EP2207572A2 - Verfahren zur desinfektion von geflügel- und viehställen mit ozon, elektrolytisch oxidativen radikalen, uv-c bestrahlung, elektrostatischer spraytechnologie, überdruck-ventilation und luft-befeuchtungs-technik - Google Patents

Verfahren zur desinfektion von geflügel- und viehställen mit ozon, elektrolytisch oxidativen radikalen, uv-c bestrahlung, elektrostatischer spraytechnologie, überdruck-ventilation und luft-befeuchtungs-technik

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Publication number
EP2207572A2
EP2207572A2 EP08800469A EP08800469A EP2207572A2 EP 2207572 A2 EP2207572 A2 EP 2207572A2 EP 08800469 A EP08800469 A EP 08800469A EP 08800469 A EP08800469 A EP 08800469A EP 2207572 A2 EP2207572 A2 EP 2207572A2
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EP
European Patent Office
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ozone
disinfection
water
air
technology
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08800469A
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English (en)
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Inventor
Hanspeter Steffen
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Original Assignee
Individual
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    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
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    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/22—Phase substances, e.g. smokes, aerosols or sprayed or atomised substances

Definitions

  • the invention relates to a novel disinfecting, sanitizing and disease prevention method for disinfecting, sanitizing and preventing disease of domestic animals and individuals, poultry and cattle sheds, and other private and public facilities and buildings using ozone, ozonated water, electrolytic water prepared oxidative radicals, direct and indirect UV-C light irradiation, using air assisted electrostatic spray technology and overpressure ventilation and humidification technique for carrying out the method according to the preamble of the independent claims.
  • pathogenic microbes can only be reduced by a factor of 2-3 log.
  • the new disinfection-sanitization-decontamination and disease prevention technology is clean, significantly cheaper, efficient, residue-free and sustainable, and above all friendly to the environment, and in particular does not lead to resistance formation in pathogenic pathogens and additionally guarantees the decontamination of harmful toxins.
  • Health-damaging bacteria, viruses, fungi, molds and pests such as ticks, lice, bedbugs, worms and worm eggs, etc. and with the combined application techniques of fumigation and electrostatic spray technology for disinfection, sanitation and disease prevention and purification of animals, persons, stables, milking parlors, milking crockery, drinking water, feeding equipment and other objects have been published in this combined form, nor is a similar combined technology used for the same purposes anywhere today.
  • the object of the invention is to provide a new, low-cost, environmentally friendly and sustainable biological method for disinfection, sanitation and disease prevention by the elimination of bacteria, viruses, fungi, molds, yeasts, insects and pathogens in poultry and livestock and manure and other private and public facilities and for the quarantine decontamination and sanitation of pets, pet owners, objects, water for drinking, private and public vehicles and other relevant contaminated objects and surfaces such as, inter alia, in hospitals, playgrounds, silos and food warehouses etc. Aid of gaseous ozone, ozonated water, oxidative radicals produced electrolytically from water and direct and indirect UV-C radiation, using air assisted electrostatic spray technology and overpressure ventilation and humidification technology.
  • the procedure includes the following technical aids and process steps:
  • ozone generator preferably with cathode discharge, consisting of air compressor, dehumidifier, oxygen generator, ozone probe, ozone alarm for ozone in air, ozone gas compressor, ozone gas pressure tank (15 atm) and associated supply and
  • Ozone emitting UV-C lamps in the wavelength range of 185 nm in sufficient number to achieve an ozone gas concentration of preferably 0.1-10 ppm per liter of air or more.
  • Electrolysis plant for the production of oxidative radicals in water which either work with both diamond and other electrode types of platinum or alloys, or are made of other suitable materials.
  • Electrolysis equipment operating on diamond coated electrodes in an electrolytic reaction chamber or electrolytic cylinder reactors with diaphragm and platinum coated electrodes can be used.
  • Control unit for automatic or manual control and synchronization of disinfection - Process with ozonated water, ozone gas, water mist with oxidative radicals, UV-C direct and indirect irradiation in the wavelengths 185 nm (ozone generating) and 254 nm (biocide in direct and indirect irradiation).
  • EOW Electrolyzed oxidative water
  • Air fans for generating an overpressure and for ventilation in a stable or in enclosed spaces, with heating or cooling elements.
  • Solar panels for the production of electricity and heat by means of solar heat collectors and heat pumps.
  • Ozone, 03 is the 3-atom form of oxygen. Ozone is highly reactive and the strongest known oxidation agent. It is 51 times more reactive than chlorin and 3125 times faster in the destruction of microorganisms.
  • Ozone is generated by UV-C radiation (185 nm) or by corona cathode discharge at approximately 7000 volts, or produced electrolytically from water.
  • Ozone is better soluble in water than oxygen.
  • Ozone is gaseous, bluish in color, strongly odorous and harmless at 0.1 mg per liter of air in permanent exposure. Ozone works by splitting off an oxygen atom on contact with organic or inorganic compounds and, under the influence of moisture, ⁇ 65% RH, leads to oxidation in part by the formation of highly reactive oxidative radicals.
  • Such cell membrane membrane oxidation results in lysis of cell walls and membranes of eukaryotes leading to the destruction of all fungi, bacteria, viruses, yeasts and their spores, as well as insects and their habitats.
  • Ozone can not dissolve the multi-layered cell wall structures of humans, higher animals and plants at short exposure times.
  • Ozone acts in short contact principle and leaves no residue, because it decomposes into oxygen in a short time.
  • Ozone leaves no damage on humans higher plants and plants with a short exposure time. Also, ozone does not cause resistance to microbes or pathogens.
  • Ozone is therefore an extremely effective biocide against all fungi, bacteria, viruses, yeasts, biofilms, protozoa and higher organisms such as small insects, worms, spider mites and other harmful parasites.
  • Ozone has been approved by the US Food and Drug Administration (FDA) since June 26, 2001 as an additive in direct contact with food.
  • FDA US Food and Drug Administration
  • Ozone is also permitted as a disinfectant by the EPA (Environmental Protection Agency) in the US.
  • UV-C light as direct electromagnetic radiation in the wave range of 254 nm (nanometers) has optimal biocidal activity against bacteria, viruses, yeasts and insects.
  • the UV-C radiation primarily causes the damage caused by photon absorption of RNA (ribonucleic acid) and DNA (deoxyribonucleic acid) in the helix strand of the nuclear genome by bonding and cementing of the DNA helix base end pairs and thus makes information impossible - Duplication for cell division and secondarily it destroys molecular bonds in cell membranes in pathogenic microbes.
  • UV-C radiation generates ozone, which under high humidity generates highly oxidative labile radicals ie hydroxyl compounds also called AOS (Advanced Oxidation Species), which significantly enhance the effect of ozone as a biocide (microbial hurdle principle).
  • AOS Advanced Oxidation Species
  • UV-C irradiation of living beings and food and surfaces and rooms has been approved by the FDA in the US since 1997 and also in the German Radiation Protection Ordinance.
  • n ⁇ W / sec / cm2 milli watt per second per square centimeter of irradiated area
  • the dose for elimination of microorganisms is preferably 4 to 20 mW / sec / cm 2 (depending on the species)
  • An electrostatic spray nozzle acc. Figure Annex 10 contains a ceramic embedded steel electrode and a supply of air, a supply for the spray liquid and a supply in the form of a cable for the current.
  • An electrostatic spray unit includes one or more electrostatic spray nozzles with low pressure and high volumetric air support for fine droplet generation and built-in electrode for inductive charging of the spray droplets with a drop size of ideally not more than 50 microns, charging the microdrops of about 600 V or 3-5 mOhm (milli-ohms) per liter, including the appropriate electronics for
  • Electrolytic oxidative water (EOW) or chemically active water destroys germs, fungi, and insects by oxidative radicals not chemically, but physically.
  • the damaged cell membranes allow for increased water transfer between the cell membranes, resulting in a hydrogenous flooding of the cells and filling them faster than the cells can dispose of the water.
  • the voltage source causes an electron deficiency in the electrode connected to the positive pole (anode) and an excess of electrons in the other electrode connected to the negative pole (cathode).
  • the aqueous solution between the cathode and anode contains electrolytes, which are positively or negatively charged ions.
  • the positively charged cations in an electrolytic cell migrate by applying a voltage to the negatively charged cathode (attraction of opposite charges). At the cathode, they absorb one or more electrons and are thereby reduced.
  • the opposite process takes place.
  • the negatively charged anions emit electrons, that is, they are oxidized.
  • the number of electrons consumed by the reduction at the cathode corresponds to the electrons picked up by the anode.
  • Hydrogen gas such as chlorine gas.
  • the electrolysis of water twice as much hydrogen gas as oxygen gas, since the two positively charged protons of a water molecule migrate to the cathode and there each have to take an electron so that hydrogen forms, while the doubly negatively charged oxygen anion at the anode must give off two electrons to connect to the oxygen molecule.
  • the voltage which must at least be applied to the electrolysis is called the deposition potential
  • the deposition potential in the electrolysis of water or in aqueous salt solutions, one speaks of the decomposition voltage. This voltage (or a higher voltage) must be applied so that the electrolysis takes place at all.
  • the decomposition potential can be determined on the basis of the redox potential. From the redox potential, one obtains many other important indications for the electrolysis, for example for the electrolytic decomposition of metal electrodes in acid or for the reduction of decomposition voltage by altering pH values.
  • the amount by weight of an electrolytically formed substance is proportional to the amount of current flow (current multiplied by time).
  • the formation of 11.2 liters of hydrogen takes 26 hours and 48 minutes.
  • the overpotential (the overpotential) is also important. Due to kinetic inhibitions on electrodes, one often requires a significantly higher voltage than calculated from the calculation of the redox potentials. Depending on the material properties of the electrodes, the overpotential effects can also change the ORP series, so that other ions are oxidized or reduced than would have been expected after the redox potential. Shortly after switching off an electrolysis can be determined with an ammeter a current swing in the other direction. In this short phase, the reverse process of electrolysis, the formation of a galvanic cell. In this case, power is not consumed for the implementation, but it is briefly generated electricity; This principle is used in fuel cells.
  • a galvanic element acts at the same time, the voltage of which counteracts the electrolysis. This voltage is also called the polarization voltage.
  • the electrolysis of water consists of two partial reactions, which take place at the two electrodes.
  • the electrodes are immersed in water, which is rendered more conductive by the addition of some common salt, and then chlorine is recovered instead of oxygen.
  • H3O + Positively charged hydronium ions migrate in the electric field to the negatively charged electrode (cathode), where they each receive an electron. Hydrogen atoms are formed, which combine with another H atom formed by reduction to form a hydrogen molecule. Remain water molecules.
  • the negatively charged hydroxide ions migrate to the positively charged electrode (anode).
  • Each hydroxide ion releases an electron to the plus pole, so that oxygen atoms are formed which combine to form oxygen molecules.
  • NaCl addition to chlorine molecules
  • hydronium and hydroxide ions on the left originate from the autoprotolysis of the water: 8 H 2 O ⁇ 4 H 3 O + + 4 OH
  • the hydroxide ion is a negatively charged ion that forms when bases react with water. Its chemical formula is OH-.
  • a general base B reacts with water according to the following scheme:
  • Hydroxide ions are also contained in pure water at 2O 0 C in a concentration of 10 "7 mol • l " 1 . This is related to the autoprotolysis of water according to the following reaction equation:
  • Electrolysed oxidative water has been approved by the United States Food and Drug Administration (USDA) and the US Environmental Protection Agency (EPA) for general food applications, food surface disinfection, dairy and meat applications - and restaurant - technical applications.
  • USDA United States Food and Drug Administration
  • EPA US Environmental Protection Agency
  • the ozone generated by the ozone generator is by means of various mixing systems such as a venturi valve, a vortex or cyclone mixer, a
  • Fine bubble mixer in a preferably cylindrical reaction tank made of stainless steel or other ozone-resistant material mixed at preferably 4.4 bar pressure.
  • a concentration of ozone in the water of approx. 8 - 35 ppm or approx. 8-35 mg ozone per liter of water can be achieved.
  • This ozone-water mixture is very labile and the ozone quickly changes back into oxygen.
  • Micro-atomization of ozone water or EOW water consists of one or more air-assisted micro-spray nozzles and an air fan by means of rotors.
  • the humidification distance of such a fan can reach up to 30 meters and more.
  • Micro humidifier humidification is automatically controlled by an electronically controlled hygrometer and can be programmed from 0 to 100 relative humidity of ambient air, depending on the application needs.
  • the hygiene zone In order to prevent bacteria, viruses, insects and contaminated water droplets or contaminated water microdroplets from penetrating into a hygiene area, such as a stable, room or building from outside, the hygiene zone must be sealed very well, especially on window frames and windows Doors or gates.
  • the overpressure is generated by a ventilation fan, the filtered outside air, which is not only cleaned with dust and bacteria filters, but also conditioned as needed heat and humidity.
  • the blown-in conditioned air creates an overpressure in the room, which can escape via an automatic air-discharge valve.
  • air now escapes at a minimum speed of 1.5-2 meters per second. This prevents that no bacteria, viruses, insects and contaminated dust or contaminated water microdrops can penetrate into a hygiene area, such as a stable, room or building from the outside.
  • UV-C lamps with protective shield or in ventilation textile hoses are integrated, which during the night or during the day an ozone concentration of 0.1 ppm per liter of air can maintain.
  • the number of lamps depends on the room volume. With a 330 W UV-C ozone-producing lamp one can expect that 1 lamp per 100 m3 is sufficient for this fumigation purpose.
  • Feed disinfection preferably by fumigation with ozone gas produced by cathode discharge, or by ozone-producing UV-C lamps.
  • the concentration of ozone gas is at least 300 ppm in order to achieve a complete disinfection even in cracks and crevices. In this process, it is important that using the fine mist atomizer with EOW water humidity in the
  • the disinfection with UV-C irradiation is carried out with UV-C lamps in the radiation range of a wavelength of 254 nm.
  • This method of disinfection is used primarily to drive by means of a beam spray and irradiation wagon on a livestock such as poultry or pigs to use the direct radiation to shower the animals in combination with ozone water or EOW water.
  • the animals are supplied with sufficient sunlight or UV radiation, which is important for the calcium and vitamin C metabolism.
  • Poultry, cattle and, above all, pigs respond positively to this treatment, as it guarantees optimal supply of calcium to the bones and therefore less leg and standing problems.
  • this fact must be taken into account in the egg production of run-out hens, and brings significant advantages for egg-tray quality and laying performance.
  • the invention provides an integrated system in which the technical components for ozone, UV-C production and production of electrolyzed oxidative water EOW and the application technology and the consistent tools in the form of air-assisted electrostatic spray technology and pressure-ventilation and humidification -Technique for implementing the method according to the preamble of the independent claims are integrated.
  • the focus of innovation is not only on the combination of ozone and UV-C radiation and electrolyzed oxidative water as a new application and hurdle technology for combating infections and contamination caused by microbes and insects, etc., but also in the combined new ones Application techniques and tools by means of air assisted electrostatic spray technology and overpressure ventilation and humidification technique for performing the method.
  • the new combined application technique is essential for the successful use of ozone and UV-C irradiation and electrolyzed oxidative water EOW and fulfills all the parameters for optimal operation of the new disinfection and decontamination process for sanitation and disease prevention of animals, individuals and in poultry and Cowsheds and other public and private facilities. Without the special application techniques, the effect of ozone water and UV radiation and electrolyzed oxidative
  • the invention is innovative with respect to the process for ozonating the water by means of a venturi valve and subsequent vortex injection cyclone and the fine bubble mixer specifically
  • the hall has 2 main gates at the front and rear.
  • the hall has a side tilt window with darkening on both lateral sides.
  • the front section of the hall houses the disinfection room, cloakroom and hygiene lock.
  • the room for the technical facilities contains the following equipment and facilities:
  • ozone generator preferably with cathode discharge, consisting of air compressor, dehumidifier, oxygen generator, ozone probe, ozone alarm for ozone in
  • Air Air, ozone gas compressor, ozone gas pressure tank (15 atm) and associated inlets and outlets, gas flow meters, pressure gauges, electrical control, ozone concentration meter.
  • Electrolysis plant for the production of oxidative radicals in water, either with diamond as well as with other electrode types of platinum or
  • Electrolysis equipment operating on diamond coated electrodes in an electrolytic reaction chamber or electrolytic cylinder reactors with diaphragm and platinum coated electrodes can be used.
  • Control unit for automatic or manual control and synchronization of disinfection - Process with ozonated water, ozone gas, water mist with oxidative radicals, UV-C direct and indirect irradiation in the wavelengths 185 nm (ozone generating) and 254 nm (biocide in direct and indirect irradiation).
  • the mast hall houses the following facilities and equipment:
  • ozone emitting UV-C lamps in the wavelength range of 185 nm in sufficient number to achieve an ozone gas concentration of preferably 0.1 to 10 ppm per liter of air or more.
  • Ozone emitting UV-C lamps in the 185 nra wave range in sufficient number to achieve an ozone gas concentration of preferably 0.1-10 ppm per liter of air or more.
  • the house may be covered with chicks.
  • ozone from the ozone pressure vessel is preferably via a Teflon pipe, which is mounted on preferably about 2.50 -3 meters above the ground over the entire length of the house. Every 2 to 5 meters, the pipe has a micro-opening of preferably 0.5 mm, where the ozone gas can flow out and mix with the surrounding air.
  • the line has a pressure of preferably 4 atm.
  • ozone generating UV-C lamps can be used.
  • the drinking water is mixed with EOW water using a dosing pump so that the drinking water contains a concentration of preferably 0.4 - 0.6 ppm oxidative radicals, which lead to a total disinfection of drinking water and also to prevent algae formation and bacterial microfilm formation.
  • the mast chicks are sprayed for the first time with the beam sprayer by means of the electrostatic nozzles with EOW water.
  • the speed is preferably o.3 meters per second with a flow rate per nozzle of preferably 80-120 ml per minute. 10.
  • the humidification system in the fattening shed will switch off automatically when the bar spray system is put into operation.
  • the heat lamps are also switched on automatically so that the mast chicks dry quickly and do not catch cold.
  • the spray process is repeated per day as needed, preferably 2-3 times.
  • This treatment in the form of a micro-shower not only fulfills a kind of equitable water shower for the poultry, but also serves for disinfection and body and feather cleansing and thus also prevents the infestation of poultry vermin.
  • Disinfected drinking water also prevents diarrhea and other intestinal diseases caused by parasites.
  • the fattening chicks are attained with a carcass weight of 1200 to 1500 gr.
  • the fattening chicks are clean and sanitized when prepared for shipping in the battle boxes.
  • the mast hall is de-mended and swept clean and then washed again with EOW water with preferably 500 ppm concentration of oxidative radicals per liter of water with a high-pressure cleaner and disinfected with ozone and a concentration of min. Outgassed 300 ppm per liter of air.
  • Manhole entrances and equipment equipped with disinfection basins are filled with EOW water, which is continuously renewed in the pumping circuit.
  • All equipment and cloakroom rooms are preferably fumigated twice a day with ozone gas, and ozone-producing UV-C lamps (185 nm in length) maintain a constant ozone concentration of 0.2 ppm.
  • the showers for the operating staff are also operated with EOW water. Before taking up work in the barn, showering is mandatory for the operating staff.
  • Hand wash basins are also powered by EOW water.
  • the radiation of the UV lamps in the UV range from 250 nm to 850 nm wavelength, in the UV-A and UV-B range in conjunction with the vitamin D contributes to an optimal calcium metabolism and thus also to a solid bone formation.
  • the feed silos are cleaned prior to stocking with animals using EOW water and high-pressure cleaners and fumigated with ozone gas for 24 hours before being filled with fresh feed.
  • the feed silos are then every 7 days for 8 hours with ozone, with a
  • Solar panels preferably mounted on the stable roof, are used to generate energy to regulate the stall temperature and reduce the total

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Abstract

Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck-Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik. Das Verfahren beinhaltet vorzugsweise folgende Prozessschritte: 1. Desinfektion von Mensch, Tieren und Gegenständen mittels Duschen mit elektrolytisch hergestellten oxidativen Radikalen im Wasser EOW vor dem Stalleintritt und in die Sterilzonen. (Zeichnung 2) 2. Desinfektion von Menschen, Tieren und Gegenständen mittels Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik im Stallbereich für die elektrostatische Spray-Desinfektion der Tiere mittels eines Sprühbalkens (Zeichnung 1), für die Trinkwasser-Desinfektion, für die Huf- und Klauendesinfektion, für die Futtermitteldesinfektion im Silo und am Fressplatz, für die Fliegen- und Ungeziefer-Bekämpfung, für die Feucht-Regulierung und Luftumwälzung und Luftreinigung und Luftentkeimung (Zeichnung 3) und zur Verhinderung des Eintrittes von Keimen und Erregern durch Türen und Fenster während der Einstallens-Periode der Tiere. 3. Desinfektion von Menschen, Tieren und Gegenständen mittels Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, und elektrostatischer Spraytechnologie vor allem zur Stalldesinfektion vor und nach dem Einstallen der Tiere zur Verhinderung von Infektions- und Krankheitsübertragungen als Quarantäne-Massnahme.

Description

Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik.
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein neues Desinfektions-, Hygienisierungs- und Krankheitspräventions- Verfahren zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheitsprävention von Haustieren und Personen, von Geflügel- und Viehställen, und anderen privaten und öffentlichen Einrichtungen und Gebäuden mit Hilfe von Ozon, ozoniertem Wasser, elektrolytisch aus Wasser hergestellten oxidativen Radikalen, direkter und indirekter UV-C Licht Bestrahlung, unter Verwendung von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und Überdruck-Ventilation- und Befeuchtungs-Technik zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
ERa*ff£f|£β(rAKFp€£fca£]26) Stand der Technik
Zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheitsprävention von Haustieren und Personen, von Geflügel- und Viehställen und anderen privaten und öffentlichen Einrichtungen und Gebäuden werden bis heute mehrheitlich giftige Chemikalien verwendet, die auf Tiere, Personen und Umwelt toxische Nebenwirkungen haben und bei Pathogenen, Bakterien, Viren, Schimmeln, Pilzen, Hefen und Insekten unter anderem in Langzeitanwendung Resistenzen verursachen und oftmals nach der Anwendung toxische Rückstände zurücklassen.
Der Einsatz von toxischen und in Pathogenen Resistenzen bildenden Chemikalien ist deshalb sehr umstritten, da diese die vollständige Desinfektion nicht mehr garantieren und zudem oft für Tiere und Menschen und Umwelt schädlich sind. Zudem war es bis heute schwierig und praktisch unmöglich, ein allumfassendes und integriertes Dekontaminations-, Desinfektionsund Infektions-Präventionssystem mit dem Einsatz einer einheitlichen Desinfektions- und Dekontaminations-Technologie zu gewährleisten, das alle Ansprüche, Auflagen und Parameter für eine effiziente und nachhaltige Desinfektion und eine effiziente Infektions-Prävention garantieren konnte.
Mit der weltweiten Verbreitung von Viren und Bakteriosen, wie z.B. SARS und dem Vogelgrippevirus N5H1 etc., die zu gefürchteten Pandemien ausarten können, drängen sich sichere Verfahren für die gleichzeitige Infektions-Prävention, die Desinfektion, Hygienisierung, Quarantänesanierung und Ausbreitungs-Verhinderung von pandemischen Krankheitserregern auf.
Die heute bekannten Desinfektionstechniken mit Ozon-Gas und mit ozoniertem Wasser oder direkter und indirekter UV-C Strahlung (Wellenbereich 254nm) in alleiniger Anwendung haben bis heute in der Praxis für Oberflächen- und Raumdesinfektionen keine genügenden Desinfektionsresultate gezeigt.
In der Praxis Hessen sich pathogene Mikroben nur um den Faktor 2-3 log reduzieren.
Probleme haben sich vor allem beim Ausbringen des Ozons ergeben,- einerseits bei der Gas- Applikation wegen zu geringer Luftfeuchtigkeit während der Anwendung, andererseits bei der
Applikation durch Druckdüsen mit mehr als 2atm Druck, wo das im Wasser gelöste Ozon ausgast und für die Desinfektion nicht mehr verfügbar ist.
Eigene Forschungs-Studien in den letzten 10 Jahren haben eindeutig gezeigt, dass die alleinige Desinfektion mit Ozon, elektrolytisch aus Wasser hergestellten oxidativen Radikalen, oder UV- C Bestrahlung alleine unbefriedigende Desinfektions-Resultate zeigten, während dem in einer Kombination mit Ozon, elektrolytisch aus Wasser hergestellte oxidative Radikalen, UV-C Strahlung und geeigneter Luft-Befeuchtungs-Technik, kombiniert mit der geeigneten Sprüh- und Applikationstechnologien exzellente Desinfektionsergebnisse bis zu einer Eliminationsrate von 99.99% mit Sicherheit erreicht werden.
Mit der neuen Erfindung in der kombinierten Desinfektions- und Hygienisierungs-Anwendung von Ozon, ozoniertem Wasser, aus Wasser elektrolytisch erzeugten oxidativen Radikalen, direkter und indirekter UV-C Licht Bestrahlung und unter Verwendung von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und Überdruck- Ventilations-und Befeuchtungs -Technik können alle Arten von bakteriellen, virösen und von anderen exogenen Pathogenen verursachten Krankheiten bei Menschen und Tieren verhindert und kontaminierte Gegenstände hygienisiert werden.
Die neue Desinfektions- Hygienisierungs- Dekontaminations- und Krankheitspräventions- Technologie ist sauber, bedeutend billiger, effizient, rückstandsfrei und nachhaltig und vor allem Umwelt freundlich und führt insbesondere zu keiner Resistenzbildung bei pathogenen Krankheitserregern und garantiert zusätzlich die Dekontamination von schädlichen Toxinen.
In mehijährigen Versuchen wurden die optimalen Konzentrationen von Ozon, UV-C Strahlung und oxidativen Radikalen im Wasser und Behandlungszeiten eruiert, um eine perfekte Desinfektion von Tieren, Personen und Einrichtungen und Gegenständen zu erreichen.
Der Erfinder hat in mehrjähriger Forschung- und Entwicklungsarbeit im Labor und im praktischen Einsatz das neue Verfahren getestet und perfektioniert und eine Effizienz von nahe 100% erreicht.
Nach Kenntnisstand des Erfinders sind bis heute keine wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiete der Desinfektion und Reinigung von Tieren, Personen, Ställen und anderen Gegenständen mittels der Kombination von Ozongas, ozonisiertem Wasser und elektrolytisch aus Wasser erzeugten oxidativen Radikalen und UV-C Licht als Biozide gegen gefahrliche
Gesundheit schädigende Bakterien, Viren, Pilzen, Schimmelpilzen und Ungeziefer wie Zecken, Läuse, Wanzen, Würmer und Wurm-Eier etc. und mit den kombinierten Applikations- Techniken der Fumigation und der elektrostatischen Spray- Technologie zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheits- Prävention und Reinigung von Tieren, Personen, Ställen, Melkanlagen, Melkgeschirr, von Tränkewasser, Tränkeinrichtungen und anderen Gegenständen in dieser kombinierten Form veröffentlicht worden, noch wird eine gleichartige kombinierte Technologie für die selben Zwecke heute irgendwo eingesetzt.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines neuen, kostengünstigen, Umwelt freundlichen und biologischen nachhaltigen Verfahrens zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheitsprävention durch die Eliminierung von Bakterien, Viren, Pilzen, Schimmeln, Hefen, Insekten und Pathogenen bei Menschen und Tieren in Geflügel- und Viehställen und anderen privaten und öffentlichen Einrichtungen und zur Quarantäne-Dekontamination und Hygienisierung von Haustieren, Tierhaltern, Gegenständen, Tränkewasser, privaten und öffentlichen Fahrzeugen und anderen relevanten kontaminierten Objekten und Oberflächen wie zum Beispiel unter anderen in Spitälern, Kinderspielplätzen, Silos und Lebensmittel-Lager etc. mit Hilfe von gasförmigem Ozon, ozoniertem Wasser, elektrolytisch aus Wasser hergestellten oxidativen Radikalen und direkter und indirekter UV-C Bestrahlung, unter Verwendung von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und Überdruck-Ventilations-und Befeuchtungs-Technik.
Darstellung der Verfahrenskomponenten
Das Verfahren beinhaltet folgende Technischen Hilfsmittel und Prozessschritte:
1. Ozonerzeuger, vorzugsweise mit Kathodenentladung, bestehend aus Luftkompressor, Luftentfeuchter, Sauerstofferzeuger, Ozonmesssonde, Ozon- Alarm für Ozongehalt in Luft, Ozongaskompressor, Ozongasdrucktank (15 atm) und dazugehörenden Zu- und
Ableitungen, Gasflussmeter, Druckmanometern Elektrischer Steuerung, Ozonkonzentrations- Messgerät.
2. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nm in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
3. Automatisch elektronisch gesteuerter Luftbefeuchter mit vorzugsweise einer Luft- Jet Düse mit Ventilator zur Vernebelung von Ozonwasser oder EOW (elektrolytisch hergestelltes oxidatives Wasser), gesteuert mit einem elektronisch schaltbaren Hygrometer zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit je nach Bedarf und Applikation.
4. Elektrolysenanlage zur Herstellung von oxidativen Radikalen im Wasser, die entweder sowohl mit Diamant- wie auch mit anderen Elektroden-Typen aus Platin oder Legierungen funktionieren, oder aus anderen geeignete Materialien hergestellt sind.
Dabei können Elektrolyseanlagen, welche mit Diamant beschichteten Elektroden in einer elektrolytischen Reaktions- Kammer arbeiten, oder elektrolytische Zylinder - Reaktoren mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden, verwendet werden.
5. Steuerungseinheit zur automatischen oder manuellen Kontrolle und Synchronisation des Desinfektion - Prozesses mit ozoniertem Wasser, Ozon-Gas, Wassernebel mit oxidativen Radikalen, UV-C direkt und indirekt Bestrahlung in den Wellenlängen 185 nm (Ozon erzeugend) und 254 nm (biozid in direkt und indirekt Bestrahlung).
6. Elektrisches Versorgungssystem mit Generator und/oder Sonnenkollektoren, und/oder mit elektrischer Netzversorgung vorzugsweise mit einem Leistungsbedarf von 150 KVA oder auf Projekt-Grösse abgestimmt. 7. Kunststoff - Tanks mit Belüftung in genügender Grosse und Druckresistenz bis zu 4 bar zur Aufnahme und Produktion von ozoniertem Wasser, und für das elektrolysierte oxidative Wasser inklusive Mischsysteme über Venturi-, Vortex- und Bubble -Mixer, und katalytischem, thermischen oder chemischem Rest-Ozon, Chlorgas und Wasserstoff- Vernichter.
8. Tränkebecken und Tränkeleitungen mit Nippeln.
9. Fahrbare Balkensprayanlage mit elektrostatischen, Luft assistierten Düsen, mit unten angebrachten UV-C Lampen ( mit 254 nm Strahlungs- Wellenlänge) bestückt.
10. Eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung mittels Luftkompressor, zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter
Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC — Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden oder andere geeignete Düsen Typen.
11. Fussbadbecken für Personen und Tiere mit elektrolysiertem oxidativem Wasser (EOW) gefüllt.
12. Hochdruckreiniger mit oxidativem Wasser (EOW) betrieben.
13. Ozon - und EOW - Wasser Duschen (EOW = Elektrolysiertes oxidatives Wasser) für Tier - Körper- und Euterpflege.
14. Waschanlage für Melkanlage und Melkgeschirr mit oxidativen Radikalen im Wasser, mit saurer und/oder alkalischer Spül - Möglichkeiten zur Implementierung der CIP Putz- Methode ( Cleaning in Place)
15. Luftventilatoren zur Erzeugung eines Überdrucks und zur Lüftung im Stall oder in geschlossenen Räumen, mit Heizungs- oder Kühlungselementen. 16. Sonnenkollektoren zur Gewinnung von elektrischem Strom und zur Wärmegewinnung mittels Sonnenwärmekollektoren und Wärmepumpen.
Darstellung der bioziden und reaktiven Verfahrenskomponenten
Ozon
Ozon, 03, ist die 3-atomige Form von Sauerstoff. Ozon ist hoch reaktiv und das stärkste bekannte Oxidation-Mittel. Es ist 51 mal reaktiver als Chlorin und 3125 mal schneller in der Vernichtung von Mikroorganismen.
Ozon ist ein hoch unstabiles Molekül in Gasform, das in kurzer Zeit (ca. 20 Minuten) wieder in Sauerstoff =2 zerfällt.
Ozon wird durch UV-C Strahlung (185 nm) oder durch Corona Kathoden-Entladung mit ca. 7000 Volt erzeugt, oder elektrolytisch aus Wasser hergestellt.
Ozon ist besser in Wasser löslich als Sauerstoff.
Ozon ist gasförmig, von bläulicher Farbe, stark riechend und bei 0.1 mg pro Liter Luft in permanenter Exposition unschädlich. Ozon wirkt durch das Abspalten eines Sauerstoff-Atoms bei Kontakt mit organischen oder anorganischen Verbindungen und führt unter dem Einfluss von Feuchtigkeit, <65% RH, zu einer Oxidation zum Teil durch Bildung von hochreaktiven oxidativen Radikalen.
Solche Oxidationen mit Zellmembran-Molekülen führen zur Auflösung (Lysis) von Zellwänden und Membranen von Eukarionten, die zur Vernichtung von allen Pilzen, Bakterien, Viren, Hefen und deren Sporen, sowohl als auch von Insekten und deren Gelegen führt.
Ozon kann die mehrschichtigen Zellwandstrukturen von Menschen, höheren Tieren und Pflanzen bei kurzer Expositiondauer nicht auflösen.
Ozon wirkt im kurzen Kontakt Prinzip und hinterlässt keine Rückstände, da es in kurzer Zeit wieder in Sauerstoff zerfällt.
Ozon hinterlässt bei kurzer Einwirkungsdauer keine Schäden bei Menschen höheren Tieren und Pflanzen. Ebenfalls verursacht Ozon keine Resistenzen bei Mikroben oder Pathogenen.
Ozon ist deshalb ein äusserst effektives Biozid gegen alle Pilze, Bakterien, Viren, Hefen, Biofilme, Protozoen und höhere Lebewesen wie kleine Insekten, Würmer, Spinnmilben und andere Schad-Parasiten.
Zulassungen
Ozon ist seit dem 26. Juni 2001 von der FDA (USA Food and Drag Administration) als Zusatzstoff im Direktkontakt mit Lebensmitteln gestattet.
Ebenfalls wurde der Einsatz von Ozon in der Landwirtschaft vom USDA (United States Department of Agriculture) 2002 gestattet.
Ozon is ebenfalls als Desinfektions-Mittel von der EPA (Environmental Protection Agency) in den USA gestattet.
UV-C Licht
UV-C Licht, als elektromagnetische Direkt-Strahlung hat im Wellenbereich von 254 nm (Nanometer) optimale biocide Wirkung gegen Bakterien, Viren, Hefen und Insekten.
Die UV-C Strahlung bewirkt bei Mikroorganismen in erster Linie die durch Photonen- Absorption hervorgerufene Beschädigung von RNS (Ribonukleinsäure) und DNS (Desoxiribonukleinsäure) im Helix-Strang des Zellkern-Genoms durch Verklebung und Verkittung der DNS-Helix Baseendpaare und verunmöglicht somit die Informations- Duplikation für die Zellteilung und in zweiter Linie zerstört es Molekülbindungen in der Zellmembranen in pathogenen Mikroben.
Im Wellenbereich von 185 nm (Nanometer) erzeugt UV-C Strahlung Ozon, welches unter hoher Luftfeuchtigkeit hoch oxidative labile Radikale i.e. Hydroxylverbindungen auch AOS (Advanced Oxidation Species) genannt, erzeugt, die die Wirkung von Ozon als Biozid wesentlich verstärken, (mikrobielles Hürdeprinzip). Zulassung
UV-C Bestrahlung von Lebewesen und Lebensmitteln und Oberflächen und Räumen ist seit 1997 von der FDA in den USA zugelassen und auch in der Deutschen Strahlenschutzverordnung.
Für die Effizienz der UV-C Strahlung ist die Strahlendosis entscheidend, die in nϊW/sec/cm2 (milli Watt pro Sekunde pro Quadrat-Zentimeter bestrahlter Fläche) angegeben wird.
Die Dosis zur Eliminierung von Mikroorganismen beträgt_ vorzugsweise 4 bis 20 mW/sec/cm2 (abhängig von Art)
Für Schadinsekten ca. 50 bis 150 mW/sec/cm2 (abhängig von Art)
Elektrostatische Spray-Technologie
Eine elektrostatische Spraydüse gem. Abbildung Annex 10 beinhaltet eine in Keramik eingebettete Elektrode aus Stahl und eine Zuführung von Luft, eine Zuführung für die Spray - Flüssigkeit und eine Zuführung in Form eines Kabels für den Strom.
Eine elektrostatische Spray-Einheit beinhaltet eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und gross volumiger Luftunterstützung zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur
Erzeugung des DC — Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden.
Elektrolytisch hergestelltes, oxidatives Wasser (EOW)
Elektrolytisch oxidatives Wasser (EOW) oder chemisch aktives Wasser zerstört Keime, Pilze, und Insekten durch oxidative Radikale nicht chemisch, sondern physikalisch.
Wegen seines hohen oxidativen Reduktionspotentials (ORP) beschädigt "Aktives Wasser" die Zellwand-Membranen von Pathogenen. Der Krankheitserreger ist komprimitiert, was zu einer osmotischen oder hydrogenen Überlastung im Zellinneren fuhrt.
Die beschädigten Zellmembranen erlauben einen erhöhten Wassertransfer zwischen den Zellmembranen, was zu einer hydrogenen Überflutung der Zellen führt und diese schneller gefüllt werden, als die Zellen sich des Wassers entledigen können.
Diese Tatsache führt zu einem Zerplatzen der Zellen, respektive zum Zelltod durch Druckexplosion in wenigen Sekunden.
Da es sich um ein physikalisches Zerstörungsprinzip handelt, ergeben sich nachweislich keine Resistenzen bei Pathogenen.
Prinzip der Elektrolyse (verg. Bild Annex P
Beispiel einer Elektrolyse mit einer Zinkiodid - Lösung (Elektrodenmaterial beliebig)
Verbindet man zwei Metallplättchen (Elektroden) mit jeweils einem Kabel und einer Vorrichtung die Gleichstrom erzeugt z.B. einer Batterie oder einem Gleichrichter - und überführt diese Plättchen in ein Becherglas mit wässriger Lösung (Beliebige Ionen) und legt nun eine Spannung an, so bildet sich an beiden Metallplättchen ein Stoff, dessen Ionen In der Lösung vorhanden sind.
Die Spannungsquelle bewirkt einen Elektronenmangel in der mit dem Pluspol (Anode) verbundenen Elektrode und einen Elektronenüberschuss in der anderen, mit dem Minuspol (Kathode) verbundenen Elektrode. Die wässrige Lösung zwischen der Kathode und Anode enthält Elektrolyte, das sind positiv oder negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Kationen in einer Elektrolysezelle wandern durch das Anlegen einer Spannung zur negativ geladenen Kathode (Anziehung entgegen gesetzter Ladungen). An der Kathode nehmen sie ein oder mehrere Elektronen auf und werden dadurch reduziert.
An der Anode läuft der entgegen gesetzte Prozess ab. Dort geben die negativ geladenen Anionen Elektronen ab, das heißt sie werden oxidiert. Die Zahl der durch die Reduktion an der Kathode verbrauchten Elektronen entspricht den von der Anode aufgenommenen Elektronen. Bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung entsteht die gleiche Volumenmenge Wasserstoffgas wie Chlorgas. Bei der Elektrolyse von Wasser entsteht doppelt so viel Wasserstoffgas wie Sauerstoffgas, da die zwei positiv geladenen Protonen eines Wassermoleküls zur Kathode wandern und dort jeweils ein Elektron aufnehmen müssen damit sich Wasserstoff bildet, während das doppelt negativ geladene Sauerstoffanion an der Anode gleich zwei Elektronen abgeben muss, um sich zum Sauerstoffmolekül zu verbinden.
Die Spannung, die zur Elektrolyse mindestens angelegt werden muss, bezeichnet man als Abscheidungspotential, bei der Elektrolyse von Wasser oder bei wässrigen Salzlösungen spricht man auch von der Zersetzungsspannung. Diese Spannung (oder eine höhere Spannung) muss angelegt werden, damit die Elektrolyse überhaupt abläuft. Für jeden Stoff, für jede Umwandlung von Ionen zu zwei oder mehratomigen Molekülen kann die Zersetzungsspannung, das Abscheidepotential anhand des Redoxpotentials ermittelt werden. Aus dem Redoxpotential erhält man noch viele andere wichtige Hinweise für die Elektrolyse, beispielsweise zur elektrolytischen Zersetzung von Metallelektroden in Säure oder zur Verminderung von Zersetzungsspannung durch Abänderung von pH- Werten.
Beispielsweise lässt sich durch das Redoxpotential berechnen, dass die Bildung von Sauerstoff an der Anode bei der Elektrolyse von Wasser in basischer Lösung (Zersetzungsspannung: 0,401 V) unter geringerer Spannung abläuft als in saurer(Zersetzungsspannung: 1,23 V) oder neutraler (Zersetzungsspannung: 0,815 V) Lösung, an der Kathode hingegen bildet sich leichter Wasserstoff unter sauren Bedingungen, als unter neutralen oder basischen Bedingungen).
Sind in einer Elekrolytlösung mehrere reduzierbare Kationen vorhanden, so werden nach der Redoxreihe zunächst die Kationen an der Kathode reduziert, die in der Redoxreihe (Spannungsreihe) ein positiveres (schwächer negatives)Potential haben, die also dem 0 Potential der Proton- Wasserstoff Elektrodenspannung möglichst nahe kommen. Bei der Elektrolyse einer wässrigen Kochsalzlösung bildet sich an der Kathode normalerweise Wasserstoff und nicht Natrium. Auch beim Vorliegen von mehreren Anionenarten, die oxidiert werden können, kommen zunächst diejenigen zum Zuge, die in der Redoxreihe möglichst nahe am Spannungsnullpunkt, also ein schwächeres positives Redoxpotential besitzen. Normalerweise entsteht bei der Elektrolyse von wässriger NaCl an der Anode also Sauerstoff und nicht Chlor. Nach Überschreiten der Zersetzungsspannung wächst mit Spannungszuriahnie proportional auch die Stromstärke. Nach Faraday ist die Gewichtsmenge eines elektrolytisch gebildeten Stoffs proportional zu der geflossenen Strommenge (Stromstärke multipliziert mit der Zeit). Für die Bildung von 1 g Wasserstoff (ca. 11,2 Liter, bei der Bildung eines Wasserstoffmoleküls werden zwei Elektronen benötigt) aus wässriger Lösung wird eine Strommenge von 96485 C (As)=lFaraday benötigt. Bei einer Stromstärke von 1 A zwischen den Elektroden dauert die Bildung von 11,2 Litern Wasserstoff also 26 Stunden und 48 Minuten.
Neben dem Redoxpotential ist noch die Überspannung (das Überpotential) von Bedeutung. Auf Grund von kinetischen Hemmungen an Elektroden benötigt man häufig eine deutlich höhere Spannung als sich dies aus der Berechnung der Redoxpotentiale errechnet. Die Überspannungseffekte können je nach Materialbeschaffenheit der Elektroden - auch die Redoxreihe ändern, so dass andere Ionen oxidiert oder reduziert werden als dies nach dem Redoxpotential zu erwarten gewesen wäre. Kurz nach Abschaltung einer Elektrolyse kann man mit einem Amperemeter einen Stromausschlag in die andere Richtung feststellen. In dieser kurzen Phase setzt der umgekehrte Prozess der Elektrolyse, die Bildung einer galvanischen Zelle ein. Hierbei wird nicht Strom für die Umsetzung verbraucht, sondern es wird kurzzeitig Strom erzeugt; dieses Prinzip wird bei Brennstoffzellen genutzt.
Wenn man durch eine Elektrolyse eine Trennung einzelner Moleküle oder Bindungen erzwingt, wirkt gleichzeitig ein galvanisches Element, dessen Spannung der Elektrolyse entgegenwirkt. Diese Spannung wird auch als Polarisationsspannung bezeichnet.
Elektroden
Es gibt nur wenige Anoden-Elektroden, die während der Elektrolyse innert bleiben - also überhaupt nicht in Lösung gehen. Platin, Kohle resp. Diamant sind Materialien, die sich während einer Elektrolyse überhaupt nicht auflösen. Es gibt auch Metalle, die sich trotz stark negativem Redoxpotentials nicht auflösen. Dies wird als „Passivität" bezeichnet. Eine Eisenanode, die mit konzentrierter Salpetersäure behandelt wurde, löst sich nicht auf und es gehen keine Eisen (II) oder (ffl)-Kationen in Lösung; sie hat „Passivität".
Hemmungserscheinungen an der Anode, die bei der Sauerstoffbildung zu einer Überspannung führen, beobachtet man bei Diamant und Platinanoden (Überspannung: 0,44 V). Bei diesen entsteht bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung Chlor statt Sauerstoff. An Zink-, Blei-(Überspannung: 0,78 V) und besonders Quecksilberkathoden (0,80 V) zeigen Wasserstoffprotonen eine erhebliche Überspannung und die Bildung von Wasserstoff erfolgt erst bei einer viel höheren Spannung. Die erhebliche Überspannung von Wasserstoff an der Quecksilberkathode, in der das Natrium als Amalgam gebunden wird und daher dem Gleichgewicht entzogen wird, nutzt man zur technischen Herstellung von Natronlauge. Durch die erhebliche Überspannung an dieser Elektrode bei der Wasserstofϊbildung ändert sich die Redoxreihe und statt Wasserstoffprotonen wandern nun Natrium-Kationen zur Quecksilberkathode.
Elektrolyse von Wasser
Die Elektrolyse von Wasser besteht aus zwei Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden ablaufen. Die Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe von etwas Kochsalz besser leitend gemacht wird, wobei dann anstatt Sauerstoff Chlor gewonnen wird.
Positiv geladene Hydronium-Ϊonen (H3O+) wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoff-Molekül vereinigen. Übrig bleiben Wasser-Moleküle.
2 H3O+ + 2 e- → H2 + 2 H2O
Der abgeschiedene, gasförmige steigt an der Kathode auf.
Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern die negativgeladenen Hydroxid-Ionen.
Jedes Hydroxid-Ion gibt ein Elektron an den Plus-Pol ab, so dass Sauerstoff-Atome entstehen, die sich zu Sauerstoff-Molekülen vereinigen resp. bei NaCl Zugabe zu Chlor-Molekülen.
Die übrig bleibenden H+-Ionen werden umgehend von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen neutralisiert.
4 OH- → O2 + 2 H2O + 4 e-
Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als farbloses Gas an der Anode auf. Die Gesamtreaktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser lautet:
4 H3O+ + 4 OH- → 2 H2 + O2 + 6 H2O
Die auf der linken Seite stehenden Hydronium- und Hydroxid-Ionen entstammen der Autoprotolyse des Wassers: 8 H2O → 4 H3O+ + 4 OH-
Man kann die Elektrolysegleichung daher auch folgendermaßen schreiben:
8 H2O → 2 H2 + O2 + 6 H2O
bzw. nach Kürzen des Wassers:
2 H2O → 2 H2 + O2
Hydroxidion
Das Hydroxidion ist ein negativ geladenes Ion, das entsteht, wenn Basen mit Wasser reagieren. Seine chemische Formel lautet OH-.
Eine allgemeine Base B reagiert nach folgendem Schema mit Wasser:
-I- H2O ^ v+ H OH"
Anhand der Konzentration der Hydroxidionen kann man den pH- Wert der entstandenen Lösung ermitteln. Dazu berechnet man erst den so genannten pOH-Wert.
pOH = -hg c(OH")
Und daraus den pH- Wert:
pH = k - pOH
Zu jeder Temperatur gibt es jeweils ein k.
Unter Normbedingungen ist k= -14.
Hydroxidionen sind auch in reinem Wasser bei 2O0C in einer Konzentration von 10"7 mol • l"1 enthalten. Das hängt mit der Autoprotolyse des Wassers nach folgender Reaktionsgleichung zusammen:
H2O + H2O ^ HÄ0+ + OH" Zulassung
Die innovative Verwendung von Diamant Elektroden — Technologie in der Elektrolyse erhielt vor kurzem grosse Aufmerksamkeit von zahlreichen Universitäts- - Forschungsteams für den Einsatz in der Oberflächen -Desinfektion von Geflügel, Fisch und Fleisch, von Früchten und Gemüse in der Verarbeitungs-Industrie.
Frühe eigene Versuche und Versuchsergebnisse führten zur Einreichung von Bewilligungs- Gesuchen bei der FDA (Food and Drug Administration, USA), welche im Dezember2002 die Bewilligung für die neue Technologie erteilte und mit dem Status"GRAS" (Generally Regarded as Safe) auszeichnete.
Elektrolysiertes oxidatives Wasser erhielt FDA (USA Food and Drug Administration, USDA (United Status Department of Agriculture) und EPA (USA Environmental Protection Agency) - Zulassung für allgemeine Applikationen im Nahrungsmittel-Bereich, für die Nahrungsmittel- Oberflächen Desinfektion, für Milch-, Fleisch- und Restaurant- technische Anwendungen.
Die entsprechenden Seiten der Bewilligungsnummern der FDA und USDA lauten 21 CFR 173, 178, 182, 184 & 198.
Die EPA Bewilligungs- und Publikations-Seite lautet 40 CFR 180.940 und die des National Organic Programms ist 21 CFR 178.1010.
Ozoniertes Wasser
Das durch den Ozongenerator erzeugte Ozon wird mittels verschiedenen Mischsystemen wie zum Beispiel einem Venturi Ventil, einem Vortex- oder Zyklonmischer, einem
Feinblasenmischer (Bubble Mixer) in einem vorzugsweise zylinderförmigen Reaktionstank aus rostfreiem Stahl oder einem anderen Ozon resistenten Material bei vorzugsweise 4,4 bar Druck gemischt. Je nach Wasserqualität kann eine Konzentration des Ozons im Wasser von ca. 8 - 35 ppm respektive ca. 8-35 mg Ozon pro Liter Wasser erreicht werden. Diese Ozon- Wassermischung ist sehr labil und das Ozon wandelt sich rasch wieder in Sauerstoff um.
Deshalb muss Ozonwasser zur Desinfektion in Hygieneanwendungen immer frisch hergestellt werden. Befeuchtung mittels Mikrozerstäubung
Eine Mikro-Zerstäubung von Ozonwasser oder EOW-Wasser (elektrolytisch hergestellte oxidative Radikale aus Wasser) besteht aus einer oder mehreren Luft assistierten Mikro- Spraydüsen und einem Luftventilator mittels Rotoren. Die Befeuchtungsdistanz eines solchen Ventilators kann bis zu 30 Metern und mehr reichen.
Die Befeuchtung mittels Mikro-Zerstäuber Ventilator wird über ein elektronisch gesteuertes Hygrometer automatisch gesteuert und kann je nach Applikationsbedarf programmiert werden von 0 bis 100 relative Feuchtigkeit der umgebenden Raumluft.
Überdruckventilation zur Verhinderung des Eindringens von Pathogenen in die Sterilzonen
Um zu verhindern, dass keine Bakterien, Viren, Insekten und kontaminierter Staub oder kontaminierte Wasser-Mikrotropfen in einen Hygiene- Bereich, wie Stall, Raum oder Gebäude von aussen eindringen können, muss die Hygiene-Zone sehr gut abgedichtet werden, speziell an Fensterrahmen und Türen oder Toren.
Der Überdruck wird durch ein Ventilations-Gebläse erzeugt, das gefilterte Aussenluft, die nicht nur mit Staub- und Bakterienfilter gereinigt ist, sondern auch je nach Bedarf Wärme und Feuchtigkeits- konditioniert wird.
Durch die eingeblasene konditionierte Luft entsteht im Raum ein Überdruck, der über ein automatisches Luft-Ausström-Ventil entweichen kann. Wenn ein Fenster oder eine Türe im Raum geöffnet wird entweicht nun ebenfalls Luft mit einer minimalen Geschwindigkeit von 1.5 -2 Metern pro Sekunde. Damit wird verhindert, dass keine Bakterien, Viren, Insekten und kontaminierter Staub oder kontaminierte Wasser-Mikrotropfen in einen Hygiene- Bereich, wie Stall, Raum oder Gebäude von aussen eindringen können.
Dekontamination von Fahrzeugen
Es ist essentiell für die Aufrechterhaltung einer ständigen Hygiene in Sterilbereichen, dass keine Kreuzkontaminationen stattfinden können.
Deshalb müssen auch Transportfahrzeuge für Tierbetreuer, Besucher und Tiere selbst, jedes Mal vor und nach Gebrauch und Kontakt mit der Aussenwelt und für Tiere vor und nach der Ein- und Ausstallung mit EOW Wasser mit einer minimalen Konzentration von 250 ppm gereinigt und desinfiziert werden.
Dekontamination von Personen und Tieren
Zur Verhinderung der Einschleppung von Keimen in einen hygienisierten Stall oder eine Sterilzone ist es ebenfalls unumgänglich, dass die Tiere vorher unter der Vieh- oder Geflügel- Dusche und im Hufen-Bad mit ozoniertem Wasser von 8 ppm/Liter oder EOW - Wasser mit einem ROP (Redoxpotential) von im Minimum 920 mV gewaschen, gereinigt und desinfiziert werden. Das gilt immer auch für alle Personen, die einen Stall, eine Hygienezone oder einen Sterilraum betreten, dass sie sich vorher zwingend mit Ozonwasser duschen und desinfizieren.
Dekontamination von Material
Die gleichen Bedingungen gelten für alles Material, das in eine Hygiene-Zone hineingebracht wird, oder von dort herausgelangt. Mit Ozonwasser oder EOW- Wasser werden alle Utensilien, Kisten und Materialien gründlich mit dem Hochdruckreiniger, falls nötig, gereinigt und gleichzeitig desinfiziert mit dem CIP Prinzip (Cleaning in Place)
Dekontamination von Innen und Aussenflächen
Alle Wände, Boeden, Dielen und andere Oberflächen von Tischen Mobiliar, Maschinen und anderen Einrichtungen werden mit dem Hochdruckreiniger oder anderen Hilfsmitteln mit EOW regelmässig gewaschen und desinfizier. Damit diese Desinfektion auch Fugentief geschieht und an Stellen, wo konventionelle Geräte nicht hinkommen, werden UV-C Lampen mit Schutzschild oder in Belüftungs- Textil-Schläuchen integriert, die während der Nacht oder durch den Tag eine Ozonkonzentration von 0,1 ppm pro Liter Luft aufrecht erhalten können. Die Anzahl der Lampen richtet sich nach dem Raumvoiumen. Man kann bei einer 330 W UV-C Ozon produzierenden Lampe damit rechnen, dass 1 Lampe pro 100 m3 für diesen Fumigations- Zweck ausreichend ist.
Desinfektion durch Waschung
Es ist darauf zu achten, dass sämtliches Material, Utensilien, Maschinen und Einrichtungen regelmässig, d.h. täglich einmal und in Lebensmittel- und Kleintieranwendungen alle 4 Stunden erfolgt. Reinigungen und Waschungen können mit Ozonwasser oder EOW- Wasser erfolgen.
Desinfektion durch Fumigation
Die Desinfektion von Hygiene- Zonen und Sterilräumen, vollen und leeren Futtersilos, auch zur
Futterdesinfektion, vorzugsweise durch eine Fumigation mit Ozon-Gas, das mit Katoden- Entladung produziert wird, oder durch Ozone produzierende UV-C Lampen bewerkstelligt.
Dabei ist zu beachten, dass die Konzentration des Ozongases im Minimum 300 ppm beträgt, um eine vollständige Desinfektion auch in Ritzen und Spalten zu erreichen. Bei diesem Vorgang ist es wichtig, dass mittels des Feinnebel- Zerstaeubers mit EOW- Wasser eine Luftfeuchtigkeit im
Raum von 100% erreicht werden kann, was die Reaktionseffizienz des Ozons wesentlich verbessert (1-2 log bessere Keimreduktion).
Desinfektion durch UV-C Bestrahlung
Die Desinfektion mit UV-C Bestrahlung erfolgt mit UV-C Lampen im Strahlungsbereich von einer Wellenlänge von 254 nm. Diese Methode der Desinfektion wird vor allem verwendet um mittels eines Balken- Sprüh- und Bestrahlungs- Wagens über einen Tierbestand wie Geflügel oder Schweine zu fahren, um durch die Direktstrahlung die Tiere in Kombination mit Ozonwasser oder EOW- Wasser zu duschen.
Gleichzeitig werden die Tiere mit genügend Sonnenlicht, respektive UV-Strahlung versorgt, die wichtig ist für den Calcium und Vitamin C Stoffwechsel. Geflügel, Rinder und vor allem Schweine reagieren postiv auf diese Behandlung, da damit eine optimale Versorgung der Knochen mit Calcium garantiert und deshalb weniger Bein- und Standprobleme auftreten. Ebenfall ist dieser Umstand in der Eierproduktion bei Auslauf- Legehühnern zu berücksichtigen, und bringt wesentliche Vorteile für die Ei- Schalen- Qualität und die Legeleistung.
LOESUNG DER ERFINDUNG
Die erfinderische Lösung zur Erreichung und Implementierung der Parameter zur rückstandsfreien Desinfektion, Dekontamination, Hygienisierung und Krankheitsprävention von Tieren, Personen und in Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen und zur Quarantäne-Dekontamination und Hygienisierung von Ställen, von Tierhaltern,Gegenständen, Tränkewasser, Fahrzeugen und anderen relevanten kontaminierten Objekten und Oberflächen ist durch die Merkmale der unabhängigen Patent- Ansprüche definiert.
Gemäss der Erfindung weist ein Verfahren zur Anwendung in der Desinfektion, der
Dekontamination, der Hygienisierung und der Krankheitsprävention für Tiere und Personen in Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen und in der Quarantäne-Dekontamination und Hygienisierung von Ställen und Tierhaltern, Gegenständen, Tränkewasser, Fahrzeugen,
Melkanlagen und Melkgeschirr und anderen relevanten kontaminierten Objekten und
Oberflächen gegen schädliche Mikroorganismen und Insekten die Art und Weise der Bioeide
(Ozon und UV-C-Strahlung, elektrolysiertes oxidatives Wasser EOW) und deren Herstellung auf und die Art und Weise der Applikations-Technologie und Hilfsmittel in der korrekten
Prozessabfolge für einen effizienten Einsatz.
Die Erfindung bildet ein integriertes System, in welchem die technischen Komponenten zur Ozon- , der UV-C Erzeugung und die Herstellung von elektrolysiertem oxidativen Wasser EOW und die Applikationstechnologie und der folgerichtigen Hilfsmittel in Form von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und Überdruck- Ventilations- und Befeuchtungs-Technik zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche integriert sind.
Dabei liegt der Schwerpunkt der Innovation nicht nur in der Kombination von Ozon und UV-C - Strahlung und elektrolysiertem oxidativen Wasser als neue Anwendung und Hürden- Technologie zur Bekämpfung von durch Mikroben und Insekten etc. hervorgerufenen Infektionen und Kontaminationen, sondern auch in den kombinierten neuen Applikationstechniken und Hilfsmittel mittels Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und Überdruck- Ventilations- und Befeuchtungs-Technik zur Durchführung des Verfahrens.
Die neue kombinierte Applikationstechnik ist essentiell für den erfolgreichen Einsatz von Ozon und UV-C Bestrahlung und elektrolysiertem oxidativem Wasser EOW und erfüllt alle Parameter zur optimalen Wirkungsweise des neuen Desinfektions- und Dekontaminations- Verfahrens zur Hygienisierung und Krankheitsprävention von Tieren, Personen und in Geflügel- und Viehställen und anderen öffentlichen und privaten Einrichtungen. Ohne die speziellen Anwendungstechniken ist die Wirkung von Ozonwasser und UV-Strahlung und elektrolysiertem oxidativem
Wasser EOW ungenügend, da die Wirkungsdauer von Ozon wegen der hohen Molekular- Instabilität sehr volatil und nur sehr kurz ist.
Weiter ist die Erfindung innovativ bezüglich des Verfahrens zur Ozonierung des Wassers mittels eines Venturi Ventils und nachfolgendem Vortex Injektionszyklons und dem Feinblasenmischer speziell
für diesen Anwendungszweck entwickelt worden ist und der die Ausgasung des Ozons aus dem Wasser während dem Spray vorgang verhindert.
Mit dieser neuen Injektions-Technik, der innigen Vermischung von Ozon-Gas mit dem Spraywasser, in Kombination mit den speziellen Luft assistierten elektrostatischen Niederdruck- Spray-Düsen (< 1 atm Spray-Druck) kann die Ozon-Konzentration im Sprüh- und Desinfektionswasser bis zu 15 ppm resp. 15 mg/Liter Ozon- Wasser gehalten werden, was den Desinfektionsprozess enorm begünstigt und verbessert. Dadurch kann die Verbleibdauer des desinfizierenden Ozon-Gases im Wasser verdreifacht werden (bis 1 Stunde). Ohne dass sich Ozon-Gas in Sauerstoff umwandelt. Damit kann der Wirkungsgrad von Ozon als Bioeid und Desinfektionsmittel wesentlich gesteigert werden.
Ausführung der Erfindung
Zur Ausführung des Verfahrens und zur Darstellung der verwendeten Applikationstechniken zur rückstandsfreien Desinfektion, von Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, Ozonwasser, elektrolytischen oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs- Technik soll der Einsatz der neuen holistischen, rückstandsfreien Desinfektionstechnologie am Beispiel einer grossen Geflügel Masthalle mit Bodenhaltung gezeigt werden.
Die Masthalle für Geflügel
Dimensionen: 60 m x 20 m, Giebel - Höhe, 2500 m3 Die Halle verfügt über 2 Haupttore an der Front und Hinterseite.
Die Halle verfügt über ein seitliches Kippfensterband mit Verdunkelung an beiden Lateralseiten.
In der Frontsektion der Halle sind Desinfektionsraum, Garderobe und Hygieneschleuse untergebracht.
Ebenfalls befindet sich in dieser Zone zum einen der Maschinenraum mit allen Technischen Einrichtungen und Steuerungs- und Kontroll- Kästen, sowie die 2 Lüftungsventilatoren.
Der Raum für die Technischen Einrichtungen enthält folgende Geraete und Einrichtungen:
1. Ozonerzeuger, vorzugsweise mit Kathodenentladung, bestehend aus Luftkompressor, Luftentfeuchter, Sauerstofferzeuger, Ozonmesssonde, Ozon- Alarm für Ozongehalt in
Luft, Ozongaskompressor, Ozongasdrucktank (15 atm) und dazugehörenden Zu- und Ableitungen, Gasflussmeter, Druckmanometern Elektrischer Steuerung, Ozonkonzentrations- Messgerät.
2. Elektrolysenanlage zur Herstellung von oxidativen Radikalen im Wasser, die entweder sowohl mit Diamant- wie auch mit anderen Elektroden-Typen aus Platin oder
Legierungen funktionieren, oder aus anderen geeignete Materialien hergestellt sind.
Dabei können Elektrolyseanlagen, welche mit Diamant beschichteten Elektroden in einer elektrolytischen Reaktions- Kammer arbeiten, oder elektrolytische Zylinder - Reaktoren mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden, verwendet werden.
3. Steuerungseinheit zur automatischen oder manuellen Kontrolle und Synchronisation des Desinfektion - Prozesses mit ozoniertem Wasser, Ozon-Gas, Wassernebel mit oxidativen Radikalen, UV-C direkt und indirekt Bestrahlung in den Wellenlängen 185 nm (Ozon erzeugend) und 254 nm (biozid in direkt und indirekt Bestrahlung).
4. Elektrisches Versorgungssystem mit Generator und/oder Sonnenkollektoren, und/oder mit elektrischer Netzversorgung vorzugsweise mit einem Leistungsbedarf von 150 KVA oder auf Projekt-Grösse abgestimmt. 5. 2 Kunststoff - Tanks mit Belüftung in genügender Grosse und Druckresistenz bis zu 4 bar zur Aufnahme und Produktion von ozoniertem Wasser, und für das elektrolysierte oxidative Wasser inklusive Mischsysteme über Venturi-, Vortex- und Bubble -Mixer, und katalytischem, thermischen oder chemischem Rest-Ozon, Chlorgas und Wasserstoff- Vernichter.
6. Waschanlage für Fressgeschirre, andere Gegenstände und Transport-Käfigen mit oxidativen Radikalen im Wasser, mit saurer und/oder alkalischer Spül - Möglichkeiten zur Implementierung der CIP Putz-Methode ( Cleaning in Place)
7. Luftventilatoren zur Erzeugung eines Überdrucks und zur Lüftung im Stall oder in geschlossenen Räumen, mit Heizungs- oder Kühlungselementen.
8. Luftkompressoren - Anlage für 20 m3/min Leistung
In der Masthalle sind folgende Einrichtungen und Geräte untergebracht:
1. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nm in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
2. 2 Automatisch elektronisch gesteuerte Luftbefeuchter mit vorzugsweise 8 Luft- Jet Düsen mit Ventilatoren zur Vernebelung von Ozonwasser oder EOW (elektrolytisch hergestelltes oxidatives Wasser), gesteuert mit elektronisch schaltbaren Hygrometern zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit je nach Bedarf, Temperatur, meteorologie und Applikation.
3. 1 Fahrbare Balkensprayanlage mit elektrostatischen, Luft assistierten Düsen, mit unten angebrachten UV-C Lampen (mit 254 nm Strahlungs- Wellenlänge) bestückt.
4. 80 elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung mittels Luftkompressor, zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC - Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden.
5. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nra in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
6. Tränkebecken und Tränkeleitungen mit Nippeln.
7. Fussbadbecken für Personen und Tiere mit elektrolysiertem oxidativem Wasser (EOW) gefüllt.
8. Hochdruckreiniger mit oxidativem Wasser (EOW) betrieben.
9. 6 Kamin- Lüftungs- Schächte
10. 6 Überdruck- Ventilklappen zur Überdruck- Lüftung
11. Beleuchtungsstrahler und Wärme Lampen
Beschreibung des Mastbetriebs unter spezieller Berücksichtigung der Hygiene- und Desinfektions- Aspekte und der Krankheitsprävention und des allgemeinen Wohlbefindens der Mast- Hühner
1. Bevor der Stall mit Mast-Hähnchen bestückt werden kann muss eine intensive Stallreinigung mit anschliessender Desinfektion aller Teile und Einrichtungen vorgenommen werden.
Dies geschieht zuerst mit einer Grobreinigung, die einem Besen reinen Zustand entspricht.
Anschliessen werden alle Wände, Seitenpannele, Fenster, Dielen, Boden und alle Einrichtungen und Gegenstände mit EOW Wasser von im Minimum 250 ppm gelösten Radikalen pro Liter Wasser mit 10 bar Druck abgewaschen. Die Desinfektion is nach einer Kontaktzeit von 10 Minuten abgeschlossen.
2. Abschliessend wird mittels reinem Ozongas eine Fumigation durchgeführt, die 24-48 Stunden dauert. Die Konzentration des Ozons in der Luft beträgt für diesen Prozess im Minimum 300 ppm und die Umgebungsluft muss mit den Luftbefeuchtern immer auf 100 % gehalten werden.
3. Nach dieser erfolgreichen Fumigation müssen die Abstrich Resultate nach dem Test, Keimzahl massig gecheckt werden, die Resultate der Abstriche dürfen 10'0OO totale Keime nicht übersteigen.
4. Bevor die Streu aus Sägemehl in den Stall gebracht wird, muss diese mit Ozon unter einer Plastik Decke während 48 Stunden mit Ozon-Gas fumigiert werden.
5. Wenn die mikrobiologischen Proben den Anforderungen entsprechen, darf der Stall mit Kücken belegt werden.
6. Während der Belegung wird in den ersten 2 Tagen eine Ozonkonzentration im Stall von 0.2 ppm angestrebt. Zu diesem Zweck wird Ozon aus dem Ozon-Druckkessel über vorzugsweise eine Teflon-Leitung, die auf vorzugsweise ca. 2.50 -3 Metern über dem Boden auf der ganzen Länge des Stalles montiert ist. Alle 2 bis 5 Meter weist die Leitung eine MikroÖffnung von vorzugsweise 0.5 mm auf, wo das Ozon Gas ausströmen kann und sich mit der umgebenden Luft vermischt. Die Leitung hat einen Druck von vorzugsweise 4 atm.
Ebenfalls können Ozon erzeugende UV-C Lampen eingesetzt werden.
7. Durch diese Massnahme wird vermieden, dass die jungen Mastkücken durch Viren und Bakterien infiziert und krank werden. Nach 2-3 Tagen wird die Ozon-Konzentration in der Luft auf 0.1 ppm pro Liter Umgebungsluft reduziert.
8. Das Trinkwasser wird mit EOW Wasser mittels einer Dosier- Pumpe so gemischt, dass das Trinkwasser eine Konzentration von vorzugsweise 0.4 - 0.6 ppm oxidative Radikale enthält, die zu einer völligen Desinfektion des Trinkwassers führen und auch Algenbildung und bakterielle Mikrofilm-Bildung zu verhindern.
9. Nach vorzugsweise 10 Tagen werden die Mast-Kücken zum ersten mal mit der Balken- Spritzanlage mittels der elektrostatischen Düsen mit EOW Wasser besprüht. Die Geschwindigkeit beträgt vorzugsweise o.3 Meter pro Sekunde bei einer durchflussmenge pro Düse von vorzugsweise 80-120 ml pro Minute. 10. Die Befeuchtungsanlage im Maststall schaltet automatisch aus, wenn die Balkenspritzanlage in Betrieb genommen wird. Ebenfalls werden die Wärmelampen automatisch eingeschaltet, damit die Mast-Kücken schnell abtrocknen und sich nicht erkälten.
11. Der Sprayvorgang wird pro Tag je nach Bedarf vorzugsweise 2-3 Mal wiederholt.
12. Diese Behandlung in Form einer Mikrodusche erfüllt nicht nur eine Art gerechte Wasserdusche für das Geflügel, sondern dient auch zur Desinfektion und Körper- und Gefieder - Reinigung und verhindert somit auch den befall von Geflügel-Ungeziefer.
13. Dank diesen Massnahmen kann die Sterblichkeitsrate von Junggeflügel um 80% reduziert werden und das Wohlbefinden der Tiere wesentlich gesteigert werden, was zu einer verbesserten Futteraufnahme um bis zu 30% führen kann.
14. Durch das desinfizierte Trinkwasser werden auch Durchfall und andere Darm- Krankheiten, welche durch Parasiten verursacht werden, vermieden.
15. Nach einer Mastzeit von 45 bis 60 Tagen werden die Mast-Kücken mit einem Schlachtkörper-Gewicht von 1200 bis 1500 gr. Erreicht. Die Mast-Kücken sind sauber und hygienisiert, wenn sie in die Schlacht-Boxen zum Versand vorbereitet werden.
16. Im Schlachthaus angekommen, sind die Tiere sauber und garantieren somit eine besonders hygienische Verarbeitung.
17. Nach der erfolgten Mast, wird die Masthalle entmistet und besenrein gereinigt und alsdann erneut mit EOW Wasser mit vorzugsweise 500 ppm Konzentration der oxidativen Radikale pro Liter Wasser mit einem Hochdruck-Reiniger ausgewaschen und desinfiziert und mit Ozon mit einer Konzentration von min. 300 ppm pro Liter Luft ausgegast.
18. Die eintrittsschleusen für das Personal und Geräte, die mit Desinfektions-Bassins ausgerüstet sind werden mit EOW Wasser gefüllt, das stetig im Pumpkreislauf erneuert wird. 19. Alle Geräte- und Garderobenräume werden täglich vorzugsweise 2 Mal mit Ozon-gas ausfumigiert und mittels Ozon produzierenden UV-C Lampen (185nm Strahlen-Länge) wird eine Ozon-Konzentration von 0.2 ppm ständig aufrecht erhalten.
Die Duschen für das Betriebspersonal sind ebenfalls mit EOW Wasser betrieben. Vor einer Arbeitsaufnahme im Stall ist Duschen für das Betriebspersonal obligatorisch.
Händewaschbecken sind ebenfalls mit EOW Wasser betrieben.
20. Dank der Überdruck- Ventilation gelangen keine keime von aussen in die Hygienezonen und in den Masstall.
21. Dank der ständigen Einhaltung einer Ozon-Konzentration von 0,1 ppm mittels Ozon produzierenden UV-C Lampen (Wellenbereich 185 nm) werden ebenfalls schlechte
Gerüche von Ammoniak- und Schwefelverbindungen eliminiert, was sehr stark zum allgemeinen Wohlbefinden der Tiere führt und somit auch zur Ruhe im Stall beiträgt.
Zusätzlich trägt die Strahlung der UV-Lampen im UV-Bereich von 250nm bis 850nm Wellenlänge, im UV-A und UV-B Bereich im Zusammenhang mit dem Vitamin D zu einem optimalen Calcium-Stoffwechsel und somit auch zu einer soliden Knochenbildung bei.
21. Die Futtersilos werden vor der Bestockung mit Tieren mit EOW Wasser und Hochdruckreiniger gereinigt und während 24 Stunden mit Ozon-Gas fumigiert, bevor sie mit frischem Futter gefüllt werden.
Die Futtersilos werden dann alle 7 Tage immer während 8 Stunden mit Ozon, mit einer
Konzentration von min. 300ppm pro Liter Luft fumigiert, um Infektionen zu vermeiden und um die Bildung von toxischen Stoffen, die von Schimmelpilzen stammen zu unterbinden.
22. Sonnenkollektoren, vorzugsweise auf dem Stalldach montiert, werden zur Energiegewinnung eingesetzt, um die Stalltemperatur zu regeln und zur Reduktion des totalen
Energie- Verbrauches.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, ozonisiertem Wasser, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik einzeln und in kombinierter Anwendung.
2. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, ozonisiertem Wasserelektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck-Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik, gemäss
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ozon, ozonisiertes Wasser, elektrolytisch oxidative Radikale im Wasser, UV-C Bestrahlung, elektrostatische Spraytechnologie, Überdruck-Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik zusammen in synergetischer Kombination oder einzeln zur Erreichung einer rückstandsfreien Desinfektion eingesetzt werden.
3. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik, gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vorzugsweise folgende technischen Hilfsmittel beinhaltet:
1. Ozonerzeuger, vorzugsweise mit Kathodenentladung, bestehend aus Luftkompressor,
Luftentfeuchter, Sauerstofferzeuger, Ozonmesssonde, Ozon- Alarm für Ozongehalt in Luft, Ozongaskompressor, Ozongasdrucktank (15 atm) und dazugehörenden Zu- und Ableitungen, Gasflussmeter, Druckmanometern Elektrischer Steuerung,
Ozonkonzentrations- Messgerät.
2. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nm in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
3. Automatisch elektronisch gesteuerter Luftbefeuchter mit vorzugsweise einer Luft- Jet Düse mit Ventilator zur Vernebelung von Ozonwasser oder EOW (elektrolytisch hergestelltes oxidatives Wasser), gesteuert mit einem elektronisch schaltbaren Hygrometer zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit je nach Bedarf und Applikation.
4. Elektrolysen-Anlage zur Herstellung von oxidativen Radikalen im Wasser, die entweder sowohl mit Diamant- wie auch mit anderen Elektroden-Typen aus Platin oder Legierungen funktionieren, oder aus anderen geeignete Materialien hergestellt sind.
Dabei können Elektrolyseanlagen, welche mit Diamant beschichteten Elektroden in einer elektrolytischen Reaktions- Kammer arbeiten, oder elektrolytische Zylinder - Reaktoren mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden, verwendet werden.
5. Steuerungseinheit zur automatischen oder manuellen Kontrolle und Synchronisation des Desinfektion - Prozesses mit ozoniertem Wasser, Ozon-Gas, Wassernebel mit oxidativen Radikalen, UV-C direkt und indirekt Bestrahlung in den Wellenlängen 185 nm (Ozon erzeugend) und 254 nm (Biozid in direkt und indirekt Bestrahlung).
6. Elektrisches Versorgungssystem mit Generator und/oder Sonnenkollektoren, und/oder mit elektrischer Netzversorgung vorzugsweise mit einem Leistungsbedarf von 150 KVA oder auf Projekt-Grösse abgestimmt
7. Kunststoff— Tanks mit Belüftung in genügender Grosse und Druckresistenz bis zu 4 bar zur Aufnahme und Produktion von ozoniertem Wasser, und für das elektrolysierte oxidative Wasser inklusive Mischsysteme über Venturi-, Vortex- und Bubble -Mixer, und katalytischem, thermischen oder chemischem Rest-Ozon,
Chlorgas und Wasserstoff- Vernichter.
8. Tränkebecken und Tränkeleitungen mit Nippeln.
9. Fahrbare Balkensprayanlage mit elektrostatischen, Luft assistierten Düsen, mit unten angebrachten UV-C Lampen ( mit 254 nm Strahlungs- Wellenlänge) bestückt.
10. Eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung mittels Luftkompressor, zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC — Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden oder andere geeignete Düsen Typen.
11. Fussbadbecken für Personen und Tiere mit elektrolysiertem oxidativem Wasser (EOW) gefüllt.
12. Hochdruckreiniger mit oxidativem Wasser (EOW) betrieben.
13. Ozon - und EOW - Wasser Duschen (EOW = Elektrolysiertes oxidatives Wasser) für Tier — Körper- und Euterpflege.
14. Waschanlage für Melkanlage und Melkgeschirr mit oxidativen Radikalen im Wasser, mit saurer und/oder alkalischer Spül - Möglichkeiten zur Implementierung der CIP
Putz-Methode ( Cleaning in Place)
15. Luftventilatoren zur Erzeugung eines Überdrucks und zur Lüftung im Stall oder in geschlossenen Räumen, mit Heizungs- oder Kühtungselementen.
16. Sonnenkollektoren zur Gewinnung von elektrischem Strom und zur Wärmegewinnung mittels Sonnenwärmekollektoren und Wärmepumpen.
4. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik, gemäss Anspruch 1 und 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vorzugsweise folgende Prozessschritte beinhaltet:
1. Desinfektion von Mensch, Tieren und Gegenständen mittels Duschen mit elektrolytisch hergestellten oxidativen Radikalen im Wasser EOW vor dem Stalleintritt und in die Steril-Zonen. (Zeichnung 2)
2. Desinfektion von Menschen, Tieren und Gegenständen mittels Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, Überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik im Stallbereich für die elektrostatische Spray-Desinfektion der Tiere mittels eines Sprühbalkens (Zeichnung 1) , für die Trinkwasser-Desinfektion, für die Huf- und Klauendesinfektion, für die
Futtermitteldesinfektion im Silo und am Fressplatz, für die Fliegen- und Ungeziefer- Bekämpfung, für die Feucht-Regulierung und Luftumwälzung und Luftreinigung und Luftentkeimung (Zeichnung 3) und zur Verhinderung des Eintrittes von Keimen und Erregern durch Türen und Fenster während der Einstallens-Periode der Tiere. 3. Desinfektion von Menschen, Tieren und Gegenständen mittels Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, und elektrostatischer Spraytechnologie vor allem zur Stalldesinfektion vor und nach dem Einstallen der Tiere zur Verhinderung von Infektions- und Krankheitsübertragungen als Quarantäne- Massnahme.
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