DE4242171A1

DE4242171A1 - Flüssigkeitsentkeimung

Info

Publication number: DE4242171A1
Application number: DE4242171A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Dr Esrom; Bernd Dr Jahnke
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1994-06-16
Also published as: WO1994013330A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Flüssigkeitsentkeimung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solches Verfahren findet vorzugsweise eine Anwen dung bei der Aufbereitung von Flüssigkeiten, die beispielsweise wieder verwendet werden sollen, jedoch mit Keimen belastet sind.

Bei einem bereits bekannten Verfahren wird mit Hilfe von UV-Strahlung, die von einer Quecksilbernieder drucklampe erzeugt wird, Wasser entkeimt. Die von dieser Quecksilberniederdrucklampe ausgesendete UV-Strahlung weist eine Wellenlänge von 254 nm auf. Das Spektrum der UV-Strahlung, mit der die Schädigung bzw. Tötung von Keimen möglich ist, reicht jedoch von 170 bis 300 nm. Dieser Wellenlängenbereich kann mit dieser Einrichtung nicht ausgenutzt werden. Ferner ist von Nachteil, daß die Quecksilberniederdrucklampe eine sehr hohe Betriebstemperatur aufweisen, was sich nachteilig auf die zu entkeimenden Flüssigkeiten aus wirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur Entkeimung von Flüssigkeiten aufzuzeigen, welches das gesamte hierfür geeignete Spektrum der UV-Strahlung ausnutzen kann, und zudem keine ne gativen Einwirkungen auf die zu entkeimenden Flüssig keiten ausübt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Entkeimung von Flüssigkeiten mit inkohärenter UV-Strahlung durchgeführt. Die Strahlung wird mit Hilfe eines Hochleistungsstrahlers erzeugt, wie er in der EP-A-0 254 111 offenbart ist. Mit einer entsprechenden Gasfüllung in diesem Hoch leistungsstrahler ist es möglich, UV-Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 60 und 320 nm zu erzeugen, so daß das für die Entkeimung von Flüssigkeiten besonders geeignete Spektrum von 170 nm bis 300 nm mit diesem Hochleistungsstrahler problemlos erzeugt werden kann. Weitere Vorteile dieser inkohärenten UV-Strahlung basieren auf dem Prinzip der stillen Entla dung. Charakteristisch sind Stromfäden mit Lebens dauern von einigen 100 µs. Die Elektronen in diesen Stromfäden können auf Grund ihrer hohen Energie durch Stoßanregung Excimere erzeugen, die nur wenige Nano sekunden leben. Es werden deshalb UV-Impulse mit Pulsbreiten von etwa 15 Nanosekunden erzeugt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be steht darin, daß die Flüssigkeiten auch durch ein Rohr geleitet werden können, und somit auch bei der Entkeimung unter einem hohen Druck stehen können. Ferner besteht die Möglichkeit, die Flüssigkeiten durch Kammern zu leiten, so daß auch großen Mengen an Flüssigkeiten gleichzeitig bestrahlt werden können. Ebenso ist es möglich, dünne Flüssigkeitsschichten zu entkeimen, wofür die Flüssigkeiten entweder über eine schiefe Ebene oder eine konvex gewölbte Fläche gelei tet werden, die von einem oder mehreren Strahlern be strahlt werden. Ein wesentlicher Vorteil des erfin dungsgemäßen Verfahrens ist sein hoher Wirkungsgrad, da das gesamte für die Entkeimung geeignete Spektrum der UV-Strahlung ausgenutzt werden kann. Ferner ist eine immer gleichbleibende Dosierung möglich, und eine vollständige Entkeimung der bestrahlten Flüssig keit wird sichergestellt, ohne daß zusätzliche Chemi kalien erforderlich sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung, bei der die zu entkei mende Flüssigkeit durch ein Rohr geleitet wird,

Fig. 2 einen Hochleistungsstrahler für die flä chige Bestrahlung,

Fig. 3 ein Kammersystem zur Entkeimung von Flüs sigkeiten,

Fig. 4 eine Anordnung zur Entkeimung von dünnen Flüssigkeitsschichten,

Fig. 5 eine Variante gemäß Fig. 4.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Entkeimung von Flüssigkeiten, die ein Rohr 2 aufweist, durch dessen Innenbereich eine Flüssigkeit 3 geleitet wird. Das Rohr 3 ist aus Quarz gefertigt und koaxial in einem Metallrohr 4 angeordnet. Zwischen den beiden Rohren 2 und 4 erstreckt sich ein ringförmiger Entladungsraum 5. Das Metallrohr 4 ist zur Bildung eines ringför migen Kühlspaltes 6, durch den ein Kühlmittel (hier nicht dargestellt) geleitet wird, von einem äußeren Rohr 7 umgeben. Auf die Innenfläche des Rohres 2 ist eine transparente Innenelektrode 8 aufgetragen. Eine Wechselspannungsquelle 9 ist an die Innenelektrode 8 und das Metallrohr 4 angeschlossen. Der Entladungs raum 5 ist mit einem Gas oder einem Gasgemisch (hier nicht dargestellt) gefüllt. Die Füllung des Entladungsraumes 5 richtet sich nach der gewünschten Wellenlänge der zu erzeugenden UV-Strahlung. Das Spektrum der UV-Strahlung, das für die Entkeimung geeignet ist, liegt zwischen 170 nm und 300 nm. Hierfür bieten sich Gasfüllungen in Form von Xenon, Krypton, Selen, Krypton und Fluor oder Xenon und Chlor an. Die zu entkeimende Flüssigkeit 3 wird durch den Innenbereich des Rohres 2 geleitet und durch die in diesen Innenbereich gelenkte UV-Strahlung ent keimt. Bei dieser Vorrichtung besteht die Möglich keit, die Flüssigkeit 3 mit hohem Druck durch den In nenbereich des Rohres 2 zu leiten.

In Fig. 2 ist ein Hochleistungsstrahler 1 darge stellt, bei dem die UV-Strahlung nach außen geleitet wird. Der Hochleistungsstrahler 1 wird durch ein dop pelwandiges Quarzrohr 2 gebildet, auf dessen Außen fläche die Außenelektrode 4 angeordnet ist. Der Ring raum 5, der durch das doppelwandige Quarzrohr 2 ge bildet wird, dient als Entladungsraum. Er ist mit ei nem entsprechenden Gas gefüllt. Auf der Innenfläche des doppelwandigen Quarzrohres 2 ist die zweite Elek trode 8 angeordnet. Die beiden Elektroden 4 und 8 sind mit einer Wechselspannungsquelle 9 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 1, die durch eine Vielzahl von Kanälen 2 gebildet wird. Durch diese Kanäle 2 können eine oder mehrere Flüssigkeiten (hier nicht dargestellt) geleitet werden. Wie Fig. 3 zeigt, ist parallel zu zwei gegenüberliegenden Be grenzungsflächen 2A und 2B eines jeden Kanals 2 ein Hochleistungsstrahler 10 angeordnet. Es werden hier für Hochleistungsstrahler 10 verwendet, wie sie in Fig. 2 dargestellt und der zugehörigen Beschreibung erläutert sind. Um die von den Hochleistungsstrahlern 10 ausgehende Strahlung in die Kanäle 2 einleiten zu können, sind mindestens die beiden Begrenzungsflächen 2A und 2B eines jeden Kanals 2 aus einem für UV-Strahlung transparenten Material gefertigt. Wie Fig. 3 weiter zeigt, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, parallel zu mehr als zwei Begrenzungs flächen 2A, 2B einen Hochleistungsstrahlers 10 anzuordnen.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung 1, mit der dünne Schichten einer Flüssigkeit 3 entkeimt werden können. Hierfür ist eine schiefe Ebene 20 vorgesehen. Über diese wird die zu entkeimende Flüssigkeit 3, bei spielsweise Wasser, geleitet. Mit Hilfe des Hochlei stungsstrahlers 10 wird die Flüssigkeitsschicht 3 be strahlt und dabei entkeimt. Selbstverständlich kann die Anzahl der Hochleistungsstrahler 10 bei Bedarf auch erhöht werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Vorrichtung 1, mit der dünne Flüssigkeitsschichten 3 entkeimt werden können. Hierfür wird die zu entkeimende Flüssigkeit 3 über die Oberfläche eines rotationssymmetrischen Körpers 9 geleitet, der beispielsweise den Querschnitt einer Ellipse aufweist. Die Oberfläche 9A des Körpers 9 wird mit Hilfe von Hochleistungsstrahlern 10 be strahlt, die in definiertem Abstand voneinander um die gesamte Oberfläche 9A angeordnet sind.

Claims

1. Verfahren zur Entkeimung von Flüssigkeiten mit Hilfe von UV-Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entkeimende Flüssigkeit (3) mit inkohärenter UV-Strahlung einer definierten Wellenlänge bestrahlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zu entkeimende Flüssigkeit (3) mit inkohärenter UV-Strahlung eines Hochleistungsstrah lers (10) gemäß der EP-A-0 254 111 bestrahlt wird, der in Abhängigkeit von seiner Gasfüllung inkohärente UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 60 bis 320 nm erzeugt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entkeimende Fläs sigkeit (3) durch den Innenbereich eines Hochlei stungsstrahlers (10) geleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dünne Schichten der zu entkeimenden Flüssigkeit (3) über die Oberfläche ei ner schiefen Ebene (20) geleitet werden, und daß diese Oberfläche mit inkohärenter Strahlung bestrahlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dünne Schichten der zu entkeimenden Flüssigkeit (3) über die Oberfläche ei nes rotationssymmetrischen Körpers (9) geleitet wer den, und daß die Oberfläche (9a) des rotationssymme trischen Körpers mit inkohärenter Strahlung bestrahlt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die zu entkeimende Flüssig keit durch Kanäle (2) geleitet wird, deren Innenbe reiche mit inkohärenter UV-Strahlung bestrahlt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entkeimende Flüs sigkeit (3) mit inkohärenter UV-Strahlung bestrahlt wird, deren Wellenlänge 170 bis 300 nm aufweist.