DE4235402C2 - Verfahren zur Sterilisation und Entwesung von Natur- und Kunststeinen - Google Patents

Verfahren zur Sterilisation und Entwesung von Natur- und Kunststeinen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sterilisation und Entwesung von Natur- und Kunststeinen.
Wissenschaftliche Untersuchungen belegen, daß der zunehmende Gesteinsverfall an historischen Bauwerken und Monumenten nicht nur durch physikalische Faktoren und chemisch agressive Agenzien in der Atmosphäre verursacht wird. Die Erkenntnis, daß chemo-organotrophe und bio-korrosiv wirkende Bakterien einen großen Anteil an der Zerstörung haben, gewinnt an Bedeutung.
Bisher wurden mit stark wechselndem Erfolg Oberflächenschichten von Steinmaterialien mit bioziden Stoffen behandelt. Flechten und Moose wurden meist mechanisch entfernt. Die nachfolgenden Konservierungsmaßnahmen sind nur teilweise beständig, da die angewandten Methoden zur Beseitigung biologischer Kontamination meist nur oberflächlich aktiv sind, teilweise nur selektiv wirken und so insgesamt keine vollständige Abtötung erzielen. Außerdem führen sowohl chemische als auch mechanische Behandlungen nicht selten zu Gefüge- und Oberflächenveränderungen, vgl. dazu insbes. Forschungsprogramm Steinzerfall-Steinkonservierung Bd. 1-2 (1989-1990) Verlag Erust+Sohn, Berlin 1992.
Poröse Sedimentgesteine, wie z. B. Sandsteine, bieten außerdem der Ansiedlung von steinzersetzenden Mikroorganismen auch in ihrem Inneren Raum, so daß durch eine Oberflächenbehandlung diese Mikroorganismen nicht abgetötet werden können.
Die DE-OS 21 39 354 betrifft ein Verfahren zur Kaltsterilisation von medizinischen Gegenständen mit einem Sterilisiergas, insbes. Ethylenoxid. Eine Anregung, Natur- oder Kunststeine in der vorgeschlagenen Weise zu behandeln, konnte der Fachmann hieraus nicht entnehmen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem eine biologische Kontamination vollständig auf und im Steinmaterial beseitigt werden kann, ohne daß Gefügeveränderungen und damit Festigkeits- oder Formverluste auftreten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Steine in einer Behandlungskammer biozid wirkendem Ethylenoxid über eine vorgegebene Verweilzeit gemäß Patentanspruch 1 ausgesetzt werden, wobei zu Beginn der Behandlung in der Behandlungskammer ein Druck von ca. 50-100 mbar eingestellt wird und durch die Füllung der Behandlungskammer mit dem biozid wirkenden Gas bzw. Gasgemisch aus Ethylenoxid ein Druck von ca. 980-1000 mbar eingestellt wird.
Vorzugsweise wird in der Behandlungskammer eine Ethylenoxid- Konzentration von ca. 500-1200 mg Ethylenoxid pro Liter der Behandlungskammer eingestellt. Vorteilhaft wird in der Behandlungskammer ein Gemisch von ca. 30-60% Stickstoff und ca. 70-40% Ethylenoxid eingestellt. Die Verweilzeit der Steine in der Kammer beträgt bei ca. 50-80% relativer Feuchtigkeit und ca. 48-58°C ca. 4-10 Stunden.
Zur Entgasung der Steine wird vorzugsweise die Behandlungskammer auf einen Druck von ca. 50-100 mbar evakuiert und anschließend bis zum atmosphärischen Druck belüftet. Vorteilhaft wird die Evakuierung und anschließende Belüftung mindestens dreimal wiederholt.
Zur Entgasung verbleiben die Steine vorzugsweise in der Behandlungskammer bei mehrmaligem Luftaustausch über eine vorgegebene Entgasungszeit. Vorteilhaft beträgt die Entgasungszeit mindestens 22 Stunden bei mindestens neunmaligem Luftwechsel pro Stunde.
Bei einem vorteilhaften Verfahren werden vor Behandlungsbeginn die Steine in der Behandlungskammer ca. 20 Stunden bei einer Temperatur von 52-58°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50-80% gehalten.
Vorteilhaft wird bei starkem Bewuchs durch Moose und Flechten die Ethylenoxid-Konzentration um ca. 20-30% erhöht.
Bei Steinen geringerer Festigkeit wird vorzugsweise das Vakuum auf ca. die Hälfte verringert.
Bei einem Verfahrensbeispiel werden die zu entwesenden Gegenstände aus Natur- und Kunststeinen zunächst in biologischer und physikalischer Hinsicht begutachtet. Das zu behandelnde Steinmaterial wird dann in eine Behandlungskammer eingebracht und verbleibt in dieser Behandlungskammer ca. 20 Stunden bei einer Temperatur von ca. 52-58°C und einer Raumfeuchte von ca. 50-80%. Durch diese Vorbehandlung erfolgt eine biologische Aktivierung der abzutötenden Lebewesen, so daß sie nachfolgend das biozid wirkende Gas leichter aufnehmen.
Anschließend wird die Behandlungskammer auf ca. 50-100 mbar evakuiert, wobei die Evakuierung zeitlich so verläuft, daß das zu behandelnde Steinmaterial nur gering mechanisch belastet wird.
Nach der Evakuierung wird die Behandlungskammer mit dem biozid wirkenden Gas oder Gasgemisch mit Ethylenoxid, gefüllt, so daß sich der Druck in der Behandlungskammer auf ca. 980-1000 mbar erhöht. Die zu entwesenden Steine verbleiben ca. 4-10 Stunden bei einer Kammerfeuchtigkeit von ca. 50-80% und einer Kammertemperatur von 48-58°C in der Behandlungskammer. Die Ethylenoxid-Konzentration beträgt vorzugsweise 500-1200 mg Ethylenoxid pro Liter der Kammer. Es ist auch möglich, ein Gasgemisch aus ca. 30-60% Stickstoff und ca. 70-40% Ethylenoxid als biozid wirkendes Gas einzusetzen.
Nach der Begasung wird die Behandlungskammer auf ca. 50-100 mbar evakuiert und anschließend bis zum atmosphärischen Druck belüftet. Dieser Vorgang wird dreimal wiederholt.
Zum Abschluß der Sterilisation verbleiben die Steine mindestens 22 Stunden in der Behandlungskammer bei einer Temperatur von ca. 40-50°C und bei mindestens neunmaligem Luftwechsel pro Stunde.
Hat die Untersuchung der zu entwesenden Natur- und Kunststeine einen starken Bewuchs von Moosen und Flechten ergeben, so wird die Ethylenoxid-Konzentration während der Begasungszeit um ca. 20-30% erhöht.
Weist der zu behandelnde Gegenstand eine geringe Festigkeit auf oder sind Gefügeauflockerungen festgestellt worden, wird das Vakuum auf ca. die Hälfte reduziert. Das ganze Verfahren wird dann so durchgeführt, daß das Steinmaterial nur gering mechanisch beansprucht wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Sterilisation und Entwesung von Natur- und Kunststeinen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Steine in eine Behandlungskammer eingebracht werden, daß zu Beginn der Behandlung in der Behandlungskammer ein Druck von ca. 50 bis 100 mbar eingestellt wird, daß anschließend die Behandlungskammer mit einem biozid wirkenden Gas oder Gasgemisch aus/mit Ethylenoxid bis zu einem Druck von ca. 980 bis 1000 mbar gefüllt wird und daß die zu behandelnden Steine dem Gas bzw. Gasgemisch über eine vorgegebene Verweilzeit ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behandlungskammer eine Ethylenoxid-Konzentration von ca. 500-1200 mg Ethylenoxid pro Liter der Behandlungskammer eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behandlungskammer ein Gemisch von ca. 30-60% Stickstoff und ca. 70-40% Ethylenoxid eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Steine in der Behandlungskammer bei ca. 50-80% relativer Feuchtigkeit und ca. 48-58°C ca. 4-10 Stunden beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entgasung der Steine die Behandlungskammer auf einen Druck von ca. 50-100 mbar evakuiert wird und anschließend bis zum atmosphärischen Druck belüftet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung und anschließende Belüftung mindestens dreimal wiederholt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entgasung die Steine in der Behandlungskammer bei mehrmaligem Luftwechsel über eine vorgegebene Entgasungszeit verbleiben.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungszeit mindestens 22 Stunden bei mindestens neunmaligem Luftwechsel pro Stunde beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor Behandlungsbeginn die Steine in der Behandlungskammer ca. 20 Stunden bei einer Temperatur von ca. 52-58°C und einer relativen Feuchtigkeit von ca. 50-80% gehalten werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei starkem Bewuchs durch Moose und Flechten die Ethylenoxid-Konzentration um ca. 20-30% erhöht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Steinen geringer Festigkeit das Vakuum auf ca. die Hälfte verringert wird.
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