DEP0039092DA

DEP0039092DA - Device for the ultraviolet irradiation of liquids

Info

Publication number: DEP0039092DA
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Phys. Dr. Brandmüller
Original assignee: Optische Werke CA Steinheil Soehne GmbH
Current assignee: Optische Werke CA Steinheil Soehne GmbH
Publication date: 1950-12-07

Description

Es sind Geräte zur Ultraviolettbestrahlung von Milch bekanntgeworden, bei denen die Milch zwecks Vitaminisierung und Entkeimung innerhalb ultraviolettdurchlässiger Röhren rasch (in turbulenter Strömung) an der Strahlenquelle vorbeigeführt wird. Die dabei verwendete, verhältnismäßig lange Rohrleitung besteht aus geradlinigen Teilen, die mittels entsprechend gekrümmter Rohrstücke miteinander verbunden sind. In der Annahme, daß das zu bestrahlende Flüssigkeitsgut unter dem Einfluß der in den Röhren auftretenden Turbulenz um so mehr vitaminisiert bzw. entkeimt wird, je länger die geraden, im Bestrahlungsbereich angeordneten Rohrleitungsstücke sind und je stärker die Turbulenz ist, hat man die geraden Rohrleitungsteile möglichst lang ausgebildet; man wolle auf diese Weise die Wahrscheinlichkeit, daß jedes Milchteilchen von dem Licht der Strahlungsquelle getroffen wird, erhöhen.Devices for the ultraviolet irradiation of milk have become known, in which the milk is quickly guided (in a turbulent flow) past the radiation source within ultraviolet-permeable tubes for the purpose of vitaminization and disinfection. The relatively long pipeline used here consists of straight parts that are connected to one another by means of appropriately curved pipe sections. Assuming that the liquid to be irradiated is all the more vitaminized or disinfected under the influence of the turbulence occurring in the tubes, the longer the straight pipeline sections arranged in the irradiation area and the stronger the turbulence, the straight pipeline sections are as close as possible long trained; In this way the aim is to increase the probability that every milk particle will be struck by the light from the radiation source.

Diese Überlegungen tragen den tatsächlich gegebenen Verhältnissen aber durchaus nicht Rechnung. Vom Einströmen der Flüssigkeit in einen Rohrquerschnitt an bildet sich nämlich zunächst die Prandtl'sche Grenzschicht an der Rohrwandung, die sich mit zunehmendem Strömungsweg verdickt, und zwar so weit, bis die zu der erreichten Dicke gehörige Reynolds'sche Zahl den kritischen Wert erreicht, bei dem der Umschlag von laminarer in turbulente Strömung erfolgt. Selbst wenn aber die Turbulenz der Strömung beliebig angestiegen ist, bleibt an der Rohrwandung stets eine laminare Randzone (laminar sublayer, Honigschicht) bestehen, die - bei den hier in Betracht kommenden Strömungsgeschwindigkeiten und kinematischen Zähigkeiten - dicker als das Eindringvermögen der Vitaminisierungs- o.dgl. Strahlen ist. Es ergibt sich also, daß es für die Erreichung des höchsten Vitaminisierungsgrades nicht allein auf starke Turbulenz, sondern auch auf die Zerstörung der laminaren Randzonen in jenem Rohrbereich ankommt, in dem ein Beitrag zur Vitaminisierung nicht mehr erfolgen kann.However, these considerations do not take into account the actual circumstances. As soon as the liquid flows into a pipe cross-section, the Prandtl boundary layer forms on the pipe wall, which thickens as the flow path increases, until the Reynolds' number associated with the thickness reached reaches the critical value at where the transition from laminar to turbulent flow takes place. But even if the turbulence of the flow has increased at will, a laminar edge zone (laminar sublayer, honey layer) always remains on the pipe wall, which - with the flow velocities and kinematic viscosity under consideration here - is thicker than the penetration capacity of the vitaminizing or the like . Rays is. The result is that to achieve the highest degree of vitaminization, it is not just a matter of strong turbulence, but also the destruction of the laminar edge zones in the pipe area in which a contribution to vitaminization can no longer be made.

Gemäß der Erfindung wird hier ein Vorteil dadurch erreicht, daß die geraden Rohrleitungsteile gerade so lang, jedenfalls nicht wesentlich länger sind, als es für die Vitaminisierung, Entkeimung o.dgl. der sich ausbildenden laminaren Flüssigkeitsrandzonen erforderlich ist.According to the invention, an advantage is achieved here in that the straight pipeline parts are just as long, in any case not significantly longer, than it is for vitaminization, disinfection or the like. the developing laminar liquid edge zones is required.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel des neuen, etwa für die Milchbestrahlung bestimmten Geräte schematisch und soweit es in in Frage kommt, wiedergegeben.In the figure, an embodiment of the new device, for example intended for milk irradiation, is shown schematically and insofar as it comes into question.

Die bei 1 in die (Quarz-) Rohrleitung einströmende Milch wird in den innerhalb der geradlinigen Rohrleitungsstücke 2 liegenden Strömungsbereichen von dem Licht der Ultraviolettlampen 3 getroffen und strömt bei 4 wieder aus der Rohrleitung aus. Die geradlinigen Rohrleitungsstücke sind vorzugsweise gerade so lang bemessen, daß die laminare Randzone der Milch vollständig vitaminisiert wird, daß dann aber kein für die weitere Vitaminisierung zweckloser geradliniger Weg für die Milch vorhanden ist. Gerade an jenen Stellen 5, an denen die höchstmögliche Vitaminisierung erreicht ist, endet die Geradlinigkeit, durch entsprechend gekrümmte Rohrstücke 6 wird jeweils die laminare Randzone gerade an diesen Stellen zerstört. Bei einer bekannten Milchbestrahlungsanordnung würden die geradlinigen Rohrstücke auf einen Bruchteil ihrer tatsächlichen Länge, größenordnungsmäßig auf ein Viertel dieser Länge, zu verkürzen sein, was eine beträchtliche Ersparnis an unnützer Rohrleitung ergeben würde.The milk flowing into the (quartz) pipeline at 1 is hit by the light from the ultraviolet lamps 3 in the flow areas lying within the straight pipe sections 2 and flows out of the pipeline again at 4. The straight pipe sections are preferably dimensioned just long enough that the laminar edge zone of the milk is completely vitaminized, but that there is then no straightforward path for the milk that is pointless for further vitaminization. The straightness ends precisely at those points 5 where the highest possible vitaminization has been achieved, and the laminar edge zone is destroyed precisely at these points by appropriately curved pipe pieces 6. In a known milk irradiation arrangement, the straight pipe sections would have to be shortened to a fraction of their actual length, on the order of a quarter of this length, which would result in a considerable saving in useless piping.

Claims

Device for the ultraviolet irradiation of liquids (milk, fruit juices or the like.) For the purpose of vitaminization, disinfection or the like. In which the liquids are led past the radiation source in partly straight pipelines, possibly under high pressure, characterized in that the straight Line parts are just as long, in any case not much longer than it is for vitaminization, disinfection or the like. the developing laminar liquid edge zones is required.