DE4112459A1 - Verfahren und einrichtung zur erzeugung von definierten ionisierten gasen bzw. gasgemischen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Gasen beziehungsweise von Gasgemischen sowie ihre Anwendung.

Es ist bereits eine Ionisationskammer für die Ionisation von gasförmigen Sauerstoff, insbesondere von med. Sauerstoff, mit einem Gehäuse mit einer Zuströmöffnung und einer Abströmöff­ nung für den Sauerstoff und zwei im Gehäuse angeordneten Elektroden, einer Anode und einer Kathode, wobei die zwischen Anode und Kathode anstehende Spannung vorzugsweise eine Gleichspannung ist, bekannt geworden (DE-OS 35 01 356), bei der die Kathode und die Anode im wesentlichen quer zur Strö­ mungsrichtung des Sauerstoffes verlaufend und in Strömungs­ richtung des Sauerstoffes hintereinander angeordnet sind.

Dieser sowie weiteren bekannten Lösungen ist es gemeinsam, daß eine Erzeugung vorher definierter aktiver Produkte der Ionisation nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit denen die Reduzierung oder die Oxidierung von gewissen chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane im Rahmen einer Erzeu­ gung definierter aktiver Produkte der Ionisation sowie von weiteren nicht gasförmigen erzeugten Verbindungen, ihrer Wech­ selwirkung mit chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane und eine Untersuchung ihrer physikalisch - chemischen Eigenschaften möglich ist sowie Anwendungsmöglich­ keiten zur Einwirkung dieser definierten Produkte aufzuzei­ gen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Er­ zeugung von definierten ionisierten Gasen bzw. von Gasgemi­ schen, bei dem die Ionisierung in einem homogenen gasförmigen Milieu, z. B. Sauerstoff oder Stickstoff oder in einem Gasge­ misch stattfindet dadurch gelöst, dar daß zu ionisierende Gas oder Gasgemisch dosiert einem Vorratsbehälter entnommen, durch eine Wärmequelle vorgewärmt, anschließend der Ionisati­ onseinrichtung unterschiedlicher Konfiguration zugeführt wird. Danach werden die entstehenden Ionisationsprodukte durch die Reduzierung oder die Oxidierung von gewissen chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane quan­ titativ und qualitativ bestimmt und danach zielgerichtet das gewünschte Ionisationsprodukt, z. B. Sauerstoff-Anionenradikal, hydratiertes Elektron oder Wasserstoffperoxid, durch Verände­ rung der Parameter eingestellt wird und daß anschließend die Behandlung der Objekte erfolgt.

Vorzugsweise erfolgt durch eine Veränderung des Gasstromes, d. h. der Durchflußmenge, eine Beeinflussung des zu bildenden Ionisationsproduktes.

Es ist aber auch möglich, daß über eine Veränderung des Gas­ milieus eine Beeinflussung des zu bildenden Ionisationspro­ duktes erfolgt.

Die Bildung des Sauerstoff-Anionenradikals hängt von der Durchflußmenge des Gases durch die Ionisationseinrichtung ab.

Das Verfahren sieht weiterhin vor, daß die Vorwärmung des zu aktivierenden Gases oder Gasgemisches differenziert je nach Anwendungszweck erfolgt.

Ein mögliches Anwendungsgebiet des Verfahrens ist die Steri­ lisation. Für Sterilisationszwecke wird das zu aktivierende Gas oder Gasgemisch vorzugsweise auf 90°C vorgewärmt.

Sofern jedoch das Verfahren zur Inhalation verwendet wird, welches ebenfalls ein Anwendungsgebiet darstellt, erfolgt die Vorwärmung des Gases auf eine für Inhalationszwecke angenehme Temperatur.

Das Verfahren wird beispielsweise auch zur Sterilisation von Nahrungsmitteln incl. von Verpackungsbehältern angewendet.

Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Sterilisa­ tion von medizinischen und zahnmedizinischen Instrumenten, von medizinischen Arbeitsplätzen sowie von Hohlkörpern, die z.B in der Medizin benutzt werden. Somit können auch z. B. Ope­ rationstische vor Ort sterilisiert werden.

Das Verfahren ist ebenfalls zur Sterilisation des Gasmilieus bei der Produktion von Kosmetika anwendbar.

Grundsätzlich ist das Verfahren zur Sterilisation von orga­ nischem Material, das durch Einwirkung von Mikroorganismen in seinen Gebrauchswerteigenschaften beeinträchtigt wird, an­ wendbar.

Das Verfahren ist weiterhin anwendbar zur Einwirkung auf le­ bende Organismen, Gewebe, Zellen und Viren.

Schließlich ist das Verfahren auch zur Einwirkung auf chemi­ sche Verbindungen sowie zur Bestimmung der Konzentration der aktiv wirkenden Produkte anwendbar.

Das Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, daß es mit einer Spannung von einer Hochspannungsquelle unter 10 kV bei der Stickstoffionisation betrieben wird.

Bei Verwendung einer Kohlenstoffaser als Elektrode bei der Sterilisierung in Stickstoffatmosphäre beträgt die Spannung 8 bis 12 kV.

Bei der Sauerstoffionisation wird das Verfahren mit einer Spannung von einer Hochspannungsquelle von mindestens 3 kV betrieben.

Das Verfahren eröffnet in seiner Komplexität, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung definierter ionisierter Gase bzw. Gasgemische ein neues breites Anwendungsspektrum. Es bietet damit die Möglichkeit, ein ganz spezielles für den je­ weiligen Anwendungszweck aktiviertes Gas bzw. Gasgemisch be­ reitzustellen.

Dabei betrifft diese Lösung ein prinzipiell neues Verfahren zur quantitativen und qualitativen Bestimmung der aktiv wir­ kenden Produkte.

Die Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Ga­ sen bzw. von Gasgemischen zeichnet sich erfindungsgemäß da­ durch aus, daß sie die Form einer Haube aufweist, die aus nicht elektrisierenden Material besteht, an deren oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen ist. In diese Öffnung ist dichtend ein gasführendes und stromleiten­ des zylindrisch ausgebildetes Rohr eingepaßt, welches an sei­ nem in die Haube eintauchenden Ende mit einer Elektrode ver­ sehen ist. An der Außenwand des Rohres ist eine Klemme für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle vorgesehen. An der der Haube abgewandten Seite ist das Rohrstück mit einem Stutzen für den Anschluß an eine Gasleitung versehen. Die Haube weist an ihrer Oberseite eine ventilbetätigte Öffnung auf, vorzugs­ weise zum Ablassen von überschüssigem Gas bzw. Gasgemisch. Seitlich in der Wandung der Haube ist eine Kanüle dichtend eingepaßt. Die obere Haube ist mit einem ebenfalls als Haube ausgebildeten Unterteil dichtend verbindbar. Im Bo­ den der unteren Haube ist zentrisch eine Anode angeordnet, die mit einem elektromagnetischen Mischer korrespondiert.

Die Anode ist mit einem Strommesser verbunden, wobei dieser an Massepotential anliegt. Die untere Haube ist in einer thermo­ stationären Hülle angeordnet. In der Seitenwand der unteren Haube ist ebenfalls eine Kanüle dichtend angeordnet.

Die in der oberen Haube vorgesehene Kanüle dient zum Ein­ spritzen bzw. zum Absaugen von Gas oder Gasgemischen. Hingegen dient die in der unteren Haube angeordnete Kanüle ausschließ­ lich zur Entnahme der zu untersuchenden Produkte bzw. zur Einführung von Reaktanten.

Die vorstehend beschriebene Lösung ist vorzugsweise zur An­ wendung in Labors für wissenschaftliche Untersuchungen sowie zur Analyse der erzeugten Produkte geeignet.

Die in der unteren Haube aus einem Metall vorgesehene Anode kann vorteilhafterweise als Platte ausgebildet sein. Sie kann z.B aus Platin oder Gold bestehen.

Als vorteilhafte Ausgestaltung ist zwischen der oberen und der unteren Haube ein Filter in Form einer porigen Membrane angeordnet, welches zur Anreicherung von Reaktionsprodukten, der Bestimmung der Konzentration der erzeugten aktiven Pro­ dukte oder der zu untersuchenden Objekte dient. Dieses Filter wird im allgemeinen als Fängermembrane bezeichnet.

Die Erzeugung aktiver Gasionisationsprodukte erfolgt in der oberen Haube, wobei das zu behandelnde Objekt sich sowohl auf der angeordneten Filterfläche als auch in einer Lösung sich befinden kann.

Für die allgemeine Anwendung der Ionisationseinrichtung ist eine einfache Konstruktion derselben möglich.

Diese einfache Konstruktion einer Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Gasen bzw. von Gasgemischen zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Einrich­ tung die Form einer Haube aufweist, an deren oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen ist. In diese Öffnung ist ein gasführendes und stromleitendes zylindrisch ausgebildetes Rohr dichtend eingepaßt. Das Rohr ist an seinem in die Haube eintauchenden Ende mit einer Elektrode versehen. An der Außenwandung des Rohres ist eine Klemme für den An­ schluß an eine Hochspannungsquelle vorgesehen.

Ferner weist das Rohrstück an der der Haube abgewandten Seite einen Stutzen für den Anschluß an eine Gasleitung auf.

Die in dem hohlen gasführenden und stromleitenden zylindri­ schen Körper, der z. B. ein Rohr sein kann, angeordnete Elek­ trode kann eine unterschiedliche Ausbildung sowie eine spezi­ elle Anordnung aufweisen.

Denkbar ist zum Beispiel die Form einer Metallspitze, wobei als Metall Platin, Gold, Kupfer u. a. einsetzbar sind.

In einer Modifizierung dieser Lösung ist es möglich, die Elektrode als Drahtgitter im Rohr angeordnet auszubilden, wo­ bei das Drahtgitter durch einen Draht der in parallelen Ebe­ nen winkelverschoben im Rohr angeordnet ist, gebildet wird.

Eine weitere Modifizierung der Elektrode sieht deren Ausbil­ dung als engmaschiges Metallnetz im Rohr vor.

Dabei liegt der Durchmesser des Drahtes, der das Drahtgitter bzw. das Metallnetz bildet, im Bereich zwischen 0,3 und 0,05 mm.

Vorteilhafterweise sind die Draht- bzw. die Netzabschnitte, die ein Elektrodensystem bilden, unter einem bestimmten Win­ kel zueinander und senkrecht zum Gasstrom angeordnet.

Bei der Bildung eines Drahtgitters, bei dem ein Draht in drei parallelen Ebenen angeordnet ist, beträgt die Winkelverschie­ bung zwischen den drei Drähten 60 grd.

Wird das Drahtgitter dadurch gebildet, daß ein Draht in vier parallelen Ebenen angeordnet ist, so beträgt die Winkelver­ schiebung zwischen den vier Drähten 45 grd.

Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis zwischen dem gasfüh­ renden und stromleitenden Rohr und dem Außendurchmesser der Haube im Bereich von 1:3 bis 1:20.

Diese Lösung ist vorzugsweise für die Behandlung von ebenen Oberflächen von Hohlkörpern sowie zur Inhalierung geeignet.

Bei Ionisationseinrichtungen, die vorzugsweise zur Sterili­ sierung von Produkten eingesetzt werden, wird das Grundprin­ zip der Durchleitung des Gases durch nadelförmige, drahtgit­ terförmige oder netzartige Elektroden in dem hohlen stromlei­ tenden Rohr beibehalten. Dabei können in der Ionisationsein­ richtung sowohl ein als auch mehrere mit unterschiedlichen Elektroden versehene gasführende und stromleitende Rohre an­ geordnet sein. Unter Berücksichtigung der Gewährleistung ei­ ner ausreichenden Isolierung können die stromleitenden Rohre im Gerät selbst angeordnet sein, es ist aber auch möglich, diese außerhalb des Gerätes anzuordnen. Die Rohre sind unter­ einander durch eine Hochspannungsschiene einerseits und ande­ rerseits mit dem Gasverteiler verbunden, der an die Gaszulei­ tung angeschlossen ist.

Insbesondere bei Einrichtungen, die zur Sterilisation von Produkten angewendet werden, hat sich eine besondere Ausbil­ dung des gasführenden und stromleitenden Rohres als zweckmäßig erwiesen. Das gasführende und stromleitende Rohr, welches vorzugsweise horizontal in der Einrichtung angeordnet ist, weist an seiner unteren Fläche längsseitig eine spaltförmige Ausnehmung auf. In dieser spaltförmigen Ausnehmung ist das stromführende Drahtgitter bzw. das Drahtnetz, welches die Funktion der ionisierenden Elektrode übernimmt, angeordnet. Auch bei dieser Lösung wird die als Haube ausgebildete Grund­ konstruktion der Einrichtung beibehalten. An dem Rohr ist eine Klemme für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle vorgese- hen. Des weiteren ist das Rohr mit einem Stutzen für den An­ schlug an eine Gasleitung versehen. Das Elektrodensystem be­ findet sich in einem von dem gasführenden Rohr winklig ab­ gehenden Rohrstumpf. Dabei kann das Rohr in der Haube auch ei­ ne Verzweigung aufweisen.

Eine weitere Modifizierung der Einrichtung sieht vor, daß das gasführende und stromleitende Rohr, welches mit einer Klemme zum Anschluß an eine Hochspannungsquelle und mit einem Stut­ zen zum Anschluß an eine Gasleitung ausgestattet ist, und welches vorzugsweise horizontal angeordnet ist, an seiner un­ teren Fläche längsseitig eine spaltförmige Ausnehmung auf­ weist.

In dieser spaltförmigen Ausnehmung ist die Elektrode als Gitter wirkend ausgebildet.

Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dar die Elektrode in der Form eines engmaschigen Drahtnetzes in dieser spaltförmigen Ausnehmung angeordnet ist.

Schließlich kann das gasführende Rohr, welches mit einem Stutzen zum Anschluß an eine Gasleitung versehen ist, auch so ausgebildet sein, daß an seiner Unterseite hintereinander mehrere Bohrungen vorgesehen sind, in die ein Rohrstumpf iso­ lierend angeordnet ist und daß in dem Rohrstumpf die Elektro­ de integriert ist. Dabei sind die isoliert angeordneten Rohrstümpfe mit einer Hochspannungsquelle verbunden.

Die Ionisationseinrichtung zeichnet sich schließlich auch da­ durch aus, daß das zu ionisierende Gas bzw. Gasgemisch in einer mit der Ionisiereinrichtung verbundenen Vorwärmeinrich­ tung einer Wärmebehandlung unterworfen ist.

Beim Anlegen einer Hochspannung an die Elektrode(n) werden die durch das hohle gasführende und stromleitende Rohr fließenden Gase ionisiert. Dabei verhindert die Lage der ionisie­ renden Elektroden in der Gasströmung bei einem breiten Spek­ trum der Strömungsgeschwindigkeit eine elektrische Sperrung der Ionisationsquelle, wodurch auch die Bildung von Nebenpro­ dukten der Ionisation, wie z. B. des Ozons oder der Stick­ stoffoxide, verringert wird. Die Ionisation des reinen Sauer­ stoffs führt zu einer vorrangigen Bildung des aktiven Pro­ dukts der negativen Luftionen, des sogenannten Sauerstoff-Anionen­ radikals sowie zur Reduzierung oder Oxidierung von ge­ wissen chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane. Die Bildung dieses Sauerstoff-Anionenradikals erlaubt zugleich eine eingehende und tiefgründige Untersu­ chung der biochemischen und biophysikalischen Eigenschaften der negativen Luftionen. Es hat sich gezeigt, daß die Anwen­ dung des Sauerstoff-Anionenradikals im Vergleich mit den ne­ gativen Luftionen zu einer beträchtlichen Erhöhung der Akti­ vität des Ionisationsproduktes führt. Gleichfalls erlaubt die Anwendung des ionisierten Stickstoffes eine spürbare Erhöhung der bakteriziden und fungiziden Wirkung der Ionisationspro­ dukte im Vergleich mit ionisierter Luft.

Sowohl das Verfahren als auch die Einrichtung zeichnen sich dadurch aus, daß sie den Forderungen des Umweltschutzes nach einer Senkung der Umweltbelastung eine diesen Forderungen gerecht werdende Lösung anbieten. Durch den Einsatz von Sauer­ stoff und Stickstoff werden insbesondere auch bei der Steri­ lisation keine ökologisch bedenklichen Produkte freigesetzt.

Darüber hinaus ist ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser neuen Lösung darin zu sehen, daß die Ionisierung des Gases bzw. des Gasgemisches mit einer höheren Effektivität erfolgt, da das zu ionisierende Produkt durch ein Rohr zugeführt wird, wobei in dem Rohr die Elektrode angeordnet ist, so daß das zu ionisierende Produkt unmittelbar der Wirkung der Elektrode ausgesetzt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ionisati­ onseinrichtung im Schnitt mit im Prinzip veranschau­ lichter Gaszufuhr;

Fig. 1a das gasführende und stromleitende Rohr im Schnitt mit einer möglichen Ausführungsform der Elektrode;

Fig. 1b eine weitere mögliche Ausführungsform der Elektrode;

Fig. 1c die Draufsicht auf die Form der Elektrode nach Fig. 1b;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im Schnitt;

Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 4, 4a und 4b weitere Ausführungsformen der erfindungsge­ mäßen Einrichtung.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit den peri­ pheren Mitteln zur Gasversorgung im Prinzip dargestellt. Die Einrichtung umfaßt im wesentlichen eine obere Haube 10, die über eine Fassung mit einer unteren Haube 11 verbindbar aus­ gebildet ist. An der Verbindungsstelle beider Hauben ist ein Filter 16 - auch als Fängermembrane bezeichnet - angeordnet. Im oberen Abschluß der Haube ist zentrisch eine Öffnung vorge­ sehen, in die das gasführende und stromleitende Rohr 1 dich­ tend eingeführt ist. Das Rohr 1 weist an seinem in die Haube 10 eintauchenden Ende eine als Metallspitze 2 ausgebildete Elektrode auf. An der Außenwand des Rohres 1 ist eine Klemme 5 für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle 4 vorgesehen. Das Rohr 1 ist an seinem der Haube 10 abgewandten Ende mit einem Stutzen 3 für den Anschluß an eine Gasleitung 22 versehen. Das zu ionisierende Produkt wird einem Vorratsbehälter 19, der mit Reduzierventilen 20 und einer Meßeinrichtung 21 versehen ist, entnommen und über eine Vorwärmvorrichtung 30 der Ionisati­ onseinrichtung durch Anschluß an den Stutzen 3 zugeführt zum Ablassen von überschüssigem Gas ist in der Haube 10 eine ven­ tilbetätigte Öffnung 29 vorhanden. In der Seitenwandung der Haube 10 ist durch eine Öffnung 7 eine Kanüle 6 dichtend an­ geordnet. Die Erzeugung des aktivierten Produktes erfolgt aus­ schließlich in der Gaskammer 15, wobei durch die Kanüle 6 ei­ ne Entnahme des zu untersuchenden Gases bzw. eine Einführung von Gasen erfolgt. Die untere Haube 11 ist zur Einhaltung ei­ ner gewünschten Temperatur in einer thermostationären Hülle 18 angeordnet. Im Boden dieser unteren Haube 11 ist zentrisch eine Anode 12 angeordnet, die mit einem elektromagnetischen Mischer 13 korrespondiert. Die Anode 12 ist mit einem Strom­ messer 14 verbunden, der an Massepotential anliegt. Im Raum 17 der unteren Haube 11 befindet sich Flüssigkeit, die durch die Kanüle 8 analysiert werden kann.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung ist grundsätzlich zum Einsatz in Labors für wissenschaftliche Untersuchungen geeig­ net. Sie bietet die Möglichkeit, die erforderlichen Parameter zur Erreichung eines definierten aktiven Produktes zu bestim­ men, so daß nachfolgend bei Vorgabe der Parameter die Bereit­ stellung des gewünschten aktiven Produktes durch eine kon­ struktiv einfache Lösung möglich ist.

Fig. 1a veranschaulicht im Schnitt das Rohr 1, welches mit ei­ ner als Metallspitze 2 ausgebildeten Elektrode versehen ist.

In Fig. 1b ist die Elektrode als Drahtgitter 2a ausgebildet, wobei das Drahtgitter dadurch gebildet wird, daß jeweils ein Draht in mehreren parallelen Ebenen winkelverschoben angeord­ net ist.

Fig. 1c zeigt als Draufsicht eine mögliche Form des Drahtgit­ ters 2a.

In Fig. 2 ist eine einfache konstruktive Lösung der Ionisati­ onseinrichtung für die häufigsten Anwendungsfälle, insbeson­ dere in der Medizin dargestellt. Die Einrichtung besteht aus einer Haube 10a, die an ihrem oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung aufweist, durch die das gasführende und stromleitende Rohr 1 dichtend eingeführt ist. In seinem in die Haube 10a eintauchenden Ende ist die Elektrode beispielsweise als Drahtgitter 2a in dem Rohr 1 angeordnet. Das Rohr ist am Außenumfang mit einer Klemme 5 für den Anschluß an eine Hoch­ spannungsquelle sowie mit einem Stutzen 3 für den Anschluß an eine Gasleitung versehen.

In Fig. 3 ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Ein­ richtung zur Sterilisation dargestellt. Die gasführenden und stromleitenden Rohre 1 sind in einer Haube 24 angeordnet, wobei die Rohre 1 eine Verzweigung aufweisen.

Fig. 4 stellt eine Modifizierung einer Sterilisationseinrich­ tung dar. Das gasführende und stromleitende Rohr 25 ist an seiner Unterfläche mit einer spaltförmigen Ausnehmung verse­ hen, in die das Elektrodensystem, im vorliegenden Fall als Drahtnetz 2b ausgebildet, eingebettet ist.

Fig. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht der Einrichtung nach Fig. 4. Dabei ist die spaltförmige Ausnehmung 31, die mit einer als Drahtnetz ausgebildeten Elektrode versehen ist, dargestellt.

Selbstverständlich kann die Elektrode in der spaltförmigen Ausnehmung auch in einem nicht stromleitenden Rohr angeordnet sein. In diesem Fall erfolgt der Anschluß von der Hochspan­ nungsquelle direkt an die Elektrode.

Diese Form der Einrichtung ist besonders gut zur Sterilisa­ tion von flachen Gegenständen, z. B. Operationstischen, oder auch von Hohlkörpern geeignet. Letzteres insbesondere unter dem Gesichtspunkt, daß mit der Einrichtung der Hohlkörper von innen sterilisiert werden kann.

Fig. 4 stellt eine weitere Modifizierung einer Sterilisations­ einrichtung dar. Das gasführende Rohr 26, welches mit einem Stutzen 3 zum Anschluß an eine Gasleitung versehen ist, weist an seiner Unterseite mehrere hintereinander liegende Öffnun­ gen auf, in denen kurze, mit einer Isolierung 28 versehene Rohrstümpfe 1, angeordnet sind. Die Elektroden sind hierbei in den Rohrstümpfen 1 integriert. Die stromleitenden Rohrstümpfe sind über eine Leitung 27 mit einer Hochspannungsquelle 4 verbunden.

Nachfolgend wird ein praktisches Beispiel über die biologi­ sche Aktivität des Superoxidanionenradikals abgehandelt. Es ist bekannt, daß die Inhalation negativer Luftionen den Widerstand des Organismus gegen Peroxidationsprozesse erhöht, und zwar durch Verminderung der Menge des Malondialdehyds in verschiedenen Organen. Die Inhalation des negativ ionisierten Sauerstoffs bzw. des Superoxidanionenradikals ist bei der Er­ höhung der Widerstandsfähigkeit des Organismus bedeutend ak­ tiver.

Für die Durchführung des Experiments wird eine Einrichtung, wie in Fig. 2 beschrieben, verwendet.

Die Einrichtung wird über den Stutzen 3 mit der Sauerstoff­ quelle verbunden. Danach wird die Verbindung der Klemme 5 zur Hochspannungsquelle 4 hergestellt, wobei die Hochspannung ca. 3 kV beträgt. Der Volumenstrom des Sauerstoffes liegt im Be­ reich von 50 bis 500 ml/min, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 100 ml/ min. Das Experiment wird an Tieren, z. B. Mäusen und Ratten durchgeführt, bei einem Abstand des Kopfes der Tiere zur Ionisationsquelle von ca. 20 bis 30 cm und bei ei­ ner Einwirkungszeit von ca. 60 min. Nach Abschluß der Inhala­ tion wird die Hochspannung abgeschaltet und die Gaszufuhr un­ terbrochen. Anschließend wird zur Auswertung des Versuches die Konzentration des Malondialdehyds im Blut und in Geweben nach bekannten biochemischen Methoden, z. B. nach Asakava, analy­ siert.

Claims (35)

1. Verfahren zur Erzeugung von definierten ionisierten Gasen bzw. von Gasgemischen, bei der die Ionisierung in einem homo­ genen gasförmigen Milieu, z. B. Sauerstoff oder Stickstoff oder in einem Gasgemisch stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß das zu ionisierende Gas oder Gasgemisch dosiert einem Vorratsbehälter entnommen, durch eine Wärmequelle vorgewärmt, der Ionisationseinrichtung unterschiedlicher Konfiguration zugeführt wird, die entstehenden Ionisationsprodukte durch die Reduzierung oder die Oxidierung von gewissen chemischen Verbindungen in der Lösung oder auf der Fängermembrane analy­ siert und danach zielgerichtet das gewünschte Ionisationspro­ dukt, z. B. Sauerstoff-Anionenradikal, hydratiertes Elektron oder Wasserstoffperoxid, durch Veränderung der Parameter eingestellt wird und daß anschließend die Behandlung der Objekte erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Veränderung des Gasstromes eine Beeinflussung des zu bildenden Ionisationsproduktes erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Veränderung des Gasmilieus eine Beeinflussung des zu bildenden Ionisationsproduktes erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorwärmung des zu aktivierenden Gases oder Gasgemisches differenziert je nach Anwendungszweck erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dar es zur Inhalation angewendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß es zur Sterilisation angewendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für Sterilisationszwecke das zu aktivierende Gas oder Gasgemisch vorzugsweise auf 90°C vorgewärmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Sterilisation von Nahrungsmitteln incl. Verpak­ kungsbehältern angewendet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, 6 und 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es zur Sterilisation von medizinischen und zahnmedizinischen Instrumenten, medizinischen Arbeitsplätzen sowie von Hohlkörpern, die z. B. in der Medizin benutzt wer­ den, angewendet wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dar es zur Sterilisation des Gasmilieus bei der Produktion von Kosmetika angewendet wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es zur Einwirkung auf lebende Organismen, Gewe­ be, Zellen, Viren angewendet wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es zur Einwirkung auf chemische Verbindungen angewendet wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es mit einer Spannung von einer Hochspannungs­ quelle unter 10 kV bei der Stickstoffionisation betrieben wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Verwendung einer Kohlenstoffaser als Elek­ trode in einer Stickstoffatmosphäre die Spannung 8 bis 12 kV beträgt.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es mit einer Spannung von einer Hochspannungs­ quelle von mindestens 3 kV bei der Sauerstoffionisation be­ trieben wird.

16. Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Gasen bzw. Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung die Form einer Haube (10) aufweist, an deren oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen ist, in die ein gasführendes und stromleitendes zylindrisch ausgebildetes Rohr (1) dichtend eingepaßt ist und das Rohr (1) in seinem in die Haube (10) eintauchenden Ende eine Elek­ trode aufweist und daß an der Außenwand des Rohres (1) eine Klemme (5) für den Anschluß in eine Hochspannungsquelle (4) vorgesehen ist und daß das Rohrstück an der der Haube (10) abgewandten Seite mit einem Stutzen (3) versehen ist und daß die Haube (10) mit einer Öffnung (29) versehen ist und seit­ lich in der Wandung eine Öffnung (7) für eine dichte Anord­ nung einer Kanüle aufweist und daß die Haube (10) mit einem ebenfalls als Haube ausgebildeten Unterteil dichtend verbind­ bar ist und daß im Boden dieser unteren Haube zentrisch eine Anode (12) angeordnet ist, die mit einem elektromagnetischen Mischer (13) korrespondiert und die Anode (12) über einen Strommesser (14) an Massepotential liegt und daß die untere Haube in einer thermostationären Hülle (18) angeordnet ist und in der Seitenwandung der unteren Haube (11) eine Öffnung (9) für eine dichte Einführung einer Kanüle (8) vorgesehen ist.

17. Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Ga­ sen bzw. von Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung die Form einer Haube (10a) aufweist, an deren oberen Abschluß eine zentrisch angeordnete Öffnung vorgesehen ist, in die ein gasführendes und stromleitendes zylindrisch ausgebildetes Rohr (1) dichtend eingepaßt ist und daß das Rohr (1) in seinem in die Haube (10a) eintauchenden Ende eine Elektrode aufweist und daß an der Außenwandung des Rohres (1) eine Klemme (5) für den Anschluß an eine Hochspannungsquelle vorgesehen ist und daß das Rohrstück an der der Haube (10a) abgewandten Seite mit einem Stutzen (3) für den Anschluß an eine Gasleitung (22) versehen ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verbindung der Hauben (10, 11) eine Fängermem­ brane (16) angeordnet ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektrode als Metallspitze (2) ausgebildet ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitze (2) aus Platin besteht.

21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitze (2) aus Gold besteht.

22. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitze (2) aus Kupfer besteht.

23. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektrode im Rohr (1) als Drahtgitter (2a) aus­ gebildet ist, wobei das Drahtgitter durch einen Draht der in paralellen Ebenen winkelverschoben angeordnet ist, gebildet ist.

24. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektrode im Rohr (1) als engmaschiges Netz (2b) ausgebildet ist.

25. Einrichtung nach Anspruch 16, 17, 23 und 24, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser des das Drahtgitter und das Me­ tallnetz bildenden Drahtes im Bereich zwischen 0,3 und 0,05 mm liegt.

26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgitter und die Netzabschnitte, die ein Elektrodensystem in dem Rohr (1) bilden, unter einem bestimmten Winkel zueinander und senkrecht zum Gasstrom ange­ ordnet sind.

27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Drahtgitters, bei dem ein Draht in drei parallelen Ebenen angeordnet ist, die Win­ kelverschiebung zwischen den Drähten 60 grd beträgt.

28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Drahtgitters, bei dem ein Draht in vier parallelen Ebenen angeordnet ist, die Win­ kelverschiebung zwischen den Drähten 45 grd beträgt.

29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Rohres (1) und dem der Haube im Bereich von 1:3 bis 1:20 liegt.

30. Einrichtung zur Erzeugung von definierten ionisierten Ga­ sen bzw. Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung die Form einer Haube (24) aufweist und daß das gas­ führende und stromleitende Rohr (1), welches mit einer Klemme (5) zum Anschluß an eine Hochspannungsquelle versehen ist und einen Stutzen (3) zum Anschluß an eine Gasleitung aufweist, in der Einrichtung angeordnet ist, an das sich ein winkliger mit dem Elektrodensystem versehener Rohrstumpf anschließt. 31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das gasführende und stromleitende Rohr (23) in der Haube (24) eine Verzweigung aufweist.

32. Einrichtung nach Anspruch 30 und 31, dadurch gekennzeich­ net, daß in einem gasführenden Rohr mehrere Öffnungen hin­ tereinander angeordnet sind, in die Rohrstümpfe isoliert ein­ gepaßt und mit einer Elektrode versehen sind und das gasfüh­ rende Rohr (26) über einen Stutzen mit der Gaszuleitung und die isoliert eingepaßten Rohrstümpfe mit einer Hochspannungs­ quelle verbunden sind.

33. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das das Elektrodensystem aufnehmende gasführende und strom­ leitende Rohrstück (25) vorzugsweise horizontal angeordnet ist und an seiner unteren Fläche längsseitig eine spaltförmi­ ge Ausnehmung (31) aufweist.

34. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß in der spaltförmigen Ausnehmung (31) die Elektrode als Draht­ gitter (2a) ausgebildet angeordnet ist.

35. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß in der spaltförmigen Ausnehmung (31) die Elektrode als engma­ schiges Drahtnetz (2b) ausgebildet ist.

36. Einrichtung nach den Ansprüchen 16, 17 und 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zu ionisierende Gas bzw. Gasgemisch in einer mit der Ionisiereinrichtung verbundenen Vorwärmeinrich­ tung (30) einer Wärmebehandlung unterworfen ist.