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Verfahren zum Entkeimen von Sand, Kies und dgl.
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und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Entkeimen von Sand, Kies und dgl. und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Sand, Kies und dgl., wie es insbesondere für Sandspielsplätze für
Kinder, Aquarien, Terrarien und dgl. verwendet wird, ist nicht keimfrei. Der Sand,
Kies und dgl. wird meist im nächstgelegenen Sand-oder Kieswerk abgebaut und unbehandelt
seinem Verwendungszweck zugeführt. Die Verunreinigung hängt dabei vielfach von der
Verunreinigung des Grundwassers und des fließenden Wassers durch die Abwässer von
Kläranlagen ab.
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Es wurde beobachtet, daß bei Verwendung nicht keimfreien Sandes, Kieses
und dgl. in einem Aquarium schon nach kurzer Zeit das Leben im Aquarium erlosch.
Bei der Verwendung von nicht keimfreiem Sand, Kies und dgl. auf Kinder-Sandspielplätzen
wurde festgestellt, daß besonders im Frühjahr und Sommer Kinder öfters an Hautausschlag
und Durchfall erkranken, wenn sie sich mit Keimen aus dem Sand, Kies und dgl.
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von Sandspielplätzen infizieren. Entsprechende Keime wurden bei Untersuchungen
nachgewiesen.
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Keime kommen aber auch nach der Einbringung des Sandes, Kieses und
dgl. noch hinzu. So ist bei Sandspielplätzen mit Spielkästen aus Holz damit zu rechnen,
daß das Holz mit der Feuchtigkeit zu faulen beginnt und Pilze ansetzt. Ist der Spiel
kasten ohne Drainage, dann bleibt das Regenwasser stehen, was zu weiterer Bildung
von Keimen führt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Entkeimen von Sand,
Kies und dgl., sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen,
die eine Entkeimung des Sandes, Kieses und dgl. vor der Verwendung auf einfache
Weise ermöglicht und zudem die Möglichkeit bietet, die Entkeimung von Zeit zu Zeit
in derselben einfachen Weise zu wiederholen.
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Das Verfahren zum Entkeimen von Sand, Kies und dgl. ist nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß der Sand, Kies und dgl. in einen druckfest verschließbaren
Behälter eingebracht wird, der mit einem Dampfeinlaß und einem Dampfauslaß versehen
ist, daß bei druckfest verschlossenem Behälter und geöffnetem Dampfablaß über den
Dampfeinlaß Dampf eines Dampferzeugers, vorzugsweise eines Wasserdampferzeugers,
eingeleitet wird, bis der Sand, Kies und dgl. auf etwa 160° bis 200° C erwärmt ist,
daß nach dem Erreichen dieser Temperatur bei geschlossenem Dampfablaß ein Druck
im Behälter von etwa 10 bar aufgebaut und nach Erreichen dieses Druckes der Dampfeinlaß
geschlossen wird, daß der Behälter eine vorgegebene Zeit unter diesem Druck gehalten
wird und daß nach dieser Zeit der entkeimte Sand, Kies und dgl. durch öffnen einer
vorzugsweise im Boden des Behälters angeordneten Auslaßöffnung aus dem Behälter
entnommen wird.
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Mit diesen Verfahrensschritten wird eine vollständige Entkeimung des
Sandes, Kieses und dgl. erreicht. Die angegebene Temperatur des
Dampfes
ist zur Entkeimung erforderlich, wobei die Erwärmung des in den Behälter eingebrachten
Sandes, Kieses und dgl. bei geöffnetem Dampfablaß erfolgt, um eine gleichmäßige
Erwärmung des gesamten Behälterinhaltes zu erreichen. Der anschließende Druckaufbau
hält die Temperatur aufrecht und die Zeit des Anstehens des Druckes ist auf die
für die vollständige Entkeimung, d.h. Abtötung der Keime, erforderliche Zeit abgestimmt.
Nach diesen Behandlungsschritten kann der entkeimte Sand, Kies und dgl. aus dem
Behälter entnommen werden.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einfacher konstruktiver
Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter im Bereich des Bodens
mit einem Auslaufstutzen mit Verschlußteil und einem Dampfeinlaßstutzen mit Absperrventil
versehen ist, daß der Behälter im Bereich der oberen Abschlußwand einen mittels
eines Deckels druckfest verschließbaren Einfüllstutzen und einen Dampfablaßstutzen
mit Absperrventil aufweist, daß an der oberen Abschlußwand des Behälters zusätzlich
ein Druckmesser und ein Temperaturmeßgerät angebracht sind und daß der Dampfeinlaßstutzen
mit dem Ausgang eines an sich bekannten Dampferzeugers verbunden ist.
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Ein druckdichter Verschluß der Auslauföffnung wird nach einer Ausgestaltung
dadurch erreicht, daß der Auslaufstutzen eine sich konisch verjüngende Auslauföffnung
aufweist,die mittels eines an die konische Form der Auslaßöffnung angepaßtes Verschlußteil
verschlossen ist, das durch Verstellen in Richtung zum Behälterinnenraum in die
öffnungsstellung bringbar ist. Der im Behälter aufgebaute Druck hält das Verschlußteil
in der Schließstellung.
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Um die Auslauföffnung freigeben zu können, sieht eine weitere Ausgestaltung
vor, daß das Verschlußteil mit einem Zugelement verbunden ist, welches mittels einer
im Deckel des Einfüllstutzens angeordneten Stelleinrichtung verstellbar ist. Dabei
kann die Auslegung vorteilhafterweise
so sein, daß die Stelleinrichtung
als Stellspindel ausgebildet ist, die mit dem Zugelement des Verschlußteiles verbunden
und in einem Stellgewinde des Deckels verdrehbar ist und daß die Stellspindel mittels
eines Stellrades verdrehbar ist, welches drehfest mit dem aus dem Deckel ragenden
Ende der Stellspindel verbunden ist. Mit dieser Stelleinrichtung kann das Verschlußteil
leicht in die Öffnungsstellung gebracht werden. Es ist dabei aber unerlässlich,
daß die Stelleinrichtung druckfest abgedichtet in dem Deckel des Einfüllstutzens
gelagert und verstellbar ist, damit der Druckaufbau im Behälter nicht beeinträchtigt
wird.
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Der in den Behälter einströmende Dampf muß sich gleichmäßig in dem
Innenraum des Behälters verteilen, um eine gleichmäßige Erwärmung des eingebrachten
Sandes, Kieses und dgl. zu erreichen. Dazu ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen,
daß der Dampfeinlaßstutzen in den Behälterinnenraum ragt und am Ende mittels einer
Verteilerdüse oder dgl. abgeschlossen ist.
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Um den Behälter mit handelsüblichen Druckschläuchen mit dem Dampferzeuger
verbinden zu können, sieht eine Weiterbildung vor, daß der Dampfeinlaßstutzen vor
dem Absperrventil und der Dampfablaßstutzen nach dem Absperrventil mit Kupplungselementen
für einen Druckschlauch oder dgl. versehen sind. An den Dampfablaßstutzen kann dann
auch eine Drucklanze angekoppelt werden, die zum Ausspülen des Sandes, Kieses und
dgl. aus dem Behälter verwendet werden kann. Die Drucklanze kann dabei über den
geöffneten Einfüllstutzen in den Behälter eingeführt werden.
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Um die Temperatur des Behälterinhaltes richtig erfassen zu können,
kann nach weiteren Ausgestaltungen vorgesehen sein, daß das Temperaturmeßgerät
mit
einem Meßfühler versehen ist, der etwa in der Mitte des Behälterinnenraumes angeordnet
ist, oder daß das Temperaturmeßgerät mittels eines Aufnahmerohres etwa mit der Mitte
des Behälterinnenraumes in Verbindung steht.
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Die Vorrichtung kann nach einer Weiterbildung durch Verbinden des
Behälters mit einem an sich bekannten Dampferzeuger zu einer Einheit zusammengefaßt
werden. Ist dabei vorgesehen, daß die Einheit auf einem selbstfahrenden Fahrzeug
befestigt ist, dann läßt sich auch der Sand, Kies und dgl. am Verwendungsort jederzeit
wieder entkeimen.
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Das Einbringen des Sandes, Kieses und dgl. in den Behälter und das
Entleeren des Behälters lassen sich nach einer weiteren Ausgestaltung dadurch erleichtern,
daß der Einheit ein Förderband zugeordnet ist, das wahlweise zum Einfüllen des Sandes,
Kieses und dgl. in den Behälter über den Einfüllstutzen oder zum Abtransport des
aus dem Auslaufstutzen des Behälters entnommenen Sandes, Kieses und dgl. verwendbar
ist.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
für einen Behälter der Vorrichtung näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt den druckfest verschließbaren Behälter 10, der
im Bereich seiner oberen Abschlußwand einen Einfüllstutzen 19 aufweist, der mit
einem Befestigungsflansch 20 abgeschlossen ist. Mit diesem Befestigungsflansch 20
wird der Deckel 21 dicht und druckfest verschraubt, sobald der zu entkeimende Sand,
Kies und dgl. in den Behälter 10 eingebracht ist. Dabei ist der Auslaufstutzen 11
geschlossen.
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Die konische Auslauföffnung 12 des Auslaufstutzens 11 ist mittels
eines
Verschlußteils 13 geschlossen, welches an den Querschnitt der Auslauföffnung 12
angepaßt ist. Das Verschlußteil 13 ist mit einem Zugelement 14 verbunden, mit dem
es in den Behälterinnenraum verstellt werden kann, um die Auslauföffnung 12 zum
Entleeren des Behälters 10 freizugeben. Diese Verstellung des Verschlußteiles 13
wird mittels einer im Deckel 21 angeordneten Stelleinrichtung vollzogen.
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Im einfachsten Fall kann die Stelleinrichtung als Stellspindel ausgebildet
sein, die mit dem Zugelement 14 verbunden ist und in einem Stellgewinde des Deckels
21 verstellt werden kann. Die Verdrehung der Stellspindel kann mit einem Stellrad
22 erfolgen, das drehfest mit dem aus dem Deckel 21 ragenden Ende der Stellspindel
verbunden ist.
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Selbstverständlich kann die Stelleinrichtung auch anders ausgebildet
sein. Wesentlich ist nur die Stellrichtung und eine entsprechende Übersetzung, um
das Verschlußteil 13 leicht manuell bewegen zu können.
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Außerdem muß die Stelleinrichtung im Deckel 21 abgedichtet sein.
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Der Behälter 10 trägt am Boden außerdem Lagerböcke 16 und 18, welche
mit Befestigungsschienen 15 und 17 verbunden sind. Der Behälter 10 kann darüber
stationär aufgestellt oder auf einem selbstfahndc-'n Fahrzeug montiert werden. Dies
hängt von dem stationären oder mobilen Einsatz der Vorrichtung ab. Dabei kann ein
handelsüblicher Dampferzeuger mit diesem Behälter 10 zu einer Einheit zusammEngebaut
werden.
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Dem Behälter 10 kann ein handelsübliches Förderband oder dgl. zugeordnet
werden, das wahlweise zum Füllen des Behälters und zur1 Entleeren des Behälters
verwendet werden kann. Dabei ist ein Förderband oder dgl. mit Drehrichtungsumkehr
eingesetzt, so daß über das Obertrum einmal der Sand, Kies und dgl. dem Einfüllstutzen
19 zugeführt und zum anderen der aus dem Auslaufstutzen 11 auslaufende Sand, Kies
und dgl. auf dem Obertrum abtransportiert werner; kann.
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Am Boden des Behälters 10 ist ein Dampfeinlaßstutzen 28 mit Absperrventil
29 angebracht, der vor dem Absperrventil 29 als Kupplungse!ement 30 für einen Druckschlauch
ausgebildet ist. Der Druckschlauch verbindet den Ausgang des Dampferzeugers mit
diesem Dampfeinlaß. Der Dampfeinlaßstutzen 28 ragt in den Behälterinnenraum und
ist mittels einer Verteilerdüse oder dgl. abgeschlossen, die den zugeführten Dampf
gleichmäßig in dem Behälterinnenraum verteilt.
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In der oberen Abschlußwand ist ein Dampfablaßstutzen 31 mit Absperrventil
32 angebracht, der nach dem Absperrventil 32 als Kupplungselement 33 ausgebildet
ist. An diesem Kupplungselement: 33 kann mittels eines Druckschlauches eine Drucklanze
anschließen, mit der der Behälter 10 ausgeblasen werden kann. Außerdem ist an der
oberen Abschlußwand des Behälters 10 ein Druckmesser 24 angebracht, der über das
Anschlußrohr 23 mit dem Behälterinner:raum in Verbindung steht.
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Schließlich ist an der oberen Abschlußwand des Behälters 10 noch ein
Temperaturmeßgerät 27 angebracht, das über ein Aufnahmerohr 25 mit einem am Ende
dieses angebrachten Meßfühlers 26 in Verbindung steht, damit die Temperatur etwa
in der Mitte des Behälterinnenraumes erfaßt wird. Die Temperatur kann auch mittels
einer anderen Temperaturmeßeinrichtung erfaßt werden, wesentlich ist nur, daß die
Temperatur etwa in der Mitte des Behälterinnenraumes gemessen wird Mit der vorstehend
beschriebenen Vorrichtung kann Sand, Kies und dgl.
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nach folgendem Verfahren entkeimt werden: Bei geschlossenem Auslaufstutzen
11 und geöffnetem Einfüllstutzen 19 wird mittels des Förderbandes oder dgl. der
zu entkeimende Sand, Kies und dgl. in den Behälter 10 eingefüllt. Danach wird der
Einfüllstutzen
19 mit dem Deckel 21 verschlossen. Bei geöffneten
Absperrventilen 29 und 32 wird dem Behälter 10 solange Dampf zugeführt, bis das
Temperaturmeßgerät 27 eine Temperatur von etwa 1600 bis 2000 C anzeigt. Dann wird
das Absperrventil 32 geschlossen und weiterhin Dampf zugeführt, bis der Druckmesser
24 einen Druck von etwa 10 bar anzeigt. Ist dieser Druck erreicht, dann wird auch
das Absperrventil 29 geschlossen. Der Behälterinhalt verbleibt dann eine vorgegebene
Zeit unter dieser Temperatur und diesem Druck. Diese Zeit ist an die Abtötungszeit
der Keime angepaßt und beträgt etwa 5 bis 15 Minuten. Danach wird das Absperrventil
32 des Dampfablasses geöffnet und der Auslaufstutzen 11 geöffnet. Der entkeimte
Sand, Kies und dgl., der aus dem Auslaufstutzen 11 rinnt, wird mittels des Förderbandes
oder dgl.
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weiter transportiert bzw. weiter geleitet.
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Dabei kann mit einer an den Dampfablaß angekoppelten Drucklanze der
Behälter 10 ausgeblasen und gereinigt werden, so daß er für die Entkeimung einer
weiteren Charge zur Verfügung steht.
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Mit der Vorrichtung wurde in einem Versuch Spiel sand (Flußsand) nach
dem Verfahren der Erfindung entkeimt. Der Spielsand wurde dabei mit Bakterien so
kontaminiert, daß 1 gr. Sand etwa 108 Keime enthielt.
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Als Testkeime wurden verwendet: Escherichia coli ATCC 11229 Streptococcus
faecalis ATCC 6057 Staphylococcus aurens ATCC 6538 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442
Bacillus stearothermophilus ATCC 7943
Nach einer Sterilisationszeit
von 10 Minuten bei einer Temperatur von 1800 C und einem Druck von 10 bar wurde
der so entkeimte Spiel sand anschließend einer Bebrutung über 7 Tage in Caseinpepton
- Sojabohnenmehlpepton - Bouillon ausgesetzt. Danach wurden sämtliche Bouillons
auf feste Nährböden überimpft, um eventuell'noch vorhandene vermehrungsfähige Keime
nachzuweisen. Dabei ergab sich, daß in dem entkeimten Spielsand kein Testkeim mehr
nachgewiesen werden konnte. Der Spielsand war nach Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung vollkommen keimfrei.
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