DE3153067T - Verfahren und Vorrichtung zum Abtöten von Organismen in einem Wirtsmaterial - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Abtöten von Organismen in einem Wirtsmaterial

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DE3153067T
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David Keith 91436 Encino Calif. Geren
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Description

DAVID KEITH GEREN
Encino, CA (V. St. A.)
]Q Verfahren und Vorrichtung
zum Abtöten von Organismen in einem Wirtsmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtöten von Organismen, wie Bakterien und dergleichen, in einem Wirtsmaterial.
Aus der US-PS 2 081 243 ist eine Vorrichtung zum Pasteurisieren von Flüssigkeiten, wie Milch, durch "langsame und intensive Impulse eines Wechselstromes" bekannt. Diese Impulse werden von einem Unterbrecher mit einer Frequenz von 3,3 pro Sekunde erzeugt und "bringen die Bakterien im wahrsten Sinne des Wortes zum Zerplatzen". Die Temperatur der Milch kann durch die Behandlung merklich erhöht werden. Die Vorrichtung ist von einer axialen Durchflußbauart und besteht aus zahlreichen Teilen.
In der US-PS 1 934 703 wird eine trogförmige elektrische Sterilisiervorrichtung mit einer in der Mitte angeordneten Innenelektrode und zwei flußkonzentrierenden Außenelektroden beschrieben.
In der US-PS 1 975 805 wird eine Trockensterilisiervorrichtung, in der eine an zwei rotierenden Elektroden, die koaxial an gegenüberliegenden Seiten eines Förderers, der das zu sterilisierende Material trägt, anliegende Hochspannung auf das Material einwirkt.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein Wirtsmaterial, das die abzutötenden Organismen enthält, von einem schwachen Elektrolyten umgeben, der unter dem Einfluß mehrerer Elektroden steht.
Sodann werden aufeinanderfolgende Stromstöße hoher Stromdichte mit wechselnder Polarität und einer Dauer im Mikrosekundenbereich mit einer Frequenz von etwa 120 pro Sekunde erzeugt.
Beim Durchgang des elektrischen Stromes durch das Wirtsmaterial und damit durch die Organismen werden diese elektrisch abgetötet. Bakterien werden nicht zum "Zerplatzen" gebracht. Die Zerstörung der Organismen durch Zerplatzen nach bekannten Verfahren zerstört auch das ZeIlgefüge des Wirtsmaterials und setzt dessen Qualität herab.
Die Stromstöße werden durch elektronische Schaltungen erzeugt, die einen raschen Anstieg der Stromstärke ergeben, wie phasengesteuerte Silicium-Stromrichter (SCR).
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: ein Schaltbild einer mit einphasigem Wechselstrom arbeitenden Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;
25
Fig. 2: ein Stromstärke-Zeit-Graph, das die Arbeitsweise der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung veranschaulicht (die Zeitskala ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht maßstabgerecht);
.■..·.■'■;■ Fig. 3: ein Schaltbild einer Vorrichtung mit zwei Stromquellen;
Fig. 4: ein Stromstärke-Zeit-Graph der in Figur 3 dargestellten
Vorrichtung (Zeitskala nicht maßstabgerecht); 35
■-8—!■
Fig. 5: ein Schaltbild einer Vorrichtung ähnlich der nach
Figur 1, die jedoch mit zwei Kondensatoren ausgerüstet ist;
Fig. 6: ein Stromstärke-Zeit-Graph der in Figur 5 dargestellten Vorrichtung (Zeitskala nicht maßstabgerecht):
Fig. 7: ein Schaltbild eine Vorrichtung, bei der die Schaltungen nach den Figuren 3 und 5 kombiniert sind:
Fig. 8: ein Stromstärke-Zeit-Graph der in Figur 7 dargestellten
Vorrichtung (Zeitskala nicht maßstabgerecht);
Fig. 9: eine perspektivische Ansicht einer einphasigen Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; 15
Fig. 10: eine gleiche Ansicht einer dreiphasigen Vorrichtung; und
Fig. 11: ein Schaltbild einer dreiphasigen Vorrichtung.
In Figur 1 ist mit 1 eine Wechselstromquelle bezeichnet. Dies kann ein gebräuchlicher Netzanschluß von 110, 220 oder mehr Volt sein. Die Wirksamkeit der Vorrichtung hängt von der durchfließenden Stromstärke ab. Die zur Erzielung der geünschten Stromstärke erforderliche Spannung hangt von dem Abstand der Elektroden in der Behandlungszelle, der Leitfähigkeit des Elektrolyten und der Natur des zu behandelnden Materials ab.
Eine typische Stromdichte beträgt 1,25 A/cm2 (Mittelwert) des zu behandelnden Materials. Der Wert kann sich ändern, wie nachstehend erläutert wird.
Die Behandlungszelle 2 ist typischerweise mit zwei parallel zueinander angeordneten Elektroden 3 und 4 ausgerüstet. Diese sind mit der Stromquelle 1 durch entgegengesetzt gepolte phasengesteuerte Stromrichter oder Thyristoren 5 und 6 verbunden.
In Figur 2 gibt die gestrichelte Sinuskurve 8 den Verlauf der Spannung der Stromquelle 1 während einer Periode an. Die ausgezogene Zackenlinie 9 gibt die Stromstärke an. Der Stromfluß ist auf eine kurze Zeitspanne, etwa 10% der Dauer einer jeden Halbwelle, begrenzt. Er wird durch eine verzögerte Triggerung der phasengesteuerten Stromrichter, beispielsweise durch eine Unijunction-Schaltung 13 eines Kippgenerators, eingeleitet. Eine derartige Schaltung ist bekannt und beispielsweise in dem "Tansistor Manual", General Electric, 7. Aufl. (1964), auf den Seiten 312 bis 316 beschrieben.
In Figur 2 ist die Zeitskala zwecks besserer Anschaulichkeit nicht maßstabgerecht dargestellt. In Wirklichkeit ist die Dauer des Stromflusses meist wesentlich kürzer.
Es ist wünschenswert, daß der gewählte Stromrichter den Strom innerhalb einer sehr kurzen Zeit, vorzugsweise innerhalb weniger MikrοSekunden, einschalten kann. Eine steil ansteigende Einschaltwellenfront ist zum Abtöten unerwünschter Organismen in dem Wirtsmaterial besonders wirksam.
Bei der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung sind die Bauteile 2, 3, 4, 5 und 6 die gleichen wie bei der Vorrichtung nach Figur 1. Die Stromquelle 1 wird jedoch durch Hochspannungsstromquellen 10 und 11 ergänzt. Diese liefern Gleichstrom und laden über Widerstände 15 und 16 Kondensatoren 12 und 14 auf. Die Zeitkonstanten dieser Widerstand-Kondensator-Kombinationen sind gleich und von einer solchen Größe, daß die Kondensatoren 50mal oder öfter pro Sekunde voll aufgeladen werden können. Die Kondensatoren haben gleiche Kapazitäten.
Es ist wünschenswert, daß die Dauer des Stromstärkeanstiegs durch die Entladung der Kondensatoren (einer zu einer Zeit) außerordentlich kurz ist. Die Induktanz von Kondensator, Stromrichter und Behandlungszelle muß daher möglichst klein sein. Dies wird durch Verwendung von Kondensatoren mit kleiner Induktanz gefördert. Eine Kapazität von 100 uF für jeden Kondensator ist zweckmäßig.
r- 10 ""-
Zusätzlich kann ein Impulsformer 33 zu der Behandlungszelle 2 in Reihe geschaltet werden, um die Geschwindigkeit der Stromstärkeänderung dl/dt zu erhöhen. Dadurch werden bessere Ergebnisse erzielt.
Ein Impulsformer ist besonders wirksam, wenn in dem Wirtsmaterial Luftblasen oder isolierende Stoffe vorhanden sind. Diese wirken als kapazitive Bereiche. Eine Fourieranalyse der Wellenfront zeigt, daß bei einer Erhöhung der Stromstärke-Änderungsgeschwindigkeit dl/dt die Energie bei hohen Frequenzen im allgemeinen höher ist. Dies ergibt eine gute Stromleitung durch die kapazitiven Bereiche. 10
Von den Stromquellen 10 und 11 können Betriebsspannungen von 1000 Volt und mehr erzeugt werden. Man beachte, daß sie mit den Kondensatoren in. entgegengesetzter Polarität verbunden sind.
Figur 4 zeigt den Verlauf der Stromstärke in Abhängigkeit von der Zeit.
Man beachte, daß die Stromstärkezacken außerordentlich spitz und von sehr kurzer Dauer sind. Die Dauer eines Arbeitstaktes beträgt typischerweise nur ein kleiner Buchteil eines Prozents.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird Wechselstrom verwendet, um eine Polarisierung und Abscheidungseffekte in der Zelle 2 zu vermeiden. Der positive und nagtive Stromfluß sind daher gleich.
Figur 5 zeigt eine Schaltung für eine verbesserte Ausführungsform der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung. Die Bauteile 1 bis 6 sind die gleichen wie die betreffenden Bauteile bei der Vorrichtung nach Figur 1 Die Bauteile 12' und 14' sind die gleichen wie die Bauteile 12 und 14 bei der Vorrichtung nach Figur 3.
Ein neues Bauteil ist eine Diode 18, typischerweise eine Halbleiterdiode, die zu leiten aufhört, wenn die Spannungskurve 8 in Figur 6 ihr Maximum durchläuft. Die Spitzenspannungsladung wird daher auf dem Kondensator 12* zurückgehalten, und die Stromstärkezacke 21 bei der Entladung ist der Spitzenspannung der Kurve 8 proportional. Wie in den
Figuren 1 und 2 fließt der Strom bei reduzierter Amplitude 9' weiter.
Die Diode 19 arbeitet in gleicher Weise mit dem Kondensator 14', jedoch mit entgegengesetzter Polarität zusammen und erzeugt die Stromstärkezacke 21'.
In Figur 7 sind die in den Figuren, 3 und 5 dargestellten Schaltungen kombiniert. Analog diesen Schaltungen werden Stromstärkezacken 22, 22' von großer Amplitude, aber entgegengesetzter Polarität gebildet, wie aus Figur 8 ersichtlich. Die reduzierte Stromstärke 9' kommt ebenfalls vor.
Bei der Vorrichtung nach Figur 7 ist eine gemeinsame Rückleitung 20 vorgesehen. '
Wie zuvor ermöglicht die Verwendung von Stromquellen 10', 11' die Erzeugung von Stromstärkezacken verhältnismäßig großer Amplitude. Gründe für die Entstehung großer und kleiner Stromstärke-Amplituden werden später angegeben. Wiederum kann ein Impulsformer 33 mit der Behandlungszelle in Reihe geschaltet werden, um die Geschwindigkeit der Strom-Stärkeänderung dl/dt zu erhöhen. Diese Impulsformer enthalten Induktionsspulen und Kondensatoren und sind aus der Technik der Stromquellen für Laser-Blitzröhren bekannt.
In Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht der Grundbauart einer Einphasen-Behandlungszelle 2 dargestellt. Sie hat die Form eines hohlen rechteckigen Parallelepipeds. In der Figur sind die beiden Enden als Phantome gezeichnet, so daß das Innere sichtbar ist.
Die Elektroden sind die gleichen, wie sie in den vorhergehenden Schaltbildern schematisch dargestellt worden sind. Die Elektroden sind normalerweise an den nebachbarten Innenflächen der Seiten des Parallelepipeds befestigt. Sie können jedoch auch näher zueinander bewegt werden, wenn der elektrische Innenwiderstand der Zelle hoch ist.
Die Zelle 2 ist mit einem Elektrolyten 24 gefüllt. Bei festem Wirtsmaterial, wie einem Schalentier 25, kann der Elektrolyt eine salzhaltige Flüssigkeit, wie Meerwasser, sein. Normalerweise können viele Gegenstände zur gleichzeitigen Behandlung zugegen sein; in Figur 9 ist zur besseren Anschaulichkeit nur einer dargestellt. . ' .■ ■ ' ■ ; ·' ' ■ ' ' . ' ■ ■ ' ' ■ Die Elektroden sind aus Werkstoffen geformt, die gegenüber den Elektrolyten und dem zu verarbeitenden Wirtsmaterial inert sind. Ein derartiger Werkstoff ist beispielsweise Kohle, die mit einem U-förmigen Kantenkontakt aus nichtrostendem Stahl versehen sein kann, an dem die Verbindungsleitungen angebracht werden. Andere geeignete Elektrodenwerkstoffe sind beispielsweise nichtrostender Stahl, Tantal und Titan.
Das zu behandelnde Wirtsmaterial kann partienweise in rechteckigen Körben eingesetzt werden. Diese Körbe sollten zur Erzielung bester Ergebnisse an den Seiten, die rechtwinklig zu den Elektroden angeordnet werden, nichtleitend und an den Seiten, die parallel zu den Behandlungselektroden der Zelle angeordnet werden, elektrisch leitend sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Behandlungszelle für eine mit Drei-Phasen-Strom arbeitende Vorrichtung ist in Figur 10 dargestellt. Ein Teil des Behälteraußenmantels 27 ist weggebrochen worden, um den inneren Aufbau veranschauliche zu können, und aus demselben Grunde ist das vordere Ende im Schnitt dargestellt.
Zweck einer mit Drei-Phasen-Strom arbeitenden Zelle ist es, drei Elektroden symmetrisch so anzuordnen, daß der zwischen den Elektroden fließende Strom im wesentlichen gleichmäßig über die Arbeitsflächen verteilt wird.
Bei der Vorrichtung nach Figur 10 nehmen segmentförmige Elektroden 28, 29, 30 viel von dem Raum des von dem Außenmantel 27 gebildeten Behälters ein. Dadurch können die Elektroden einander parallele Flächen darbieten. Dies ist eine typische Durchflußausführung. Der Elektrolyt und das zu behandelnde Material fließen durch jeden der drei Kanäle, wie von den Pfeilen in dem von dem weggebrochenen Behälterteilen freigelegten Kanal angedeutet.
Die Elektroden sind aus dem gleichen Werkstoff wie diejenigen der mit Einphasen-Wechselstrom arbeitenden Vorrichtung hergestellt.
Die mittlere zylindrische Fläche 31 besteht aus einem die Elektrizität nicht leitenden Material, wie einem Kunststoff oder einem glasierten keramischen Material. Dies verhindert eine Einströmung des Elektrolyten in den mittleren Bereich zwischen den Elektroden, wo sonst die Flußladungen höher als erwünscht sein würden.
Figur 11 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer mit Drei-Phasen-Strom arbeitenden Vorrichtung. Die Einheit 35 nimmt gebräuchlichen Drehstrom oder auch Mehrphasenstrom aus dem Netz auf und transformiert ihn auf eine höhere oder niedrigere Spannung, je nachdem welche für eine effektive Strombehandlung in der Zelle 27 erforderlich ist. Die Einheit 35 ist ganz allgemein als Transformator dargestellt, dessen Wicklungen im Dreieck oder im Stern geschaltet sein können; beide Schaltarten können angewendet werden. Der Trensformator trennt auch aus Sicherheitsgründen die Vorrichtung gemäß der Erfindung vom Netz.
Der Ausgang der Einheit 35 gelangt durch drei Leiter zur Steuerschaltung 36. Diese besteht aus drei getrennten Einphasen-Steuerschaltungen, wie sie in den Figuren 1, 3, 5 oder 7 dargestellt sind. Diese getrennten Schaltungen werden gemeinsam gesteuert, so daß jede der drei Phasen in der gleichen Weise reguliert wird.
Der Ausgang der Steuerschaltung 36 wird einzeln den Elektroden 28, 29 und 30 der Dreiphasen-Behandlungszelle 27 zugeleitet, um diese unter Strom zu setzen.
Die Schaltungen, die Vorrichtung und die Betriebsparameter der Erfindung töten die unerwünschten Organismen auf elektrischem Wege ab. Anders als bei bekannten Vorrichtungen werden Bakterien nicht zum Zerplatzen gebracht. Wichtig ist, daß das Zellgefüge des Wirtsmaterials durch die Behandlung gemäß der Erfindung nicht verändert wird. Dies wurde durch optische Mikroskopie festgestellt.
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Es ist selbstverständlich, daß eine wesentliche Veränderung des ZeIlgefüges unerwünscht ist, da sie den Wert des Wirtsmaterials als Nahrungsmittel herabsetzt.
Zahlreiche Stoffe können behandelt werden, darunter Schalentieren, Fische, Obst, Gemüse, Geflügel und Fleisch.
Der Hauptvorteil der Behandlung besteht darin, daß die Anzahl der Bakterien und anderen Organismen in dem Wirtsmaterial herabgesetzt und dadurch die Zeit bis zum Einsetzen des Verderbs sowie die Zeit davor, während der der ursprüngliche Geschmack erhalten bleibt, verlängert wird. Durch die Behandlung konnten bedeutende Verminderungen der Bakterienzahl erreicht werden.
Die beste Behandlungsmethode wurde in der Reihenfolge der in den Figuren dargestellten Schaltbilder entwickelt.
Das Erste war die Phasensteuerung. Als offenbar wurde, daß durch Erhöhung der Leitfähigkeit des Elektrolyten und die dadurch mögliche Verkürzung der der Durchleitintervalle der Sterilisierungseffekt wesentlich verstärkt werden kann, wurde der nächste Schritt unternommen.
Dies war die Impulsentladung. Bei ausreichender Kapazität der beiden Kondensatoren wurde ein sehr beträchtlicher Abtötungseffekt auf die Bakterienbesiendlung erzielt.
Ein dritter Schritt umfaßte die Impulsentladung mit anschließendem Leitungswinkel, wie bei 22 und 9' in Figur 8. Dies ergab einen maximalen Sterilisiereffekt bei minimaler Erwärmung des Materials.
Bei Benutzung der Vorrichtung nach Figur 1 wurden bei Garnelen folgende Ergebnisse erhalten:
Kontrollprobe 1 600 000 Bakterien/g
Durchschnitt behandelter Proben 201 250 Bakterien/g Bakteriologische Untersuchung durch ein unabhängiges Institut.
Bei Benutzung der Vorrichtung nach Figur 3 wurden bei Garnelen folgende Ergebnisse erhalten:
Kontrollprobe 2 000 000 Bakterien/g.
Durchschnitt behandelter Proben 150 000 Bakterien/g ' ' . . · .
Bei Benutzung der Vorrichtung nach Figur 5 oder 7 wurden bei Garnelen folgende Ergebnisse erhalten:
Kontrollprobe 350 000 000 Bakterien/g
Durchschnitt behandelter Proben 320 000 Bakterien/g
Desgleichen wurden bei Kammuscheln folgende Ergebnisse erhalten:
Kontrollprobe 40 000 Bakterien/g
Durchschnitt behandelter Proben Null* *An oder unterhalb der Nachweisgrenze
Es ist möglich, für jedes zu behandelnde Material einen Behandlungsplan aufzustellen. Dieser geht von dem zu behandelnden Material, seinem ursprünglichen Zustand, dem gewünschten Sterilisationsgrad und den Parametern der verwendeten Vorrichtung aus. Letztere schließen die verwendete Schaltung und die Form der Behandlungszelle ein. Es ist unwahrscheinlich, daß das Behandlungsverfahren während der Behandlung eines gegebenen Wirtsmaterials geändert werden muß.
Bestimmte Beispiele von Parametern, die zu den vorstehend aufgeführten Versuchsergebnissen führten, können angegeben werden.
Bei Benutzung der Schaltung nach Figur 5 und der Zelle nach Figur betrug die Stromstärke 1,5 A/cm2 (Effektivwert) mit einem Spitzenwert von 60 A/cm2. Die Behandlungszeit betrug etwa 30 s. Elektrolyt war Meerwasser; der Elektrodenabstand betrug 7 cm.
Bei der Behandlung der Kammuscheln waren die Parameter die gleichen.
■ . . ■■■.·. ■ · ' · ■ ' \
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Es wurde festgestellt, daß ein lebender Hummer elektrisch getötet und gleichzeitig die Bakterienzahl vermindert werden kann. Dies ist eine schnelle, wirksame und humane Behandlungsmethode, im Gegensatz zu der Verwendung von kochendem Wasser.
Die Erfindung ist wirksam bei der Behandlung von Material, das pathogene vielzellige Organsmen enthält.
In bestimmten rohen Fischen können beispielsweise Organismen vorkommen, die beim Verzehr durch den Menschen sehr schädlich sein können. Einer davon ist der Dibothriocephalus latus, ein Wurm, der im Weißfisch gefunden wurde.
Eine andere Infektionsquelle ist trichinenverseuchtes Schweinefleisch, das beim Menschen Trichinose hervorruft.
Wie vorstehend dargelegt, ermöglicht die Verwendung eines Wechselstroms mit kurzen Anstiegzeiten einen Stromdurchgang durch Hohlräume im Wirtsmaterial und durch die Schalen von Schalentieren. Diese sind im elektric sehen Sinne Kondensatoren, die von einem Wechselstrom leicht durchflossen werden.
Als Alternative zu Meerwasser als Elektrolyt kann gewöhnliches Leitungswasser verwendet werden. Die Leitfähigkeit des Leitungswassers kann, falls erforderlich, durch den Zusatz bestimmter Mengen ionisierbarer Salze oder auch saurer oder basischer Chemikalien erhöht werden.
Zur Erzielung einer maximalen Wirkung muß die Leitfähigkeit des Elektrolyten etwas geringer als diejenige des zu behandelnden Wirtsmaterials sein. Dadurch wird eine Konzentrierung des Stromdurchgangs auf das Wirtsmaterial erreicht.
Bei der Anwendung der Erfindung ist zu beachten, daß die Behandlungszeit um so kürzer ist, je größer die Amplitude der Stromstärke ist. Falls ein geringerer Sterilisationsgrad gewünscht wird, kann dieser durch eine Verkürzung der Behandlungszeit oder Verminderung der Stromstärkeamplitude erreicht werden.
Hinsichtlich der Spannung gilt, daß je größer der Abstand der Elektroden voneinander und/oder je geringer die Leitfähigkeit des Elektrolyten ist, um so höher muß die Spannung sein, um einen vorgegebenen Stromdurchfluß zu erhalten.
Die Bezeichnung "Organismus" wird hierin als Gattungsbegriff verwendet. Sie umfaßt Bakterien, Hefen, Viren,, Parasitenwürmer, Insektenlarven und -eier sowie Bakteriensporen. Im großen und ganzen wird jeder lebende Organismus in dem Wirtsmaterial den Stromstößen ausgesetzt und elektrisch getötet.
Ein wesentlicher Teil dieser Erfindung ist das Konzept der Phasensteuerung, das heißt, die Leitung eines Stromstoßes durch das Wirtsmaterial während eines nur sehr kurzen Teils einer jeden Halbwelle des ankommenden Wechselstroms. Dies ist in Figur 2 veranschaulicht.
Durch zusätzliche Irnpulsentladungen von Kondensatoren, wie den Kondensatoren 12 und 14 in Figur 3, kann die Abtötungswirkung auf unerwünschte Organismen erhöht und gleichzeitig der Energieverbrauch vermindert werden. Man beachte Figur 4.
Es wurde festgestellt, daß eine Kombination der beiden Stromstärke-Wellenformen zu einer höheren Abtötungswirkung als jede für sich führt. Dies wird durch die in Figur 5 dargestellte Vorrichtung erreicht und durch die in Figur 6 dargestellten Wellenformen mit den Teilen 21 und 9' veranschaulicht. Wenn eine stärkere Abtötungswirkung erforderlich ist, wird die Vorrichtung nach Figur 7 mit der Wellenform nach Figur 8 verwendet. Die Stromstärkezacke 22 hat eine größere Amplitude als diejenige in Figur 6.

Claims (14)

  1. COHAUSZ & FLORACK
    PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-40O0 DÜSSELDORF!
    Telefon:(0211)683346 Telex:08586513 copd
    PATENTANWÄLTE:
    Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. O. H. WERNER
    26.08.1983
    Patentanspruch e
    (1.!Verfahren zum Abtöten von Organismen in einem Wirtsmaterial, d a d u r c h gekennzeichnet , daß
    a) das Wirtsmaterial in eine elektrisch leitende Flüssigkeit eingetaucht,
    b) ein elektrischer Strom in Form aufeinanderfolgender starker Stromstöße von entgegengesetzter elektrischer Polarität von jeweils einer Dauer im Mikrosekundenbereich und einer Wiederholungsfrequenz von mehr als 50 Stromstößen je Sekunde durch das Wirtsmaterial und die Flüssigkeit geleitet und
    c) die Stromdurchleitung während einer Zeitspanne bis zu mehreren Sekunden fortgesetzt wird.
  2. 2. Vorrichtung zum Abtöten von Organismen in einem Wirtsmaterial nach, dem Verfahren des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch
    a) einen die Elektrizität nicht leitenden Behälter (2, 27) zur Aufnähme des Wirtsmaterials (25),
    b) eine elektrisch leitende Flüssigkeit (24) in dem Behälter (2, 27), die das Wirtsmaterial (25) umgibt,
    c) Elektroden (3, 4; 28, 29, 30), die symmetrisch in dem Behälter (2, 27) angeordnet und mit der Flüssigkeit in Berührung stehen,
    242
    U /'-
    und
    d) eine mit den Elektroden (3, 4; 28, 29, 30) verbundene Stromquelle (1, 5, 6, 13 usw.), die kurze, aufeinanderfolgende Stromstoße von entgegengesetzter Polarität liefert.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrisch leitenden Flüssigkeit Leitungswasser ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrisch leitenden Flüssigkeit Meerwasser ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden (3, 4; 28—30) voneinander den gleichen Abstand haben.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstöße liefernde Stromquelle aus
    a) einer Wechselstromquelle (1),
    b) zwei entgegengesetzt gepolten und mit der Wechselstromquelle (1) verbundenen Thyristoren (5, 6),
    c) einer Verbindungsleitung von beiden Thyristoren (5, 6) zu einer Elektrode (3) und
    d) einer Verbindungsleitung von der anderen Elektrode (4) zu der Wechselstromquelle (1)
    besteht. 35
    3153G67
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie noch einen oszillierenden Trigger (13) aufweist, der mit jedem der beiden Thyristoren (5, 6) verbunden ist und jeden Thyristor nahe dem Ende einer jeden Halbwelle des von der Wechselstromquelle (1) gelieferten Stromes leitend triggert.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oszillierende Trigger (13) einen Unijunction-Kippgenerator aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromstöße liefernde Stromquelle aus
    a) einer Wechselstromquelle (1),
    b) zwei entgegengesetzt gepolten Thyristoren (5, 6), die mit der Wechselstromquelle (1) durch gleichgepolte Dioden (18, 19) verbunden sind, und
    c) zwei Kondensatoren (121, 14'), die mit den Thyristoren (5, 6) und über diese Thyristoren mit den Elektroden (3, 4) verbunden sind,
    besteht.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Stromstöße liefernde Stromquelle aus
    30
    a) zwei entgegengesetzt gepolten Gleichstromquellen (10, 11),
    b) je einem mit den Gleichstromquellen (10, 11) getrennt parallel geschalteten Kondensatoren (12, 14),
    c) entgegengesetzt gepolten Thyristoren (5, 6), die mit den Kondensatoren /12, 14) und einer Elektrode (3) verbunden sind, und
    d) einer Rückleitung (20), die die andere Elektrode (4) mit den Gleichstromquellen (10, 11) verbindet.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß sie ferner noch
    a) je eine Diode (18, 19), die jeweils mit einem der entgegengesetzt gepolten Thyristoren (5, 6) in der gleichen Polarität wie der betreffenden Thyristor verbunden ist, und
    b) eine Wechselstromquelle (1), die mit den beiden Dioden (18, 19) und der Rückleitung (20) verbunden ist,
    aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Stromstöße liefernde Stromquelle einen Impulsformer (33) zwischen der Stromquelle (5, 6 usw.) und den Elektroden (3, 4) zur Erhöhung der Änderungsgeschwindigkeit der Stromstärke (dl/dt) der von der Stromquelle gelieferten Stromstöße aufweist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter aus
    a) einem zylindrischen Außenmantel (27),
    30
    b) mehreren innerhalb des Außenmantels (27) unter gleichem Abstand angeordneten, ausgedehnten Elektroden (28, 29, 30) und
    c) einem Verbindungsleiter von jeder Elektrode zu einer Phase einer mehrphasigen Stromquelle (35, 36) besteht.
    1
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstöße liefernde Stromquelle aus
    a) einer mehrphasigen Wechselstrpmquelle (35), 5 . ' -. ' ■ ' '
    b) mehreren Steuerschaltungen (36), die jeweils mit einer Phase der mehrphasigen Stromquelle (3-5) verbunden sind, und
    c) einer Verbindungsleitung von jeder Steuerschaltung (36) zu einer 10 jeden Elektrode (28, 29, 30) in einem mehrere Elektroden enthaltenden Behälter (27)
    besteht. 15
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