DE910777C

DE910777C - Ultraviolett-Bestrahlungsgeraet fuer Gase, Daempfe und Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE910777C
Application number: DES21133A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hellmuth Bayha
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-12-05
Filing date: 1950-12-05
Publication date: 1954-05-06

Description

Ultraviolett-Bestrahlungsgerät für Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten Es ist bereits ein Ultraviolett-Bestrahlungsgerät für Gas, Dampf und Flüssigkeiten vorgeschlagen worden, das zugleich einerseits zur Bestrahlung von Gas oder Dampf und andererseits zur Bestrahlung einer Flüssigkeit dient und hierzu die IJltraviolett-Bestrahlungsvorrichtung innerhalb eines Behälters oder Schachtes angeordnet ist und wiederum in diesem Behälter oder Schacht Durchlaufrohre oder Aufnahmebehälter für die zu bestrahlende Flüssigkeit angebracht sind bei solcher Anordnung der Ultraviolett-Bestrahlungsvorrichtung, daß sie zugleich die Flüssigkeit und das Gas oder den Dampf bestrahlt. Beispielsweise kann dieses Gerät so ausgebildet werden, daß sein Behälter bzw. Schacht mit Ein- und Austrittsöffnungen versehen ist, derart, daß durch diese Öffnungen Molkereiraumluft hindurchströmen kann.. Dieses Bestrahlungsgerät kann erfindungsgemäß noch weiter vorteilhaft ausgebildet werden, wie die folgenden Darlegungen zeigen.
Es sind verschiedenartige Einrichtungen zur Ultraviolett-Behandlung (Entkeimung, Vitaminisierung usw.) von Flüssigkeiten vorgeschlagen worden, mit denen es möglich ist, auch solche Flüssigkeiten zu behandeln, die die ultravioletten Strahlen sehr stark absorbieren. Insbesondere haben derartige Einrichtungen für die Bestrahlung von Milch, Fruchtsäften, ölen usw. Bedeutung gewonnen.
Die wichtigsten Bedingungen, die diese Apparate erfüllen mii@s.sen, sind folgende: a) Trotz. geringen Durchdringungsvermögens müssen die ultravioletten Strahlen praktisch das gesamte Volumen der zu behandelnden Flüssigkeiten mit genügender Dosis erfassen; b) durch die Bestrahlung dürfen keine unerwünschten Nebenwirkungen, insbesondere durch den chemischen Einfluß des Ozons und der Stickoxyde, verursacht werden.
Unter den verschiedenartigen Lösungsversuchen dieses Problems ragen zwei Ausführungen, die Eingang in die Praxis gefunden haben, hervor: I. Die Flüssigkeit wird durch ein ultraviolettdurchlässiges Rohr, z. B. Quarzrohr, geleitet, zweckmäßig mit so großer Geschwindigkeit, daß eine hochturbulente Strömung entsteht. Die ultraviolett-Strahler befinden sich außerhalb dieses Rohrsystems. Fig. i gibt ein Ausführungsbeispiel wieder. Hierbei bedeutet i ein zu einer Kreiswendel gebogenes Quarzrohr, durch das dieFlüssigkeit fließt, während mit 2 die Ultraviolett-Strahler bezeichnet sind.
II. Die Flüssigkeit kann bei der Bestrahlung mit Luft in Berührung kommen. Beispielsweise fließt sie in möglichst dünner Schicht über eine Fläche herab und wird dort bestrahlt. In Fig. 2 ist dieses Prinzip im Querschnitt angedeutet. Mit 3 sind die Rieselflächen bezeichnet, auf denen der Milchfilm d. herabrieselt, während ein Strahler 5 die Milch während des Herabfließens bestrahlt.
Die Forderung a), nämlich die Erfassung des gesamten Flüssigkeitsvolumens durch ultraviolette Strahlen, kann bei beiden Systemen mehr oder weniger vollkommen erfüllt werden. Bei System I ist es hierzu erforderlich, daß die Turbulenz der Strömung genügend stark und der Rohrweg genügend lang Ist. Bei Ausführung II muß die Voraussetzung erfüllt sein, daß die Dicke des Flüssigkeitsfilms so klein ist, daß ein genügender Strahlenanteil bis zur Grenzschicht zwischen Flüssigkeit 2 und Rieselfläche f durchdringt.
Die Forderung b), d. h. die Vermeidung von unerwünschten Beeinflussungen des Geschmackes und Geruches, ist bei System I im allgemeinen ohne weiteres erfüllt, da die Flüssigkeit nicht mit den Gasen (Ozon, Stickoxyde) in Berührung kommt, die unter der Einwirkung der ultravioletten Strahlen in der Umgebungsluft erzeugt werden.
Bei System Il isst dagegen die Forderung b) nur durch besondere Maßnahmen zu erfüllen. Bewährt hat sich dabei die Kombination verschiedener Vorsichtsmaßnahmen: Kurze Bestrahlungsdauer (Größenordnung weniger als i Sekunde), niedrige Temperatur der Flüssigkeit (2 bis q.°), Ersatz der zwischen Strahler und Flüssigkeit liegenden Luftschicht durch ein Schutzgas oder ständiges Verdrängen der in der Luft gebildeten chemisch wirksamen Gase durch Frischluft.
Die vorliegende Erfindung ist für Apparate nach dem System I bestimmt, bei denen nach allen bis heute vorliegenden Erfahrungen besondere Maßnahmen zur Vermeidung einer Schädigung der Flüssigkeit nicht erforderlich ,sind. Es isst ohne weiteres möglich, z. B. Milch in solchen Apparaten 6o Sekunden lang und länger zu bestrahlen (bei Temperaturen bis zu 4o°), ohne daß irgendwelche schädigende Einflüsse festzustellen sind. Man hat deshalb bei diesen Apparaten keinen Grund gehabt, ein Schutzgas zu verwenden oder stetig Frischluft zuzuführen; man hat im Gegenteil meist das Gehäuse dieser Apparate aus verschiedenen Gründen möglichst dicht gemacht und Luftwechsel verhindert.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß, wie Versuche gezeigt haben, die für Bakterientötung wichtige Quecksilberresonanz-Linie 253,7 mit in der Luft im Gehäuse der nach System I gebauten Bestrahlungsgeräte unter Umständen stark absorbiert wird. Nähere Untersuchungen haben gezeigt, daß für diese Absorption verschiedene Gründe vorliegen können. Zum Beispiel wurde festgestellt, daß sich in einem Apparat Spuren von Quecksilber befanden, die mit dem bloßen Auge kaum zu erkennen waren. Sie stammten entweder von zerbrochenen Quecksilberthermometern oder von defekt gewordenen Ultraviolett-Strahlern od. dgl. Durch die Quecksilberdämpfe, die insbesondere bei höherer Raumtemperatur von 3o bis 35° entwickelt werden, wird nun die Quecksilberresonanzlinie 253,7 mit sehr stark absorbiert. Wie durch Messungen festgestellt würde, war bereits eine Beeinträchtigung der Wirkung des Apparates festzustellen, wenn in dem Betriebsraum, in dem das Bestrahlungsgerät aufgestellt war, Quecksilberdämpfe vorhanden waren, was oft kaum zu vermeiden ist.
Auch andere Dämpfe, die z. B. von der Anstrichfarbe des. Apparates stammen, können die bakterizide Wellenlänge absorbieren. Insbesondere wird die Wellenlänge 253,7 m,u auch von dem bei der Bestrahlung entstehenden Ozon oder von Stickoxyden absorbiert. In einer praktischen Betriebsanlage wurde festgestellt, daß durch diese Strahlenabsorption die auf die Flüssigkeit wirkende Intensität der Strahlung auf 25 % der Intensität sinken kann, die vorhanden wäre, wenn der Apparat mit reiner, frischer Luft gefüllt wäre.
Erfindungsgemäß soll deshalb die Konzentration etwaiger absorbierender Dämpfe und Gase in Bestrahlungsapparaten nach Ausführung I durch vorzugsweise ständige Zufuhr von Frischluft verhindert werden.
Eine gewisse Wirkung wird schon dadurch erreicht, daß man ein derartiges Bestrahlungsgerät oben und unten mit Belüftungsschlitzen versieht, so daß dank der Schornsteinwirkung, die durch die Temperaturdifferenz zwischen Außenluft und Innenluft erzeugt wird, eine gewisse Lufterneuerung erzielt wird. Allerdings ist diese Maßnahme nur dann erfolgversprechend, wenn die Raumluft einwandfrei, d. h. nicht z. B. durch Quecksilberdämpfe oder andere absorbierende Gase und Dämpfe verseucht ist und somit als Frischluft gebraucht werden kann.
Vorteilhafter ist es daher, den Apparat durch eine Belüftungsleitung, die z. B. unten angeschlossen ist, mit der Außenluft in Verbindung zu setzen und, entweder wiederum mit Hilfe der Schornsteinwirkung oder mit Hilfe mechanischer Lüfter, dauernd frische Außenluft in den Apparat zu schicken und durch diese die schädlichen Dämpfe und Gase zu verdrängen.
Für die Zuführung der frischen Außenluft gibt es verschiedene Möglichkeiten. Sind Räume mit hinreichend einwandfreier Luft vorhanden, also mit Luft, die keine oder gegebenenfalls nur wenig strahlungabsorbierende Bestandteile enthält, so kann die Außenluft aus diesen Räumen dem Bestrahlungsgerät zugeführt werden.. In der Regel wird es jedoch vorteilhaft sein, die frische Außenluft unmittelbar aus dem Freien herbeizuführen.
Da die Emission von Quecksilberniederdrucklampen bei niedriger Umgebungstemperatur schlechter ist als bei höherer Umgebungstemperatur, wird es oft zweckmäßig sein, diese Frischluft vor Eintritt in das Bestrahlungsgerät auf beispielsweise 25 bis 3o° vorzuwärmen; insbesondere wird man auf diese Vorwärmung an kalten Wintertagen nicht verzichten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Ultraviolett-Bestrahlungsgerät für Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten, wie insbesondere Milch, bei dem die Ultraviolett-Bestrahlungsvorrichtung innerhalb eines Behälters oder Schachtes angeordnet und wiederum in diesem Behälter oder Schacht Durchlaufrohre oder Aufnahmebehälter für die zu bestrahlende Flüssigkeit angebracht sind, derart; daß die Bestrahlungsvorrichtung zugleich die Flüssigkeit und die im Behälter bzw. Schacht befindliche Luft bestrahlt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die im Behälter bzw. Schacht befindliche Luft, vorzugsweise ständig, durch Frischluft ersetzen.
2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bzw. Schacht an einer Stelle, die für die Luftzuführung geeignet ist, durch Rohrleitungen mit Frischluft verbunden ist, z. B. Frischluft aus anderen Räumen oder Frischluft aus dem Freien.
3. Gerät nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Behälter bzw. Schacht an geeigneter Stelle, z. B. an einer der Eintrittsstelle entgegengesetzten Stelle, Öffnungen befinden, durch die die im Behälter bzw. Schacht befindliche Luft entweichen kann. q.. Gerät nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der Luftbewegung ein Lüfter vorgesehen ist. 5. Gerät nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß Heizmittel vorgesehen sind, die die Frischluft vor Eintritt in den Behälter bzw. Schacht vorwärmen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 502 726.