseite von lichtdurchlässigen Behältnissen vorgesehen
sind, um bei Lichteinfall auf physikalischem Wege ohne chemische Zusatzstoffe eine
kontinuierliche Keimreduzierung in der in den Behältnissen enthaltenen Flüssigkeit zu
erreichen.12. Device according to the preceding claims,
characterized in that
such layer structures are provided on the inside of translucent containers
are a physically effective way without chemical additives
Continuous germ reduction in the liquid contained in the containers
to reach.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
als transparente Behältnisse Flaschen, Gläser, Konserven, Aquarien und Vorratsbehälter
vorgesehen sind.13. The apparatus according to claim 12,
characterized in that
as transparent containers bottles, jars, preserves, aquariums and storage containers
are provided.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
derartigen Schichtstrukturen auf der Innenseite von Rohren vorgesehen sind, um im Rohr und
in der Flüssigkeit eine kontinuierliche Keimreduzierung zu erzielen, wobei transparente
Rohre oder bei nichttransparenten Rohren künstliche Lichtquellen im Rohrsystem vorzusehen
sind.14. The apparatus according to claim 12,
characterized in that
such layer structures are provided on the inside of tubes to in the tube and
to achieve a continuous reduction of germs in the liquid, whereby transparent
Provide pipes or, in the case of non-transparent pipes, artificial light sources in the pipe system
are.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von mindestens einseitig oder vorzugsweise beidseitig beschichteten
transparenten Substraten lamellenartig in jeweils geringem Abstand zueinander so angeordnet
sind, daß die zu behandelnde Flüssigkeit dazwischen hindurch treten, hindurch fließen oder
hindurch gepumpt werden kann.15. The device according to claims 1 to 11,
characterized in that
a plurality of coated at least on one side or preferably on both sides
transparent substrates arranged in a lamella-like manner at a short distance from one another
are that the liquid to be treated pass through, flow through or
can be pumped through.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 und 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Reaktorgefäß vorgesehen ist, das aus mindestens einer lichtdurchlässigen Wand besteht
oder oben offen ist und in dem sich eine Vielzahl von lamellenartig angeordneten, mindestens
einseitig beschichteten lichtdurchlässigen Substraten befinden, die einen nur geringen
Abstand zueinander haben, der es jedoch gestattet, daß Flüssigkeit hindurch treten kann.
16. The apparatus of claim 1 to 11 and 15,
characterized in that
a reactor vessel is provided which consists of at least one translucent wall
or is open at the top and in which a plurality of lamellar arranged, at least
translucent substrates coated on one side are only a small
Have a distance from each other, which, however, allows liquid to pass through.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die nicht für den Lichteinfall genutzten Wände des Reaktorgefäßes von innen hoch
reflektierend oder verspiegelt sind oder bei transparenten Wänden von außen verspiegelt oder
mit Spiegeln versehen sind, so daß mindestens ein doppelter Lichtdurchlauf im Reaktorgefäß
erreicht wird.17. The apparatus of claim 15 and 16,
characterized in that
the walls of the reactor vessel not used for the incidence of light from the inside up
are reflective or mirrored or mirrored on the outside of transparent walls or
are provided with mirrors so that at least one double passage of light in the reactor vessel
is achieved.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
für den Lichteinfall in ein Reaktorgefäß mit nichttransparenten Wänden Lichtleiter zur
Einleitung von Licht oder Lichtquellen im Reaktorgefäß vorgesehen sind.18. The apparatus of claim 16 and 17,
characterized in that
for the incidence of light in a reactor vessel with non-transparent walls
Introduction of light or light sources are provided in the reactor vessel.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Reaktorgefäß mit Ein- und Ausflußöffnung versehen ist und mindestens eine Pumpe
vorgesehen ist, die die zu behandelnde Flüssigkeit vor dem Eintritt in das Reaktorgefäß mit
zusätzlichem Luftsauerstoff anreichert und durch das Reaktorgefäß pumpt.19. The apparatus of claim 15 to 18,
characterized in that
the reactor vessel is provided with an inlet and outlet opening and at least one pump
is provided which the liquid to be treated with before entering the reactor vessel
enriches additional atmospheric oxygen and pumps it through the reactor vessel.
20. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
vorgesehen ist, die Fließgeschwindigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit entlang der
Lamellen im Reaktor und die gesamte Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch den Abstand
zwischen den beschichteten Lamellen und durch deren Anzahl sowie durch die Pumpleistung
in weiten Grenzen zu regulierbar zu gestalten und damit für die entsprechende Anwedung zu
optimieren.20. The apparatus according to claim 15 to 19,
characterized in that
is provided, the flow rate of the liquid to be treated along the
Fins in the reactor and the total flow rate per unit of time by the distance
between the coated slats and by their number as well as by the pump power
to be regulatable within wide limits and thus for the corresponding application
optimize.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 und 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beschriebene Anordnung als mobiles Teil oder Nachrüstteil vorgesehen ist und in Gefäße
eingehangen oder schwimmend in ihnen gelagert werden kann, um bei Lichteinfall eine
keimreduzierende Wirkung in der zu behandelnden Flüssigkeit hervorzurufen.21. The apparatus according to claim 1 to 11 and 15 to 20,
characterized in that
the arrangement described is provided as a mobile part or retrofit part and in vessels
can be hung or floating in them to make a light
to produce a germ-reducing effect in the liquid to be treated.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 und 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kombination von Reaktorgefäß und Pumpe als Umwälzsystem mit keimreduzierender
Wirkung für Flüssigkeiten in Vorratsbehältern, Swimming Pools, Aquarien, Heizungs- und
Kühlsystemen vorgesehen ist.22. The apparatus of claim 1 to 11 and 16 to 20,
characterized in that
the combination of reactor vessel and pump as a circulation system with a germ-reducing
Effect for liquids in storage containers, swimming pools, aquariums, heating and
Cooling systems is provided.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 und 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Reaktorgefäß zur Nachbehandlung bereits mechanisch und biologisch vorgeklärter
Abwässer vorgesehen ist.23. The device according to claim 1 to 11 and 16 to 20,
characterized in that
the reactor vessel for post-treatment has already been mechanically and biologically clarified
Sewage is provided.