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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere
von Getränken wie Milch ,Die seit einer Reihe von Jahren angestellten Versuche und
Experimente haben erwiesen, daß das im allgemeinen benutzte Entkeimungsverfahren,
das aus einer einfachen Erhitzung der Flüssigkeit auf eine Temperatur zwischen 6o
und 85' C besteht, nicht erlaubt, dieser alle ihre besonderen Eigenschaften
zu erhalten, und daß es im speziellen Fall eines Getränkes nicht möglich ist, dem
Getränk seinen, vollen Geschmack zu erhalten. Daraus ergibt isich, daß ein pasteurisiertes
Getränk nicht mehr die geschmacklichen Eigenschaften des frischend, nicht behandelten
Getränkes aufweist. Mit anderen Worten,- wenn durch das Pasteurisieren die Bakterien,
Fermente, Keime und andere lebende Substanzen, welche für den menschlichen Körper
schädlich sind, zerstört werden, werden auch gewisse, für die Konservierung der
Flüssigkeit nützliche Fermente zerstört. Außerdem sind gewisse Keime gegen höhere
Temperaturen widerstandsfähig und können daher nicht durch eine einfache Erhitzung
abgetötet werden. Das gleiche gilt übrigens für die Viren und Sporen von. bestimmten
Bakterien.
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Man hat auch schon eine- Behandlungsweise von Getränken in, Form einer
Strahlungsbehandlung mit ultravioletten Strahlen vorgeschlagen. Durch dieses Verfahren
hat man verschiedene bemerkenswerte Ergebnisse erhalten, was die Erhaltung der Eigentümlichkeiten
der Getränke und ihren Gehalt an
Vitäm ineit anlanigt. Um
jedoch Getränke zu erhalten, die bezüglich gewisser Anforderungen und Vorschriften
befriedigen, ist es notwendig, diese einer sehr starken und sehr langen Behandlung
zu unterwerfen, welche.die Zerstörung der Vitamine und gewisser für die, Konservierung
der genannten behandelten Getränke günstiger Bestandteile hervorruf t.
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Ebenso hat man vorgeschlagen, die Getränke in der Weise zu behandeln,
daß man sie einer Bestrahlung mit inf raroten Strahlen ausgesetzt hat, in.
allen Fällen jedoch ohne nennenswertes Ergebnis. Es ist heute er-wiesen, daß, z.
B. die Einwirkung infraroter Strahlen auf Getränke. die Verwirklichung einer in.
bezug auf die Anforder - ungen der hygienischen Vorschriften und der Nahrungsmittelkontrolle
befriedigend#n Behandlung nicht erlaubt, da die Behandlungsdauer derartig ist, daß
sie eine Verschlechterung der geschmacklichen Eigenschaften der Getränke (Kochg--schmack)
oder eine Zerstörung gewisser Bestandteile, so z. B. der Vitamine, der Diastasen
usw., hervorruft.' Die Erfindung hat ein Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten
und insbesondere von Getränken zum Gegenstand, welches die erwähnten Mängel beliebt
und wOches Getränke. zu erlangen gestattet, die zufriedenstellend behandelt sind,
vollständig den schärfsten bestehenden Vorschriften genügen und- tatsächlich dieselben
geschmacklichen Eigenschaften wie die nicht behandelten Getränke aufweisen, wobei
sie bezüglich der nicht- behandelten Flüsgigkeiten vermehrte konservierende Eigenschaften
und -eine Verstärkung ihrer vitalen Faktoren aufweisen. Unter vitalen Faktoren versteht
man die Aufnahmefähigkeit durch den, Darmkanal und die Summe der nährenden Bestandteile,
dieein Getränk enthält.
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Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich von bekannten Wrfahren
dadurch, daß man die Flüssigkeit nacheinander zwei Behandlungen, unterwirft, indem
man sie durch zwei in Reihe liegender Röhrenbündel strömen läßt. Hierbei setzt man
sie der Einwirkung ultravioletter Strahlen aus, wenn sie in dem einender Röhrenbündel
umläuft und der'Einwirkung infraroter Strahlen, wenn sie in dem anderen Röhrenbündel
umläuft. Weiterhin läßt man die Flüssigkeit in jedem der genannten Röhrenbündel
mit einer Geschwindigkeit umlaufen,'die einerseits eine Funktion der Länge von jedem,
derselben und anderseits eine Funktion der Bestrahlungsstärke, der sie, unterworfen
wird, ist; diese Geschwindigkeit ist so groß, daß# die Bestrahlungszeit der Flüssigkeit
mit jeder -der beiden Bestrahlungsarten ausreicht, um -eine den Anforderungen und
Vorschriften genügende Behandlung zu verwirklichen, aber nicht -ausreicht, um nennenswert
die geschmacklichen Eigenschaften, der Flüssigkeit zu verschlechtern, ihre konservierenden
Eigenschaften dagegen verbessert.
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Gemäß-, dem vorliegenden Verfahren wird die Flüssigkeit zuerst der
Einwirkung ultravioletter Strahlen unterworfen und sofort anschließend der Einwirkung
infraroter Strahllen ausgesetzt-, wodurch sich eine Behandlungsweise der Flüssigkeiten
ohne irgendeine Verschlechterung ihrer geschmacklichen Eigenschaften ergibt. Durch,
Untersuchungen und Experimente wurde festgestellt, daß, die Bestrahlung einer Flüssigkeit
mit ultravioletten Strahlen eine hemmende Wirkung auf die in der Flüssigkeit enthaltenen
krankheitserregenden Keime ausübt, was ihre Zerstörung durch die infraroten Strahlen
mit einer Temperatur und in einer Zeit erlaubt, welche geringer ist als die Zeit,
welche für das Entkeirnen gemäß, der bekannten Verfahren. benutzt wird, wobei vor
alleni eine Verschlechrterung irgendwelcher ihrer geschmacklichen Eigenschaften
vermieden wird.
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Die Erfindung hat ferner eine Einrichtung zur Durchführung de&
Verfahrens zurn Gegenstand. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeiciinet, daß sie
wenigstens zwei hintereinanderliegende Röhrenbündel, in denen die zu behandelnde
Flüssigkeit umläuft, -aufweist, wobei die Röhren des einen Systems aus einem für
ultraviolette. Strahlen durchlässigen Stoff bestehen und der Strahlung von wenigstens
einer Strahlungsquelle ultravioletter Strahlen ausgesetzt sind, während die Röhren
des anderen Systems aus einem für infratote Strahlen durchlässigen Stoff bestehen
und der Strahlung von wenigstens einer Quelle infraroter Strahlen ausgesetzt sind.
Weiterhin soll die Einrichtung Mittel zum Regeln aufweisen, welche die Umlaufgeschwindigkeiten
der Flüssigkeit in jedem der Röhrenbündel zu wählen, zu, variieren und konstant
zu halten ge-
statten. und auf diese Weise die Einwirkun-gszeiten jeder der
zwei StTahlungsarten auf die Flüssigkeit festlegen, lassen.
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Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform
einer Einrichtung zur Durch-führung des Verfahrens, und zwar in Form eines ortsbeweglichten
Gerätes, das ganz besonders für die Behandlung von Milch ausgebildet ist.
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Fig. i stellt eine, Frontansicht dar, wobei Teile des #Gerätes zur
Verdeutlichung weggebrochen sind; Fig. 2 ist eine Seitenansicht mit Teilen im Schnitt;
Fig. 3, bis 5 sind Ansichten eines Einzelteiles in vergrößertem Maßstab,
welche das Küken des Umschalthahnes in drei verschiedenen, Lagen zeigen; Fig.
6 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch eine, den Pumpenkorb,
bildende Überwachungsvorrichtung; Fig. 7 ist im vergrößerten Maßstab ein
Schnitt durch eine,Steu'er-e#inrichtung; Fig. 8 ist im vergrößerten Maßstab
und teilweise im Schnitt eine abgeänderte Ausführungsforrn der Befestigungsvorlichtung.
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Das in. den Zeichnungen dargestellte Gerät bildet eine aus einem Block bestehende
Anlage, die alle die Organe und Bestandteile enthält, die zur Behandlung von Milch
notwendig sind. Diese, Einrichtung weist folgende Teile auf: einen(Hauptbehälter
i, der als Untersatz dient und der einen Motor M zur Betätigung einer Pumpe P enthält,
ferner einen Transformator T, der die elektrische Energie für eine Quelle für ultraviolette
Strahlen UV beliefert und verschiedene Steuer- und Sicherheitseinrichtungen,
von denen nur ein Teil dargestellt ist.
Die eine der Seitenwände
4 des Untersatzes trägt einen Steckkontakt (nicht dargestellt) und erlaubt, das
Gerät mit einem elektrischen Stromnetz zu verbinden. Die Frontwand 6 trägt
Stenerorgane, von denen das Organ R mechanisch mit dem Schieber 3
.eines Widerstandes
H verbunden ist, welch letzterer in die Speiseleitung des Motors M eingeschaltet
ist.
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Dieser Untersatz trägt zwei Gehäuse U und I, die starr miteinander
verbunden sind und von, denen jedes Behandlungszellen CU, bis CU,
und CI1 bis Ci. aufweist. Das Gehäuse U Ist anderseits mit einer Quelle
ultravioletter Strahlen UV versehen, welche zwischen den beiden Reihen der
Rehandlungszelleen angeordnet ist und von einer Quecksilberdampflampe gebildet wird.
Weiterhin sind Reflektoren 15 und 16 auf beiden Seiten der Blehandlungszellen vorgesehen,
um auf diese die von der Quelle UV ausgehenden Strahlen zu konzentrieren. Diese
Reflektoren bestehen aus einem Stoff, der einen sehT geringen Absorbtionskoeffizienten
und einen sehr großen 1Zeflektion,skoeffizienten für ultraviolette Strahlen aufweist.
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Das schmälere Gehäuse U wirdvon dem Hauptgehäuse i mit Hilfe
von Scharnieren D und Kugelgelenken aus Isolierstoff:23 getragen. Letztere
werden von elektrischen Leitungen 24 durchsetzt, welche die Quelle ultravioletter
Strahlen mit dem Transformator T verbinden,. Der Transformator ist mit der Stromquelle
unter Zwischenschaltung eines Schalters I, verbunden. Die Drehmitten der Kugelgelenke
23 sind auf der Linie gelegen, welche die Drehachsen der Scharniere
D verbindet, so daß die Gehäuse U und I nach vorn oder nach hinten
geneigt werden können, ohne, daß die Gefahr einer Beschädigung der Zuleit-ungen
24 besteht.
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Das mit seinen Behandlungszellen CI, bis CI8 versehene Gehäuse
I trägt infrarote Strahlungsquellen IR., von denen jede aus einem über jede der
Zellen wendelförinig gewickelten, sich nicht berührenden Widerstandsdraht besteht,
und von denen jeder mit Hilfe. eines elektrischen Stromes auf Weiß,-glut gebracht
werden kann. Die Enden dieser Widerstandsdrähte sind an Klemmen, B befestigt,
die von den Wänden P getragen werden und von; denen eine einzige dargestellt ist.
Diese Kleminen,sind mit den Stromzuleitungen --5 unter Zwischenschaltung
eines Schalters i. verbunden. Die Zuleitungen 2,5 durchsetzen ebenfalls die
Kugelgelenke:23.
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Zu beiden Seiten der beiden Reihen von Behandlungszellen sind Reflektoren
17 und 18 angeordnet, welche auf die Behandlungszellen, die von den, Strahlungsquellen
IR ausgesandten infraroteni Strahlen reflektieren. Diese Reflektoren bestehen aus
einem Stoff, der einen erhöhten Reflektionskoeffizienten für den langwelligen Teil
der infraroten Strahlen aufweist. Die Behandlungszellen bestehen aus einem Stoff,
der für infrarote Strahlen durchlässig ist, der jedoch eine sehr schwache Wärmeleitfähigkeit
aufweist, so daß(die Flüssigkeit, die die Behiandlungszellen durchsetzt, praktisch
nur der Einwirkung infraroter Strahlen und nicht der Erhitzung durch die Wärmeleitfähigkeit
der Zellenwände unterworfen ist. jede Beh#andlungszelle CU, bis CU,
und CI, bis CI, wird von einer Röhre gebildet, deren, lichte Weite einem
Durchmesser zwischen i und 3 mm entspricht. Diese Röhren werden von der Flüssigkeit
durchströmt, die durch die Pumpe P in Umlauf gesetzt wird. Zu diesem Zweck ist die
Ansaugöffnung dieser Pumpe mit einem Pumpenkorb 28 versehen, der am Ende
einer Leitung:29 befestigt ist. Die Leitung:29 besteht aus zwei über ein Gelenk
3o miteinander verbundenen Teilen, was gestattet, die-sen Korb nach jeder gewünschten
Richtung zu drehen und im besonderen ihn in das Innere eines Behälters einzusetzen.
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Die Druckleitung 9 der Pumpe P ist mit den Röhren CU,
bis CU, unter Zwischenschaltung eines Umschalthahnes mit- mehreren Abzweigungen
verbunden. Auf der den Umschalthahn V tragenden, gegenüberliegenden Seite des Gehäuses
U sind die Röhren CU, bis CU, je zwei zu zwei durcht Kanäle
A, bis A4 verbunden.
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Der Hahn V weist einen zentralen Eintrittskanal i i auf, der mit der
Zuleitung 9 verbunden ist und der im Inneren eines Filters F mündet, das
in der Aus-sparung 12 eines Behälters 13 vorgesehen ist. Das Küken 13 ist
innerhalb des Hahnkörpers 14 drehbar. Das Küken kann vier verschiedene Stellungen
einnehmen, für welche Bohrungen, P bis P und 1 4 Schlitze Ri bis R7 vorgesehen
sind. Die Bohrungen und die Kanäle stell-en, die folgenden Verbindungen zwischen
dem Raum 12 und einer mit einer Leitung G verbundenen Hohlkehle (Rinne) ig
dar: Stellung i (Fig. 3): Raum 12, Bohrung P,' Zelle CU1, Kanal
A" Zelle CU2, Schlitz RI, Zelle CU4, Kanal A21 Zelle CU., Schlitz
R2, Zelle CU, Kanal A",
Zelle CU., Schlitz R., Zelle CU., Kanal A4, Zelle
CU7, Schlitz R4, Rinne ig.
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Stellung 2 (Fig. 4): Der Raum 12 ist durch zwei Bohrungen P2 und P,
mit den Zellen CUI und CU, verbunden, wobei letztere durch die beiden Kanäle
A,
iindA2 mit den Zellen CU2 und CU4 verbunden sind. Die Zellen CU,
und CU4 sind durch einen, in dem Küken 13 vorgesehenen Schlitz R, mit den
Zellen CU, und CU7 verbunden, welch letztere, durch die,Kanäle A, und A4
mit den Zellen CU, und CU, in Verbindung sind. Die Zellen CU6 und CU, sind mit der
Rinne ig durch einen in dem Küken 13 vorgesehenen Schlitz R6 verbunden.
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Stellung 3 (Fig. 5): Der Raum 12 ist durch vier Bührungen,
P4 bis P7 mit den Zellen CUI, CU3, CU5, CU7 verbunden, die ihrerseits durch die
Kanäle A,
bis A4 mit den Zellen, CU., CU41 CU61 CU, verbunden sind. Ein in.
dem Küken vorgesehener Schlitz 7
verbindet diese vier zuletzt genannten Zellen
mit der Rinne ig.
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Stellung 4: Die Verbindung zwischen der Druckleitung 9 und
den Zellen CU, und, CU, ist unterbrochen..
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Der obere Teil des, Kükens 13 des Hahnes V ist
mit einem Betätigungsorgan:zo
versehen, das den vier Stellungen des Kükens entsprechende Merkzeichen trägt. Eine
Verriegelungsvorrichtung stellt das Küken 13 in jeder -seiner vier Lagen
selbsttätig fest.
Die Leitung G verbindet die Rinne ig mit
deni einen der Enden der Röhre CI.. Die Röhren Cl, bis CIS sind in, Reihe miteinander
mit Hilfe von Bohrungen und Kanälen verbunden,- welche je
zwei miteinander
verbinden. und in ähnlicher Weise vorgesehen sind, wie die Kanäle A,
'bis AV wie oben beschrieben. Das Ende der letzten Zelle CU, ist mit einer
Abflußleitung E verbunden.
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Die Wirkungsweise des beschrieben-en Apparates ist folgende: Die zu
behandelnde Flüssigkeit wird in einen Behälter gebracht, der in der Nähe
des Gerätes aufgestellt wird und in den, die den Pumpenkorb:28 tragende Leitung
29 eintaucht. Die Strahlungsquellen für ultraviolette und infrarote Strahlen werden
dur& Betätigen der Schalter il ünd i2 in Tätigkeif gesetzt und der Motor M wird
durch Bietätigendes Organs R unter Spannung gesetzt. Der Motor treibt die Pumpe
mit einer Geschwindigkeit an, die eine Funktion der Stellung des Schiebers auf dem
Widerstand H ist. Auf diese Weise kann der Benutzer die Umlaufgeschwindigkeit der
Flüssigkeit in den Zellen CI, bis CI, ändern und wählen. Ist die zu behandelnde
Flüssigkeit beispielsweise Milch, so wird die, Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit
so Groß' gewählt, daß die acht Röhren CI, bis CI., die in Reihe zueinanderliegen,
insgesamt in einer Zeit von etwa i Sekunde durchlaufen werden. Sodann ändert und
wählt der Benutzer durch Änderung der Stellung des Kükens des,Umschalthahnes V die
Einwirkungszeit der ultravioletten Strahlen auf die Flüssigkeit. Diese Einwirkutig-szeit
ist gemäß der Stellung des Kükens oder der zu behandelnden Flüssigkeit veränderlich.
Wird das; Küken 13 in die Stellung 1, 2 oder 3 gebracht, so passiert die
Flüssigkeit-:2-,4- oder 8mal die Strahlung der Quelle UV.
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Die lichte Weite der Röhren ist genügend klein gewählt, so daß alle
Flüssigkeitsteile der Einwirkung der Strahlen ausgesetzt werden oder mit anderen
Worten, der Querschnitt der Röhren. ist ausreichend klein, damit jeder Teil der
Flüssigkeit wenigstens einmal mit der Oberfläche- der Innenwand der Röhre in Berührung
kommt.
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Praktische Versuche und Experimente haben gezeigt, daß der Querschnitt
der Röhren eine Funktion der Zähigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit ist und daß
der günstigste Innendurchmesser der Behandlungsröhren derjenige ist, bei dem eine
kleine Flüssigkeitstsäule in- der Röhre bleibt, wenn diese mit ihren zwei offenen
Enden vertikal gestellt wird, Die von dem Pumpenkorb angesaugte Flüssigkeit wird
in die Behandlungszellen CU, bis CU8 gedrückt, dann in die Zellen CI,
bis CI, und endlich durch die Leitung E wieder nach außen befördert,
um von einein. Behälter (nicht dargestellt) unterhalb dieser Leitung wieder aufgenommen
zu werden.
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Es ist augenscheinlich vorteilhaft, für die Behandlung durch. ultraviolette
Strahlen und für die Behandlung durch infrarote Strahlen ähnliche Zellen zu benutzen.
jedoch muß, der Stoff dieser Zellen einer großen Anzahl von Anforderungen genügen,
von denen einige, sehr schwierig zu erfüllen sind. -
Wenn- die beiden Zellengruppen
aus einem einzigen und dem# gleichen Stoff hergestellt werden, müsseil diese wenigstens.
folgenden Anforderungen genügen: i. Sie müssen für ultraviolette Strahlen durchlässig
sein und einen schwachen Absorbtionskoeffizienten, für diese aufweisen; 2,. sie
müssen für infrarote Strahlen sehr gut durchlässig sein und einen schwachen Absorbtionskoeffizienten
für diese aufweisen,; 3. sie müssen eine schlechte Wärmeleitf älligkeit haben
und vorzugsweise wärmebeständig sein; 4. sie müssen unempfindlich gegen. schnelle
Teinperaturwechsel der sie durchströmenden Flüssigkeit sein, diese Temperatur kann
plötzlich von 6o oder 85' auf io oder 15' sich ändern; 5. sie müssen
einen geringen Ausdehnungskoeffizienten haben.
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Nach zahlreichen Versuchen wurde gefunden, daß der Stoff, der vollständig
diesen Anforderungen entspricht, der Quarz ist. Der Quarz ist für alle Strahlen
des Sonnens#pektrums durchlässig, er ist ein guter thermischer und elektrischer
Isolator und gegen die verschiedenen plötzlichen Temperaturänderungen der die Röhren
durchströmenden Flüssigkeit ohne weiteres widerstandsfähig. Damit jedoch eine zu
große Erhitzung der Zellen CI, bis CI, vermieden wird, ist es vorteilhaft,
eine, Strahlungsquelle für infra.rote Strahlen zu benutzen, deren langwelliger Wellenbereich
zwischen i o ooo und 26 ooo Angström liegt. DieStrahlen dieserWellenlängenwerdenpraktisch
vom Quarz nicht absorbiert. Dagegen zeigt der Absorbt,ionslzoeffizie«nt des Quarzes
ein ausgesprochenes Maximum für die Strahlen der Wellenlänge von etwa 27ooo Angström.
Die Wellenlängen der ausgesandten infraroten, Strahlen sind eine Funktion der Temperatur
des Widerstandsdrahtes, es ist daher leicht, die Temperatur dieser Drähte durch
Änderung des gesamten Widerstandswertes ihres Speisekreises. festzulegen.
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Es ist festgestellt worden, daß verschiedene Getränke, z. B.. Milch,
-sehr empfindlich gegen eine Überhitzung sind. Die Ursache hierfür bildet eine braun
gefärbte Ablagerung, die den Wänden der Zellen Cl, bis CI, anhaftet. Um die
Bildung einer solchen Ablagerung zu vermeiden, ist es notwendig, zuerst die Speisung
der Quellen infraroter Strahlen und nach- einer gewissen Zeit die des Motors, der
die Pumpe antreibt, abzuschalten; diese Zeit ist eine Funktion der Wärmekapazität
der Behandlungszelle einschließlich des Widerstandsdrahtes. Die von jeder
ausQuarzbestehendenB#ehandlungszellegespeicherte Wärmeinenge bedingt, daß infrarote
Strahlen während einer gewissen Zeit noch nach dem Ausschalten des die Widerstandsdrähte
speisenden Stromes ausgesandt werdm.
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Ist also das beschriebene Gerät in erhöhtem und in besonderem Maß
für die Behandlung von, Milch bestimmt, so ist es vorteilhaft, es mit einer Sicherheitsvorrichtung
zu versehen, welche die. Unterbrechung der Speisung der Quellen infraroter Strahlen
etwas vor dem vollständigen Entleeren des Behälters, in. den die Leitung 29 eintaucht,
hervorruft.
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Eine Ausführungsform einer solchen Sicherheitsvorrichtung ist schematisch,
in den Eig. 6 und 7 der Zeichnung wiedergegeben. DieseVorrichtung
besteht aus zwei Teilen.: a) einer überW'achungsvorrichtung
(Fig.
6) des Flüssigkeitsspiegels in, dem Behälter; diese Vorrichtung ist an dem
Ende der Leitung 29 an Stelle des: Pumpenkorbes 28 befestigt; b) einer
Steuervorrichtung (Fig. 7) zum Ein- und Ausschalten der Widerstandsdrähte,
welche die Ouellen infraroter Strahlen bildet.
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Die Überwachungsvorrichtung für den Flüssigkeitsspiegel besteht aus
einem Hütchen31, das an dem Ende der Leitung 2-9 befestigt ist. Dieses Hütchen umschließt
ein' Filter 32 und trägt eine Ansaugröhre 33, entlang welcher ein
Schwimmer 34 geführt ist. Diese Ansaugröhre wird von einer Kapsel 35
abgeschlossen,
die mit einer kalibrierten Bohrung 36
versehen ist und Ansaugöffnungen
37 trägt, deren Schließen und Öffnen durch die Stellung des SchwimmerS 34
gesteuert wird.
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Die in Fig- 7 dargestellte Steuervorrichtung besteht aus einem
Schnellschalter 39, der in die Speiseleitung der Quellen infraroter Strahlen
IR eingeschaltet ist. Das Öffnen und Schließen dieses Unterbrechers wird durch die
Lageänderungen des beweglichen Organs: eines, Detektors gesteuert, der auf den in,
der Druckleitung 9 der Pumpe P herrschenden Druck anspricht. Dieser Detektor
besteht aus einem Kolben 38, der in einer Führung 40 geführt ist und unter
der Einwirkung einer Feder 41 steht, die bewirkt, daß! sein Kopf A
in Berührung mit einer elastischen Membran 42 bleibt. Die Membran 4:2 trennt den
Raum, in dein die Flüssigkeit umläuft, druckdicht von dem den Kolben enthaltenden
Raum. Das freie Ende der Kolbenstange wirkt auf ein Betätigungsorgan ein" das unter
Zwischenschaltung eines Hebels s von einem Stäßel 43 gebildet, wird.
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Die Wirkungswefse der beschriebenen Sicherheitsvorrichttung ist folgende:
Die Leitung 2g ist in, einem (nicht dargestellten) Behälter gelegenii, der die Beh#andlungsflüssigkeit-
enthält, und zwar derart, daß das Ende der Ansaugröhre 33 mit dem Boden dieses
Behälters in Berührung ist. Die Pumpe P saugt demnach Flüssigkeit durch die Öffnungen
37, und der in der Leitung 9 entstehende Rückstau erzeugt in, dieser
einen Druck, der ausreicht, um einen Druck auf die elastische, Membran 4:2 auszuüben,
der in der Lage ist, den Kolben 38 gegen die Wirkung seiner Feder 41 zurückzudrücken
und die Betätigung des Stößels 43 hervorzurufen. Der Schalter 39 wird somit
in der eingeschalteten Lage gehalten.
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Wenn nur noch eine geringe Menge von Flüssigkeit in dem Behälter ist,
verstellt sich der Schwimmer 34 entlang der Ansaugröhre 33 in, dem Maß',
wie sich der Flüssigkeitsispiegel absenkt. Wenn, die Kante 45 teilweise, die Ansaugöffnungen
abdeckt, ruft die Vergrößerung der Geschwindigkeit der diese Öffnungen durchqu(#renden
Flüssigkeit einen Unterdruck hervor, welcher das plötzliche vollständige Verschließen
dieser Öffnungen hervorruft. Infolgedessen wird die Pumpe P nur durch die kalibrierte
Öffnung 36 gespeist, so daß, der plötzliche Verschluß der Öffnungen
37 einen plötzlichen Abfall des in der Druckleitung 9 herrschenden
Druckens hervorruft. Daraus ergibt sich, daß- die von der Flüssigkeit auf die elastische
Membran 42 ausgeübt#e Kraft nicht mehr ausreicht, um die Wirkung der Feder 41 zu
überwinden. Infolgedessen wird der Kolben 38 in Fig. 7 nach oben,
verstellt und gibt den StÖßel 43 frei. Der Stößtl 43 wird von einer (nicht dargestellten)
Feder betätigt und ruft das plötzliche Öffnen des Schalters 39 und das Ausschalten
des Stromkreises der Widerstandsdrähte- hervor. Infolgedessen kühlen sich die Zellen
CI1 bis CI, mehr und mehr ab, während die Pumpe P den in dem Behälter enthalten,en
Rest der Flüssigkeit durch die kalibrierte Öff-
nung 36 ansaugt. Es
ist nicht schwierig, den Querschnitt dieser Öffnung 36 und die Flüssigkeitshöhe,
bei welcher der Verschluß. eintritt, so zu wählen, daß, die in, den Wänden, der
Behandlungszelleni aufgespeicherte Wärmeenergie gerade ausreicht, daß infrarote
Strahlen in genügender Menge ausgesandt werden, während die vollständige Entleerung
des Behälters erfolgt.
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Aus dem Vorausgehenden geht hervor, daß die bes#chriebene Sicherheitsvorrichtung
jede Möglichkeit der Überhitzung der Behandlungsflüssigkeit vermeidet.
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Wenn das Gerät: ausschließlich für die Behandlung von Milch bestimmt
ist, ist es möglich, die Einwirkungsze,it der ultravioletten Strahlen als Funktion
der Einwirkungszeit der infraroten Strahlen auf die Milch durch die Konstruktion.
festzulegen, so daß es möglich ist, den Umschalthahn V fortzulassen.
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Die Fig. 8 zeigt schließlich noch eine- andere Ausführungsforni
der Befestigungsvorrichtung der Behandlungszellen CI, bis CI.. Diese Befestigungsvorrichtun.g
ist so ausgebildet, daß sie die Ausdehnung des Gehäuses und der Zellen unter der
Einwirkung der Temperatur während der Behandlung gestattet. Diese Anordnung erlaubt
außerdem einen schnellen und leichten Ein- und Ausbau von jeder der von einem Bün#del
von Behan#dlungszellen gebildeten Einheit, die in den Wänden p vorgesehen
sind. Diese abnehmbare Befestigungsvorrichtung trägt Gleitschieber 50 zur
Aufnahme der Tragteile, p, und jedes Ende, von- jeder Zelle liegt
in einer Bohrung 5 !, die mit einem Dichtungsmittel 52 versehen ist.
Diese Bohrungen sind in den TragstÜcken 53 vorgesehen, die auf den seitlichen,
Wänden des Gehäuses. U und V
mit Hilfe von abgesetzten Schrauben 54,
55 befestigt sind. Die Länge des Teiles: 55 der Schrauben ist so groß
gewählt, daß, wenn die Schraube in ihrer Lage befestigt ist, ein Spalt
x von etwa o,8 bis i min. zwischen der seitlichen Wand und dem Tragstück
53
verbleibt. Ein mit Kanälen A verschenes Verbindungsstück
56 ist starr auf diesem Tragstück mit Hilfe von Schrauben 57 und einem
Verschluß-stück 59 befestigt.
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Auf Grund des Spieles x, das zwischen der seitlichen Wand des
Gehäuses und dem Tragstück vorgesehen ist, kann sich die Ausdehnung auf Grund der
Temperaturerhöhung frei auswirken, ohne daß eine Beschädigung der druckdichten Verbindungen
der Enden der Behandlungszellen zu befürchten ist.
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Da außerdem die Wand vor jedem Gehäuse abnehmbar ist, erkennt man,
daß) es, genügt, in jeder seitlichen, Wand eine Öffnung 38 vorzusehen, die
bis zum Rand nach vorn verlängert ist, um die Gesamtheit
der Zellen
CII, bis C1,3 herausnehmen zu können, und zwarnach dem Lösen der Leitungen
25 und dem Lösender Schrauben 54.
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Diese abnehmbare- Befestigungsvorrichtung erlaubt so-mit einen schnellen,
und leichten Wechsel der Behandlungszellen und vermeidet die Spannungen und Pressungen,
denen die Behandlungszellen beim Ingangsetzen und Auflerbetriebnehnien des Gerätes
unterworfen sein würden.
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Die Versuche, die mit einem Gerät wie oben beschrieben angestelltwurden,
haben feststellenlassen, daß das Gerät Milch unter äußerst vorteilhaften Bedingungen
zu behandeln gestattet und daß die so erhaftene, behandelte Milch von einer weit
besseren Qualität ist als jede heute bekannte pasteurisierte Milch. Die angestellten
Analysen haben gezeigt, daß eine Behandlung mit infraroten Strahlen. von einer Gesamtdauer
von ungefähr i Sekunde die einer Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen von ungefähr
i Sekunde folgt, schon- ausreichend ist, damit die Milchden schärfsten 1-iygienischen
Vorschriften genügt. Dabei ist es bemerkenswert, daß diegeschmacklichen Eigenschaft-en
der Milch gegenüber den geschmacklichen Eigenschaften der nicht behandelten Milch
praktisch nichit veränderteind und daß außerdem ihre konservierenden Eigenschaften
gestiegen sind. Es scheint, daß durch diese beiden, aufeinanderfolgenden Behandlungen
alle in der Milch befindlichen lebenden Substanz-en getötet sind, aber daß dagegen
die Zeit, während welcher die Milch sich auf einer Temperatur oberhalb 6o' befindet
(von der Größenordnung.2 bis 4 Zehntelsekunden), nicht ausreicht, um die nährenden
Bestandteile (insbesondere die Vitamine) der Milch zu zerstören. Daraus geht hervor,
daß die, so behandelte Milch einen sehr bedeutenden vitalen Faktor darstellt.
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Durch, Verlängerung der Blehandlungszeit der Flüssigkeit mit ultravioletten
und infraroten Stfahlen kann man lei`cht die-, behandelte Flüssigkeit vollständig
steril erhalten" ohne bedeutende Verschlechterung derselben und im besonderen ohne
daß die Mängel in Erscheinung treten, die bei den durch Erhitzung der durch Hinzufügen
von zersetzungshemmenden Substanzen sterilisierten, Getränken festgestellt werden.
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Selbstverständlich kann das beschriebene Gerät in gleicher Weise für
die Sterilisation,' und die Behandlung von anderen, nicht alsGetränke in Frage kommenden
Flüssigkeiten, z. B. Sera, benutzt werden.
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Im vorausgehend-en sind in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
eine Ausführungsform und verschiedene Abarten einer Einrichtung beschrieben worden,
um das Verfahren nach derErfindung durchzuführen, es ist jedoch selbstverständlich,
daß eine ganze Anzahl anderer Ausführungsforrnen vorgesehen sein können, die der
Art und derstündlichen Menge der zu behandelnden Flüssigkeit angepaßt sind.
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So kann beispielsweise irgendeine Anzahl von Behandlungszellen vorgesehen
sein, sowohl für die Behandlung mit ultravioletten Strahlen als auch für die Behandlung
mit infraroten StrahJen.'Anderseits kann jedes Zellenbündel in mehrere Gruppen ugterteilt
sein, wobei jede Gruppe aus einer abnehmbaren Einheit bestehen kaA.
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In für die Behandlung von sehr großen, Stundenmengen vorgesehenen
Einrichtungen kann man eine ortsfeste Einrichtung schaffen, in welcher jede der
beiden Bestrahlungsbehandlungen in einem besonderen Raum vorgenommen würde und in
der jedes Röhrenbündel iseine besondere -Pumpe erhalten würde. Offensichtlich muß
jedoch immer bei einer Einrichtung dieser Art die Rehiandlung durch die infraroten
Strahlen unmittelbar nach der Behand,-lung durch die ultravioletten Strahlen stattfinden,
wie dies. bei der Einblockeinrichtung der Fall ist, die in Verbindung mit den Zeichnungen
beschrieben wurde.
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Die Einrichtung kann durch einen Wärmeaustauscher vervollständigt
sein, der am Ende des zweiten Röhrenbündels vorgesehen ist und in dem das Getränk*oder
die Fffissigkeit -schnell bis zu einer Temperatur von 4 bis 15' durch Herabrieseln.
entlang gekühlter Wände gekÜhlt wird.
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Wie in der Zeichnung dargestellt, ist: die vordere Fläche des Gehäuses
U durch eine bewegliche Abdeckung:22 verschlossen, die, wenn sie in ihre
Lage gebrachtist (Fig. 2), dazu beiträgt, die Strahlen auf die Zellen CU:,
bis CU, zu konzentrieren. Wird dagegen diese Abdeckung abgenommen, -so kann
das Ger#ät als ultraviolette Strahlenquelle für die Bestrahlung fester Nahrungsmittel
oder für die Bestral-Jung des raenschaichen Körpers dienen,.