DE756885C - Einrichtung zur Bestrahlung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Bestrahlung Die photochemische Umwandlung des Ergasterins und Darstellung des Rachitis-Schutzstoffes Vitamin D2 erfordert eine Einstrahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 26oo und 3050 AE, wobei unter normalen Nebenumständen dieMTellemlängenum 28ooAE herum die wirksamsten sind. Das gilt sowohl für dien antirachitische Aktivierung von Milch, Butter, Margarine und anderen natürlichen und künstlichen Nahrungsmitteln als auch für die Darstellung medizinischer antirachitischer Präparate. und ist für letztere sinngemäß unter Bercksichtigung der bei der Photosynthese benutzten Lösungsmittel zu verstehen.
• Auch die Bakterienabtötung, also die Strahlensterilisation von Nahrungsmitteln erfordert etwa den gleichen Wellenlängenbereich von 26oo bis 3000 ÄE; beispielsweise gelingt innerhalb dieses Bereichs die Ab: tötung des. Bacterium coli, und zwar optimal bei etwa 265o ÄE.
• Unsere heutigen Erfahrungen mit der Ultraviodettbestrahlung von Nahrungsmitteln bringen uns immer mehr dazu, es mit den Emissionsverhältnissen der benutzten Strahlenquellen genau zu nehmen, denn von einem guten Wirkungsgrad der benutzten Strahlenquelle ist nicht nur allgemeinhin die gute Ökonomie des gesamten photochemischen Umsatzes abhängig es gelingt vielmehr im allgemeinen nur auf diese Weise, die in ihrem chemischen Aufbau so komplizierten Moleküle der bestrahlten Stoffe vor schädlichen Nebenwirkungen, vor Geschmacksveränderungen usw. zu bewahren. Kurzzeitig mit hoher, aber selektiver Intensität einzustrahlen, ist erfahrungsgemäß erheblich günstiger, als es langdauernd tun zu müssen mit einer vielleicht insgesamt recht intensiven, aber im Wirkbereich verhältnismäßig gering emittierenden Strahlenquelle.
• Bisher standen für die V itaminisierung und Bakterienabtötung im allgemeinen nur Hg-Dampf-Entladungslampen zur Verfügung. Beim Betrachten des Spektrums einer solchen Hg-Dampf-Entladung und ihrer spektralen Intensitätsverhältnisse kommt man aber unter Berücksichtigung des oben Dargelegten unwillkürlich zu der Ansicht, daß diese Strahlenquelle recht weit von dem erstrebtem Optimum entfernt ist. Tatsächlich hat ja auch die Bestrahlung mit Hg-Dampflampen beispielsweise von Milch bisher schon wegen der als -Nebenwirkungen auftretenden Ozonisierung, Bildung nitroser Gase, überreichlicher Wärmeentwicklung, Geschmacksveränderung usw. Schwierigkeiten gemacht und ist nur unter großem technischen Aufwand, wie Kohlensäureattnosphäre, fließendes Bestrahlungsgut, Kühlung, Fettabtrennung usw. überhaupt durchführbar geworden.
• Über das Dargelegte hinaus geht die, vorliegende Erfindung von der Erfahrung aus, daß auf beiden Seiten, nämlich was den günstigen Ablauf des photochemischen Prozesses als auch, was die günstigste Bau- und Betriebsform der StrahlenqueIle anbelangt, optimale Ergebnisse dann erwartet werden können, wenn die eingestrahlte Energie, und zwar die des wirksamen Wellenlängengebieters, ganz oder -wenigstens teilweise eine: Resonanzstrahlung eines zur Emission angeregten chemischen Stoffes ist, denn dann lassen sich die elektrischen Gasentladungs- oder Metallda.mpflampen meistens leichthin so ausgestalten, daß der Hauptanteil der Lichtausbeute ,auf diese Resonanzlinie entfällt, vorausgesetzt, daß die Entladung mit nicht zu hohen Temperaturen und Drücken und damit mit Selbstumkehr der Resonanzlinie. betrieben wird. Nun darf aber die letztgenannte Bedingung nicht etwa als eine hemmende Einschränkung aufgefaßt -werden, sondern im Gegenteil: Die kälter betriebene Lampe kann nunmehr näher an den zu bestrahlenden Stoff heran oder sogar mit ihm in Berührung gebracht «-erden, und das ergibt im allgemeinen selbst 1;ei geringerer Leistungsaufnahme der kälter:ji gegenüber der heiß-ren Entladungsform iin Gesamtwirkungsgrad eine erhebliche Steigerung, da die Verlustabsorption in dein sonst notwendigen Abstand zwischen Lampe und Bestrahlungsgut, die damit verbundene schädliche Ozonisierung dieser Luftstrecke, die ungünstigen Raumwinkelverhältnisse, der schnelle Vorbeitransport des Bestrahlungsgutes, dessen Kühlung und andere technische Umstände fortfallen oder sich verringern.
• Die hier vorliegende Erfindung gibt nun als eine in allen genannten Beziehungen besonders geeignete Entladungsforen eine solche an, die ganz oder teilweise ein Thalliumdampf, also unter Aussendung von TI-Linien betrieben wird. Die neuartige Vorrichtung zur Bestrahlung von Yahrungs- und Genußmitteln oder von medizinischen Präparaten enthält also als kennzeichnenden Bestandteil eine oder mehrere elektrische Entladungslampen, die ganz Oder in einem bestimmten Grade mit den Dämpfen oder Gasen des Thalliums bzw. se=iner Verbindungen betrieben werden. Es ist zwar bereits b ,ekannt, die Wellenlänge von Lampen für ultraviolette Bestrahlung durch Wahl geeigneter Materialien für die Elektroden zu beeinflussen, und auch Thallium-Entladungslampen an sich sind bereits bekannt, ohne dall sie jedoch bisher für die vorliegenden ZZZ-eche in Anwendung kamen. Gerade die Thallium-Entladung aber hat in dem für die Vitaminisierung und für die Bakterienabtötung in Frage kommenden Wellenlängenbereich von 26oo bis etwa 3000 AE, und zwar gerade besonders in diesem Wellenlängengebiete, eine Reihe von starken Linien, wobei noch in besonders günstiger @Z"eise etwa in der 'litte dieser Zone dieThallium-Resonanzliriie' 2 j68 AE liegt.
• Die in einer solchen Vorrichtung zur Vitaminisierung oder Bal;terienabtötung angewandte T hallium-Lampe kann in sonst aus der Technik der Gasentladungen bekannter Weise so. aufgebaut sein, daß sie im wesentlichen mit einer Glimmentladung, mit einer Bogenentladung oder mit einer Zwischen-oder Mischform von beiden genannten Entladungsarten betrieben -wird. Es ist dabei möglich, die Lampe so auszuführen, daß es sich dabei um selbständige Glimm- oder Bogenentladungen handelt oder um unselli,-# ;ti ändig ge, d. h. beispielstceise um solche- mit fremdgeheizter Kathode oder um solche mit durch die Entladung selbst aufgebeizten Elektroden. Selbstverständlich kann die Lampe mit einer Edelgasfüllung und gegebenenfalls noch finit anderen zusätzlichen Gasen oder ; Dämpfen betrieben werden, beispielsweise finit einer Argonfüllung als Grundsatz und mit Quecksilberdampf als zusätzliche Komp:onente. Das Thallium selbst kann in die Lampe in metallischer Form, beispielsweise als Bodenkörper, oder beispielsweise als Legierung mit anderen Metallen oder als Amalgam eingebracht sein.
• Als besonders vorteilhafte Ausführungsform der in der Vorrichtung verwendeten Thalliumlampe sei noch eine solche als Beispiel angegeben, hei der die Stromdichte während des Betriebes unterhalb von 0,3 A/cm2 und die Dichte der Moleküle im Kubikzentimeter unterhalb der Größenordnung i014 liegt, so daß die Konzentration der anageregten und ionisierten Atome klein ist, die Lampe nicht als Hochdrucklampe anzusprechen ist und die Ausstrahlung der Resonanzlinie 2768 AE mit möglichst geringer Absorption und ohne S"- bstumkehr erfolgen kann.
• Es braucht an dieser Stelle! nicht näher auseinandergesetzt zu werden, daß die Thalliumlampe zweckmäßig mit einer den kurzwelligen Spektralbereich optisch durchlassenden Hülle beispielsweise aus Quarzglas versehen sein'kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Bestrahlung von Nahrungs-, Genußmitteln und medizinischen Präparaten, gekennzeichnet durch eine oder mehrere elektrische Thalliurn-Entladungslampen als Strahlenquellen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch unterhalb einer Stromdichte von o,3 A/cm2 und einer Mo-leküldichte unterhalb: von roll im Kubikzentimeter betriebene Strahlenquelle.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thallium-En.tladungslampe außer mit Thalli.um noch mit einer Füllung von Gasen, insbesondere von Edelgasen, odier von Dämpfen, insbesondere von Quecksilberdampf, gefüllt ist. Einrichtung nach Anspruch i oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thallium in Form von chemischen Th:allium-Verbindungen., von Thallium-Legierungen oder von Thallium-Amalgam in die Gasentladungslampe,eingebracht ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgeggrernstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 284o91, 336 571, 57o 6o8; USA.-Patentschrift Nr. 1200770.