DE60106806T2

DE60106806T2 - Sterilisationsverfahren unter Verwendung eines oszillierenden Rührapparates

Info

Publication number: DE60106806T2
Application number: DE60106806T
Authority: DE
Inventors: Ryushin Omasa
Original assignee: Nihon Techno KK
Current assignee: Nihon Techno KK
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: CN1176856C; EP1151757B1; SG113386A1; AU1642201A; US6605252B2; CA2331245A1; KR20010106156A; HK1041682B; HK1041682A1; AU778811B2; CA2331245C; US20010053332A1; CN1321612A; EP1151757A1; DE60106806D1; KR100442912B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingrührvorrichtung für Sterilisationszwecke, eine Sterilisationsvorrichtung, die die Schwingrührvorrichtung enthält, und ein Sterilisationsverfahren für Flüssigkeiten oder feste Gegenstände, bei dem diese Sterilisationsvorrichtung verwendet wird.
2. Stand der Technik
Bei einem herkömmlichen Sterilisationsverfahren für Wasser ist es üblich ein Oxidationsmittel wie Natriumhypochlorit oder dergleichen in Wasser zu geben, um das Wasser zu sterilisieren. Dieses Verfahren hat jedoch zur Folge, dass das Wasser nach Chlor riecht, da in dem behandelten Wasser Chlorionen zurückbleiben und das Wasser selbst somit schlecht schmeckt. Wenn die Chemikalienmenge verringert wird, um den schlechten Geschmack des Wasser abzuschwächen, wird auch die Sterilisationswirkung abgeschwächt. Wenn andererseits die Chemikalienmenge erhöht wird, ist sie für Menschen schädlich. Daher sollte dieses Verfahren nach Möglichkeit nicht verwendet werden. Insbesondere im Fall von Trinkwasser, das in Tanks (Wasserreservoirs) gespeichert wird, die sich auf den Dächern von Gebäuden oder an ähnlichen Stellen befinden, verlieren Chemikalien, die dem Wasser zugesetzt werden, ihre Wirkung, und das Wasser wird somit durch Keime (Bakterien) und Mikrostaub in der Luft kontaminiert und verunreinigt. Daher ist es unerlässlich, regelmäßig die Innenfläche von Tanks zu reinigen und das in den Tanks verbleibende Wasser zu entsorgen.
Weiter werden Desinfektionsmittel aller Art in großen Mengen verwendet, um medizinische Instrumente zu sterilisieren. Daher entstehen verschiedenen Probleme, zu denen nicht nur das Kostenproblem gehört, sondern auch das Entsorgungsproblem. Verschiedene schwierig zu lösende Probleme ergeben sich auch bei der Sterilisation von Tischgeschirr in Krankenhäusern, Schulen, usw.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Schwingrührvorrichtung für Sterilisationszwecke, eine Sterilisationsvorrichtung, mit der ohne Verwendung eines Desinfektions- oder Sterilisationsmittels eine hinreichende Menge Flüssigkeit oder fester Gegenstände sterilisiert werden kann, sowie ein Verfahren zur Sterilisation von Flüssigkeiten und festen Gegenständen unter Verwendung der Schwingrührvorrichtung verfügbar zu machen.
Um die vorstehend dargestellte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Schwingrührvorrichtung für die Sterilisation von Flüssigkeit und/oder eines in Flüssigkeit eingetauchten Gegenstands vorgestellt umfassend:

eine schwingungserzeugende Einheit, die einen Schwingungsmotor enthält;
wenigstens einen schwingenden Stab, der funktionell mit der schwingungserzeugenden Einheit verbunden ist;
wenigstens ein Schwingblatt, das an dem schwingenden Stab befestigt ist; und
– ein Schwingblattbefestigungselement, um das genannten Schwingblatt an dem genannten schwingenden Stab zu befestigen,
wobei das Schwingblatt und/oder das Schwingblattbefestigungselement eine Oberfläche aufweisen, die aus einem Metall mit sterilisierender Wirkung besteht, welches aus Silber, Gold oder einer Legierung daraus ausgewählt ist, oder aus einer Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung besteht, welche aus Ti-Oxid oder Zn-Oxid ausgewählt ist, und in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Metall bestehen, das ein Magnetfeld erzeugt.

Um die vorstehend dargestellte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Sterilisationsvorrichtung für Flüssigkeit und/oder einen in Flüssigkeit eingetauchten Gegenstand vorgestellt umfassend:

die vorstehend dargestellt Schwingrührvorrichtung; und
einen Behandlungsbehälter zur Aufnahme der genannten Flüssigkeit, in dem sich das Schwingblatt und das Schwingblattbefestigungselement befinden,
wobei das Schwingblatt und/oder das Schwingblattbefestigungselement eine Oberfläche aufweisen, die aus einem Metall mit sterilisierender Wirkung besteht, welches aus Silber, Gold oder einer Legierung daraus ausgewählt ist, oder aus einer Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung besteht, welche aus Ti-Oxid oder Zn-Oxid ausgewählt ist, und in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Material bestehen, das ein Magnetfeld erzeugt.

Es kann ein Halter verwendet werden, um den Gegenstand in den Behandlungsbehälter zu halten.
Es kann ein Antriebsmittel verwendet werden, um den Halter zu bewegen.
Die Verwendung des Schwingrührens von Abwasser, das Metallionen enthält, wird in USP 5.730.856 offenbart, wobei die elektrolytische Oxidation der Flüssigkeit in einem Behälter erfolgt, der mit einem Schwingrührwerk ausgestattet ist, dessen Zweck darin besteht, die Prozess der elektrolytischen Oxidation zu verbessern. Die Frequenz des Schwingungserzeugers liegt vorzugsweise zwischen 25 und 500 Hz. In diesem Dokument, das den Stand der Technik repräsentiert, wird der Sterilisationsprozess durch Schwingrühren der Flüssigkeit in der Gegenwart von Oberflächen mit sterilisierender Wirkung nicht erwähnt.
USP 5.626.824 offenbart einen Autoklav zur Sterilisation von Flüssigkeiten, wobei Rühren die Aufgabe hat, eine gleichmäßige Temperatur in der Flüssigkeit zu bewirken. Eine Sterilisationswirkung, die mit dem besonderen Material der Innenflächen des Autoklavs oder mit dem möglichen Schwingrühren der Flüssigkeit in Zusammenhang steht, wird nicht erwähnt.
EP 306 301 offenbart eine Behandlung mit UV-Licht in der Gegenwart photoaktiver Metallverbindungen (wie TiO₂, ZnO) zur Reinigung von Wasser von organischen Verunreinigungen. Bei dem offenbarten Verfahren wird vorzugsweise UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 300 ÷ 425 nm verwendet und die wässrige Flüssigkeit wird dabei überhaupt nicht gerührt. Dementsprechend wird das für die vorliegende Erfindung wesentliche Schwingrühren weder angewendet noch vorgeschlagen.
In der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise das sterilisierende Metall Silber, Gold oder eine Legierung dieser Metalle, und die sterilisierende Metallverbindung ist Titanoxid oder Zinkoxid und die schwingungserzeugende Einheit versetzt das Schwingblatt in der Flüssigkeit in Schwingungen mit einer Amplitude von 0,1 bis 15,0 mm und mit einer Schwingungsfrequenz von 200 bis 1000 Schwingungen pro Minute, und ein Wechselrichter kann zur Regelung des Schwingungsmotors verwendet werden, um Schwingungen von 10 bis 200 Hz zu erzeugen.
Die Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine innerhalb oder außerhalb des Behandlungsbehälters untergebrachte Einrichtung umfassen, um das Schwingblatt and/oder das Schwingblattbefestigungselement mit ultraviolettem Licht zu bestrahlen.
Um die vorstehend dargestellte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Sterilisationsverfahren für Flüssigkeit und/oder einen in Flüssigkeit eingetauchten Gegenstand vorgestellt umfassend:

Bereitstellung der vorstehend dargestellten Schwingrührvorrichtung; Eintauchen des Schwingblatts und des Schwingblattbefestigungselements in der Flüssigkeit, die sich in einem Behandlungsbehälter befindet; und
Versetzen des Schwingblatts in Schwingungen mit einer Amplitude von 0,1 bis 15,0 mm und einer Frequenz von 200 bis 1000 Hz durch die schwingungserzeugende Einheit, um das Schwingrühren der Flüssigkeit zu bewirken und dadurch die Flüssigkeit zu sterilisieren.

In die Flüssigkeit kann ein Gegenstand eingetaucht werden und durch Schwingrühren der Flüssigkeit sterilisiert werden. Die Flüssigkeit wird beispielsweise so schwinggerührt, dass sie in jeder der drei Raumrichtungen eine Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 100 mm/s aufweist.
Bei dem Sterilisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkeit schwinggerührt werden, während das Schwingblatt und/oder das Schwingblattbefestigungselement mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden.
Die Bedeutung des Ausdrucks „Sterilisation" oder „Sterilisieren" umfasst im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung „Pasteurisierung", „Desinfektion", „Mikrobiostase", „mikrobielle Kontrolle", „Beseitigung von Mikroorganismen" und „antimikrobiell".
Die vorliegende Erfindung lässt sich zur Sterilisation von Flüssigkeiten verwenden, die behandelt werden sollen, beispielsweise Stastwasser, Wasser für die Trinkwasserzubereitung, Wasser für Schwimmbäder, Wasser zum Baden, Tee, Saft, Milch und dergleichen. Außerdem lässt sich die vorliegende Erfindung zur Sterilisation von festen zu behandelnden Gegenständen verwenden, beispielsweise von Obst, Gemüse, Fisch, medizinischen Instrumenten und Teilen davon, Geräten zur Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln und Teilen davon, Bekleidung, die in Krankenhäusern verwendet wird, und dergleichen. Wenn die Sterilisation durchgeführt wird, wird der feste Gegenstand einer Reinigungsbehandlung unterzogen.
Weiter lässt sich die vorliegende Erfindung anwenden, um Flüssigkeit mit anderem Material zu mischen, während diese sterilisiert und gerührt werden. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung verschiedener Arten von verzehrbaren Flüssigkeiten beispielsweise von gemischtem Saft, Spirituosen, Mayonnaise, verarbeiteter Milch und dergleichen, oder das Auftauen von gefrorenen Lebensmitteln, beispielsweise von gefrorenem Fisch, in einer Flüssigkeit wie Wasser.
Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich die folgenden Wirkungen erzielen.

(1) Die neue Erfindung bietet eine neue Möglichkeit der Sterilisation und Reinigung ohne Einsatz von Chemikalien. Weiter macht die herkömmliche Sterilisation eine erste Reinigung, eine nachfolgende chemische Behandlung und eine darauf erfolgende zweite Reinigung erforderlich. Daher ist die Zahl der Arbeitsschritte hoch. Bei der vorliegenden Erfindung ist dagegen nur ein Schritt erforderlich.
(2) Mittels der vorliegenden Erfindung lässt sich Wasser gewinnen, das für die Floristik geeignet ist.
(3) Bei der vorliegenden Erfindung lassen sich, wenn magnetische Materialien verwendet werden, im Wasser enthaltene Eisenpulver und Eisenkolloide wirksam entfernen.
(4) Bei der vorliegenden Erfindung bewegt sich, wenn magnetische Materialien verwendet werden, eine große zirkulierende Menge Wasser durch ein starkes Magnetfeld, wodurch die Wassercluster kleiner werden und somit die Reinigungswirkung verstärkt wird.
(5) Die Verwendung von magnetischen Materialien ermöglicht eine höchst wirksame Weise Bakterien wie Colon bacillus, 0-157, Salmonella, Streptococcus usw. einzufangen.
(6) Die vorliegende Erfindung ist bei der Sterilisation von Wassertanks auf Gebäudedächern und in den Wassertanks gespeichertem Wasser äußerst wirksam. Weiter ist sie auch bei der Sterilisation von Wasserbecken und darin befindlichem Wasser äußerst wirksam.
(7) Die vorliegende Erfindung ist bei der Sterilisation von Tischgeschirr in Krankenhäusern, Restaurants, Schulen usw. und von ähnlichen Instrumenten äußerst wirksam, und sie trägt daher bedeutend zur Vorbeugung gegen Lebensmittelvergiftungen bei. Wird die vorliegende Erfindung weiter auf Gemüse/Obst angewandt, können das Waschen und die Sterilisation in nur einem Schritt erfolgen. Weiter können Getränke wirksam sterilisiert werden.
(8) Die vorliegende Erfindung ist bei der Reinigung und Sterilisation von medizinischen Instrumenten, Bettwäsche und Krankenhausbedarf wirksam, und sie ist trägt auch äußerst wirksam zur Vorbeugung gegen Infektionen im Krankenhaus bei.
(9) Die vorliegende Erfindung eignet sich für die praktische Anwendung oder Durchführung bei Raumtemperatur, und die Qualität des behandelten Gegenstands wird daher nicht durch Wärmeeinwirkung gemindert. Weiter werden bei der vorliegenden Erfindung Sterilisationsmittel verwendet, die im Wesentlichen ohne Chemikalien auskommen, und sie ist somit bemerkenswert umweltfreundlich.
(10) Die vorliegende Erfindung macht ein Sterilisationsmittel verfügbar, das gut zur Bereitung von Trinkwasser geeignet ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung zeigt, welche eine Schwingrührvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ist eine Ansicht der Vorrichtung aus 1 von oben;
3 ist eine Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung;
5 ist ein vergrößerter Querschnitt einer anderen einer Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung;
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt mit einem Schwingblatt zeigt;
Die 7A und 7B sind jeweils die Ansicht eines Schwingblatts von oben;
Die 8A und 8B sind jeweils die Ansicht eines Schwingblatts von oben;
9 ist eine Querschnittsansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine andere Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 9;
11 ist eine Ansicht der Vorrichtung aus 9 von oben;
12 ist eine Querschnittsansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Flatterns eines Schwingblatts;
14 ist eine Querschnittsansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist eine andere Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 14;
16 ist eine Ansicht der Vorrichtung aus 14 von oben;
17A ist eine Ansicht eines schwingungsdämpfenden Elements von oben;
Die 17B und 17C sind Ansichten von Varianten des schwingungsdämpfenden Elements von oben;
Die 17D und 17E sind Querschnittsdarstellungen des schwingungsdämpfenden Elements;
Die 18A bis 18E sind Ansichten des schwingungsdämpfenden Elements von vorne;
19 ist eine perspektivische Ansicht einer Variante des schwingungsdämpfenden Elements, teilweise im Querschnitt;
20 ist eine Querschnittsansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 ein eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welche eine Einrichtung zum Einstrahlen von ultraviolettem Licht enthält;
22 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 21;
23 in eine Teilansicht in Querschnittsdarstellung, die eine andere Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welche eine Einrichtung zum Einstrahlen von ultraviolettem Licht enthält; und
24 ist eine Teilansicht in Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus 23.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Eine Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezugnahme auf die 1 und 2 detailliert beschrieben.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei es sich um eine Ansicht der Vorrichtung im Längsquerschnitt handelt. 2 ist eine Ansicht der Vorrichtung von oben. Die Sterilisationsvorrichtung besitzt eine oben offenen, runden Behandlungsbehälter (Sterilisationskammer) 13, in den Behandlungsflüssigkeit FLÜ, z.B. zu behandelndes Wasser, eingefüllt wird. Eine Aufspannfläche 40 ist auf der Kante des oberen Rands des Behandlungsbehälters 13 über ein schwingungsdämpfendes Element 41 befestigt. Eine Schwingrührvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Aufspannfläche 40 montiert.
Die Schwingrührvorrichtung besitzt ein Fußelement 42, das auf der Aufspannfläche 40 befestigt ist, vier vertikale Führungsstäbe 43, deren untere Enden auf der Aufspannfläche 40 befestigt sind, vier Schraubenfedern 44, die um die Führungsstäbe 43 gelegt sind, und eine Motormontageplatte 45, die auf die oberen Enden der Spiralfedern 44 gesetzt ist. Die oberen Abschnitte der Führungsstäbe 43 sind durch Öffnungen geführt, die in der Motormontageplatte 45 ausgebildet sind, und beschränken die horizontale Bewegung der Montageplatte 45 auf eine gewissen Bereich. Die Schraubenfedern 44 wirken als Mittel zur Schwingungsdämpfung. Anstelle der Federn 44 kann auch ein dämpfendes Element wie eine Gummiplatte oder dergleichen verwendet werden. In diesem Fall befinden sich die Führungsstäbe 43 und das dämpfende Element an unterschiedlichen Stellen. Die Federn 44 stellen einen Schwingungsdämpfmechanismus dar, um eine Übertragung von Schwingungen von der Motormontageplatte 45 auf den Behälter 13 zu vermeiden.
Die Schwingrührvorrichtung besitzt einen Schwingungsmotor 14, der auf die Montageplatte 45 montiert ist. Dadurch ist eine schwingungserzeugende Einheit gegeben. Die Montageplatte 45 ist in vertikaler Richtung längs der Führungsstäbe 43 beweglich. Ein schwingender Stab 7 ist an seinem oberen Ende mit der Montageplatte 45 verbunden. Der schwingende Stab 7 erstreckt sich in vertikaler Richtung durch Öffnungen, die in dem Fußelement 42 und in der Aufspannfläche 40 ausgebildet sind, in den Behandlungsbehälter 13. Fünf Schwingblätter 10, von denen jedes eine Oberfläche aus wenigstens einer Art sterilisierenden oder bakteriziden Metalls aufweist, sind durch (vorzugsweise aus magnetischem Material bestehende) Schwingblattbefestigungselemente nicht drehbar an dem schwingenden Stab befestigt. Die Schwingblattbefestigungselemente sind Muttern 9, die in ein auf dem schwingenden Stab ausgebildetes Gewinde eingreifen, und (nicht gezeigte) Spannscheiben, die jeweils zwischen die Mutter 9 und das 10 Schwingblatt eingelegt sind. Jedes Schwingblatt 10 wird durch ein Paar von Muttern 9, die oberhalb und unterhalb angeordnet sind, festgehalten.
Ein Transistorwechselrichter 35 zur Regelung der Anzahl von Schwingungen (Frequenz) des Schwingungsmotors 14 ist in der Stromversorgungsleitung zwischen eine Stromquelle 136 und den Schwingungsmotor 14 eingeschaltet. Die Federn 44 nehmen einen Teil der von dem Schwingungsmotor 14 erzeugten Schwingungsenergie auf, so dass die Übertragung der Schwingungsenergie auf den Behandlungsbehälter 13 unterdrückt wird. Der übrige Teil der Schwingungsenergie wird auf den schwingenden Stab 7 übertragen und weiter auf die Schwingblätter 10. Die Schwingungsenergie wird von den Schwingblättern 10 auf das zu behandelnde Wasser übertragen, und das Wasser wird in Schwingungen versetzt und dazu veranlasst zu strömen.
Der Schwingungsmotor 14 wird so betrieben, dass er gesteuert durch den Wechselrichter 35 mit einer bestimmten Frequenz im Bereich von 10 Hz bis 200 Hz, vorzugsweise aber von 20 Hz bis 60 Hz, schwingt, und das Material und die Dicke der Schwingblätter sind vorzugsweise so gewählt, dass die Schwingblätter in der zu behandelnden Flüssigkeit FLÜ durch die von dem schwingenden Stab 7 übertragene Schwingungsenergie in elastische Schwingungen versetzt werden.
Jedes Schwingblatt besteht aus Metall, das mit sterilisierendem Metall beschichtet ist, oder aus Kunststoff, der mit sterilisierendem Metall beschichtet ist, und weist beispielsweise eine Dicke von 1,5 mm auf. Jedes Schwingblatt ist horizontal ausgerichtet.
Weiter ist jedes Schwingblatt vorzugsweise so geformt, dass es keine Kerbe aufweist. Wenn jedes Schwingblatt eine Kerbe aufweisen würde, so würde sich daraus der Nachteil ergeben, dass das Schwingblatt im Bereich der Kerbe aufgrund der durch die Schwingungen verursachten Ermüdung brechen würde. Jedes Schwingblatt weist vorzugsweise in eine Streifenform auf, so dass der Hauptabschnitt abgesehen vom Abschnitt des äußeren Endes dieselbe Breite aufweist wie der Basisabschnitt des Schwingblatts, der an dem schwingenden Stab 7 befestigt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung vorhanden. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Sterilisation von Wasser, die eine Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung aufweist. In dieser Ausführungsform sind die oberen Führungsstäbe 144 an der Montageplatte 45 befestigt, und die unteren Führungsstäbe 145 sind an der Aufspannfläche 40 befestigt. Die einander entsprechenden oberen und unteren Führungsstäbe 144, 145 sind in vertikaler Richtung aneinander ausgerichtet, so dass dazwischen eine Lücke besteht. Ein Abstandhalter 8 ist zwischen benachbarten Schwingblättern 10 angeordnet. Die Schwingblattbefestigungselemente 11 sind an den Ober- und Unterseiten eines jeden Schwingblatts 10 angeordnet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet „Schwingblattbefestigungselement" nicht nur das Befestigungselement 11, sondern auch Zubehörteile wie der Abstandhalter 8, die Mutter 9 oder dergleichen.
Als Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung kann zum Beispiel das folgende Mittel verwendet werden. Es stellt einen verbindenden Abschnitt 111 zwischen der Montageplatte 45 und dem schwingenden Stab 7 dar. Beispielsweise kann als Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung ein Gummiring um den schwingenden Stab 7 an der Unter- und/oder Oberseite der Montageplatte 45 in dem verbindenden Abschnitt 111 vorhanden sein. Der Gummiring ist vorzugsweise so geformt, dass er eine große Dicke besitzt.
Beispiele für die Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung sind in den 4 und 5 gezeigt. Der schwingende Stab 7 ist mit der Montageplatte 45 verbunden, deren Funktion in der Übertragung der Schwingung vom Schwingungsmotor 14 auf den schwingenden Stab 7 besteht. Der schwingende Stab 7 erstreckt sich durch eine dafür vorgesehene Öffnung in der Montageplatte 45, und der obere Endabschnitt des schwingenden Stabs 7 ist durch Muttern 112, 113, 114, 115 und eine Unterlegscheibe 116 befestigt. Die Muttern 112, 113, 114, 115 sind in Eingriff mit einem auf dem schwingenden Stab 7 ausgebildeten Gewinde 117. Im Fall von 4 befindet sich zwischen der Montageplatte 45 und der Mutter 114 ein Gummiring 118 und zwischen der Montageplatte 45 und der Unterlegscheibe 116 ein Gummiring 118'. Im Fall von 5 befindet sich zwischen der Montageplatte 45 und der Mutter 114 ein Gummiring 118 und eine Unterlegscheibe 131. Die Muttern 112, 113, 114, 115 sind in Eingriff mit dem auf dem schwingenden Stab 7 ausgebildeten Gewinde 117.
Falls weder der Gummiring 118 noch der Gummiring 118' verwendet wird, konzentriert sich die Schwingbeanspruchung auf den verbindenden Abschnitt 111 und den Bereich, der diesen Abschnitt umgibt, weshalb der schwingende Stab 7 leicht brechen kann. Dieses Problem lässt sich jedoch durch Einsetzen und Einpassen der Gummiringe vollständig lösen. Insbesondere wenn kein Gummiring verwendet wird und wenn die Anzahl der Schwingungen des Schwingungsmotors 14 auf 100 Hz oder mehr eingestellt wird, bricht der schwingende Stab 7 häufig. Die Verwendung der Gummiringe ermöglicht es jedoch, die Anzahl der Schwingungen zu erhöhen, ohne dass dem vorstehend dargestellten Problem Beachtung geschenkt werden muss.
Der Gummiring kann aus einen harten elastischen Material bestehen, beispielsweise aus natürlichem Hartgummi, aus synthetischem Hartgummi, Kunstharz oder dergleichen mit einer Härte (Shore A) von 80 bis 120, vorzugsweise aber von 90 bis 100. Insbesondere Urethangummi mit einer Shore-Härte A von 90 bis 100 ist unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit und Chemikalienbeständigkeit zu bevorzugen.
In dem verbindenden Abschnitt 111 kann anstatt der Mutter ein Ringstopfen verwendet werden. Der Ringstopfen hält den schwingenden Stab 7, so dass die Schwingblätter 10 auf den Höhen positioniert werden können, die für die Innenmaße des verwendeten Behandlungsbehälters 13 passend sind.
Ein Schwingblattabschnitt umfasst Schwingblätter 10 und Schwingblattbefestigungselemente 11 einschließlich der Zubehörteile. Das Schwingblatt kann aus einer Vielzahl gestapelter Blattlamellen aufgebaut sein, und das Schwingblatt und das Schwingblattbefestigungselement können aus einem Stück sein. Jedes Schwingblatt ist vorzugsweise aus dünnem Metall, elastischem Kunstharz oder dergleichen aufgebaut, und seine Dicke ist so gewählt, dass der äußere Endabschnitt eines jeden Schwingblatts durch die vertikale Schwingung des Schwingungsmotors 14 eine Flattererscheinung zeigt (d.h. der äußere Endabschnitt wellt sich), wodurch nicht nur die Schwingung, sondern auch Fluidität auf die zu behandelnde Flüssigkeit übertragen wird. Als Material eines Metallschwingblatts kann beispielsweise Titan, Aluminium, Kupfer, Edelstahl, ein magnetisches Metall wie magnetischer Stahl oder eine Legierung dieser Metalle verwendet werden. Weiter können Polycarbonate, Vinylchloridharze, Polypropylen oder dergleichen als Material für ein Kunstharzschwingblatt verwendet werden.
Die Dicke eines Schwingblatts zur Übertragung der Schwingungsenergie und zur Steigerung der Wirkung des Schwingrührens ist nicht auf einen bestimmten Wert eingeschränkt. Jedoch liegt die Dicke im Fall eines Metallschwingblatts vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 2 mm und im Fall eines Kunststoffschwingblatts zwischen 0,5 mm und 10 mm. Wenn die Dicke zu groß ist, wird die Wirkung des Schwingrührens verringert.
Wenn ein elastisches Kunstharz oder dergleichen als Material für das Schwingblatt verwendet wird, ist die Dicke nicht besonders auf einen bestimmten Wert eingeschränkt, doch liegt sie vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm. Wenn das Schwingblatt aus Metall besteht, beispielsweise aus Edelstahl, wird eine Dicke zwischen 0,2 mm und 1 mm gewählt, vorzugsweise aber eine Dicke von 0,6 mm. Weiter beträgt die Amplitude des Schwingblatts vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 15 mm, wobei zwischen 0,5 mm und 5 mm am günstigsten ist.
Das Schwingblatt kann an dem schwingenden Stab in einer Höhe oder in mehreren Stufen befestigt werden. Wenn das Schwingblatt in mehreren Stufen befestigt wird, kann die Anzahl der Stufen variieren entsprechend dem Füllstand der zu behandelnden Flüssigkeit, beispielsweise des Wassers, dem Volumen des Behandlungsbehälters und der Größe des Schwingungsmotors, und sie beträgt je nach Bedarf zwischen 5 und 7. Falls die Anzahl der Stufen vergrößert wird, wird die Amplitude der Schwingung verkleinert, da sich die Belastung des Schwingungsmotors erhöht und da sich der Schwingungsmotor erhitzen kann. Die Schwingblätter können alle zusammen aus einem Stück sein.
Das Schwingblatt kann horizontal ausgerichtet sein, doch es kann auch, wie in 6 gezeigt, unter einem kleinen Winkel zur Horizontalen stehen. Der Winkel α wird zwischen 5 und 30 Grad gewählt, vorzugsweise aber zwischen 10 und 20 Grad, um dem Schwingrühren eine Richtwirkung zu verleihen.
Jedes Schwingblatt wird von seiner Ober- und Unterseite her mittels der Schwingblattbefestigungselemente festgeklemmt, um das Schwingblatt an dem schwingenden Stab zu befestigen, wodurch ein Schwingblattabschnitt entsteht. Die Schwingblattbefestigungselemente und die Schwingblätter sind als Ganzes geneigt, wie es in 6 gezeigt ist.
Die Schwingblätter und die Schwingblattbefestigungselemente können unter Verwendung eines Kunststoffmaterials in einem Formverfahren integral hergestellt werden. Falls das Schwingblatt und das Schwingblattbefestigungselement getrennt hergestellt werden, dringt die Substanz in der zu behandelnden Flüssigkeit in die Verbindungsstellen zwischen beiden ein und die Durchführung der Reinigungsarbeit erfordert viel Aufwand. Dagegen kann dieser Nachteil mit dem integralen Formverfahren umgangen werden. Außerdem entstehen bei der Herstellung von Schwingblatt und Befestigungselement keine Unregelmäßigkeiten in der Dicke, wodurch die Konzentration der Belastung umgangen wird, so dass die Haltbarkeit der Schwingblätter erheblich verlängert werden kann.
Andererseits kann das Schwingblatt einzeln gegen ein anderes Schwingblatt ausgetauscht werden, wenn Schwingblatt und Schwingblattbefestigungselement getrennt hergestellt werden. Ein Austausch ist jedoch auch im Fall des integral geformten Gegenstands möglich. In diesem Fall ist das Material des Schwingblatts, des Schwingblattbefestigungselements und des integral geformten Gegenstands nicht auf Kunststoffmaterialien eingeschränkt, und es können verschiedene Materialien, wie sie vorstehend beschrieben wurden, verwendet werden. Die Schwingblattbefestigungselemente 11, mit denen das Schwingblatt 10 von der Ober- und Unterseite her festgeklemmt ist, können so konstruiert sein, dass die oberen und unteren Befestigungselemente unterschiedliche Größen haben, wodurch die Schwingbeanspruchung aufgenommen werden kann.
Wie in 6 gezeigt kann zwischen dem Schwingblattbefestigungselement 11 und dem Schwingblatt 10 eine Kunstharzplatte, beispielsweise eine Platte aus einem fluorhaltigen Kunststoff oder eine Gummiplatte 33, eingelegt sein, um eine dämpfende Wirkung auszuüben, wodurch die Belastung im Schwingblatt aufgenommen wird. Weiter ist die Kunstharzplatte oder Gummiplatte 33 vorzugsweise so gestaltet, dass sie, wie in 6 gezeigt, länger als das Schwingblattbefestigungselement 11 ist und leicht in Richtung des äußeren Endes des Schwingblatts 10 hervorsteht.
Der Schwingblattabschnitt, der das Schwingblatt und das Schwingblattbefestigungselement umfasst, kann durch Verwendung einer Mutter fest an dem schwingenden Stab fixiert werden. Wenn eine Vielzahl von Schwingblättern an dem schwingenden Stab befestigt wird, werden sie mit Muttern 9 an dem schwingenden Stab fixiert, und es werden weiter ein (3) oder mehrere (6) zylindrische Abstandhalter 8 von fester Länger dazwischen eingesetzt, so dass sie genau auf den schwingenden Stab passen, wodurch der Abstand zwischen benachbarten Schwingblättern einfach fixiert werden kann.
Für die Schwingblätter (oder den Schwingblattabschnitt) können verschiedene Formen gewählt werden. Die 7A und 7B und die 8A und 8B zeigen Beispiele für die Form der Schwingblätter.
Das in 7A gezeigte Schwingblatt 10 lässt sich durch Ausschneiden eines kreuzförmigen Teils aus einer Platte oder durch Übereinanderlegen zweier Streifen herstellen. Das Befestigungselement 11 kann dieselbe Breite wie die Schwingblätter (7A, 8A) besitzen oder weniger breit als die Schwingblätter (7B, 8B) sein. Wenn in diesen Fällen eine Kerbe im Schwingblatt ausgebildet ist, werden das Schwingblatt und das Befestigungselement leicht beschädigt, wenn sie über eine längere Zeit verwendet werden. Daher ist es vorzuziehen, keine Kerbe auszubilden.
In den vorstehend dargestellten Ausführungsformen ist ein schwingender Stab 7 vorhanden. Es kann jedoch eine Vielzahl von schwingenden Stäben vorhanden sein, um eine Sterilisationsvorrichtung mit mehreren Stäben zu erhalten. Die Konstruktion mit mehreren Stäben ist geeignet, um die zu behandelnde Flüssigkeit in einem Behandlungsbehälter mit großen Abmessungen wirksam zu rühren. Diese Ausführungsform ist in den 9 bis 11 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind zwei schwingende Stäbe 7 vorhanden.
Wenn das Schwingblatt wie in 6 gezeigt unter dem Winkel α angestellt ist, können ein oder zwei untere Schwingblätter von einer Vielzahl von Schwingblättern nach unten geneigt sein, und die anderen Schwingblätter können nach oben geneigt sein, wie es in 9 gezeigt ist. Mit dieser Konstruktion kann der Bodenbereich des Behandlungsbehälters 13 hinreichend durchgerührt werden, und es kann somit verhindert werden, dass die zu behandelnde Flüssigkeit FLÜ im unteren Bereich im Behälter in Ruhe bleibt.
Der Schwingungsmotor 14 wird in der vorstehend dargestellten Ausführungsform auf den Behandlungsbehälter 13 aufgesetzt. Alternativ dazu kann der Schwingungsmotor an der Seitenwand des Behälters angebaut werden, und, wenn der Behälter eine geringe Dicke (z.B. 5 mm oder weniger bei Edelstahl) besitzt und somit die Seitenwand des Behälters leicht durch die Schwingungsenergie der Flüssigkeit in Schwingungen versetzt wird, ist es zu bevorzugen, den Schwingungsmotor auf einem Tisch oder auf dem Boden außerhalb des Behälters zu montieren. Wenn die Dicke des Behälters 5 mm oder weniger beträgt, wird weiter an der Seitenwand des Behälters ein Verstärkungselement angebracht, wie wenn ein Band befestigt wird, und die Schwingrührvorrichtung wird auf dem Verstärkungselement montiert.
Für die schwingungserzeugende Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System vorgesehen, bei dem die Motormontageplatte in Schwingungen versetzt wird und die Schwingungsenergie der Montageplatte auf den schwingenden Stab übertragen wird. 12 zeigt eine Variante der schwingungserzeugenden Einheit, bei der der Schwingungsmotor 14 an der unteren Oberfläche der zusätzlichen Montageplatte 45' befestigt wird. Die zusätzliche Montageplatte 45' wird auf die Montageplatte 45 montiert. Durch diesen Aufbau lässt sich der Schwerpunkt tiefer setzen, um gegen das Auftreten von Rollen im Maximum (S. 16, Z. 8) vorzubeugen, verglichen mit dem Fall, in dem der Schwingungsmotor 14 an der oberen Oberfläche der zusätzlichen Montageplatte 45' befestigt wird.
In der in 12 dargestellten Ausführungsform ist der schwingende Stab 7 ungefähr in seiner Mittel in zwei schwingende Teilstäbe 134 aufgeteilt, und die Schwingblätter 10 verbinden diese schwingenden Teilstäbe 134, so dass die Schwingung der Schwingblätter ein Schwingrühren der zu behandelnden Flüssigkeit FLÜ bewirkt.
Der Schwingungsmotor kann bei der vorliegenden Erfindung ein mechanischer Motor, ein Magnetmotor, ein Luftmotor oder dergleichen sein. Anstatt des Schwingungsmotors kann eine Druckluftpumpe oder dergleichen als schwingungserzeugende Einheit verwendet werden.
Die Stärke der „Flattererscheinung" am äußeren Ende des Schwingblatts, die durch die Schwingung des Schwingblatts hervorgerufen wird, variiert mit der Frequenz der Schwingung, der Länge und der Dicke des Schwingblatts, der Viskosität und dem spezifischen Gewicht der zu behandelnden Flüssigkeit, und daher werden die Länge und die Dicke des Schwingblatts vorzugsweise so gewählt, dass bei einer bestimmten Frequenz ein möglichst starkes „Flattern" auftritt. Wenn die Länge m (Länge eines Abschnitts, der sich vom Befestigungselement bis zum äußeren Ende erstreckt) des Schwingblatts bei konstant gehaltener Schwingungsfrequenz und Dicke des Schwingblatts variiert wird, variiert die Stärke F des „Flatterns" weitgehend periodisch, wie es in 13 gezeigt ist. Vorzugsweise wird die Länge L₁, die das erste Maximum ergibt, oder die Länge L₂. die das zweite Maximum ergibt, als Länge m des Schwingblatts gewählt. Die Länge, die dem ersten Maximum entspricht, oder die Länge des zweiten Maximums wird passend und der Anforderung, die Schwingung der Flüssigkeit zu verstärken oder die Fluidisierung der Flüssigkeit zu intensivieren, entsprechend gewählt. Wenn die Länge L₃, die dem dritten Maximum entspricht, gewählt wird, wird die Amplitude der Schwingung verringert, und der Anwendungsbereich der Vorrichtung wird dadurch etwas eingeschränkt.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die experimentellen Ergebnisse für die dem ersten bzw. dem zweiten Maximum entsprechenden Längen L₁ und L₂ bei einer Frequenz von 37 Hz bis 60 Hz und bei 75 W für ein Schwingblatt aus Edelstahl, wenn dessen Dicke D geändert wird.
TABELLE 1
In diesem Experiment betrug die Länge von der Mitte des schwingenden Stabs bis zum äußeren Ende des Schwingblattbefestigungselements 27 mm, und der Neigungswinkel α des Schwingblatts betrug 15 Grad nach oben.
Bei der vorliegenden Erfindung kann der schwingende Stab aus Kunststoff bestehen. Die 14 und 15 zeigen jeweils eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und 16 zeigt eine Ansicht dieser Ausführungsform von oben. Die Schnitte in den 14 und 15 sind entlang der Linien X-X' bzw. Y-Y' in 16 geführt.
In den 14 bis 16 bezeichnet die Bezugsziffer 13 einen Behandlungsbehälter, die mit der zu behandelnden Flüssigkeit FLÜ gefüllt ist. Die Bezugsziffer 18 bezeichnet ein Trageelement, das am oberen Rand des Behälters 13 befestigt ist. Die Bezugsziffern 14 und 15 bezeichnen einen Schwingungsmotor bzw. ein Befestigungselement für den Schwingungsmotor. Diese bilden eine schwingungserzeugende Einheit.
Die Bezugsziffern 1 und 1' bezeichnen eine obere Metallplatte bzw. eine untere Metallplatte, und die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine Gummiplatte. Diese bilden ein schwingungsdämpfendes Element 3, das zwischen der schwingungserzeugenden Einheit und dem Behälter 13 angeordnet ist. Die obere Metallplatte 1 und die untere Metallplatte 1' sowie die Gummiplatte 2 sind mittels Schrauben 16 und Muttern 17 in einer geschichteten Anordnung verbunden.
Das schwingungsdämpfende Element 3 ist so an dem Tank 13 angebracht, dass die untere Metallplatte 1' und das Trageelement 18 mittels Schrauben 31 miteinander verbunden sind, wobei zwischen ihnen eine Dichtung 12 eingelegt ist. Die schwingungserzeugende Einheit wird auf das schwingungsdämpfende Element 3 in dessen Mitte mit Abstand von dem Trageelement 18 so montiert, dass der Schwingungsmotor 14 und die obere Metallplatte 1 über das Montageelement 15 mittels Schrauben 32 miteinander verbunden sind.
Die Bezugsziffer 7 bezeichnet einen schwingenden Stab, dessen oberer Abschnitt mittels Muttern 20, 20' und eines Gummirings 19, der als Einheit zum Auffangen der Schwingbeanspruchung dient, mit dem schwingungsdämpfenden Element 3 in dessen Mitte verbunden ist. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet ein Schwingblatt, das an dem schwingenden Stab 7 angebracht ist. Auf dem schwingenden Stab 7 sind zwischen den benachbarten Schwingblättern 10 Abstandhalter 8 angeordnet. Die Schwingblätter 10, die jeweils von einem oberen und einem unteren Befestigungselement 11 bzw. 11' gehalten werden, haben einen bestimmten Abstand voneinander. Die Bezugsziffer 9 bezeichnet eine Mutter, die dazu dient, die Abstandhalter 8, die Schwingblätter 10 und die Schwingblattbefestigungselemente 11, 11' auf dem schwingenden Stab 7 zu halten.
Beispiele für Materialien der Metallplatten 1, 1' sind Edelstahl, Eisen, Kupfer, Aluminium, geeignete Legierungen usw. Die Dicke der Metallplatten 1, 1' beträgt beispielsweise 10 bis 40 mm.
Materialien der Gummiplatte 2 sind beispielsweise synthetischer Kautschuk oder vulkanisierter Naturkautschuk, vorzugsweise aber Schwingungsabsorber aus Gummi gemäß der Definition in JIS K6386 (1977).
Beispiele für synthetischen Kautschuk sind Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk, Nitril-Chloropren-Kautschuk, Styrol-Chloropren-Kautschuk, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, Isoprenkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, Alkylenoxid-Kautschuk, Fluorkautschuk, Silikonkautschuk, Urethankautschuk, Polysulfidkautschuk, Phosphorkautschuk (flammfester Kautschuk).
Beispiele für Gummiplatten, die auf dem Markt erhältlich sind, sind Naturkautschukplatten, Platten aus isolierendem Kautschuk, Platten aus elektrisch leitendem Kautschuk, ölbeständiger Kautschuk (z.B. NBR), Chloroprenkautschukplatten, Butylkautschukplatten, Chlorkautschukplatten, SBR- Kautschukplatten, Silikonkautschukplatten, Fluorkautschukplatten, Acrylkautschukplatten, Ethylen-Propylen-Kautschukplatten, Urethankautschukplatten, Epichlorhydrinkautschukplatten, Platten aus flammfestem Kautschuk. Vorzugsweise wird eine Gummiplatte verwendet, die aus einem Material besteht, das die Eigenschaften eines Gummischwingungsabsorbers aufweist, wie er in JIS K6386 (1977) definiert ist, das insbesondere einen statischen Schermodul von 4 bis 22 kgf/cm² besitzt, vorzugsweise von 5 bis 10 kgf/cm², und eine Bruchdehnung von mindestens 250%.
Die Dicke der Gummiplatte beträgt beispielsweise 0,1 mm bis 20 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 10 mm.
17A zeigt eine schematische Ansicht des schwingungsdämpfenden Elements 3 von oben. Die Bezugsziffer 5 in 17A bezeichnet ein Loch, durch das der schwingende Stab 7 hindurchgeht. Das schwingungsdämpfende Element 3 dichtet die obere Öffnung des Behälter 13 ab. Der Innendurchmesser des Lochs der Gummiplatte 2, das ein Teil des Lochs 5 des schwingungsdämpfenden Elements 3 ist, ist weitgehend gleich dem Durchmesser des schwingenden Stabs 7, während der Innendurchmesser eines Lochs der Metallplatten 1, 1', das ein Teil des Lochs 5 des schwingungsdämpfenden Elements 3 ist, etwas größer als der Durchmesser des schwingenden Stabs 7 ist, wie es in 17D gezeigt ist.
Die 17B und 17C zeigen eine schematische Ansicht von Varianten des schwingungsdämpfenden Elements 3 von oben. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 17B umfasst einen ersten Abschnitt 3a und einen zweiten Abschnitt 3b, deren einander zugewandte Kanten einander berühren. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 17C weist eine Öffnung 6 auf, wobei es auf der gesamten oberen Kante des Behälters 13 aufliegt.
Die 17D und 17E zeigen eine Querschnittsansicht des schwingungsdämpfenden Elements 3. Wie in 17E gezeigt kann ein flexibles Dichtelement 36 aus weichem Gummi oder dergleichen verwendet werden, um eine vollständige Abdichtung in dem Bereich herzustellen, in dem der schwingende Stab 7 durch die Öffnung 5 oder 6 des schwingungsdämpfenden Elements 3 hindurchgeht. Solch eine vollständige Abdichtung ist von Vorteil, um eine Verunreinigung der Flüssigkeit mit von außen eintretenden Substanzen wie Staub usw. zu vermeiden.
Auch in dem Fall, in dem, wie in 17D gezeigt, das flexible Dichtelement nicht verwendet wird, lässt sich eine hinreichende Abdichtung herstellen, unter Ausnutzung der Gummiplatte 2 des schwingungsdämpfenden Elements 3, und zwar dadurch, dass die Ausdehnung und Kontraktion der Gummiplatte 2 der Bewegung des schwingenden Stabs 7 in beträchtlichem Maß folgen kann, wobei die dadurch erzeugte Reibungswärme klein ist.
Die 18A und 18E zeigen in einer Ansicht von vorne Beispiele für das schwingungsdämpfende Element 3. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 18B ist dasselbe wie dasjenige aus den 14 und 15. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 18A umfasst eine Metallplatte 1 und eine Gummiplatte 2. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 18C umfasst eine obere Metallplatte 1, eine obere Gummiplatte 2, eine untere Metallplatte 1' und eine untere Gummiplatte 2'. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 18D umfasst eine obere Metallplatte 1, eine obere Gummiplatte 2, eine mittlere Metallplatte 1", eine untere Gummiplatte 2' und eine untere Metallplatte 1'. Die Dicke der mittleren Metallplatte 1" beträgt beispielsweise 0,3 bis 10 mm, während die Dicke der oberen und der unteren Metallplatte 1, 1' ziemlich groß ist, beispielsweise 10 bis 40 mm, wie vorstehend angegeben, da die obere Metallplatte 1 die schwingungserzeugende Einheit trägt und die untere Metallplatte 1' an dem Trageelement 18 befestigt ist. Das schwingungsdämpfende Element 3 aus 18E umfasst eine obere Metallplatte 1, eine untere Metallplatte 1' und eine Gummiplatte 2, die eine obere Vollgummiplatte 2a, eine Schaumgummiplatte 2b und eine untere Vollgummiplatte 2c umfasst. Von der oberen und der unteren Vollgummiplatte 2a, 2c kann eine entfallen. Alternativ kann eine Vielzahl von Schaumgummiplatten und eine Vielzahl von Vollgummiplatten in der Gummiplatte verwendet werden. Das schwingungsdämpfende Element 3 kann aus einer Gummiplatte bestehen.
19 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Variante des schwingungsdämpfenden Elements 3 teilweise im Querschnitt. Sie umfasst sieben Gummiplatten 2 und sechs Metallplatten 1, von denen jede zwischen benachbarten Gummiplatten 2 angeordnet ist, und ist kreisförmig. In dem schwingungsdämpfenden Element 3 ist ein Loch 34 vorhanden, durch das eine Schraube geführt wird, um das Element 3 am Behandlungsbehälter zu befestigen. Der Durchmesser oder die Breite B des Elements 3 ist vorzugsweise mindestens gleich der doppelten Dicke D, wobei es am günstigsten ist, wenn sie gleich dem Dreifachen der Dicke D ist. Wenn die Breite B zu klein ist, wird das schwingungsdämpfende Element 3 in der vertikalen Richtung gebogen und es kommt zu einer beträchtlichen Wärmeentwicklung durch die Reibung zwischen dem schwingungsdämpfenden Element 3 und der Schraube.
Bei der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein schwingungsdämpfendes Element 3 verwendet, das 1 bis 10 Gummiplatten umfasst.
Die schwingungserzeugende Einheit wird vorzugsweise an derjenigen Seite der geschichteten Konstruktion angebracht, an der sich eine Metallplatte befindet. Die von dem Schwingungsmotor erzeugte Schwingung wird über das Montageelement 15 oder dergleichen auf das schwingungsdämpfende Element 3 übertragen. Vorzugsweise wird der Druck, der durch das Gewicht der schwingungserzeugenden Einheit auf das schwingungsdämpfende Element 3 entsteht, insbesondere in dem Bereich, der dem Trageelement 18 und der oberen Kante des Behälters 13 entspricht, so gleichmäßig wie möglich verteilt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die zu behandelnde Flüssigkeit Wasser von unterschiedlicher Qualität sein, beispielsweise Leitungswasser, Brunnenwasser, Regenwasser, Flusswasser, Abwasser, verschmutztes Flusswasser, verschiedene Arten organischer Lösungsmittel, die mit Bakterien oder dergleichen kontaminiert sind, oder eine Flüssigkeit, die anorganische oder organische Substanzen enthält.
Bei der vorliegenden Erfindung sind zu behandelnde Gegenstände nicht auf bestimmte Arten eingeschränkt, und zu ihnen können Tischgeschirr, Teile von Vorrichtungen zur Lebensmittelverarbeitung, verschiedene Behältnisse und Gefäße für Lebensmittel und medizinische Zwecke, medizinische Instrumente wie Instrumente für chirurgische Operationen, Bekleidung, Bettwäsche, Kunstgegenstände, Schmuck, Lebensmittel wie Gemüse/Obst usw. gehören.
Wenn ein zu behandelnder Gegenstand groß ist und direkt in den Behandlungsbehälter gelegt werden kann, ist es möglich, ihn direkt in den Behälter zu legen. Wenn es sich jedoch um einen Kunstgegenstand oder dergleichen handelt, wird er vorzugsweise in einem löcherigen Behältnis oder Halter, beispielsweise einem Käfig oder dergleichen, in den Behälter eingebracht.
Wenn ein Gegenstand durch irgendein Mittel in Schwingungen versetzt, hin und her bewegt oder gedreht wird, wird unabhängig von der Größe des Gegenstands ein besserer und gleichmäßigerer Kontakt zwischen der Behandlungsflüssigkeit und dem Gegenstand erreicht. Daher ist eine solche Bewegung des Gegenstands wünschenswert. Wenn der Gegenstand groß ist, kann er selbst aufgehängt werden und ein Aufhängeelement kann in Schwingungen versetzt, hin und her bewegt oder gedreht werden. Wenn der Gegenstand klein ist, wird der Gegenstand in ein löcheriges Behältnis gelegt und das löcherige Behältnis wird in Schwingungen versetzt, hin und her bewegt oder gedreht, während der Gegenstand in dem Behältnis, falls dies erforderlich ist, fixiert ist. Das löcherige Behältnis kann aus einem Kunststoffmaterial oder Metall bestehen. Es kann hergestellt werden, indem in einer Kunststoffplatte oder Metallplatte bedarfsgerecht Löcher ausgebildet werden. Wenn jedoch das Verhältnis der offenen Fläche zur Seitenwand erhöht werden muss, wird die Seitenwand aus einen Metalldrahtnetz oder aus einem mit Harz beschichteten Metalldrahtnetz hergestellt. Das Verhältnis zwischen der offenen Fläche und der Seitenwand kann ungefähr zwischen 10 und 98% betragen. Die Anzahl und Form der an dem Behältnis ausgebildeten Löcher entspricht der Größe und Form der Gegenstände, die das Behältnis aufnehmen soll und die in der Flüssigkeit sterilisiert werden sollen, um die bestmögliche Effizienz der Behandlung zu erzielen. Der Anteil der offenen Fläche beträgt vorzugsweise mindestens 20% der Seitenwandfläche. Wenn der Anteil der offenen Fläche kleiner als dieser Wert ist, sinkt die Effizienz der Behandlung. Das Behältnis kann in seinem horizontalen Querschnitt kreisförmig oder vieleckig sein.
Der Vorgang, in dem die Gegenstände bei der vorliegenden Erfindung hin und her bewegt werden, ist eine so langsame Hinundherbewegung, dass die Amplitude der Hinundherbewegung ungefähr 10 bis 100 mm, vorzugsweise 20 bis 60 mm, beträgt und die Frequenz ungefähr 10 bis 60 Hinundherbewegungen pro Minute beträgt. Wird der Gegenstand gedreht, kann dieselbe Wirkung zufrieden stellend erzielt werden, wenn die Drehung mit einer Drehzahl von ungefähr 10 bis 60 Umdrehungen pro Minute erfolgt.
20 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Sterilisationsvorrichtung mit einem solchen löcherigen Behältnis, um die Gegenstände zu halten, und einem Antriebsmittel, um das Behältnis zu bewegen.
In 20 ist eine schwingungserzeugende Einheit, die den Schwingungsmotor 14 umfasst, auf dieselbe Weise auf dem Behandlungsbehälter 13 montiert wie bei der Vorrichtung aus den 9 bis 11. Außerdem ist an den Behälter 13 über Schraubenfedern 246 ein schwingender Rahmen 244 angebracht, der dem Auffangen der Schwingung dient. An dem schwingenden Rahmen 244 sind ein Schwingungsmotor 248 und ein Ausgleichsgewicht 249 befestigt. Das Behältnis 252 wird mittels der Verbindungselemente 250 an den schwingenden Rahmen 244 angebracht und mittels eines (nicht gezeigten) Motors, der über einen (nicht gezeigten) Wechselrichter geregelt wird, gedreht.
Die zu behandelnden Gegenstände werden in dem Behältnis 252 aufgenommen, das um eine Achse 252a gedreht wird und durch die in dem Schwingungsmotor 248 erzeugte und über den Rahmen 244 und die Verbindungselemente 250 übertragene Schwingungsenergie in Schwingungen versetzt wird, so dass die Gegenstände in dem Behältnis 252 in Schwingungen versetzt und gedreht werden.
Die Hinundherbewegung der Gegenstände kann erfolgen, wenn die unteren Enden der vorstehend genannten Schraubenfedern 246 an einem Element befestigt sind, das an dem Behandlungsbehälter 13 angebracht ist und mittels eines (nicht gezeigten) Motors hin und her bewegt wird.
Es ist möglich, das Behältnis 252 so anzuordnen, dass sich die Achse 252a in vertikaler Richtung erstreckt.
Die bei der Sterilisation abzutötenden Bakterien sind nicht auf bestimmte Arten eingeschränkt, doch ist die vorliegende Erfindung wenigstens bei koliformen Bakterien (Colon bacillus, enteropathogenen Escherichia coli, 0-157), Salmonella, Vibrio parahaemolyticus, Campylobacter, Yersinia, Bacterium perfringens, NAG vibrio, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cepacia, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus pneumoniae, Serratia, Proteus, Enterobacter, Citrobacter, Enterococcus, Klebsiella, Bacteroides, Legionella, Mycobacterium, Pneumocystis carinii, Pilzen, pathogenen Viren usw. besonders wirksam.
Metalle wie Ag, Pd, Au, Pt, Ni, Cu, Zn, Sb, Mg, Sn, Pb usw. können als sterilisierende Metall oder bakterizides Metall für das Material des Schwingblatts oder des Schwingblattbefestigungselements dienen. Diese Metalle können allein oder als Legierung dieser Metalle (beispielsweise Messing) oder als Legierung dieser Metalle mit anderen Metallen verwendet werden. Weiter können Metalloxide wie Titanoxid (TiO₂), Zinkoxid (ZnO), Silberoxid, Kupferoxid usw. als sterilisierende Metallverbindung oder bakterizide Metallverbindung für das Material des Schwingblatts oder des Schwingblattbefestigungselements dienen. Das sterilisierende Metalloxid kann in Form von Partikeln vorliegen. Die Größe der Partikel ist nicht auf einen bestimmten Wert eingeschränkt. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Partikel jedoch möglichst klein, da dadurch die Oberfläche der Partikel größer ist und es ist ein Partikeldurchmesser von höchstens 5 μm zu bevorzugen.
Die aus einem sterilisierenden Metall oder aus einer sterilisierenden Metallverbindung, beispielsweise einem Metalloxid, bestehende Oberfläche des Schwingblatts oder des Schwingblattbefestigungselements lässt sich durch Beschichtung eines Substrats für das Schwingblatt bzw. das Schwingblattbefestigungselement mit dem sterilisierenden Metall oder seiner Legierung oder durch eine Kompositbeschichtung des Substrats mit Partikeln, die die sterilisierende Metallkomponente oder Partikel der sterilisierenden Metallverbindung enthalten, herstellen. Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren der Oberflächenschicht lässt sich bei einem Schwingblatt oder Schwingblattbefestigungselement aus Kunststoffmaterialien anwenden. In diesem Fall wird ein Kunststoffsubstrat einer normalen Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Adhäsionseigenschaften zu verbessern, wie es auf den Seiten 650 bis 664 in dem am 25. Juli 1971 von der Nikkan Kogyo Shinbun Company herausgegebenen „Handbook of Plating Technique" beschrieben ist. Danach wird die Beschichtung, beispielsweise eine Beschichtung mit Silber, durchgeführt.
Bei der Kompositbeschichtung werden Ni, Cu, Co, Au, Cr, Ag, Fe, Pb usw. als Matrixmaterial verwendet und als Partikelmaterial dienen Metalloxid, Metallcarbid, Metallnitrid usw. Bei der vorliegenden Erfindung besitzt wenigstens eines der Matrix- und Partikelmaterialen eine sterilisierende oder bakterizide Wirkung. Insbesondere wird vorzugsweise eine Kombination von bakteriziden Titanoxidpartikeln und eine Matrix aus bakterizidem Ni, Cu, Au, Pb oder dergleichen verwendet.
Als sterilisierende Metallverbindung kann sterilisierender Edelstahl, der Ag oder Ni als Komponente enthält, dienen. Als sterilisierende Metallverbindung kann auch eine Titanoxidfilm dienen, der durch eine Oberflächenoxidationsbehandlung eines Titanelements oder eines Elements aus einer Titanlegierung gebildet wird, beispielsweise durch elektrolytische Oxidation oder durch Anodisieren. Um eine höhere Sterilisationsaktivität aufgrund höherer photokatalytischer Aktivität des Titanoxidfilms zu erreichen, wird der Titanoxidfilm vorzugsweise folgendermaßen hergestellt: Zunächst wird in einer Mischung aus H₃PO₄, H₂SO₄ und H₂O₂ mit einer Spannung, die höher als die zur Funkenentladung führende Spannung ist, ein poröser anodisch erzeugter Oxidfilm auf einer Titanoberfläche hergestellt (erstes Anodisieren). Danach werden Titanoxide niedriger Valenz, die in dem ersten anodisch erzeugten Film entstanden sind und die photokatalytischen Eigenschaften hemmen, durch erneutes Anodisieren in einer Mischung aus NH₄HF₂ und H₂O₂ entfernt (zweites Anodisieren). Der Mischung aus H₃PO₄, H₂SO₄ und H₂O₂ werden TiO₂-Partikel zugesetzt, um die photokatalytische Aktivität des anodisch erzeugten Films zu verbessern. Als sterilisierende Metallverbindung kann auch ein Aluminiumoxidfilm, der durch eine Oberflächenoxidationsbehandlung eines Aluminiumelements oder eines Elements aus einer Aluminiumlegierung erzeugt wird, oder ein Magnesiumoxidfilm, der durch eine Oberflächenoxidationsbehandlung eines Magnesiumelements oder eines Elements aus einer Magnesiumlegierung erzeugt wird, verwendet werden. Wenn die vorstehend dargestellte sterilisierende Metallverbindung in Kombination mit der nachstehend dargestellten Einstrahlung von ultraviolettem Licht kombiniert wird, kann die Sterilisationsaktivität des Schwingblatts und des Schwingblattbefestigungselements entscheidend gesteigert werden.
Die Dicke der so hergestellten Oberflächenschicht ist nicht auf einen bestimmten Wert eingeschränkt, doch führt eine Dicke von ungefähr 5 bis 20 μm im Normalfall zu einer hinreichenden Wirkung. Je nach den Anforderungen kann das gesamte Schwingblatt aus einem sterilisierenden Metall oder einem beliebigen Metall, in dem sterilisierende Metallpartikel dispergiert sind, bestehen.
Wenn für die Schwingblätter oder die Schwingblattbefestigungselemente Materialien verwendet werden, die ein Magnetfeld erzeugen, wird das zu behandelnde Wasser aktiviert oder sterilisiert. Wenn das behandelte Wasser zur Reinigung von Bekleidung verwendet wird, so ist das Wasser erwiesenermaßen so aktiviert, dass von der Menge des verwendeten Waschmittels 1/5 gespart werden kann.
Um zu ermöglichen, dass die Schwingblätter oder die Schwingblattbefestigungselemente einschließlich deren Zubehörteile wie Ringstopfen, Schrauben, Muttern usw. ein Magnetfeld oder magnetische Kräfte erzeugen, kann jedes Mittel zur Magnetfelderzeugung verwendet werden. Beispielsweise kann ein Permanentmagnet (hartes magnetisches Material) oder ein Elektromagnet verwendet werden. Je nach Bedarf kann auch ein weiches magnetisches Material verwendet werden. Als hartes magnetisches Material kann magnetisches Ferritmaterial, magnetisches Material aus seltenen Erden, magnetischer Stahl oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere können Alnico-Magnete, Samairium-Cobalt-Magnete, Neodymiummagnete, Eisenmagnete, Bormagnete oder dergleichen verwendet werden. Im Fall von weichem magnetischem Material wird eine Spule um das weiche magnetische Material gewickelt und die gewünschte Magnetisierung wird in dem weichen magnetischen Material jeweils induziert (weiches magnetisches Material wird magnetisiert), indem nach dem Prinzip eines Elektromagneten ein Strom durch die Spule fließen gelassen wird. Weiches Eisen, Siliciumstahl, Permalloy oder dergleichen können als weiches magnetisches Material verwendet werden. Wenn das weiche magnetische Material nach dem Prinzip eines Elektromagneten magnetisiert wird, kann die Polarität auf die folgenden Weisen positiv oder negativ gewählt werden: (1) Sie ändert sich von positiv nach negativ, (2) sie ändert von negativ nach positiv, (3) alle Schwingblätter haben negative Polarität, (4) alle Schwingblätter haben positive Polarität, oder (5) bestimmte Schwingblätter haben positive Polarität, während die anderen Schwingblätter negative Polarität haben. Diese magnetischen Materialien können in der Form flexibler dünner Plattenmagneten vorliegen, wie es in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Sho-53-21438 beschrieben ist. Die Stärke des Magnetfelds beträgt vorzugsweise mindestens 500 Oersted.
Diese magnetischen Materialien werden vorzugsweise für die Schwingblattbefestigungselemente einschließlich deren Zubehörteile wie Ringstopfen, Schrauben, Mutter usw. verwendet.
Mit diesen Materialien lassen sich Bakterien wie Colon bacillus, 0-157, Salmonella, Streptococcus usw. äußerst wirksam einfangen.
Das Substrat- oder Basiselement der Schwingblätter und der Schwingblattbefestigungselemente kann aus den vorstehend beschriebenen magnetischen Materialien bestehen, doch kann auch Magnetgummi verwendet werden, das am Substrat der Schwingblätter oder Schwingblattbefestigungselemente haftet. Wenn kein magnetisches Material erforderlich ist, kann für das Substrat jedes Metall- oder Kunststoffmaterial verwendet werden. Weiter kann das Substrat Magnetpulver, auch solches mit seltenen Erden, enthalten.
Vorzugsweise wird die zu behandelnde Flüssigkeit so schwinggerührt, dass mit einem dreidimensionalen elektromagnetischen Strömungsmessgerät (ACM300-A: erhältlich bei Alec Electronics Co., Ltd.) eine Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 100 mm/s gemessen wird.
Die Sterilisationsaktivität des Schwingblatts und des Schwingblattbefestigungselements lässt sich dadurch steigern, dass sie mit ultravioletten Licht bestrahlt werden.
Die 21 und 22 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ultraviolettes Licht eingestrahlt wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Schwingrührvorrichtung nicht auf dem Behandlungsbehälter 13 montiert, sondern auf einem Sockelelement 60. Eine Vorrichtung 62 zum Einstrahlen von ultraviolettem Licht, die an der oberen Kante des Behandlungsbehälters 13 angebracht ist, umfasst eine Ultraviolett-Lampe 62a und eine reflektierende Abdeckung 62b. Als Ultraviolett-Lampe 62a werden vorzugsweise die folgenden Lampen verwendet: Deuteriumlampe; Xenonlampe; Quecksilberlampe; Hochdruck-Quecksilberlampe; Super-Hochdruck-Quecksilberlampe; Germizidlampe; Schwarzlichtlampe.
Die Wellenlänge des ultravioletten Lichts der Lampe 62a liegt beispielsweise zwischen 200 und 400 nm, vorzugsweise zwischen 200 und 300 nm. Dabei ist eine Hochdruck-Quecksilberlampe mit einer Schwerpunktswellenlänge von 253,7 nm am günstigsten.
Die Ultraviolett-Lampe 62a mit einer Leistung von 10 bis 40 W wird einzeln oder in einer Vielzahl verwendet. Die Lampe 62a ist in einer Position angeordnet, die vom Schwingblatt 10 aus gesehen rechts oben liegt, und sie erstreckt sich in horizontaler Richtung. Die reflektierende Abdeckung 62b besitzt eine solche Form, dass sich das ultraviolette Licht, das von der Innenfläche der Abdeckung 62b reflektiert wird, in der Richtung des Schwingblatts 10 ausbreitet. Die reflektierende Abdeckung 62b hat auch die Funktion, ein Austreten des ultravioletten Lichts außerhalb der Sterilisationsvorrichtung zu verhindern.
Bei der Vorrichtung in dieser Ausführungsform wird die Flüssigkeit FLÜ durch das Schwingblatt 10 schwinggerührt, während das Schwingblatt 10 und/oder das Schwingblattbefestigungselement (11 usw.) mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird. Die Aktivität des sterilisierenden Metalls bzw. der sterilisierenden Metallverbindung wird durch die Einstrahlung von ultraviolettem Licht gesteigert, wodurch sich die Behandlungsdauer verkürzt. Es ist davon auszugehen, dass die vorstehend beschriebene Wirkung der Einstrahlung von ultraviolettem Licht auf der Aktivierung des sterilisierenden Metalls bzw. der sterilisierenden Metallverbindung beruht, was gegenüber dem Fall, in dem kein ultraviolettes Licht eingestrahlt wird, zu einer längeren Erhaltung der sterilisierenden Wirkung führt.
Die 23 und 24 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ultraviolettes Licht eingestrahlt wird. Bei dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung 64 zum Einstrahlen von ultraviolettem Licht im Inneren des Behandlungsbehälters 13 angeordnet. Die Vorrichtung 64 umfasst eine Ultraviolett-Lampe 64a und ein Schutzrohr 64b, um die Lampe 64a darin aufzunehmen, das aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Material besteht. Das Schutzrohr 64b erstreckt sich in vertikaler Richtung in der Nähe des Schwingblatts 10 und wird durch ein Klemmelement 65 gehalten, das an der Innenfläche des Behandlungsbehälters 13 angebracht ist. Vorzugsweise wird ein Schutzrohr 64b verwendet, das aus Quarz, Pyrex oder transparentem Polyvinylalkohol besteht. Das Schutzrohr 64b kann mit der Lampe 64a aus einem Stück sein.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Ultraviolett-Lampe 64a im Vergleich zu der Ausführungsform aus den 21 und 22 näher am Schwingblatt 10 angeordnet werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele eingehender beschrieben, doch ist der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele eingeschränkt.
BEISPIEL 1
Es wurde eine Vorrichtung verwendet, wie sie in den 9 bis 11 gezeigt ist, wobei das Schwingblatt aus magnetischem Stahl bestand und mit einer Oberflächenbeschichtung aus Silber versehen war. Die Abmessungen des Schwingblatts waren 210 mm × 140 mm × 0,6 mm. Das Schwingblattbefestigungselement bestand aus ferromagnetischem Neodymium-Material. Die Abmessungen des Befestigungselements waren 210 mm × 60 mm × 4 mm. Die technischen Daten des Schwingungsmotors waren: 200 V, 250 W, 3-phasig. Die Innenmaße des Behandlungsbehälters waren 450 mm × 1100 mm × 500 mm. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente Wasser, das die folgenden Bakterien enthielt:

Bakterien allgemein 1000 n/ml

Koliforme Bakterien (MPN) 9500/100ml
Der Nachweis der Bakterien erfolgte gemäß dem Testverfahren für Mikroorganismen, wie es in dem von Nippon Suido Kyokai veröffentlichten „Manual of Test Method for Potable Water" (1993) insbesondere für allgemeine und koliforme Bakterien (Seiten 483 bis 492) beschrieben ist. n ist die Anzahl der Bakterien, und MPN ist die nach dem in dem vorstehend erwähnten „Manual of Test Method for Potable Water" (Seiten 475 bis 480) beschriebenen MPN-Verfahren (Most Probable Number) ermittelte wahrscheinlichste Zahl.
Die zu behandelnde Flüssigkeit wurde in den Behandlungsbehälter gegeben. Der Schwingungsmotor wurde über den Wechselrichtung mit einer Frequenz von 40 Hz bei Raumtemperatur betrieben. Die Amplitude des Schwingblatts betrug 0,15 mm und die Schwingungsfrequenz des Schwingblatts betrug 800 Schwingungen pro Minute. Die Strömungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit, die mit dem dreidimensionalen elektromagnetischen Strömungsmessgerät (ACM300-A) an einer Stelle in 3 cm Entfernung vom äußeren Ende des Schwingblatts gemessen wurde, betrug in jeder der Richtungen X, Y und Z 200 mm/s. Die Strömungsgeschwindigkeit wurde in derselben Vorrichtung gemessen, wie sie in diesem Beispiel verwendet wurde, abgesehen davon, dass die magnetischen Teile durch nicht magnetische Teile ersetzt wurden.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.
TABELLE 2
BEISPIEL 2
Geschnittene Rosen wurden in eine Vase mit Wasser gestellt. In Wasser, das 5 Minuten lang wie in Beispiel 1 behandelt wurde, ließen die Blumen die Köpfe nach 10 Tagen hängen, während sie in dem unbehandeltem Wasser aus Beispiel 1 die Köpfe nach 5 Tagen hängen ließen.
BEISPIEL 3
Der Test wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, abgesehen davon, dass das Schwingblatt aus Edelstahl bestand und eine mit Silber beschichtete Oberfläche aufwies und dass die zu behandelnde Flüssigkeit Flusswasser war, das die folgenden Bakterien enthielt:

Bakterien allgemein 1500 n/ml

Koliforme Bakterien (MPN) 9600/100ml
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 3 aufgeführt.
TABELLE 3
BEISPIEL 4
Es wurde eine Vorrichtung verwendet, wie sie in den 9 bis 11 gezeigt ist, wobei das Schwingblatt aus Edelstahl bestand und mit einer auf einer Vorbeschichtung gebildeten Oberflächenbeschichtung aus Silber versehen war. Die Abmessungen des Schwingblatts waren 210 mm × 140 mm × 0,6 mm. Das Schwingblattbefestigungselement bestand aus ferromagnetischem Neodymium-Material. Die Abmessungen des Befestigungselements waren 210 mm × 60 mm × 4 mm. Die technischen Daten des Schwingungsmotors waren: 200 V, 150 W, 3-phasig. Der Winkel α betrug 0 Grad.
Die Innenmaße des Behandlungsbehälters waren 450 mm × 1100 mm × 500 mm. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente Wasser, das mit 2,5 × 10³ CFU/ml koliformen Bakterien beimpft war. CFU (Colony Forming Unit) ist die Zahl der koloniebildenden Einheiten, wie sie in einem CFU-Agarplattentest gezählt werden. Der Test wurde vom analytisch-technischen Labor der Japan Oilstuff Inspectors' Corporation (Nippon Yuryo Kentei Kyokai) in Yokohama, Japan, durchgeführt.
Die zu behandelnde Flüssigkeit wurde in den Behandlungsbehälter gegeben. Der Schwingungsmotor wurde über den Wechselrichter mit einer Frequenz von 40 Hz bei Raumtemperatur betrieben. Die Amplitude des Schwingblatts betrug 0,15 mm und die Schwingungsfrequenz des Schwingblatts betrug 800 Schwingungen pro Minute. Die Strömungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit, die auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen wurde, betrug in jeder der Richtungen X, Y und Z 200 mm/s.
Zum Vergleich wurde die CFU-Zählung an dem im Behandlungsbehälter enthaltenen Wasser durchgeführt, ohne dass die Schwingrührvorrichtung betrieben wurde.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 4 aufgeführt.
TABELLE 4
BEISPIEL 5
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 4, abgesehen davon, dass als zu behandelnde Flüssigkeit Wasser verwendet wurde, das mit 7,5 × 10³ CFU/ml Salmonella enteritidis beimpft war.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 5 aufgeführt.
TABELLE 5
BEISPIEL 6
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 4, abgesehen davon, dass als zu behandelnde Flüssigkeit Wasser diente, das mit 2,6 × 10³ CFU/ml enterohämorrhagischen E. coli 0-157 beimpft war.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 6 aufgeführt.
TABELLE 6
BEISPIEL 7
Es wurde die in Beispiel 4 verwendete Vorrichtung verwendet. In der Behandlungsflüssigkeit im Behandlungsbehälter wurden 30 Teller, jeweils mit einem Durchmesser von 25 cm, als zu behandelnde feste Gegenstände eingetaucht, wobei sie parallel zu einander senkrecht stehend in einem Käfig aus Drahtnetz angeordnet waren. Bei den Gegenständen handelte es sich um (A) 10 Teller aus Glas, (B) 10 Teller aus Aluminium und (C) 10 Teller aus anodisiertem Aluminium.
Eine 5-minütige Sterilisationsbehandlung wurde wiederholt durchgeführt. Die Anzahl der Wiederholungen ist in den Tabellen 7 und 8, in denen die Ergebnisse der Sterilisation aufgeführt sind, jeweils angegeben. Es wurde der Anteil der entfernten Bakterien in Prozent ermittelt. Tabelle 7 bezieht sich auf den Fall, dass die Behandlungsflüssigkeit sterilisiertes destilliertes Wasser war, während sich Tabelle 8 auf den Fall bezieht, dass die Behandlungsflüssigkeit sterilisiertes destilliertes Wasser mit 0,25 Gewichtsprozent Spülmittel war.
TABELLE 7
TABELLE 8
BEISPIEL 8
Es wurde die in Beispiel 4 verwendete Vorrichtung verwendet. In der Behandlungsflüssigkeit im Behandlungsbehälter waren als zu behandelnde feste Gegenstände 20 Geschirrtücher aus Baumwolle, jeweils mit einer Größe von 20 cm × 40 cm, eingetaucht, wobei sie in einem Käfig aus Drahtnetz untergebracht waren. Die Geschirrtücher waren mit koliformen Bakterien verunreinigt.
Die Sterilisationsbehandlung wurde 30 Minuten lang durchgeführt. Die Behandlungsflüssigkeit war (X) sterilisiertes destilliertes Wasser oder (Y) sterilisiertes destilliertes Wasser, das zu 0,25 Gewichtsprozent ein Reinigungsmittel enthielt. Die Zahl der koliformen Bakterien wurde vor und nach der Behandlung ermittelt. Zum Vergleich wurden dieselben Behandlungsflüssigkeiten und zu behandelnden Gegenstände einer Waschbehandlung in einer herkömmlichen Waschmaschine unterzogen.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 9 aufgeführt.
TABELLE 9
BEISPIEL 9
Zur Durchführung der Sterilisationsbehandlung wurde eine Vorrichtung verwendet, wie sie in den 21 und 22 gezeigt ist, wobei die Schwingrührvorrichtung folgende Merkmale aufwies:
Schwingungsmotor: 150 W, 200 V, 3-phasig
Schwingblatt: Abmessungen 210 mm × 140 mm × 0,6 mm, aus Edelstahl mit einer 15 μm dicken Oberflächenbeschichtung aus Silber; es wurden vier Schwingblätter verwendet.
Schwingblattbefestigungselement: (1) Abmessungen 210 mm × 60 mm × 4 mm, aus magnetischem Neodymium-Material; an beiden Seiten eines Schwingblatts befand sich je ein Befestigungselement. (2) Abmessungen 210 mm × 60 mm × 4 mm, aus Edelstahl; es wurden sechs Befestigungselemente verwendet, wobei sich jeweils zwei Elemente auf beiden Seiten eines jeden der anderen Schwingblätter befand.
Zwischen die Schwingblätter und die jeweiligen Befestigungselemente wurden Teflonscheiben eingelegt.
Die Innenmaße des Behandlungsbehälters, der aus hitzebeständigem Polyvinylchlorid bestand, betrugen 400 mm × 700 mm × 450 mm. Der Behandlungsbehälter kann aus Edelstahl bestehen.
Es wurde eine Ultraviolett-Lampe (GL-20: hergestellt von Toshiba Corporation, 20 W, 250 mm Länge, Schwerpunktswellenlänge 253,7 nm) verwendet. Der Abstand zwischen der Lampe und der Schwingblättern betrug 200 bis 300 mm.
Der Schwingungsmotor wurde bei 40 Hz betrieben, wobei die Frequenzregelung durch den Wechselrichter erfolgte. Die Amplitude des Schwingblatts betrug 0,15 mm und die Schwingungsfrequenz des Schwingblatts betrug 800 Schwingungen pro Minute. Die Strömungsgeschwindigkeit der Behandlungsflüssigkeit (der zu behandelnden Flüssigkeit) betrug in jeder der Richtungen X, Y und Z 200 mm/s.
Als zu behandelnde Flüssigkeit diente reines Wasser, dem Bakterien zugesetzt waren. Die Einstrahlung von ultraviolettem Licht erfolgte durch die eingeschaltete Ultraviolett-Lampe [Fall 9-A].
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 10 aufgeführt. Der Nachweis der Bakterien erfolgte mittels des Membranfilterverfahrens (MF-Verfahren) unter Verwendung des bei der Nippon Millipore Corporation erhältlichen Milliflex-100 Test Systems.
Zum Vergleich wurden die Tests in einem Fall so durchgeführt, dass die Behandlung bei ausgeschalteter Ultraviolett-Lampe erfolgte [Fall 9-B], und in einem anderen Fall so, dass die Behandlung bei eingeschalteter Ultraviolett-Lampe erfolgte, wobei die zu behandelnde Flüssigkeit mit einem herkömmlichen Schraubenrührer anstatt mit der Schwingrührvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gerührt wurde [Fall 9-C].
TABELLE 10
Wenn die zu behandelnde Flüssigkeit auf eine flache Schale gegeben wurde und mittels der vorstehend genannten Ultraviolett-Lampe mit ultraviolettem Licht bestrahlt wurde, verringerte sich die Zahl der Bakterien nach einer 60-minütigen Behandlung auf ungefähr 200 n/ml, doch sie verringerte sich danach nicht weiter.
BEISPIEL 10
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 9, abgesehen von Folgendem: Als Schwingblatt wurde eine 0,6 mm dicke Titanplatte verwendet, die eine Oberflächenschicht aus Titanoxid mit goldener Farbe aufwies. Das Schwingblatt wurde mittels einer elektrolytischen Oxidationsbehandlung unter folgenden Bedingungen hergestellt: Elektrolyt: 15%-ige Schwefelsäure; Temperatur: 20 °; Spannung: 3 V; Behandlungsdauer: 5 Minuten. Schwingblattbefestigungselemente aus magnetischem Neodymium-Material wurden für ein Schwingblatt verwendet und für die anderen drei Schwingblätter wurden Schwingblattbefestigungselemente aus Titan verwendet. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente ein kohlensäurehaltiges Getränk, dem koliforme Bakterien zugesetzt waren [Fall 10-A].
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 11 aufgeführt.
Zum Vergleich wurde der Test in einem Fall so durchgeführt, dass die Behandlung bei ausgeschalteter Ultraviolett-Lampe erfolgte [Fall 10-B].
TABELLE 11
BEISPIEL 11
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 10, abgesehen von Folgendem: Es wurde die Vorrichtung zum Einstrahlen von ultraviolettem Licht aus den 23 und 24 verwendet, wobei zwei Ultraviolett-Lampen verwendet wurden. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente Milch, der enterohämorrhagische E. coli 0-157 zugesetzt waren [Fall 11-A].
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 12 aufgeführt.
Zum Vergleich wurde der Test in einem Fall so durchgeführt, dass die Behandlung erfolgte, ohne dass die Schwingrührvorrichtung betrieben wurde, während die Ultraviolett-Lampe eingeschaltet war [Fall 11-B].
TABELLE 12
Es ist ersichtlich, dass eine schnelle und hinreichende Sterilisation erzielt werden kann, wenn sowohl Schwingrühren als auch die Einstrahlung von ultraviolettem Licht vorgenommen werden, während die Sterilisationswirkung relativ schwach ist, wenn ultraviolettes Licht eingestrahlt wird, ohne dass Schwingrühren erfolgt.
BEISPIEL 12
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 10, abgesehen von Folgendem: Es wurde ein Schwingblatt aus sterilisierendem Edelstahl verwendet. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente Saft, der auf Silber chemisch einwirkt und dem koliforme Bakterien zugesetzt waren [Fall 12-A].
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 13 aufgeführt.
Zum Vergleich wurde der Test in einem Fall so durchgeführt, dass die Behandlung erfolgte, ohne dass die Schwingrührvorrichtung betrieben wurde, während die Ultraviolett-Lampe eingeschaltet war [Fall 12-B].
TABELLE 13
Es ist ersichtlich, dass eine schnelle und hinreichende Sterilisation erzielt werden kann, wenn sowohl Schwingrühren und die Einstrahlung von ultraviolettem Licht vorgenommen werden, während die Sterilisationswirkung relativ schwach ist, wenn ultraviolettes Licht eingestrahlt wird, ohne dass Schwingrühren erfolgt.
BEISPIEL 13
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 1, abgesehen von Folgendem: Es wurde ein Schwingblatt aus Edelstahl verwendet, das mit einer 15 μm dicken Silberschicht beschichtet war. Es wurde ein Schwingblattbefestigungselement aus Edelstahl verwendet, das mit einer 15 μm dicken Silberschicht beschichtet war. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente Flusswasser.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 14 aufgeführt.
TABELLE 14
Es ist ersichtlich, dass die Sterilisation im Vergleich zu Beispiel 1 relativ langsam erfolgt, dass jedoch eine hinreichende Sterilisation erreicht werden kann, wenn die Behandlung über einen hinreichend langen Zeitraum vorgenommen wird.
Als der Test auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt wurde, mit dem Unterschied, dass die Innenfläche des Behandlungsbehälters mit einer 15 μm dicken Silberschicht beschichtet war, waren die so erhaltenen Ergebnisse etwas besser als die in Tabelle 14 aufgeführten, doch weniger gut als diejenigen aus Beispiel 1, bei dem ein Schwingblattbefestigungselement aus einem magnetischen Neodymium-Material verwendet wurde.
BEISPIEL 14
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 11, abgesehen davon, dass alle verwendeten Schwingblattbefestigungselemente aus Edelstahl bestanden. Wenn das Schwingrühren angewendet wurde, ging die Zahl der nachgewiesenen Bakterien bei einer Behandlungsdauer von 180 Minuten auf null. Wenn das Schwingrühren dagegen nicht angewendet wurde, konnte keine Sterilisationswirkung festgestellt werden. Demnach wird vorzugsweise wenigstens ein Schwingblattbefestigungselement aus einem Material verwendet, das ein Magnetfeld erzeugt, und das Schwingrühren erfolgt vorzugsweise wie in Beispiel 11.
BEISPIEL 15
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 12, abgesehen davon, dass alle verwendeten Schwingblattbefestigungselemente aus Stahl bestanden. Wenn das Schwingrühren angewendet wurde, ging die Zahl der nachgewiesenen Bakterien bei einer Behandlungsdauer von 180 Minuten auf null. Wenn das Schwingrühren dagegen nicht angewendet wurde, wurde dasselbe Ergebnis wie in Beispiel 12 erhalten. Demnach wird vorzugsweise wenigstens ein Schwingblattbefestigungselement aus einem Material verwendet, das ein Magnetfeld erzeugt, und das Schwingrühren erfolgt vorzugsweise wie in Beispiel 12.
BEISPIEL 16
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 4, abgesehen von Folgendem: Es wurde ein Schwingblattbefestigungselement aus Edelstahl verwendet, das mit einer 15 μm dicken Silberschicht auf einer Vorbeschichtung beschichtet war, die aus demselben Material bestand wie das Schwingblatt.
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 15 aufgeführt.
TABELLE 15
BEISPIEL 17
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 1, abgesehen von Folgendem: Es wurde ein Schwingblatt aus Aluminium verwendet, das mit einer 5 μm dicken anodisch erzeugten Aluminiumoxidschicht beschichtet war. Als zu behandelnde Flüssigkeit diente reines Wasser, das 4 × 10⁴ n/ml Bakterien enthielt. Nach einer Behandlungsdauer von 60 Minuten war die Zahl der Bakterien auf 200 n/ml gesunken. Wenn die Behandlung durchführt wurde, während die wie in den 23 und 24 in der Flüssigkeit angeordnete Ultraviolett-Lampe (GL-13Q: hergestellt von Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., 13 W, 0,34 A, 25 mm Durchmesser, 344 mm lang; Leistung der bakteriziden Linie 1,7 W) eingeschaltet war, wurde die Zahl der Bakterien bei einer Behandlungsdauer von ungefähr 30 Minuten auf 300 n/ml gesenkt.
BEISPIEL 18
Der Test wurde auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 1, abgesehen von Folgendem: Verschiedene Teile einer Lebensmittelverpackungsmaschine dienten als zu behandelnde feste Gegenstände. Die Teile befanden sich in einem Käfig aus Drahtnetz, der in der Flüssigkeit eingetaucht wurde. Die Behandlung erfolgte bei Raumtemperatur während einer Dauer von 20 Minuten, wobei der Käfig mit 8 Umdrehungen pro Minute gedreht wurde [Fall 18-A].
Zum Vergleich wurde der Test in einem Fall so durchgeführt, dass die Behandlung auf dieselbe Weise erfolgte wie im Fall 18-A, abgesehen davon, dass das verwendete Schwingblatt und das verwendete Schwingblattbefestigungselement aus Edelstahl bestanden [Fall 18-B].
Die Ergebnisse der Sterilisation sind in der folgenden Tabelle 16 aufgeführt.
TABELLE 16

+: nachgewiesen
–: nicht nachgewiesen

Claims

Schwingrührvorrichtung zur Sterilisation von Flüssigkeit und/oder eines in Flüssigkeit eingetauchten Gegenstands durch Schwingrühren der genannten Flüssigkeit, umfassend: – eine schwingungserzeugende Einheit, die einen Schwingungsmotor enthält; – wenigstens einen schwingenden Stab, der funktionell mit der genannten schwingungserzeugenden Einheit verbunden ist; – wenigstens ein Schwingblatt, das an dem genannten schwingenden Stab befestigt ist; und – ein Schwingblattbefestigungselement, um das genannte Schwingblatt an dem genannten schwingenden Stab zu befestigen, wobei das genannte Schwingblatt und/oder das genannte Schwingblattbefestigungselement eine Oberfläche aufweisen, die aus einem Metall mit sterilisierender Wirkung besteht, welches aus Silber, Gold oder einer Legierung daraus ausgewählt ist, oder aus einer Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung besteht, welche aus Ti-Oxid oder Zn-Oxid ausgewählt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schwingblatt oder das genannte Schwingblattbefestigungselement aus einem Material besteht, das ein Magnetfeld erzeugt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung ein Titanoxidfilm ist, der durch oxidative Oberflächenbehandlung eines Titanelements oder eines Elements aus einer Titanlegierung entsteht.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metalloxid mit sterilisierender Wirkung in der Form von Partikeln vorliegt, die in einem Matrixmaterial dispergiert sind.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte schwingungserzeugende Einheit geeignet ist, das genannte Schwingblatt in der genannten Flüssigkeit in Schwingungen zu versetzen mit einer Amplitude von 0,1 bis 15,0 mm und einer Frequenz von 200 bis 1000 Schwingungen pro Minute.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, weiter umfassend einen Wechselrichter zur Regelung des genannten Schwingungsmotors, so dass er mit einer Frequenz von 10 bis 200 Hz schwingt.
Vorrichtung zur Sterilisation von Flüssigkeit und/oder eines in Flüssigkeit eingetauchten Gegenstands, umfassend – eine Schwingrührvorrichtung aufweisend – eine schwingungserzeugende Einheit, die einen Schwingungsmotor enthält, – wenigstens einen schwingenden Stab, der funktionell mit der genannten schwingungserzeugenden Einheit verbunden ist, – wenigstens ein Schwingblatt, das an dem genannten schwingenden Stab befestigt ist, – ein Schwingblattbefestigungselement, um das genannte Schwingblatt an dem genannten schwingenden Stab zu befestigen; und – einen Behandlungsbehälter zur Aufnahme der genannten Flüssigkeit, in dem sich das genannte Schwingblatt und das genannte Schwingblattbefestigungselement befinden, wobei das genannte Schwingblatt und/oder das genannte Schwingblattbefestigungselement eine Oberfläche aufweisen, die aus einem Metall mit sterilisierender Wirkung besteht, welches aus Silber, Gold oder einer Legierung daraus ausgewählt ist, oder aus einer Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung besteht, welche aus Ti-Oxid oder Zn-Oxid ausgewählt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schwingblatt oder das genannte Schwingblattbefestigungselement aus einem Material besteht, das ein Magnetfeld erzeugt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung ein Titanoxidfilm ist, der durch oxidative Oberflächenbehandlung eines Titanelements oder eines Elements aus einer Titanlegierung entsteht.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metalloxid mit sterilisierender Wirkung in der Form von Partikeln vorliegt, die in einem Matrixmaterial dispergiert sind.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halter vorhanden ist, um den Gegenstand in den Behandlungsbehälter zu halten.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, weiter umfassend ein Antriebsmittel, um den genannten Halter zu bewegen.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte schwingungserzeugende Einheit geeignet ist, das genannte Schwingblatt in der genannten Flüssigkeit in Schwingungen zu versetzen mit einer Amplitude von 0,1 bis 15,0 mm und einer Frequenz von 200 bis 1000 Schwingungen pro Minute.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 bis 13, weiter umfassend einen Wechselrichter zur Regelung des genannten Schwingungsmotors, so dass er mit einer Frequenz von 10 bis 200 Hz schwingt.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 bis 14, weiter umfassend eine Einrichtung zur Bestrahlung des genannten Schwingblatts and/oder des genannten Schwingblattbefestigungselements mit ultraviolettem Licht, wobei die genannte Einrichtung an der Innenseite oder Außenseite des genannten Behandlungsbehälters angeordnet ist.
Verfahren zur Sterilisation von Flüssigkeit und/oder eines in Flüssigkeit eingetauchten Gegenstands, umfassend: – Bereitstellung einer Schwingrührvorrichtung, aufweisend eine schwingungserzeugende Einheit, die einen Schwingungsmotor enthält, wenigstens einen schwingenden Stab, der funktionell mit der genannten schwingungserzeugenden Einheit verbunden ist, wenigstens ein Schwingblatt, das an dem genannten schwingenden Stab befestigt ist, und ein Schwingblattbefestigungselement, um das genannte Schwingblatt an dem genannten schwingenden Stab zu befestigen, wobei das genannte Schwingblatt und/oder das genannte Schwingblattbefestigungselement eine Oberfläche aufweisen, die aus einem Metall mit sterilisierender Wirkung besteht, welches aus Silber, Gold oder einer Legierung daraus ausgewählt ist, oder aus einer Metallverbindung mit sterilisierender Wirkung besteht, welche aus Ti-Oxid oder Zn-Oxid ausgewählt ist, – Eintauchen des genannten Schwingblatts und des genannten Schwingblattbefestigungselements in der genannten Flüssigkeit, die sich in einem Behandlungsbehälter befindet und – Versetzen des genannten Schwingblatts in Schwingungen durch die genannte schwingungserzeugende Einheit, um das Schwingrühren der genannten Flüssigkeit zu bewirken und dadurch die genannte Flüssigkeit zu sterilisieren.
Sterilisationsverfahren gemäß Anspruch 16, weiter umfassend Schritte – des Eintauchens eines Gegenstands in der genannten Flüssigkeit; und – Sterilisation des genannten Gegenstands durch Schwingrühren der genannten Flüssigkeit.
Sterilisationsverfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schwingblatt oder das genannte Schwingblattbefestigungselement aus einem Material besteht, das ein Magnetfeld erzeugt.
Sterilisationsverfahren gemäß den Ansprüchen 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Flüssigkeit so schwinggerührt wird, dass sie in jeder der drei Raumrichtungen eine Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 100 mm/s aufweist.
Sterilisationsverfahren gemäß den Ansprüchen 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte schwingungserzeugende Einheit das genannte Schwingblatt in der genannten Flüssigkeit in Schwingungen versetzt mit einer Amplitude von 0,1 bis 15,0 mm und einer Frequenz von 200 bis 1000 Schwingungen pro Minute.
Sterilisationsverfahren gemäß den Ansprüchen 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsmotor in Schwingungen mit einer Frequenz von 10 bis 200 Hz versetzt wird.
Sterilisationsverfahren gemäß den Ansprüchen 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Flüssigkeit schwinggerührt wird und dabei das genannte Schwingblatt und/oder das genannte Schwingblattbefestigungselement mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.