DE602004011984T2

DE602004011984T2 - Produkt-dekontaminationsgerät

Info

Publication number: DE602004011984T2
Application number: DE602004011984T
Authority: DE
Inventors: Alan Pershore MOLE
Original assignee: Steritrox Ltd
Current assignee: Steritrox Ltd
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: EP1696968B1; ATE386550T1; US20070261570A1; US8549994B2; WO2005046741A3; EP1696968A2; DE602004011984D1; WO2005046741A2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Dekontaminationsgerät für Produkte und spezieller die Dekontamination des Produktes durch freie Radikalwäsche.
Ein frisches Produkt wird typischerweise nach der Ernte mit verschiedenen Dekontaminationslösungen gewaschen, die Biozid, wie beispielsweise Chlor/Chlordioxid, Ozon oder irgendeine andere Anzahl von Kombinationen von Chemikalien enthalten. Das soll die Gefahr des Einschleppens potentiell schädigender oder pathogener Mikroorganismen beim Verbraucher verringern.
Die Verwendung von Chemikalien innerhalb der Lebensmittelkette ist jedoch jetzt weniger akzeptabel, und viele chemische Biozide werden jetzt durch die Gesetzgebung eingeschränkt.
Traditionelle Verfahren zur Desinfizierung oder Dekontamination verwenden sehr große Mengen an Wasser, das ebenfalls ein wertvolles Gut ist.
Die vorliegende Erfindung strebt danach, eine Lösung für diese Probleme bereitzustellen.
Verschiedene Verfahren zum Sterilisieren bei Verwendungozonisierter Fluids sind aus den WO-A-0178793 , EP-A-0722741 und DE-U-20015853 bekannt. Das WO-A-03038351 offenbart die Verwendung eines Katalysators.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Dekontaminationsgerät für Produkte nach Patentanspruch 1 bereitgestellt, das aufweist: eine Kammer für das Aufnehmen des zu dekontaminierenden und/oder zu sterilisierenden Produktes; und Mittel für das Erzeugen einer radikalgesättigten Atmosphäre innerhalb der Kammer, so dass bei Benutzung die radialgesättigte Atmosphäre das Produkt dekontaminiert und/oder sterilisiert, wobei das Mittel für das Erzeugen einer radikalgesättigten Atmosphäre umfasst: einen oder mehrere erste Zerstäubungssprühköpfe; eine Zuführung von ozonisierter Flüssigkeit, die den ersten Sprühköpfen zugeführt wird; Mittel für das Aufspalten des Ozons, das einen Teil der ozonisierten Flüssigkeit bildet, sobald sie aus den ersten Sprühköpfen ausgetreten ist und Mittel für das Katalysieren der Aufspaltung von Wasserstoffperoxid, das aus dem Ozon der ozonisierten Flüssigkeit gebildet wurde, sobald sie ausgetreten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel für das Katalysieren der Aufspaltung des Wasserstoffperoxides einen oder mehrere zweite Zerstäubungssprühköpfe und eine Zuführung für katalysierende Flüssigkeit umfasst, die den zweiten Sprühköpfen zugeführt wird, wobei die katalysierende Flüssigkeit die Aufspaltung des Wasserstoffperoxides katalysiert, das aus dem Ozon der ozonisierten Flüssigkeit gebildet wird, sobald sie aus den zweiten Sprühköpfen ausgetreten ist.
Bevorzugte und/oder wahlfreie charakteristische Merkmale der Erfindung werden in den Patentansprüchen 2 bis einschließlich 9 dargelegt.
Die Erfindung wird jetzt spezieller nur als Beispiel mit Bezugnahme auf die einzige beigefügte Fig. beschrieben, die zeichnerisch eine Schnittansicht einer Ausführung des Dekontaminationsgerätes für Produkte zeigt.
Mit Bezugnahme auf die Fig. wird ein Dekontaminationsgerät für Produkte gezeigt, das eine im Wesentlichen geschlossene Kammer 10 aufweist, die für den atmosphärischen Druck offen ist, und die einen Produkteintritt 12, einen Produktaustritt 14, einen Lufteintritt 16, einen Pumpkammeraustritt 18 und zwei Förderer 20 und 22 aufweist.
Jeder Förderer 20 und 22 umfasst ein Förderband 24 und 26, das vollständig innerhalb der Kammer 10 aufgenommen wird. Die Förderbänder 24 und 26 sind vertikal beabstandet und horizontal relativ zueinander so positioniert, dass ein Ende des oberen Förderbandes 24 über dem unteren Förderband 26 hängt. Ein Produktdurchlaufweg entsteht auf diese Weise horizontal längs des oberen Förderbandes 24, vertikal nach unten vom oberen Förderband 24 zum unteren Förderband 26 und danach horizontal längs des unteren Förderbandes 26, wie durch die Pfeile A gezeigt wird.
Der vertikale Abstand zwischen dem oberen und unteren Förderband 24 und 26 ist mittels eines Einstellmechanismus (nicht gezeigt) einstellbar. Der Einstellmechanismus gestattet typischerweise eine Höhenverstellung des unteren Förderbandes 26, wie in der Fig. mittels der Phantomlinien 7 und der Pfeile B gezeigt wird Das obere Förderband 24 könnte alternativ oder zusätzlich höhenverstellbar sein.
Sprühköpfe 30 sind innerhalb der Kammer 10 angeordnet und bilden einen Teil des Mittels zur Herstellung einer radikalgesättigten Atmosphäre. Die Sprühköpfe 30 sind entlang des vollständigen Ausmaßes des Produktdurchlaufweges A vorhanden. Genauer gesagt, die Sprühköpfe 30 werden mit einem konstanten Abstand direkt über einem jeden Förderband 24 und 26 und ebenfalls mit dem vertikalen Abstand zwischen dem oberen und unteren Förderband 24 und 26 bereitgestellt. Da der vertikale Abstand zwischen dem oberen und unteren Förderband 24 und 26 ein offener Zwischenraum ist, sind die Sprühköpfe 30 auf mindestens zwei Seiten vorhanden.
Die Sprühköpfe 30 sind Zerstäubungssprühköpfe und stoßen einen nichtkondensierenden Flüssigkeitsnebel mit einer Tröpfchengröße von zwischen 1 und 15 μm aus. Die mittlere Tröpfchengröße beträgt vorzugsweise 5 μm.
Die Sprühköpfe 30 werden in Ozon- und Eisen(III)-Sprühköpfe 30a und 30b eingeteilt. Die Ozonsprühköpfe 30a sind mit einer ersten Zuführung 32 von ozonisierter Flüssigkeit, wobei es sich typischerweise um ozonisiertes Wasser handelt, fluidisch verbunden, und die Eisen(III)Sprühköpfe 30b sind mit einer zweiten Zuführung 34 von Flüssigkeit, typischerweise Wasser mit Eisen(III)-Ionen, fluidisch verbunden. Die erste und zweite Zuführung 32 und 34 befinden sich extern von der Kammer 10.
Die erste Zuführung 32 umfasst einen Behälter 36 und eine Pumpe 38 für das Zuführen der Flüssigkeit im Behälter 36 zu den Ozonsprühköpfen 30a mit dem richtigen Druck um eine Zerstäubung zu sichern. Die Flüssigkeit, die vom Behälter 36 zu den Ozonsprühköpfen 30a gelangt, wird anfangs durch eine Venturi-Vorrichtung 40 oder irgendeine andere gleiche Vorrichtung gepumpt, durch die Ozon von einem Ozongenerator 42 eingeführt werden kann. Die Ozonkonzentration wird zwischen 1 und 5 T./Mio. (ppm) reguliert.
Die zweite Zuführung 34 umfasst einen Behälter 44 und eine Pumpe 46. Der Flüssigkeit im Behälter 44 werden Eisen(III)-Salze, wie beispielsweise Eisen(III)-sulfat, typischerweise in der Konzentration von 10 bis 15 T./Mio. zugegeben. Unterschiedliche Konzentrationen in Abhängigkeit vom Erfordernis können jedoch zur Anwendung gebracht werden.
Die Eisen(III)-Sprühköpfe 30b und die zweite Zuführung 34 bilden zusammen ein Mittel für das Katalysieren der Aufspaltung von Wasserstoffperoxid, das durch die Aufspaltung des Ozons gebildet wird, das als Teil der ozonisierten Flüssigkeit aus den Ozonsprühköpfen 30a austritt.
Die Ozon- und Eisen(III)-Sprühköpfe 30a und 30b werden in einer abwechselnden Weise längs des Produktdurchlaufweges A bereitgestellt. Ein Eisen(III)-Sprühkopf 30b ist am Anfang des Durchlaufweges A vorhanden.
Mittel für das Aufspalten des Ozons, das als Teil der ozonisierten Flüssigkeit aus den ersten Sprühköpfen 30a austritt, liegen in der Form von UV-Lichtemittervorrichtungen 48 vor, die typischerweise UV-Leuchtstoffröhren sind. Die UV-Lichtemittervorrichtungen 48 sind wasserdicht und sind längs des gesamten Ausmaßes des Produktdurchlaufweges montiert. Genau gesagt, die UV-Lichtemittervorrichtungen 48 sind mit einem konstanten Abstand direkt über dem oberen und unteren Förderband 24 und 26 und mit dem vertikalen Abstand zwischen den zwei Förderbändern 24 und 26 positioniert. Wie bei den Sprühköpfen 30 sind die UV-Lichtemittervorrichtungen 48 an mindestens zwei Seiten mit dem vertikalen Abstand zwischen den zwei Förderbändern 24 und 26 positioniert.
Außerdem werden UV-Lichtemittervorrichtungen 50 ebenfalls in jeglichen redundanten Zwischenräumen innerhalb der Kammer 10 bereitgestellt, um zu sichern, dass die ozonisierte Flüssigkeit dem UV-Licht voll ausgesetzt wird.
Die UV-Lichtemittervorrichtungen 48, 50 emittieren UV-Licht mit Wellenlängen zwischen 185 und 253,7 Nanometer.
Um die Aufspaltung des Ozons zu katalysieren, das als Teil der ozonisierten Flüssigkeit aus den Ozonsprühköpfen 30a austritt, weisen die Innenflächen 52 der Kammer 10 eine Beschichtung auf, die ein ozonkatalysierendes Mittel oder Mittel umfasst. Mindestens eines der ozonkatalysierenden Mittel ist Titanoxid oder Titandioxid. Diese Beschichtung bildet ozonkatalysierende Mittel und hilft dabei zu sichern, dass kein Aufbau einer Ozonkontamination innerhalb der Kammer 10 erfolgt.
Ozon in Lösung spaltet sich schnell auf, wenn es dem UV-Licht ausgesetzt wird, um Wasserstoffperoxid H₂O₂ zu bilden, das sich selbst dann aufspaltet, um Peroxidradikale HO-OH zu bilden und schließlich sehr reaktionsfähige Hydroxylradikale OH- und OH-. Die Geschwindigkeit der Umwandlung von Wasserstoffperoxid in Hydroxylradikale kann in starkem Maß durch die Verwendung von Eisen(III)-Ionen Fe²⁺ verbessert werden, die als ein Katalysator während ihrer Umwandlung in Eisen(II)-Ionen Fe³⁺ wirken. Diese ist im Allgemeinen als Fenton'sche Reaktion bekannt und folgt der Formel: H₂O₂ + Fe²⁺ = OH- + OH- + Fe³⁺
Bei Benutzung wird ein dichter Nebel im Inneren der Kammer 10 durch Austritt der zerstäubten ozonisierten Flüssigkeit über die Ozonsprühköpfe 30a und der zerstäubten Flüssigkeit mit Eisen(III)-Ionen über die Eisen(III)-Sprühköpfe 30b erzeugt. Die Atmosphäre im Inneren der Kammer 10 wird daher mit freien Radikalen gesättigt, die sich am der katalysierten Aufspaltung des Ozons der ausgetretenen ozonisierten Flüssigkeit und des Wasserstoffperoxides ergeben.
Um zu sichern, dass die radikalgesättigte Atmosphäre nicht in die allgemeine Umgebung austritt, in der das Gerät angeordnet ist, erzeugt der Pumpkammeraustritt 18 einen geringen Unterdruck innerhalb der Kammer 10, indem ein Teil der radikalgesättigten Atmosphäre (Pfeil C) wieder in Umlauf gebracht und das Eindringen von Umgebungsluft durch den Lufteintritt 16 begünstigt (Pfeil D) wird.
Das zu dekontaminierende oder zu sterilisierende Produkt wird in die Kammer 10 durch den Produkteintritt 12 (Pfeil E) eingeführt. Das Produkt wird zuerst einem Sprühen von Flüssigkeit mit Eisen(III)-Ionen aus dem Eisen(III)-Sprühkopf 30b zu Beginn des Durchlaufweges A ausgesetzt. Das beschichtet anfangs die Oberfläche des Produktes mit Flüssigkeit, die Eisen(III)-Ionen aufweist. Das Produkt wird danach der ionisierten Flüssigkeit vom nächsten Ozonsprühkopf 30a ausgesetzt. Das sichert, dass die Erzeugung von freien Radikalen auf der Oberfläche des Produktes am stärksten ist.
Das Produkt bewegt sich auf dem oberen Förderband 24 und bewegt sich längs des restlichen Durchlaufweges A durch die dichte radikalgestättigte Atmosphäre innerhalb der Kammer 10. In Abhängigkeit vom Produkt und der Zeitdauer, die für eine ausreichende Dekontamination erforderlich ist, kann die Geschwindigkeit der Förderbänder 24 und 26 eingestellt werden.
Das Produkt fällt durch den vertikalen Abstand zwischen dem oberen und unteren Förderband 24 und 26. Das ermöglicht, dass die gesamte Außenfläche des Produktes der Radikal-Atmosphäre vollständig ausgesetzt wird, während es durch den vertikalen Abstand gelangt, und ebenfalls, dass das Positionieren des Produktes von einem Förderband 24 zum Förderband 26 verändert wird, wodurch gestattet wird, dass die anderen Flächen des Produktes der Radikal-Atmosphäre über eine längere Periode ausgesetzt werden.
Wiederum in Abhängigkeit vom Produkt wird die Entfernung des vertikalen Abstandes zwischen dem oberen und unteren Förderband 24 und 26 vorher eingestellt, um eine Beschädigung des Produktes zu verhindern.
Beim Erreichen des Endes des Durchlaufweges A tritt das Produkt aus der Kammer 10 durch den Produktaustritt 14 (Pfeil F) aus und wird durch ein geeignetes Mittel aufgenommen.
Durch die Erzeugung und Verwendung der freien Radikale kann ein leistungsfähiges Oxidationsmittel und Biozid genutzt werden, um das Produkt zu dekontaminieren. Das kann durch die Anwendung der Fenton'schen Reaktion und das Unterbringen einer zweiten Flüssigkeit mit Eisen(III)-Ionen verbessert werden.
Die Menge der Flüssigkeit, die erforderlich ist, um die dichte radikalgesättigte Atmosphäre innerhalb der Kammer herzustellen, ist nominell und beträgt vorzugsweise zwei bis vier Liter pro Stunde pro Sprühkopf. Als Beispiel benutzt eine Kammer mit zwanzig Sprühköpfen daher nicht mehr als achtzig Liter Wasser pro Stunde. Eine derartige Kammer weist eine Dekontaminationsleistung für Produkte von mehreren hundert Kilogramm pro Stunde auf.
Es ist daher möglich, ein Gerät bereitzustellen, das ein Produkt dekontaminieren oder sterilisieren kann, ohne dass die Notwendigkeit eines Eintauchens in einer chemisch behandelten Flüssigkeit besteht. Es ist ebenfalls möglich, ein Gerät bereitzustellen, das die Menge an Flüssigkeit drastisch verringert, die für das Dekontaminieren des Produktes erforderlich ist.

Claims

Dekontaminationsgerät für Produkte, das aufweist: eine Kammer (10) für das Aufnehmen des zu dekontaminierenden und/oder zu sterilisierenden Produktes; und Mittel (30, 30a, 30b, 32, 48, 50) für das Erzeugen einer radikalgesättigten Atmosphäre innerhalb der Kammer (10), so dass bei Benutzung die radikalgesättigte Atmosphäre das Produkt dekontaminiert und/oder sterilisiert, wobei das Mittel für das Erzeugen einer radikalgesättigten Atmosphäre umfasst: einen oder mehrere erste Zerstäubungssprühköpfe (30a); eine Zuführung (32) von ozonisierter Flüssigkeit, die den ersten Sprühköpfen (30a) zugeführt wird; Mittel (48, 50) für das Aufspalten des Ozons, das einen Teil der ozonisierten Flüssigkeit bildet, sobald sie aus den ersten Sprühköpfen ausgetreten ist; und Mittel (30b, 34) für das Katalysieren der Aufspaltung von Wasserstoffperoxid, der aus dem Ozon der ozonisierten Flüssigkeit gebildet wurde, sobald sie ausgetreten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel für das Katalysieren der Aufspaltung des Wasserstoffperoxides einen oder mehrere zweite Zerstäubungssprühköpfe (30b) und eine Zuführung (34) für katalysierende Flüssigkeit aufweist, die den zweiten Sprühköpfen (30b) zugeführt wird, wobei die katalysierende Flüssigkeit die Aufspaltung des Wasserstoffperoxides katalysiert, das aus dem Ozon der ozonisierten Flüssigkeit gebildet wird, sobald sie aus den zweiten Sprühköpfen (30b) ausgetreten ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem das Mittel für das Aufspalten des Ozons in der Form einer UV-Lichtemittiervorrichtung (48, 50) vorliegt.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem die katalysierende Flüssigkeit Eisen(III)-Ionen umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem das Mittel für das Erzeugen einer radikalgesättigten Atmosphäre außerdem ein Mittel für das Katalysieren der Aufspaltung des Ozons der ozonisierten Flüssigkeit aufweist, sobald sie ausgetreten ist.
Gerät nach Anspruch 4, bei dem das Mittel für das Katalysieren der Aufspaltung des Ozons eine Beschichtung auf der Innenseite der Kammer (10) umfasst, wobei die Beschichtung ein oder mehrere ozonkatalysierende Materialien aufweist.
Gerät nach Anspruch 5, bei dem mindestens eines der ozonkatalysierenden Materialien Titanoxid, Titandioxid oder Manganoxid ist.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kammer (10) zwei vertikal beabstandete Förderbänder (24, 26) aufnimmt.
Gerät nach Anspruch 7, bei dem der vertikale Abstand zwischen den Förderbändern (24, 26) regulierbar ist.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kammer (10) für den atmosphärischen Druck offen ist.