EP4232757A1 - Vorrichtung und verfahren zur attenuierung und/oder abtötung von mikroorganismen, viren, virionen, prionen, allergenen und pseudoallergenen und/oder zur blockierung ihrer übertragungswege - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur attenuierung und/oder abtötung von mikroorganismen, viren, virionen, prionen, allergenen und pseudoallergenen und/oder zur blockierung ihrer übertragungswege

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EP4232757A1
EP4232757A1 EP21806646.2A EP21806646A EP4232757A1 EP 4232757 A1 EP4232757 A1 EP 4232757A1 EP 21806646 A EP21806646 A EP 21806646A EP 4232757 A1 EP4232757 A1 EP 4232757A1
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EP
European Patent Office
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air
area
viruses
acoustophoresis
virions
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EP21806646.2A
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Gregor Luthe
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Definitions

  • the present invention relates to a device for attenuating and/or killing microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, and/or for blocking their transmission paths.
  • the present invention also relates to a method for attenuating and/or killing microorganisms, viruses and virions, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, and/or for blocking their transmission paths.
  • the present invention relates to the use of the device and the method for the production of indoor air that contains attenuated and/or killed microorganisms and viruses, in particular attenuated and/or killed pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, and /or in which their transmission paths are blocked.
  • Microorganisms are archaea, bacteria, eukaryotes, protists, fungi and green algae. It is still a matter of debate whether viruses or virions should be considered organisms at all. Pathogenic microorganisms and viruses are the source of a number of serious diseases, epidemics and pandemics such as the current Covid-19 pandemic.
  • Numerous pesticides such as fungicides, herbicides, insecticides, algaecides, molluscicides, rodenticides, acaricides, and slimicides have been developed to combat the deleterious effects on multicellular humans and plants.
  • antimicrobial agents such as germicides, antibiotics, bactericides, virucides, antifungal agents, antiprotozoal agents and antiparasitic agents have been developed to cure the diseases caused by the microorganisms.
  • Methyl (E)-2- ⁇ 2-[6-(2-cyanophenoxy)pyrimidin-4-yloxyl]phenyl ⁇ -3-methoxyacrylate (IUPAC) are used as approved preservatives for fibers, leather, rubber and polymerized materials in the" Helpdesk - Approved Active Substances - Federal Institute for Occupational Safety and Health”: !-active substances-0.html#PT9 listed.
  • international patent application WO 96/39821 discloses reagents and methods for modifying textiles with the aim of deactivating viruses on contact.
  • the textiles are modified by photochemically immobilizing hydrophilic polymers containing quaternary ammonium groups and hydrocarbon chains, resulting in a surface capable of disrupting lipid-enveloped viruses on contact.
  • hydrophilic polymers when applied to non-woven fabrics, there is no guarantee that they will be fully crosslinked by the light because portions will necessarily be shaded. As a result, a certain proportion of the polymers always remains soluble.
  • US Pat. No. 5,883,155 discloses films of elastomers in which active chemicals such as biocides for medical purposes are uniformly dispersed in the form of gel inclusions.
  • the elastomeric film contains as active ingredients quaternary ammonium, phthalaldehyde, phenol derivatives, formalin, nonionic surfactants containing at least one polyoxyethylene block, hexamidine, iodine compounds, surface-active substances with a virucidal effect, sodium and potassium dichromate and hydrochlorites.
  • active ingredients are toxic and carcinogenic and are released into the environment.
  • the American patent US Pat. No. 6,180,584 B1 discloses disinfecting mixtures with a long-lasting biocidal effect.
  • the mixtures form an adhesive, transparent, water-insoluble polymer film on the substrate surfaces, which has a longer-lasting antimicrobial disinfecting effect.
  • the effect lasts longer even without a new order.
  • the disinfecting effect of the surface is based on direct contact and the components are not released into a contacting solution in an amount that would disinfect the solution.
  • the active ingredient is a metallic material, particularly silver iodide. However, this salt is sensitive to light, so dark spots will form in the mixture over time.
  • layered phyllosilicates are suitable for adsorbing and/or binding viruses and thus for deactivating them.
  • the layered phyllosilicates can enter the human nasal passages sprayed or can be included in a face mask to prevent infection. They can be suspended in water intended for skin contact to inactivate the virus, or be part of an HVAC filter that prevents the transfer of viruses from room to room, for example in a hospital.
  • the phyllosilicates can be incorporated into a paper or wipe to deactivate viruses on hospital and operating room furniture and surgical equipment.
  • the layered phyllosilicates can be used in paints for clean rooms.
  • International patent application WO 2007/120509 discloses a mask containing a plurality of layers, the first layer containing an acid or a salt or an ester of the acid.
  • the second layer contains a base or a salt or ester of the base.
  • the third layer of the mask contains a metallic germicide selected from the group consisting of zinc, copper, nickel, iodine, manganese, tin, boron, silver and their salts, complexing agents and surfactants. Apparently the third layer in particular contains toxic substances.
  • biocidal polymer nanoparticle/microparticle composites which contain an ionic polymer and biocidal metal salts, in particular silver bromide.
  • the silver bromide is evenly distributed in the polymer matrix. It is believed that the biocidal effect is due to silver particles releasing silver ions and bromide ions. In addition, it is believed that the bromide ions make textiles flame retardant.
  • the disadvantages of these composites are the high price of silver bromide, the sensitivity of the salt to light, which causes dark discolorations in the composite layers, and the leaching of toxic silver ions.
  • biocidal metal salts are not concentrated on the surface of the composites, so most of the metal salts do not come into contact with the microorganisms.
  • the international patent application WO 2008/127416 A2 discloses hydrophobic polymeric coatings that are non-covalently applied to solid surfaces of metals, plastics, glass, polymers, textiles and other substrates such as fabrics, gauze, bandages, cloths and fibers in the same way as paints Brush application, spraying or dipping can be applied to render surfaces biocidal or bactericidal.
  • the hydrophobic polymers contain quaternary ammonium groups with long chain aliphatic groups containing more than 10 carbon atoms. The hydrophobic However, polymers can be damaged by organic solvents and even completely removed from the surfaces.
  • antimicrobial compositions containing two or more antiviral agents covalently bound to a polymer.
  • Suitable antiviral agents are sialic acid, zanamivir, oseltamivir, amantadine and rimantadine.
  • the polymer is preferably water-soluble such as poly(isobutylene-alt-maleic anhydride), polyaspartic acid, poly(1-glutamic acid), chitosan, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl dextran or polyethyleneimine.
  • the compositions can be formulated for enteral or parenteral administration. However, the antimicrobial compositions are difficult to produce on an industrial scale.
  • the American patent application US 2009/0320849 A1 discloses a face mask containing a filter material made of a fibrous substrate. Its fibers contain, on their surface, in particular a fleece made of polypropylene or polyester, which contains an acidic polymer, in particular of the polycarboxylic acid type.
  • the face mask has an antiviral effect against inhaled or exhaled air.
  • the polycarboxylic acids such as polyacrylic acid, are water-soluble, they can be corroded by aqueous aerosols
  • the American patent application US 2012/0016055 A1 discloses biocidal coating compositions containing a biocide and non-ionic polymers and solvents.
  • the coating compositions form clear and non-tacky films and surfaces, but because of their solubility they can be easily removed.
  • the American patent application US 2013/0344122 A1 discloses medical articles with antimicrobial properties and good barrier properties.
  • the medical articles contain non-woven fabrics made of polypropylene and a coating containing chlorhexidine acetate and trichlosan. For example, these pharmaceuticals are dissolved in ethanol and sprayed onto the tissue until it is evenly saturated. The fabric samples are then dried.
  • the medical articles can be gowns, shoe covers, drapes, wraps, caps, lab coats, and face masks.
  • the disadvantage of these medical articles is that the pharmaceuticals are not firmly bound to the fibers of the non-woven material and can easily be dusted off or washed away by solvents.
  • the reactive compositions are renewable or "rechargeable” through reapplication of the active component and do not need to be removed, discarded, or replaced.
  • the reactive composition includes a hygroscopic polymer film, such as crosslinked polyvinylpyrrolidone, which has been treated with a liquid or gaseous oxidizing agent, such as hydrogen peroxide, chlorine, peracetic acid, iodine, or mixtures thereof, long enough for the oxidizing agent to react with or become absorbed in the polymer film.
  • a liquid or gaseous oxidizing agent such as hydrogen peroxide, chlorine, peracetic acid, iodine, or mixtures thereof.
  • biocidal materials that contain an organic polymer matrix or an inorganic ceramic matrix in which biocidal polyoxometalates are inhomogeneously distributed.
  • concentration of the polyoxometalates on the surface of the matrices can be higher than on the inside.
  • the American patent application 2017/0275472 A1 discloses antimicrobial coating materials for surface coating, the (i) biocides such as chlorine dioxide, hydrogen peroxide, peroxyacids, alcohols, essential oils, antimicrobial components of essential oils, bleaches, antibiotics, phytochemicals and mixtures thereof, (ii) inorganic - organic hollow bodies which are permeable to biocides, wherein the inorganic materials are metal oxides, metal complexes, metal salts, metal particles and mixtures thereof and the organic materials are non-ionic polymers such as polyethylene glycol or polyvinylpyrrolidone.
  • the antimicrobial coating material is believed to have a durable and versatile antimicrobial effect at high temperatures through contact kill, release, nonstick and through self-purification.
  • the disadvantage is that volatile biocides are used, which are permanently released from the coating materials.
  • the tough, multilayer coatings are made by sintering polytetrafluoroethylene (PTFE) nanoparticles in a solvent onto polypropylene microfibers.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the disadvantage is that their production consumes a lot of energy and solvents as well as expensive PTFE. Also, they don't kill the viruses.
  • the antiviral coatings can be brushed or sprayed onto surfaces. Conventional and known polymers containing nanoparticles of copper can be used. The nanoparticles enable the controlled release of metal ions onto the coated surfaces (see also SpecialChem, The material selection platform, Coating Ingredients, published on 2020-05-21). However, the copper nanoparticles and the copper ions are not only toxic for microorganisms and viruses, but also for higher animals and humans. Bio-Fence, Inc., Israel, has developed new antimicrobial coatings intended to provide durable protection against coronavirus.
  • the coatings contain a polymer comprising active chlorine that can be replenished by hydrochlorite solutions (see SpecialChem, The material selection platform, Coating Ingredients, published on 2020-05-12).
  • the disadvantage of these coatings is the use of corrosive hypochlorite and active chlorine presumably bound to nitrogen atoms in the form of >N-Cl groups. Thus, these materials are toxic and have an intense unpleasant odor.
  • Jinghzi Pu et al. mask filter developed by the School of Science at IUBUI, Iniana, USA, which mimics the internal structure of fish gills.
  • the complex structures are produced by 3D printing and subsequent coating of the surface with copper by electroplating. By increasing the surface area over which the air passes, the biocidal effect of the copper is said to increase.
  • the developers speculate that these structures could also be suitable for filters for air conditioning systems in buildings and airplanes (see SpecialChem, Industry News, researchers Use Cu Coating on Plastic Mask Filters to Reduce Virus Spread, Publ. September 17, 2020
  • Air purifiers are mobile devices for cleaning air using filters. According to their separation efficiency, the filters can be
  • HEPA High Efficiency Particulate Air filter
  • Barrier effect Smaller particles (particle size: 100 nm to 500 nm) that follow the gas flow around the fiber stick if they get too close to the filter phase. This effect is also known as the interception regime.
  • - Effect of inertia Larger particles (particle size: 500 nm to >1 pm) do not follow the gas flow around the fiber but, due to their inertia, collide against it and stick to it. This effect is also referred to as the inertial impaction regime.
  • the diffusion effect and the blocking effect occur together.
  • the inertia effect and the blocking effect also occur together.
  • the filter efficiency drops to 50% in this size range. Larger and smaller particles are better separated due to their physical properties.
  • EPA, HEPA and IIPLA are classified according to their effectiveness for these grain sizes using a test aerosol of di-2-ethylhexyl sebacate (DEHS).
  • DEHS di-2-ethylhexyl sebacate
  • K.W. Lee and B.Y.H. Liu give formulas in their article "On the Minimum Efficiency and the Most Penetrating Particle Size for Fibrous Filters” in Journal of the Air Pollution Control Association, Vol. 30, No. 4, April 1980, pages 377-381 which allow to calculate the minimum efficiency and MMPS for fiber filters due to the diffusion effect and the inertial effect.
  • the results show that MMPS decreases with increasing filtration speed and fiber volume fraction and increases with increasing fiber size.
  • depth filters or HEPA filters are used in medical areas such as operating rooms, intensive care units and laboratories, as well as in clean rooms, in nuclear technology and in air washers.
  • electrostatic precipitators for electrical gas cleaning, electrostatic dust filters or electrostatic stats, which are aimed at separating particles Gases based on the electrostatic principle. Separation in the electrostatic precipitator can take place in five separate phases:
  • Viruses present outside of cells are scientifically called virions. They have a diameter of 15 nm to 440 nm and are significantly smaller than bacteria, most of which have a diameter of 1 pm to 5 pm. The viruses or virions thus have sizes that fall within the "filter gaps" of 1 nm to 50 nm and 200 nm to 400 nm. Therefore, the air purifiers equipped with filters can at best reduce the concentration of viruses or virions in the indoor air, but they cannot completely remove or destroy them because of the lack of a disinfecting effect.
  • Non-sedimenting aerosols generated by humans and animals particularly aerosols created by breathing, coughing or sneezing and which disperse very rapidly in large volumes in enclosed spaces, play a central role in the transmission of viruses from human to human, from animal to animal Human, animal to animal and human to animal. They contribute significantly to the spread of diseases. Since the non-sedimenting aerosols generally have a particle diameter of 0.1 nm to 100 nm, they can only be intercepted incompletely - if at all - by the air filters.
  • An air purifier against bacteria and viruses is particularly useful for waiting rooms in medical practices, for offices or parcels, for other public spaces such as canteens, hairdressing salons or nail salons. Wherever people come together and the air is more or less still, the risk of infection increases, which can be reduced by using air purifiers. Whether air purifiers also work specifically against the Covid 19 corona virus has not yet been tested due to the fact that it has not been around for long. Since it is not a completely new virus, but a mutated form of already known viruses, speaks a lot for effectiveness.
  • Air purifiers must have the right filters to safely capture airborne hazards. Air purifiers with HEPA filters work very effectively against microscopic sources of infection and also reliably filter particularly tiny bacteria with a particle size of just 0.3 micrometers (pm) from the room air. Additional methods such as photocatalytic filters, nano-silver filters or switched-on ionizers can help to further improve the efficiency of air purifiers. In order to catch bacteria and viruses as quickly as possible in the available filters, a high air flow rate is also important for air purifiers. An air purifier should be able to clean the entire room air at least twice an hour. Manufacturers of premium devices aim for a complete cleaning of the room air up to 5 times per hour. "
  • UVC radiation with a wavelength A of 280 nm to 100 nm is expected to improve the effectiveness of fans.
  • SARS-Co-V2 viruses and virions have a diameter of 60 to 140 nm, some of which are smaller than is the wavelength ⁇ of the UVC radiation.
  • ⁇ the wavelength of the UVC radiation.
  • International patent application WO 2020/078577 A1 proposes using acoustophoresis devices combined with filters to destroy microorganisms. No further details are given or whether this method is also suitable for viruses and virions.
  • Prions are proteins that can exist in the animal organism in both physiological (normal) and pathogenic (harmful to health) conformations (structures). They do not multiply by division, but by induced changes in neighboring molecules. Recent studies confirm that prions are also transmitted through the air and aerosols:
  • Allergens are substances that can trigger hypersensitivity reactions or allergic reactions via the mediation of the immune system.
  • the different hypersensitivity reactions are allergies, pseudoallergies and intolerances.
  • Allergens are antigens and have no chemical similarities. Because of this, it is not possible to develop compounds that destroy allergens.
  • Numerous allergens and pseudoallergens, i. H. non-allergic irritants, are commonly airborne. Examples of such pseudoallergens are fine dust, aerosols from adhesives, cleaning agents and sprays, perfume, tobacco smoke and combustion products from candles and incense cones. Again, it would be highly desirable to block the airborne and aerosol transmission pathways.
  • a method of immunization against smallpox that is thousands of years old is variolation.
  • the content of the pustules of smallpox or smallpox was passed from person to person transfer inoculation.
  • An attenuated live vaccine made from attenuated, ie weakened, viruses was therefore applied.
  • the present invention was based on the object of finding a device with which microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens can be reliably and completely attenuated and/or killed and/or their transmission paths via the air can be blocked.
  • the device should be used to attenuate and/or kill and/or block the transmission paths of microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens in a simple manner, without having to constantly circulate and/or exchange large amounts of room air in order to to bring the content of the air in aerosols with microorganisms, viruses and virions or in microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens themselves to a level which prevents infections, allergies and asthma and to keep it at this level.
  • This should also enable a significant energy saving compared to conventional fans of the prior art, which require at least five air exchanges per hour.
  • the devices should be considerably smaller than conventional air filters and yet more effective than them.
  • the devices should be applicable to humans and animals.
  • the device was inventive method for attenuating and / or killing and / or chemical and / or physicochemical modification of microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and / or their residues and / or decomposition products and / or found for blocking their transmission paths according to independent claim 1, which is referred to below as "the device according to the invention".
  • Advantageous embodiments of the device according to the invention are the subject matter of dependent claims 2 to 11.
  • the method according to the invention was a method for attenuating and/or killing and/or chemical and/or physicochemical modification of microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products and/or found to block their transmission paths according to independent claim 12, which is referred to below as "method according to the invention".
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is the subject of dependent claims 13 and 14.
  • microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens that are free-floating or contained in aerosols can be reliably and completely attenuated and/or killed and/or their transmission paths via the air can be blocked.
  • microorganisms in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, and/or the blocking of their transmission paths could be easily attenuated and/or killed without large amounts of room air being permanently circulated and/or exchanged had to be checked in order to determine the airborne content of aerosols containing microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, or of free-floating microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and To bring pseudoallergens themselves to a level that prevents infections, allergies and asthma and to keep it at this level.
  • This also enabled significant energy savings over conventional prior art air filters that require at least five air changes per hour. Last but not least, the devices were significantly smaller than conventional air filters, yet more effective than them.
  • the device according to the invention and the method according to the invention could also be used in animal husbandry.
  • the device according to the invention is shielded against the emission of actinic radiation, so that it can also be used safely in living rooms and offices.
  • the device according to the invention can be arranged vertically, diagonally or horizontally in space. Its outer wall can be circular, oval, elliptical, square, pentagonal, hexagonal, or octagonal in outline. A circular outline is particularly preferred, so that the entire device according to the invention is drum-shaped.
  • the device according to the invention is constructed from materials that are stable and/or stabilized with respect to UVC light radiation.
  • UVC-stable materials include metals such as steel, stainless steel and in particular anodised aluminium, glasses, metal-coated plastics or those with UV absorbers such as benzotriazoles, hydroxyphenyltriazines, hydroxybenzophenones, oxalanilides, sterically hindered amines (HALS), titanium dioxide, iron oxide pigments, zinc oxide and lead stearates , cadmium, tin, barium, calcium, aluminum and/or zinc.
  • UV absorbers such as benzotriazoles, hydroxyphenyltriazines, hydroxybenzophenones, oxalanilides, sterically hindered amines (HALS), titanium dioxide, iron oxide pigments, zinc oxide and lead stearates , cadmium, tin, barium, calcium, aluminum and/or zinc.
  • the device according to the invention comprises at least one suction area that shields the actinic radiation and has at least one suction opening for the microorganisms that are sucked in, with free-floating microorganisms or those located on and in aerosols, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens of all kinds.
  • the shielding of the emissions of actinic radiation in the at least one intake opening is staggered with the aid of at least two, preferably at least three, particularly preferably at least four and in particular at least five grids, perforated plates, perforated screens and lamellar arrangements made of metals, metal-coated plastics and window glass, their air-permeable staggered one above the other are arranged, accomplished by macroporous carbon sponges and / or macroporous glass frits.
  • the shielding of the emissions of actinic radiation in the intake area is achieved by at least one plate with vertically aligned zigzag channels arranged parallel to one another.
  • the channels can have a circular, oval, triangular, square or polygonal cross-section.
  • Their clear width can vary widely and be optimally adapted to the respective requirements.
  • the clear width is preferably 1 ⁇ m to 2 mm.
  • Their length, measured along the zigzag lines, is preferably 10 mm to 400 mm.
  • the at least one intake area is detachably connected to at least one air conveying area at a circumferential separation point.
  • the connection is made by bayonet connections, screw connections, flange connections and/or plug connections.
  • the other areas of the device according to the invention are connected to one another in the same way.
  • the air conveying area comprises at least one holder for at least one axial rotor, fan or fan with at least two rotor blades driven by an electric motor with speed control.
  • Suitable fans or fans are axial fans such as the well-known Pope fans from ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG.
  • the axial fans can be arranged side by side and/or in a row one behind the other in order to increase the suction and pressure effect.
  • the axial fans can be equipped with devices for volume flow measurement using differential pressure gauges or a U liquid column. These can control and visualize the current volume flow during operation in the corresponding suction or pressure area.
  • At least one fan adapted to the dimensions of the device according to the invention can be used.
  • the air conveying area contains at least one controllable device for heating or cooling the sucked-in air, such as Peltier elements or electrical heating coils.
  • At least one irradiation area with at least one radiation source for actinic (effective) radiation is detachably connected at a further separation point.
  • Corpuscular radiation such as electron radiation, proton radiation, alpha radiation, positron radiation and beta radiation, and electromagnetic radiation such as microwave radiation, infrared radiation, blue light, UVA, UVB and UVC radiation, X-rays or gamma radiation come into consideration as actinic radiation.
  • UVC radiation blue light and/or UVC radiation, but especially UVC radiation, is used as actinic radiation.
  • UVC emitters such as those used for disinfecting aquariums and ponds, come into consideration as UVC radiation sources. These emit UVC radiation with a wavelength of around 240 nm, whereby the wavelength at 185 nm, which is responsible for the production of ozone, is not emitted.
  • the at least one irradiation area advantageously comprises at least three, in particular at least four, carrier rods running parallel to the at least one radiation source for at least two, preferably at least three, particularly preferably at least four and in particular at least five pairs of parallel superimposed (i) planar, up to close to the Outside of the at least one radiation source (4.1) reaching metal rings, each with a circumferential air passage between the outer edge and the inner wall of the irradiation area and (ii) planar, flush with the inner wall of the irradiation area, horizontal, almost to the outside of the metal rings reaching at least one radiation source, the at least three parallel support rods being anchored on or in the at least one holder.
  • the at least one radiation source is connected to at least one controllable power supply in at least one power supply area. If necessary, the power supply can be regulated down to 0.0 volts when the device according to the invention is in operation.
  • the at least one power supply is fastened with at least one circumferential, planar mount with power lines in the power supply area.
  • the at least one holder has openings for the UVC-treated air to enter at least one acoustophoresis area, which is releasably connected to the power supply area of a further separation point as described above.
  • the at least one acoustophoresis area contains at least one acoustophoresis device with at least one wallless flow area and/or with at least one flow tube with a closed wall that encloses at least one flow channel to generate at least one stationary acoustic ultrasonic field.
  • the at least one flow channel serves to allow the irradiated air to flow through.
  • the at least one wall-free flow area is surrounded by at least two, preferably at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular at least six pairs of opposed ultrasonic emitters or ultrasonic emitter-receivers and/or at least two, preferably at least three, preferably at least surrounded by four, particularly preferably at least five and in particular at least six pairs each consisting of an ultrasonic emitter or ultrasonic emitter-receiver and a respective reflector assigned to it and lying opposite.
  • At least two, preferably at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular at least six ultrasonic emitters and/or ultrasonic emitter-receivers are arranged centrally in the at least one unwalled flow area.
  • the ultrasonic waves are selected from the group consisting of standing, modulated and unmodulated longitudinal waves and transverse waves.
  • At least one closed wall of the at least one flow tube are on the outside and/or the inside and/or in the respective closed wall even at least two, preferably at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular at least six pairs of associated and opposite ultrasonic emitters or ultrasonic emitter-receivers and/or at least two, preferably at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular, at least six pairs each consisting of an ultrasonic emitter or ultrasonic emitter-receiver and an opposing reflector assigned to it are arranged.
  • At least two, preferably at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular at least six ultrasonic emitters and/or ultrasonic emitter-receivers are arranged centrally in the at least one unwalled flow area.
  • the ultrasonic waves are selected from the group consisting of standing, modulated and unmodulated longitudinal waves and transverse waves.
  • the respective at least two, preferably at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular at least six pairs described above are arranged one behind the other as seen in the flow direction or arranged in such a way that the imaginary connecting lines between the respective at least two, preferably at least three, are preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular at least six pairs cross at an angle of 90°.
  • the ultrasonic waves have a frequency of 1 kHz to 800 MHz.
  • the at least one stationary acoustic ultrasonic field has an energy input of 0.25 W to 1 kW at a power level of 40 to 250 dB.
  • the ultrasonic emitters are preferably selected from the group consisting of loudspeakers, vibrating membranes, piezoelectric loudspeakers, sound transducers, virtual sound sources, moving coils, magnetostatic loudspeakers, ribbon, foil and jet tweeters, horn drivers, bending wave converters, plasma loudspeakers, electromagnetic loudspeakers, exciters, ultrasonic converters and phantom sound sources.
  • the sound pressure of the ultrasonic waves emitted by the ultrasonic emitters is preferably adjusted in such a way that the discharged particles and/or fragments of microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, Allergens and pseudoallergens have an average molecular weight of 5 kDa to 10 kDa, preferably 6 kDa to 9 kDa, particularly preferably 6.5 kDa to 7.7 kDa and in particular 6.7 kDa to 7.3 kDa.
  • the at least one acoustophoresis device can be heated or cooled using suitable devices such as Peltier elements.
  • the at least one acoustophoresis device has at least one air outlet for discharging the acoustophoretically treated air).
  • the at least one acoustophoresis device is surrounded by a peripheral, planar shielding-protected electronics for controlling the at least one acoustophoresis device, the at least one axial rotor or fan and the at least one irradiation area.
  • the electronics are used to generate, monitor and stabilize at least one feedback loop for setting and stabilizing the stationary acoustic ultrasonic field.
  • Switches, controllers, sockets for power connections, function lights and LED displays for air flow, air temperature, speed of the axial rotor or fan and sound pressure in the ultrasonic field are preferably arranged on the outer wall of the acoustophoresis area.
  • the device according to the invention can also contain at least one powerful rechargeable battery, so that the device can continue to be operated, for example, when the location is changed or there is no power source.
  • the acoustophoresis area is releasably connected to at least one air outlet area that shields the actinic radiation.
  • the same air-permeable UVC shields are preferably used as in the at least one intake area for the contaminated air.
  • the air outlet area shielding the actinic radiation with at least one air outlet area for the attenuated and/or killed microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses and virions as well as chemically and/or chemically-physically modified, deactivated prions, allergens and pseudoallergens, is provided at at least one further separation point.
  • Air irradiated with actinic radiation and acoustophoretically treated can be releasably connected. The treated discharged into the environment Air generally no longer contains aerosols, as these are destroyed during the acoustophoretic treatment.
  • the device according to the invention described above is, so to speak, “turned on its head”. That is, the contaminated air is first passed through the at least one acoustophoresis area described above and then through the at least one irradiation area and then discharged into the room air.
  • the contaminated air is first passed through the at least one irradiation area, then through the at least one acoustophoresis area and finally again through at least one irradiation area and then released into the room air.
  • the contaminated air is first passed through the at least one irradiation area, then through the at least one acoustophoresis area, then again through at least one irradiation area and finally through at least one further acoustophoresis area and then discharged into the room air.
  • the contaminated air is first passed through at least one acoustophoresis area, then through at least one irradiation area, then again through at least one acoustophoresis area and finally through at least one further irradiation area and then discharged into the room air.
  • At least one device for filtration selected from the group consisting of EPA, HEPA, ULPA, medium and activated carbon filters that are not coated and/or have biocidal coatings, can be connected downstream of the at least one air outlet area.
  • the biocidal coatings can contain the substances listed in the "Helpdesk - Approved Active Substances - Federal Institute for Occupational Safety and Health”: !-active substances-0.html#PT9 listed biocides.
  • salt compounds which are liquid at ambient temperature are included, but also all salt compounds which preferably melt below 150.degree. C., preferably below 130.degree. C. and in particular below 100.degree.
  • inorganic salts such as table salt (melting point 808°C)
  • lattice energy and symmetry are reduced in ionic liquids due to charge delocalization, which can lead to freezing points down to -80°C and below.
  • ionic liquids with very different properties can be produced (see also Römpp Online 2020, "ionic liquids”).
  • Organic cations can be any cations that are usually used in ionic liquids.
  • the onium compounds are preferably non-cyclic or heterocyclic.
  • non-cyclic and heterocyclic onium compounds from the group consisting of quaternary ammonium, oxonium, sulfonium and phosphonium cations and uronium, thiouronium and guanidinium cations in which the single positive charge is delocalized over several heteroatoms, used.
  • Particular preference is given to using quaternary ammonium cations and very particular preference to using heterocyclic quaternary ammonium cations.
  • biocidal polyoxometalates POM described in detail on page 13, line 15 to page 32, line 27 in the international patent application WO 2016/116259 A1 also come into consideration.
  • the method according to the invention is preferably carried out using the device according to the invention.
  • the method according to the invention comprises at least the following method steps: (A) Aspiration of microorganisms, in particular air containing pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, and/or aerosols with microorganisms, in particular air containing pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens, by the at least one Suction opening of at least one air-permeable suction area that shields actinic radiation,
  • UVC radiation is preferably used as actinic radiation.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are outstandingly suitable for the use according to the invention.
  • they are suitable for the attenuation and/or killing and/or the chemical and/or physico-chemical modification of free microorganisms and/or microorganisms bound in and/or to aerosols, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products in the air, especially in living rooms, sick rooms, operating rooms, treatment rooms in medical practices and physiotherapy facilities, laboratories of all kinds, pubs, restaurants, bistros, hotel rooms, classrooms, classrooms, fitness centers, trains, cars, Buses, taxis, caravans, mobile homes, camping tents, airplanes, ship cabins, offices, conference rooms, meeting rooms, theaters, cinemas, ship terminals, railway stations, airport terminals, elevators, workshops, factory halls, stairwells, shops and animal stables.
  • Figures 1 and 2 serve to illustrate the structure of the device according to the invention and its mode of operation. They are therefore not drawn to scale, but instead emphasize their essential features. They are also to be construed as exemplary only and not limiting. It shows
  • Figure 1 shows the side view of the drum-shaped device 1 and according to the invention
  • Figure 2 shows the top view of the vertical longitudinal section along the central axis of the drum-shaped device 1 according to the invention.
  • the drum-shaped device 1 had a vertical height of 1000 mm and a horizontal diameter of 200 mm.
  • the wall thickness of the outer wall 9 made of anodized aluminum was 5 mm. Its exterior was coated with a cream colored top coat.
  • the outer wall 9 consisted of the outer walls of the four symmetrically arranged, 20 mm high, circular segment-shaped feet 2.4, between which the air contaminated with microorganisms, viruses and virions containing aerosols was sucked to the circular horizontal suction opening 2.3 with a circular circumference, the 40 mm high , tubular intake section 2.1, 100mm high tubular air delivery section 3, 370mm high tubular UVC section 4, 80mm high tubular power supply section 5, 300mm high tubular acoustophoresis section 6, 40mm high tubular air outlet section 7 and the 30 mm high air outlet area 8 together.
  • the feet 2.4 in the shape of a segment of a circle were plug-in connections connected to the lower edge of the tubular wall of the intake area 2.
  • the walls of the tubular sections 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 were at the separation points 3.1; 4.8; 5.3; 6.7; 7.2; 8.7 connected with flat bayonet connections.
  • these bayonet connections could again easily be detached from one another by turning.
  • the device 1 had a connection for the operating current and for charging an accumulator, LED Function displays, controls for the electronics E, for the radiation intensity of the UVC light source 4.1, the drive and the speed control of the axial rotor M and the intensity of the standing acoustic ultrasonic fields in the acoustophoresis devices 6.6 and the required electrical lines. For the sake of clarity, these components have not been shown.
  • the contaminated air 2.2 was sucked through an intake opening 2.3 and through a multilayer, UVC-shielding, air-permeable grid arrangement 2.5 in the intake area 2.
  • the grille arrangement 2.5 consisted of seven perforated sheets of anodised aluminum lying parallel one on top of the other, the air passages of which were arranged in a staggered manner.
  • the EC radial module - RadiCal® from ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG was used as an axial rotor (V; M; F) to convey the sucked-in contaminated air 2.2 from the intake area 2 into the other areas of the device 1 according to the invention.
  • UVC light source 4.1 A Philips TUV PL-L 24W 4P 2G11 disinfection with two coils 4.2 and the following characteristics was used as the UVC light source 4.1:
  • UV-C radiation 7.1 watts
  • Length base to base 290 mm
  • Diameter D 39 (max) mm used.
  • a first circumferential, angled air-guiding ring 4.8 made of anodized sheet aluminum. It ran obliquely upwards and merged into a circumferential horizontal ring that ended 5 mm from the inner wall.
  • a another circumferential, flat, horizontal aluminum ring attached to the inner wall of the UVC area 4, which ended 10 mm from the slope of the second angled air guide ring 4.10.
  • the distance between the outer edges of the circumferential, horizontal ring of the angled air guide ring 4.10 and the inner wall of the UVC area 4 was also 5 mm.
  • This arrangement was attached to four symmetrically arranged, vertical support rods 4.3 made of 3 mm diameter aluminum tubes. The carrier rod itself was inserted into suitable recesses in the holder of the horizontally mounted axial rotor V. At their other ends they were attached to the ring-shaped holder 5.2 of the power supply 5.1 for the UVC light source 4.1.
  • the air 6.5.1 irradiated with UVC radiation entered the two parallel, tubular acoustophoresis devices 6.6 in the acoustophoresis area 6 through two inlet openings 6.5 with a circular circumference in the holder and power supply 5.1.
  • the two acoustophoresis devices 6.6 had a length of 300 cm.
  • the thickness of their closed walls 6.3 was 9 mm, the inner diameter of the flow tube 6.6.2 was 72 mm.
  • eight arrangements of four ultrasonic emitter-receivers 6.1 lying opposite one another in a cross shape were arranged one above the other at a distance of 20 mm, so that the two standing ultrasonic waves (6.2; 6.3) each had a common wave node 6.3.
  • the ultrasonic emitter-receiver 6.1 was used columnar piezo ultrasonic transmitter of the type MCUST14A40S0RS with a diameter of 14 mm and a height of 9 mm, a center frequency of 40 kHz and a power level of 90 dB. They were glued into the corresponding openings in the walls 6.3 with a polydimethylsiloxane adhesive. Their electrical connections pointed outwards and were connected to the electronics E. All piezo ultrasonic transmitters 6.1 were glued into the closed walls 6.6.3 in such a way that their inner sides were as planar as possible, so that no undesirable turbulence formed in the area of the dead volume near the inner wall of the flow channels 6.6.4.
  • the walls 6.6.3 consisted of the sterilizable high-performance plastic polyethersulfone PES, which contained HALS as a UV light stabilizer.
  • wallless flow areas 6.6.1 were used, with the piezo ultrasonic transmitters 6.1 being arranged as described above. They were connected to each other by insulated metal wires and brackets. Since the aerosols, microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products irradiated with UVC radiation migrated to the shaft nodes 6.3 anyway, there was no difference in the mode of operation and the effect of the two embodiment. An advantage of the second embodiment was that no UV light stabilizers had to be used.
  • the aerosols irradiated with UVC radiation, microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products collect in operation due to the sound pressure in the stationary ultrasonic field and around the wave nodes 6.3 and was ground there by the sound pressure to a certain extent, ie they aggregated or agglomerated, they were torn or ground up and/or further decomposed so that at most they were attenuated and/or killed and/or chemically and/or physico-chemically modified microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products remained.
  • the air 8.2 released into the room contained the attenuated and/or killed and/or chemically and/or physico-chemically modified microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decay products 8.2 .1, which no longer posed any risk of infection.
  • A Inhaling air 2.2 containing microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products, and/or aerosols with microorganisms, in particular pathogenic microorganisms, viruses, virions, prions, allergens and air (2.2) containing pseudoallergens and/or their residues and/or decomposition products through the at least one intake opening 2.3 of an air-permeable intake area 2 that shields the UVC radiation,

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Abstract

Gegen Emissionen von aktinischer Strahlung abgeschirmte Vorrichtung (1) gemäß der Figur 2 zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalisch-chemischen Veränderung von Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege mithilfe von aktinischer Strahlung und nachfolgender akustophoretischer Behandlung, umfassend (i) einen Ansaugbereich (2) mit einer Ansaugöffnung (2.3) für kontaminierte Luft (2.2), (ii) einen Luftförderbereich (3) mit einem axialen Rotor (V) oder einem Gebläse, (iii) einem Bestrahlungsbereich (4) mit einer Strahlungsquelle (4.1), (iv) einem Stromversorgungsbereich (5) mit Halterung (5.2) mit Stromleitungen für die Stromversorgung (5.1) der Strahlungsquelle (4.1) und mit (v) Öffnungen (6.5) für den Eintritt der bestrahlten Luft (6.5.1) in einen Akustophoresebereich 6 mit einer Akustophoresevorrichtung (6.6) zur Erzeugung eines stationären akustischen Ultraschallfelds, wobei die Akustophoresevorrichtung (6.6) einen wandlosen Strömungsbereich (6.6.1) oder ein Strömungsrohr (6.6.2) mit einer geschlossenen Wand (6.6.3), die einen Strömungskanal (6.6.4) umschließt, darstellt, (vi) einer Elektronik (E) zur Erzeugung, Überwachung und Stabilisierung einer Rückkopplungsschleife zur Einstellung und Stabilisierung des stationären akustischen Ultraschallfelds, (vii) einem die aktinische Strahlung abschirmenden Luftaustrittsbereich (7) sowie (viii) einem Luftauslassbereich (8) für die attenuierten und/oder abgetöteten und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderten Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte (8.2.1) enthaltende, behandelte Luft (8.2); Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalisch chemischen Veränderung von Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte (8.2.1) sowie die Verwendung der Vorrichtung (1) und des Verfahrens.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung von Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Attenuierung und/oder Abtötung von Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung von Mikroorganismen, Viren und Virionen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens für die Herstellung von Raumluft, die attenuierte und/oder abgetötete Mikroorganismen und Viren, insbesondere attenuierte und/oder abgetötete pathogene Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen, enthält und/oder worin ihre Übertragungswege blockiert sind.
Stand der Technik
Mikroorganismen sind Archaeen, Bakterien, Eukaryoten, Protisten, Pilze und Grünalgen. Es ist immer noch ein Gegenstand von Diskussionen, ob Viren oder Virionen überhaupt als Organismen anzusehen sind. Pathogene Mikroorganismen und Viren sind die Quelle einer Reihe von schweren Krankheiten, von Epidemien und Pandemien wie die gegenwärtige Covid- 19-Pandemie.
Zahlreiche Pestizide wie Fungizide, Herbizide, Insektizide Algizide, Molluskizide, Rodentizide, Akarizide und Schleimbekämpfungsmittel sind entwickelt worden, um die schädlichen Wirkungen auf multizelluläre Menschentieren und Pflanzen zu bekämpfen.
In gleicher Weise sind zahlreiche antimikrobielle Wirkstoffe wie Germicide, Antibiotika, Bakterizide, Viruzide, Antimykotika, Antiprotozoenmittel und Antiparasitenmittel entwickelt worden um die Krankheiten, die durch die Mikroorganismen ausgelöst werden, zu heilen. Die permanente Bedrohung durch Mikroorganismen, insbesondere durch Viren und Virionen und ganz speziell durch das Coronavirus SARS-Co-V2 hat eine wachsende Nachfrage nach effizienten und effektiven Methoden für die Dekontamination und Desinfektion hervorgerufen. Die „List N: Products with Emerging Viral Pathogens AND Human Coronavirus Claims for Use against SARS-CoV-2, Date Accessed: 05/31/2020 of the EPA lists, US Govt.,“ führt zahlreiche organische und anorganische aktive Verbindungen wie HOCI, Peroxoessigsäure, quaternäres Ammonium, Kaliumperoxomonosulfat, Chlordioxid, Wasserstoffperoxid, Zitronensäure, Milchsäure, Dichlorisocyanurat, Natriumhypochlorit oder Ethanol. Diese Desinfektionsmittel können aber nur in Reinigungslösungen oder Wischlösungen verwendet werden und haben keine dauerhafte desinfizierende Wirkung.
(±)-1-{[2-(2,4-Dichlorphenyl)-4-propyl-1 ,3-dioxolan-2-yl]methyl}-/-/-1 ,2.4-triazol (IUPAC),
/V-(Trichlormethylthio)phthalimid,
Chlorkresole
Fludioxonil
4-(2,2-Difluor-benzo[1 , 3]dioxol-4-yl) pyrrol-3-carbonitril (IUPAC), and
Methyl-(E)-2-{2-[6-(2-cyanophenoxy)pyrimidin-4-yloxyl]phenyl}-3-methoxyacrylat (IUPAC) werden als genehmigte Schutzmittel für Fasern, Leder, Gummi und polymerisierte Materialien in dem“Helpdesk - Genehmigte Wirkstoffe - Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin”: !-Wirkstoffe-0.html#PT9 aufgeführt.
Diese Wirkstoffe sind jedoch niedermolekulare Verbindungen, sodass stets die Gefahr besteht, dass sie aus den geschützten Materialien ausgelaugt werden. Deswegen hat es schon zahlreiche Versuche gegeben, die desinfizierenden Wirkstoffe und Pharmazeutika zu immobilisieren, um eine dauerhafte desinfizierende und/oder pharmazeutisch wirksame Oberfläche zu erzielen.
So offenbart die internationale Patentanmeldung WO 96/39821 Reagenzien und Verfahren um Textilien mit dem Ziel zu modifizieren, dass sie Viren beim Kontakt desaktivieren. Dazu werden die Textilien modifiziert, indem man hydrophile Polymere, die quaternäre Ammoniumgruppen und Kohlenwasserstoffketten enthalten, photochemisch immobilisiert, wodurch man eine Oberfläche erhält, die in der Lage ist, lipidumhüllte Viren beim Kontakt zu zerreißen. Wenn diese hydrophilen Polymere aber auf Vliesstoffe aufgetragen werden, besteht keine Garantie, dass sie durch das Licht vollständig vernetzt werden, weil Teilbereiche notwendigerweise beschattet werden. Demzufolge bleibt stets ein gewisser Anteil der Polymere löslich.
Aus dem amerikanischen Patent US 5,883,155 gehen Filme aus Elastomeren hervor, worin aktive Chemikalien wie Biozide für medizinische Zwecke gleichmäßig in der Form von Geleinschlüssen dispergiert sind. Beispielsweise enthält der elastomere Film als Wirkstoffe quaternäres Ammonium, Phthalaldehyd, Phenolderivate, Formalin, nichtionische Tenside, die mindestens einen Polyoxyethylen- Block enthalten, Hexamidin, lodverbindungen, oberflächenaktive Substanzen mit viruzider Wirkung, Natrium- und Kaliumdichromat und Hydrochlorite. Diese Wirkstoffe sind jedoch toxisch und krebserzeugend und werden in die Umwelt abgegeben.
Das amerikanische Patent US 6,180,584 B1 offenbart desinfizierende Mischungen mit länger anhaltender biozider Wirkung. Die Mischungen bilden einen haftfähigen, transparenten, wasserunlöslichen Polymerfilm auf den Substratoberflächen, der eine länger anhaltende antimikrobielle desinfizierende Wirkung hat. Die Wirkung hält auch ohne einen neuen Auftrag länger an. Die desinfizierende Wirkung der Oberfläche beruht auf dem direkten Kontakt, und die Bestandteile werden nicht in eine kontaktierende Lösung in einer Menge freigesetzt, die die Lösung desinfizieren würde. Der Wirkstoff ist ein metallisches Material, insbesondere Silberiodid. Dieses Salz ist aber lichtempfindlich sodass sich im Lauf der Zeit dunkle Flecken in der Mischung bilden.
Die amerikanische Patentanmeldung 2007/0031512 A1 offenbart, dass schichtförmige Phyllosilikate geeignet sind, Viren zu adsorbieren und/oder zu binden und sie so zu desaktivieren. Die schichtförmigen Phyllosilicate können in die menschlichen Nasenöffnungen gesprüht werden oder können in einer Gesichtsmaske enthalten sein, um Infektionen zu verhindern. Sie können zur Inaktivierung der Viren in Wasser, das für den Hautkontakt gedacht ist, suspendiert werden oder Teil eines HVAC Filters der den Transfer von Viren von Zimmer zu Zimmer, zum Beispiel in einem Krankenhaus, verhindert. Die Phyllosilicate können in einem Papier oder einem Wischtuch enthalten sein, um damit Viren auf Möbeln in Krankenhäusern und Operationssälen sowie chirurgischen Geräten zu deaktivieren. Darüber hinaus können die schichtförmigen Phyllosilicate in Anstrichen für Reinräume verwendet werden.
Die internationale Patentanmeldung WO 2007/120509 offenbart eine Maske, die eine Vielzahl von Schichten enthält, wobei die erste Schicht eine Säure oder ein Salz oder einen Ester der Säure enthält. Die zweite Schicht enthält eine Base oder ein Salz oder einen Ester der Base. Die dritte Schicht der Maske enthält ein metallisches Germicid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink, Kupfer, Nickel, lod, Mangan, Zinn, Bor, Silber und deren Salze, Komplexierungsmittel und Tenside. Offenbar enthält insbesondere die dritte Schicht toxische Substanzen.
Die amerikanische Patentanmeldung US 2007/0292486 A1 offenbart biozide Polymer-Nano- /Mikropartikel-Komposite die ein ionisches Polymer und biozide Metallsalze, insbesondere Silberbromid, enthalten. Das Silberbromid ist gleichmäßig in der Polymermatrix verteilt. Es wird angenommen, dass die biozide Wirkung auf Silberpartikeln, die Silberionen und Bromidionen, freisetzen, beruht. Außerdem wird angenommen, dass die Bromidionen Textilien flammhemmend machen. Die Nachteile dieser Komposite sind der hohe Preis von Silberbromid, die Lichtempfindlichkeit des Salzes, durch die dunkle Verfärbungen in den Kompositschichten hervorgerufen werden, und das Auslaugen von toxischen Silberionen. Darüber hinaus sind die bioziden Metallsalze nicht an der Oberfläche der Komposite konzentriert, sodass der größte Teil der Metallsalze nicht in Kontakt mit den Mikroorganismen kommt.
Die internationale Patentanmeldung WO 2008/127416 A2 offenbart hydrophobe polymere Beschichtungen, die nicht-kovalent auf feste Oberflächen von Metallen, Kunststoffen, Glas, Polymeren, Textilien und anderen Substraten wie Geweben, Verbandsmull, Bandagen, Tüchern und Fasern in der gleichen Weise wie Anstriche durch Pinselauftrag, Sprühen oder Tauchen appliziert werden können, um die Oberflächen biozid oder bakterizid zu machen. Die hydrophoben Polymere enthalten quaternäre Ammoniumgruppen mit langkettigen aliphatischen Gruppen, die mehr als 10 Kohlenstoffatome enthalten. Die hydrophoben Polymere können jedoch durch organische Lösemittel geschädigt und sogar von den Oberflächen ganz entfernt werden.
Die amerikanische Patentanmeldung US 2009/0081249 A1 offenbart antimikrobielle Zusammensetzungen, die zwei oder mehr antivirale Wirkstoffe enthalten, die kovalent an ein Polymer gebunden sind. Geeignete antivirale Wirkstoffe sind Sialinsäure, Zanamivir, Oseltamivir, Amantadin und Rimantadin. Das Polymer ist vorzugsweise wasserlöslich wie Poly(isobutylen-alt-maleinsäureanhydrid), Polyasparaginsäure, Poly(l-glutaminsäure), Chitosan, Carboxymethylcellulose, Carboxymethyldextran oder Polyethylenimin. Die Zusammensetzungen können für die enterale oder parenterale Applikation zubereitet werden. Die antimikrobiellen Zusammensetzungen sind jedoch nur schwer in industriellem Maßstab herzustellen.
Die amerikanische Patentanmeldung US 2009/0320849 A1 offenbart eine Gesichtsmaske, die ein Filtermaterial aus einem faserförmigen Substrat enthält. Dessen Fasern enthalten auf ihrer Oberfläche insbesondere ein Vlies aus Polypropylen oder Polyester, das ein saures Polymeren insbesondere vom Polycarbonsäure-Typ enthält. Die Gesichtsmaske hat eine antivirale Wirkung gegen eingeatmete oder ausgeatmete Luft. Da aber die Polycarbonsäuren wie Polyacrylsäure wasserlöslich sind, können sie durch wässrige Aerosole korrodiert werden
Die amerikanische Patentanmeldung US 2012/0016055 A1 offenbart biozide Beschichtungszusammensetzungen, die ein Biozid und nicht-ionische Polymere und Lösemittel enthalten. Die Beschichtungszusammensetzungen bilden klare und nicht klebrige Filme und Oberflächen, die aber wegen ihrer Löslichkeit leicht entfernt werden können.
Die amerikanische Patentanmeldung US 2013/0344122 A1 offenbart medizinische Artikel mit antimikrobiellen Eigenschaften und guten Barriereeigenschaften. Die medizinischen Artikel enthalten Vliesstoffe aus Polypropylen und eine Beschichtung die Chlorhexidinacetat und Trichlosan enthält. Diese Pharmazeutika werden beispielsweise in Ethanol gelöst und auf das Gewebe gesprüht, bis dieses gleichmäßig gesättigt ist. Danach werden die Stoffproben getrocknet. Die medizinischen Artikel können Kleider, Überschuhe, Abdecktücher, Wickeltücher, Mützen, Laborkittel und Gesichtsmasken sein. Der Nachteil dieser medizinischen Artikel ist, dass die Pharmazeutika nicht fest an die Fasern des Vliesmaterials gebunden sind und leicht davon als Staub entfernt oder durch Lösemittel ausgewaschen werden können. Die internationale Patentanmeldung WO 2014/149321 A1 offenbart eine Beschichtung mit einer reaktiven Oberfläche, die desinfizierende und biozide Eigenschaften hat. Die reaktiven Zusammensetzungen sind erneuerbar oder „wieder aufladbar“ durch die erneute Applikation der aktiven Komponente und müssen nicht entfernt, entsorgt oder ersetzt werden. Die reaktive Zusammensetzung enthält einen hygroskopischen Polymerfilm wie beispielsweise vernetztes Polyvinylpyrrolidon, das mit einem flüssigen oder gasförmigen Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid, Chlor, Peressigsäure, lod oder Mischungen hiervon so lange behandelt worden ist, dass das Oxidationsmittel mit dem Polymerfilm reagiert hat oder darin absorbiert ist. Die Nachteile dieser reaktiven Oberflächenbeschichtungen sind, dass sie mit toxischen und korrosiven oder gasförmigen Oxidationsmittel aktiviert werden müssen, wobei diese Oxidationsmittel wieder von den Beschichtungen abgegeben werden.
Die amerikanische Patentanmeldung US 2014/0127517 A1 offenbart Filme von linearen oder verzweigten Polyethylenminen mit antiviralen Eigenschaften. Diese Filme sind kovalent an Oberflächen gebunden und mit hydrophoben Seitenketten quaternisiert und mit aktinischer Strahlung vernetzbaren Gruppen modifiziert. Die Nachteile dieser Filme sind, dass die Polethylenimine durch polymeranaloge Reaktionen modifiziert werden müssen. Nach ihrer Applikation auf Oberflächen müssen sie mit UV-Licht bestrahlt werden. Wenn Sie jedoch auf Vliesmaterialien appliziert werden, kann nicht sichergestellt werden, dass das gesamte modifizierte Polyethylenimin von der UV-Strahlung erreicht und vernetzt wird.
Die internationale Patentanmeldung WO 2016/116259 A1 offenbart biozide Materialien, die eine organische Polymermatrix oder eine anorganische Keramikmatrix enthalten, worin biozide Polyoxometallate inhomogen verteilt sind. So kann die Konzentration der Polyoxometalate an der Oberfläche der Matrices höher als in deren Inneren sein.
Die amerikanische Patentanmeldung 2017/0275472 A1 offenbart antimikrobielle Beschichtungsmaterialien für die Oberflächenbeschichtung, die (i) Biozide wie Chlordioxid, Wasserstoffperoxid, Peroxysäuren, Alkohole, essenzielle Öle, antimikrobielle Bestandteile von essenziellen Ölen, Bleichmittel, Antibiotika, Phytochemikalien und Mischungen hiervon, (ii) anorganisch-organische Hohlkörper, die für Biozide durchlässig sind, wobei die anorganischen Materialien Metalloxide, Metallkomplexe, Metallsalze, Metallpartikel und Gemische hiervon sind und die organischen Materialien nicht-ionische Polymere wie Polyethylenglycol oder Polyvinylpyrrolidon sind. Es wird angenommen, dass das antimikrobielle Beschichtungsmaterial eine dauerhafte und vielseitige antimikrobielle Wirkung bei hohen Temperaturen durch die Abtötung durch Kontakt, durch Freisetzung, durch Antihaftwirkung und durch Selbstreinigung hat. Der Nachteil ist, dass flüchtige Biozide verwendet werden, die permanent von den Beschichtungsmaterialien freigesetzt werden.
Das amerikanische Patent 10,227,495 B2 beansprucht biozide Biopolymerbeschichtungen aus vernetzten funktionalisierten Triglyceriden und kovalent gebundenen quaternären Ammoniumverbindungen. Die Vernetzung kann durch Bestrahlung mit aktinischem Licht oder durch Polyisocyanate erfolgen. Nachteilig ist, dass die biozide Wirkung auf die Verwendung einer Klasse von Verbindungen, nämlich quaternäre Ammoniumverbindungen, beschränkt ist.
Seit dem Beginn der SARS-Co-V2 Pandemie sind zahlreiche Versuche zur Entwicklung neuer Methoden und Materialien zur Verhinderung der Ausbreitung des Virus gemacht worden.
So beschreiben A. J. Galante et al. vom Department of Industrial Engineering, University of Pittsburgh, and The Department of Ophthalmology, Charles T. Campbell Laboratory of Ophthalmie Microbiology, University of Pittsburgh, School of Medicine, superhemophobe Anti- Virofouling-Beschichtungen für medizinische Kleidung (siehe auch: SpecialChem, The material selection platform, Coating Ingredients, “Researchers Create New Washable, Textile, Coating the Can Repel Viruses.”, Published on 2020-05-26”; und “New coating could improve medical gear by making the coronavirus slide right off.”; https://www zmescience.com/science/news-science/coating-personal-protection-eauipment- 252342/). Die widerstandsfähigen, mehrschichtigen Beschichtungen werden durch Sintern von Polytetrafluoroethylen(PTFE)-Nanopartikeln in einem Lösemittel auf Polypropylen- Mikrofasern hergestellt. Nachteilig ist, dass ihre Herstellung viel Energie und Lösemittel sowie teures PTFE verbraucht. Außerdem töten sie nicht die Viren ab.
Forscher von der Ben Gurion University, Israel, haben Beschichtungen auf Basis von Nanopartikeln entwickelt, um die Verbreitung des Coronavirus zu verhindern. Sie haben herausgefunden, dass Kupfernanopartikel in dieser Hinsicht am effektivsten sind. Die antiviralen Beschichtungen können auf Oberflächen gepinselt oder gesprüht werden. Es können übliche und bekannte Polymere, die Nanopartikel von Kupfer enthalten, verwendet werden. Die Nanopartikel ermöglichen die kontrollierte Freisetzung von Metallionen auf die beschichteten Oberflächen (siehe auch SpecialChem, The material selection platform, Coating Ingredients, published on 2020-05-21). Die Kupfernanopartikel und die Kupferionen sind aber nicht nur für Mikroorganismen und Viren toxisch, sondern auch für höhere Tiere und Menschen. Bio-Fence, Inc., Israel, hat neue antimikrobielle Beschichtungen entwickelt, die einen dauerhaften Schutz gegen Coronaviren bieten sollen. Offenbar enthalten die Beschichtungen ein Polymer, das aktives Chlor umfasst, dass durch Hydrochlorit-Lösungen wiederaufgefrischt werden kann (siehe SpecialChem, The material selection platform, Coating Ingredients, published on 2020-05-12). Der Nachteil dieser Beschichtungen ist die Verwendung von korrosivem Hypochlorit und aktivem Chlor, das vermutlich an Stickstoffatome in der Form von >N-CI Gruppen gebunden ist. Somit sind diese Materialien toxisch und haben einen intensiven unangenehmen Geruch.
Am 30.6.2020 veröffentlichte die SpecialChem website eine Notiz betreffend “New Hybrid Coatings to Protect Interior Walls from Microbial Contamination” auf der Basis von Polyacrylaten, die als Comonomer 3-(Methacrylamino)propyltrimethylammoniumchlorid enthalten. Die seitenständigen quaternären Ammoniumgruppen fungieren als biozide Zentren: https://phvsicsworld.com/a/cellular-nanosponges-could-neutralize-sars-cov- 2/?utm medium=email&utm source=iop&utm term=&utm campaign=14258- 46562&utm content=Title%3A%20Cellular%20nanosponqes%20could%20neutralize%20SA RS-CoV-2%20%20-%20research update&Campaign+Owner=
Ein anderer Ansatz wird an der Concordia University, Canada, und dem Canada-wide research network based at Concordia, verfolgt. Dabei handelt es sich um Kupfer- und Titandioxid- Spritzlacke, die die Verbreitung von Covid 19 verhindern sollen: https://www.conordia.ca/content/shared/en/news/stories/2020/05/28/a-canada-wide- research-network-based-at-concordia-is-ready-to-make-work-surfeces-safer-for-frontline- staff. html
Noch ein weiterer Ansatz wird von der Firma TriOptoTec von Forschern der Universitätskliniken der Universität Regensburg, Deutschland, verfolgt. (Siehe “SpecialChem” 29.6.2020: https://coatings.specialchem.com/news/industry-news/siegwerk-to-distribute-varcotec- antimicrobial-coating-innovation-
000221983?lr=ipc20061570&li=200165733&utm source=NL&utm medium=EML&utm cam paign=ipc20061570&m i=NcWyxMS lgE4uDtFR2SUvnvKpGP6scLXvpSt5WIN3KriGtDbdz% 2BxzVTOAM%2BgwO%2BV%2B21wdgflul3gOabGieKUHdjkvRbBNp Der betreffende Lack enthält offenbar Dioctylnatriumsulfosuccinat in Butyldiglycol. Er enthält außerdem 10H-Benzo[G]pteridin-2,4-dion-Derivate (vgl. die amerikanischen Patente US 10,227,348 B2 und US 9,796,715 B2) oder Phenalen-1-on-Derivate (vgl. das amerikanische Patent US 9,302,004 B2) als Fotosensibilisatoren. Der Lack wird vor allem auf Papier oder Karton appliziert. Beim Bestrahlen mit sichtbarem Licht produziert der Fotosensibilisator Singulettsauerstoff, der die Mikroorganismen auf der Oberfläche des Papiers oder des Kartons abtötet. Der Nachteil ist, dass diese Reaktion nur im Licht aber nicht im Schatten stattfindet, sodass zahlreiche Anwendungen ausgeschlossen sind.
Auf dem Gebiet der Oberflächentechnologie ist es allgemein bekannt, dass man einen besonders starken Lotus-Effekt oder einer Superhydrophobie durch ein hierarchisch strukturiertes Oberflächendesign erreichen kann. So offenbart die amerikanische Patentanmeldung US 2014/0238646 A1 eine Methode für die Herstellung von hierarchisch angeordneten Strukturen von nanoskaligen anorganischen Phosphatpartikeln, die homogen auf der Oberfläche von mikrometerskaligen Phyllosilikatpartikeln verteilt sind. Weil diese Oberflächen nicht benetzt werden und kondensierte Feuchtigkeit sofort Tropfen bildet, die von den Oberflächen herunterrollen, ist die Kontaktzeit zu kurz für eine biozide oder viruzide Wirkung.
Aditya Kumar, Kalpita Nath und Poonam Chauhan vom, Department of Chemical Engineering haben eine superhydrophobe antivirale Beschichtung mit selbstreinigenden Eigenschaften auf der Basis von Silbernanopartikeln, die mit UV-Strahlung bestrahlt und anschließend mit Perfluorodecyltriethoxysilan behandelt werden, entwickelt: https://coatinqs.specialchem.com/news/industrv-news/new-superhydrophobic-antiviral- coating-self-cleaning-properties-
000221961?lr=ipc20061569&li=200165733&utm source=NL&utm medium=EML&utm cam paign=ipc20061569&m i=owCobZpJ7BFfD70L%2BHEhcWDRZ0rH4AKAPPd55vGetHRPb8i tAEQFCfeJRcddTTWGNwEzLArkBh9IQcRenmqXfr87TrjboV https://www.technicaltextile.net/news/iit-ism-s-silver-nanoparticle-anti-viral-textile-coatinq- 268082.html
(Vgl. auch SpecialChem for Coatings, Industry News, 23. 6. 2020). Wegen der Superhydrophobie sind aber auch hier die vorstehend geschilderten Nachteile zu erwarten. Noch ein weiterer Ansatz wird von J. Mostaghimi von der Universität Toronto, Kanada verfolgt. Siehe dazu “SpecialChem The material selection platform, 7.9.2020”, Twin-wire Arc Spray Technology to Deposit Cu on Fabrics): ;-masks-covid19- transmission- und “Anti-viral copper coatings could help slow the transmission of COVID 19”, Department of Mechanical & Industrial Engineering, University of Toronto, lynsev@mie.utoronto.ca: 31.8.2020.
Jinghzi Pu et al. von der School of Science an der IUBUI, Iniana, USA, Maskenfilter entwickelt, der die innere Struktur von Fischkiemen nachahmt. Die Herstellung der komplexen Strukturen erfolgt durch 3-D-Drucken und anschließender Beschichtung der Oberfläche mit Kupfer durch Elektroplattieren. Durch die Erhöhung der Oberfläche, über die die Luft hinwegstreicht, soll sich die biozide Wirkung des Kupfers erhöhen. Die Entwickler spekulieren, dass diese Strukturen auch für Filter für Klimaanlagen in Gebäuden und Flugzeugen geeignet sein könnten (vgl. SpecialChem, Industry News, Researchers Use Cu Coating on Plastic Mask Filters to Reduce Virus Spread, Publ. 17.9.2020
:ic-mask-filters-reduce- edium=EML&utm cam fillers- Es steht indes zu befürchten, dass bei einem hohen Luftdurchsatz mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten diese komplexen Strukturen intensive Geräusche wie Rauschen oder Pfeifen erzeugen.
Luftreiniger sind mobile Vorrichtungen zur Reinigung von Luft mithilfe von Filtern. Nach ihrer Abscheidungswirksamkeit können die Filter in
- Hochleistungs-Partikelfilter (EPA = Efficient Particulate Air filter), kleinste filtrierbare Teilchengröße: 100 nm,
- Schwebstofffilter (HEPA = High Efficiency Particulate Air filter), kleinste filtrierbare Teilchengröße: 100 nm,
- Hochleistungs-Schwebstofffilter (ULPA = Ultra Low Penetration Air filter), kleinste filtrierbare Teilchengröße: 50 nm,
- Medium-Filter, kleinste filtrierbare Teilchengröße: 300 nm,
- Vorfilter, kleinste filtrierbare Teilchengröße: 1000 nm, und
- Automobilinnenraumfilter, kleinste filtrierbare Teilchengröße: 500 nm unterteilt werden. Für den Bereich von 1 nm bis 50 nm stehen somit keine Filter zur Verfügung.
Je nach Partikelgröße beruht ihre Filterwirkung auf den folgenden Effekten:
- Diffusionseffekt: Sehr kleine Partikel (Partikelgröße: 50 nm bis 100 nm) folgen nicht dem Gasstrom, sondern haben durch ihre Zusammenstöße mit den Gasmolekülen einer der Brownschen Bewegung ähnliche Flugbahn und stoßen dadurch mit den Filterfasern zusammen, woran sie haften bleiben. Dieser Effekt wird auch als Diffusionscharakteristik (diffusion regime) bezeichnet.
Sperreffekt: Kleinere Partikel (Partikelgröße: 100 nm bis 500 nm), die dem Gasstrom um die Faser folgen, bleiben haften, wenn sie der Filterphase zu nahekommen. Dieser Effekt wird auch als Abfangcharakteristik (interception regime) bezeichnet. - Trägheitseffekt: Größere Partikel (Partikelgröße: 500 nm bis >1 pm) folgen nicht dem Gasstrom um die Faser, sondern prallen aufgrund ihrer Trägheit dagegen und bleiben daran haften. Dieser Effekt wird auch als inerte Einschlags- und Abfangcharakteristik (inertial impaction regime) bezeichnet.
In dem Partikelgrößenbereich von 100 nm bis 500 nm treten der Diffusionseffekt und der Sperreffekt gemeinsam auf. In dem Partikelgrößenbereich von 500 nm bis >1 pm treten der Trägheitseffekt und der Sperreffekt ebenfalls gemeinsam auf.
Gemäß den Filtereffekten sind Teilchen einer Teilchengröße von 200 nm bis 400 nm am schwersten abzuscheiden. Sie werden auch als MM PS = most penetrating particle size bezeichnet. Die Filtereffizienz sinkt in diesem Größenbereich auf 50 %. Größere und kleinere Teilchen werden aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften besser abgeschieden.
Man klassifiziert EPA, HEPA und IIPLA nach der Effektivität für diese Korngrößen mittels eines Prüfaerosols aus Di-2-ethylhexyl-sebacat (DEHS). K. W. Lee und B. Y. H. Liu geben in ihrem Artikel „On the Minimum Efficiency and the Most Penetrating Particle Size for Fibrous Filters“ in Journal of the Air Pollution Control Association, Bd. 30, Nr. 4, April 1980, Seiten 377 bis 381 , Formeln an, die es gestatten, die kleinste Effizienz und MMPS für Faserfilter aufgrund des Diffusionseffekts und des Trägheitseffekts zu berechnen. Die Ergebnisse zeigen, dass MMPS mit steigender Filtriergeschwindigkeit und mit steigendem Faservolumenanteil abnimmt und mit zunehmender Fasergröße zunimmt.
Besonders kritisch ist aber auch die Tatsache, dass es für Nanopartikel einer mittleren Teilchengröße d5o von 1 nm bis <50 nm keine Filter gibt. Ausgerechnet diese Teilchen lagern sich leicht in Bronchien und Lungenbläschen ab und haben generell die höchste Mortalität und Toxizität. Sie können daher Krankheiten wie Asthma, Bronchitis, Arteriosklerose, Arrythmie, Dermitis, Autoimmunerkrankungen, Krebs, Morbus Crohn oder Organversagen hervorrufen.
Das ist besonders kritisch, da die Tiefenfilter oder Schwebstofffilter unter anderem im medizinischen Bereich wie Operationsräumen, Intensivstationen und Laboratorien sowie in Reinräumen, in der Kerntechnik und in Luftwäschern eingesetzt werden.
Eine weitere in dieser Hinsicht problematische Technologie sind Elektrofilter für die elektrische Gasreinigung, Elektro-Staubfilter oder Elektrostate, die auf der Abscheidung von Partikeln aus Gasen mittels des elektrostatischen Prinzips beruhen. Die Abscheidung im Elektrofilter kann in fünf getrennten Phasen stattfinden:
1. Freisetzung von elektrischen Ladungen, meist Elektronen,
2. Aufladung der Staubpartikel im elektrischen Feld oder Ionisator,
3. Transport der geladenen Staubteilchen zu der Niederschlagselektrode
4. Anhaftungen der Staubpartikel an der Niederschlagselektrode und
5. Entfernung der Staubschicht von der Niederschlagselektrode.
Es gelingt indes nicht Partikel im Nanometerbereich vollständig abzutrennen, sodass die Gefahr einer Kontamination mit lungengängigen Partikeln in der Umgebung solcher Anlagen besteht.
Diese Elektro-Staubfilter werden häufig in der Abgasaufbereitung eingesetzt. Dabei werden Amine, Kohlendioxid, Ammoniak, Salzsäure, Schwefelwasserstoff und andere giftige Gase mithilfe von Membranen dem Abgasstrom entzogen. Da die Elektro-Staufilter die feinsten Partikel nicht vollständig entfernen können, schädigen diese die Membranen und erniedrigen deren Trennleistung.
Zu Einzelheiten betreffend die Toxikologie wird auf die Übersichtsartikel von Günter Oberdörster, Eva Oberdörster und Jan Oberdörster, „Nanotoxicology. An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles“, in Environmental Health Perpectives Volume 113. (7), 2005, 823-839, und Günter Oberdörster, Vicki Stone und Ken Donaldson, “Toxicology of nanoparticles: A historical perpective“, Nanotoxicology, March 2007; 1 (1): 2-25, verwiesen.
Außerhalb von Zellen vorliegende Viren werden wissenschaftlich als Virionen bezeichnet. Sie haben einen Durchmesser von 15 nm bis 440 nm und sind deutlich kleiner als Bakterien, von denen die meistens einen Durchmesser von 1 pm bis 5 pm haben. Die Viren oder Virionen weisen somit Größen auf, die in die „Filterlücken“ von 1 nm bis 50 nm und von 200 nm bis 400 nm fallen. Daher können die mit Filtern ausgestatteten Luftreiniger bestenfalls die Konzentration von Viren oder Virionen in der Raumluft senken, aber sie können sie nicht vollständig entfernen oder vernichten, weil eine desinfizierende Wirkung fehlt.
Durch Menschen und Tiere erzeugte, nicht sedimentierende Aerosole, insbesondere Aerosole, die durch Atmen, Husten oder Niesen entstehen und sich in geschlossenen Räumen sehr rasch in großen Volumina verteilen, spielen eine zentrale Rolle für die Übertragung von Viren von Mensch zu Mensch, von Tier zu Mensch, von Tier zu Tier und von Mensch zu Tier. Sie tragen wesentlich zur Verbreitung von Krankheiten bei. Da die nicht sedimentierenden Aerosole im Allgemeinen einen Teilchendurchmesser von 0,1 nm bis 100 nm haben, lassen sie sich - wenn überhaupt - nur unvollständig durch die Luftfilter abfangen.
Will man daher die Konzentration von Viren und Virionen in der Luft in geschlossenen Räumen unterhalb einer Schwelle halten, ab der eine hochgradige Infektionsgefahr besteht, muss die Luft permanent in großen Mengen umgewälzt werden. Dies funktioniert aber derzeit nur mit stationären Klimaanlagen, die aber häufig nicht nachträglich in Gebäude, Transportmittel usw. eingebaut werden können. Ein weiterer Nachteil ist, dass leistungsstarke Klimaanlagen, Gebläse und mobile Luftreiniger häufig laut rauschen, was als störend empfunden wird. Ihre besonders starken Luftströme verursachen häufig gesundheitliche Probleme wie Erkältungen und Gelenkschmerzen.
In der Firmenschrift von „LUFTREINIGERDEPOT Ihr Spezialist für gesunde Raumluft“, rien-und-viren?p=l&o=2&n=20&f=784 heruntergeladen am 25.8.2020 werden noch einmal die Probleme verdeutlicht (Originalzitat Anfang):
„Luftreiniger gegen Viren & Bakterien - auch gegen den Coronavirus?
Ein Luftreiniger gegen Bakterien und Viren ist besonders sinnvoll für Warteräume von Arztpraxen, für Büros oder Pakete, für andere öffentliche Räume wie Kantinen, Friseursalons oder Nagelstudios. Überall dort, wo Menschen zusammenkommen und die Luft mehr oder weniger steht, steigt nämlich die Ansteckungsgefahr, die durch den Einsatz von Luftreinigern gesenkt werden kann. Ob Luftreiniger auch konkret gegen den Covid 19 Coronavirus wirken, ist aufgrund dessen, dass es Ihn noch nicht lange gibt noch nicht getestet worden. Da es kein komplett neuer Virus ist, sondern eine mutierte Form bereits bekannter Viren, spricht jedoch sehr viel für eine Wirksamkeit.
Welche Luftreiniger besonders gut gegen Bakterien und Viren geeignet sind, erfahren Sie weiter unten.
WICHTIGER HINWEIS:
Bitte beachten Sie, dass Luftreiniger zwar die Konzentration von Viren und Bakterien in der Luft erheblich reduzieren, jedoch nicht komplett verhindern können. Der beste Schutz vor dem Coronavirus ist die Meldung sozialer Kontakte sowie häufiges und gründliches Händewaschen. Bitte leisten Sie in jedem Fall den Auflagen der Bundes- und Landesregierungen folge.
„Aufgrund der geringen Größe von Bakterien und Viren müssen Luftreiniger über die richtigen Filter verfügen, um schwebende Gefahren aus der Luft sicher einfangen zu können. Luftreiniger mit HEPA- Filter arbeiten sehr effektiv gegen mikroskopisch kleine Infektionsherde und filtern auch besonders winzige Bakterien mit einer Partikelgröße von nur 0,3 Mikrometer (pm) sicher aus der Raumluft. Zusätzliche Methoden wie photokatalytische Filter, Nano- Silber-Filter oder zugeschaltete Ionisatoren können dabei helfen, den Wirkungsgrad von Luftreinigern noch weiter zu verbessern. Um Bakterien und Viren möglichst schnell in die verfügbaren Filter einzufangen ist auch ein hoher Luftdurchsatz bei Luftreinigern wichtig. Ein Luftreiniger sollte in der Lage sein, die komplette Raumluft mindestens zwei Mal pro Stunde zu reinigen. Hersteller von Premium Geräten visieren eine komplette Reinigung der Raumluft bis zu 5 Mal pro Stunde an. “
(Originalzitat Ende).
Eine Verbesserung der Wirkung von Lüftern verspricht man sich durch die Mitverwendung von UVC-Strahlung einer Wellenlänge A von 280 nm bis 100 nm. Demgegenüber haben SARS- Co-V2-Viren und Virionen einen Durchmesser von 60 bis 140 nm, die zum Teil kleiner als die Wellenlänge A der UVC-Strahlung ist. Dadurch ist die Wechselwirkung zwischen UVC- Strahlung und SARS-Co-V2-Viren und Virionen bestenfalls schwach, und die Angaben, dass UVC-Strahlung eine vollständige Abtötung dieser pathogenen Virionen und Viren bewirkt, muss bezweifelt werden. In der internationalen Patentanmeldung WO 2020/078577 A1 wird vorgeschlagen, Akustophoresevorrichtungen die mit Filtern kombiniert werden, zur Zerstörung von Mikroorganismen zu verwenden. Nähere Einzelheiten oder ob dieses Verfahren auch für Viren und Virionen geeignet ist, werde nicht angegeben.
Prionen sind Proteine, die im tierischen Organismus sowohl in physiologischen (normalen) als auch in pathogenen (gesundheitsschädigenden) Konformationen (Strukturen) vorliegen können. Sie vermehren sich nicht durch Teilung, sondern durch induzierte Veränderung benachbarter Moleküle. Neuere Studien bestätigen, dass Prionen auch über die Luft und Aerosole übertragen werden:
Studie bestätigt: Prionen können über die Luft übertragen werden I News I CORDIS I European Commission (europa.eu)
(Heruntergeladen am 20.10.2021).
Da noch keine kurative Behandlung von Prionenerkrankungen möglich ist, ist es wünschenswert wenigstens diesen Übertragungsweg zu blockieren.
Allergene sind Substanzen, die über Vermittlung des Immunsystems Überempfindlichkeitsreaktionen oder allergische Reaktionen auslösen können. Die verschiedenen Überempfindlichkeitsreaktion sind Allergien, Pseudoallergien und Intoleranzen. Allergene sind Antigene und haben keine chemischen Gemeinsamkeiten. Deswegen ist es nicht möglich, Verbindungen zu entwickeln, die Allergene zerstören. Zahlreiche Allergene und Pseudoallergene, d. h. nicht allergische Reizstoffe, werden häufig durch die Luft übertragen. Beispiele für solche Pseudoallergene sind Feinstaub, Aerosole aus Klebstoffen, Putzmitteln und Sprays, Parfüm, Tabakrauch und Verbrennungsprodukte von Kerzen und Räucherkerzen. Auch hier wäre es in hohem Maße wünschenswert den Übertragungsweg über die Luft und über Aerosole zu blockieren.
Ob die vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen einen Schutz vor Prionen, Allergen und Pseudoallergenen, die durch Luft und Aerosole übertragen werden, bieten können, ist zweifelhaft.
Eine jahrtausendealte Methode der Immunisierung gegen Pocken ist die Variolation. Dabei wurde der Inhalt der Pusteln von Pocken oder Blattern von Mensch zu Mensch durch Inokulation übertragen. Es wurde also ein attenuierter Lebendimpfstoff aus attenuierten, d. h. abgeschwächten, Viren appliziert.
Eine weitere Möglichkeit, die Konzentration von Virionen und Aerosolen in geschlossenen Räumen zu reduzieren, ist eine intensive Stoßlüftung durch Außenluft. Dies setzt zum einen voraus, dass die Räume auf der Außenseite von Gebäuden liegen, damit solche Lüftungsmöglichkeiten überhaupt vorhanden sind und wenn ja, dass die Wetterbedingungen eine Lüftung gestatten. Dies dürfte bei tiefen Außentemperaturen, Schlagregen, Gewitter, Hagel, Schnee, Eisregen usw. schwierig werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung zu finden, mit der Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene sicher und vollständig attenuiert und/oder abgetötet und/oder ihre Übertragungswege über die Luft blockiert werden können. Mithilfe der Vorrichtung soll die Attenuierung und/oder die Abtötung und/oder die Blockierung der Übertragungswege der Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene in einfacher Weise erfolgen, ohne dass große Mengen Raumluft permanent umgewälzt und/oder ausgetauscht werden müssen, um den Gehalt der Luft an Aerosolen mit Mikroorganismen, Viren und Virionen oder an Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen selbst auf ein Gehalt zu bringen, welcher Infektionen, Allergien und Asthma verhindert, und auch auf diesem Gehalt zu halten. Dadurch soll auch eine erhebliche Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Lüftern des Standes der Technik, die mindestens einen fünffachen Luftaustausch pro Stunde erfordern, ermöglicht werden. Nicht zuletzt sollen die Vorrichtungen erheblich kleiner die herkömmlichen Luftfilter sein und dennoch wirksamer als diese.
Die Vorrichtungen sollen bei Mensch und Tier anwendbar sein.
Erfindungsgemäße Lösung
Demgemäß wurde die Vorrichtung erfindungsgemäße Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalisch chemischen Veränderung von Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gefunden, die im Folgenden als »erfindungsgemäße Vorrichtung« bezeichnet wird. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 11.
Außerdem wurde das Verfahren erfindungsgemäße Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalisch chemischen Veränderung von Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege gemäß dem unabhängigen Anspruch 12 gefunden, welches im Folgenden als »erfindungsgemäßes Verfahren« bezeichnet wird. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 13 und 14.
Nicht zuletzt wurde die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 15 gefunden, die im Folgenden als »erfindungsgemäße Verwendung« bezeichnet wird.
Vorteile der Erfindung
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag, mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Verwendung gelöst werden konnte, ohne dass die Nachteile des Standes der Technik auftraten.
Insbesondere war es überraschend, dass mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung freischwebende oder in Aerosolen enthaltene Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene sicher und vollständig attenuiert und/oder abgetötet und/oder ihre Übertragungswege über die Luft blockiert werden konnten. Mithilfe der Vorrichtung konnte die Attenuierung und/oder Abtötung von Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder die Blockierung ihrer Übertragungswege in einfacher Weise erfolgen, ohne dass große Mengen Raumluft permanent umgewälzt und/oder ausgetauscht werden mussten, um den Gehalt der Luft an Aerosolen mit Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen oder an freischwebenden Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen selbst auf ein Gehalt zu bringen, welcher Infektionen, Allergien und Asthma verhindert, und auch auf diesem Gehalt zu halten. Dadurch wurde auch eine erhebliche Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Luftfiltern des Standes der Technik, die mindestens einen fünffachen Luftaustausch pro Stunde erfordern, ermöglicht. Nicht zuletzt waren die Vorrichtungen erheblich kleiner die herkömmlichen Luftfilter und dennoch wirksamer als diese.
Des Weiteren wurde überraschenderweise gefunden, dass bei Allergiker in der erfindungsgemäß gereinigten Raumluft eine deutliche Verringerung der allergischen Reaktionen und eine Desensibilisierung eintraten. Bei Asthmatikern Draht eine signifikante Linderung der Beschwerden ein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren konnten überraschenderweise auch in der Tierhaltung angewandt werden.
Weitere Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gegen die Emission von aktinischer Strahlung abgeschirmt, sodass sie auch in Wohnräumen und Büros sicher verwendet werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vertikal, schräg oder horizontal im Raum angeordnet werden. Ihre Außenwand kann einen kreisförmigen, ovalen, elliptischen, viereckigen, fünfeckigen, sechseckigen oder achteckigen Umriss haben. Besonders bevorzugt ist ein kreisförmiger Umriss, sodass die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung trommelförmig ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aus Materialien aufgebaut, die gegenüber UVC Lichtstrahlung stabil und/oder stabilisiert sind. Als UVC-stabile Materialien kommen Metalle wie Stahl, Edelstahl und insbesondere eloxiertes Aluminium, Gläser, metallbeschichtete Kunststoffe oder mit UV-Absorbern wie Benzotriazole, Hydroxyphenyltriazine, Hydroxybenzophenone, Oxalanilide, sterisch gehinderte Amine (HALS), Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Zinkoxid sowie Stearate von Blei, Cadmium, Zinn, Barium, Calcium, Aluminium und/oder Zink in Betracht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens einen, die aktinische Strahlung abschirmenden Ansaugbereich mit mindestens einer Ansaugöffnung für die angesaugte, mit freischwebenden oder an und in Aerosole befindlichen Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen aller Art.
Die Abschirmung der Emissionen von aktinischer Strahlung in der mindestens einen Ansaugöffnung wird mithilfe von mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens vier und insbesondere mindestens fünf parallel übereinanderliegenden Gittern, Lochblechen, Lochblenden und Lamellenanordnungen aus Metallen, metallbeschichteten Kunststoffen und Fensterglas, deren luftdurchlässigen gestaffelt angeordnet sind, durch makroporöse Kohleschwämme und/oder makroporöse Glasfritten bewerkstelligt.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Abschirmung der Emissionen von aktinischer Strahlung im Ansaugbereich durch mindestens eine Platte mit vertikal ausgerichteten, parallel zueinander angeordneten, zickzackförmigen Kanälen erzielt. Die Kanäle können einen kreisrunden, ovalen, dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen Querschnitt haben. Ihre lichte Weite kann breit variieren und den jeweiligen Erfordernissen optimal angepasst werden. Vorzugsweise beträgt die lichte Weite 1 pm bis 2 mm. Ihre Länge, gemessen längs der Zickzacklinien, liegt vorzugsweise bei 10 mm bis 400 mm.
Der mindestens eine Ansaugbereich ist mit mindestens einem Luftförderbereich an einer umlaufenden Trennstelle wieder ablösbar verbunden. Die Verbindung wird durch Bajonettverbindungen, Schraubverbindungen, Flanschverbindungen und/oder Steckverbindungen hergestellt. In gleicher Weise sind die weiteren Bereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung miteinander verbunden.
Erfindungsgemäß umfasst der Luftförderbereich mindestens einer Halterung für mindestens einen mit einem Elektromotor mit Drehzahlregelung angetriebenen axialen Rotor, Ventilator oder Lüfter mit mindestens zwei Rotorflügeln.
Beispiele geeigneter Ventilatoren oder Lüfter sind Axiallüfter wie die bekannten Papst-Lüfter von ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG. Die Axiallüfter können nebeneinander und/oder in Reihe hintereinander angeordnet sein, um die Saug- und Druckwirkung zu verstärken. Vorzugsweise werden die EC-Radialmodule - RadiCal® von ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG verwendet. Die Axiallüfter können mit Vorrichtungen zur Volumenstrom-Vermessung über Differenzdruckmessgeräte oder eine U-Flüssigkeitssäule ausgerüstet sein. Diese können den aktuellen Volumenstrom im Betrieb im entsprechenden Saug- oder Druckbereich kontrollieren und visualisieren.
Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein an die Dimensionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angepasstes Gebläse verwendet werden.
Vorteilhafterweise enthält der Luftförderbereich mindestens eine regelbare Vorrichtung zur Aufheizung oder zur Kühlung der angesaugten Luft, wie zum Beispiel Peltier-Elemente oder elektrische Heizwendel.
An einer weiteren Trennstelle schließt sich mindestens ein Bestrahlungsbereich mit mindestens einer Strahlungsquelle für aktinische (wirksame) Strahlung wieder ablösbar an.
Als aktinische Strahlung kommen Korpuskularstrahlung, wie Elektronenstrahlung, Protonenstrahlung, Alphastrahlung, Positronenstrahlung und Betastrahlung, sowie elektromagnetische Strahlung wie Mikrowellenstrahlung, Infrarotstrahlung, blaues Licht, UVA- UVB- und UVC-Strahlung, Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung in Betracht.
Insbesondere wird als aktinische Strahlung blaues Licht und/oder UVC-Strahlung, insbesondere aber UVC-Strahlung, verwendet.
Als UVC-Strahlungsquellen kommen insbesondere übliche und bekannte UVC-Strahler, wie sie beispielsweise zur Entkeimung von Aquarien und Teichen verwendet werden, in Betracht. Diese emittieren UVC-Strahlung einer Wellenlänge um 240 nm, wobei die Wellenlängen bei 185 nm, die für die Erzeugung von Ozon verantwortlich ist, nicht abgestrahlt wird.
Der mindestens eine Bestrahlungsbereich umfasst vorteilhafterweise mindestens drei, insbesondere mindestens vier, zu der mindestens einen Strahlungsquelle parallel verlaufende Trägerstangen für jeweils mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens vier und insbesondere mindestens fünf Paare parallel übereinanderliegender (i) planer, bis nahe an die Außenseite der mindestens einen Strahlungsquelle (4.1) reichender Metallringe mit jeweils einem umlaufenden Luftdurchlass zwischen der äußeren Kante und der Innenwand des Bestrahlungsbereichs und (ii) planer, an die Innenwand des Bestrahlungsbereichs bündig anschließender, horizontaler, bis nahe an die Außenseite der mindestens einen Strahlungsquelle reichender Metallringe, wobei die mindestens drei parallelen Trägerstangen an oder in der mindestens einen Halterung verankert sind.
Die mindestens eine Strahlungsquelle ist in mindestens einem Stromversorgungsbereich an mindestens eine regelbare Stromversorgung angeschlossen. Im Bedarfsfall kann die Stromversorgung bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf 0,0 Volt heruntergeregelt werden. Die mindestens eine Stromversorgung ist mit mindestens einer umlaufenden, planen Halterung mit Stromleitungen im Stromversorgungsbereich befestigt. Die mindestens eine Halterung weist Öffnungen für den Eintritt der UVC-behandelten Luft in mindestens einen Akustophoresebereich auf, der mit dem Stromversorgungsbereich einer weiteren Trennstelle wie vorstehend beschrieben wieder ablösbar verbunden.
Der mindestens eine Akustophoresebereich enthält zur Erzeugung mindestens eines stationären akustischen Ultraschallfelds mindestens eine Akustophoresevorrichtung mit mindestens einem wandlosen Strömungsbereich und/oder mit mindestens einem Strömungsrohr mit einer geschlossenen Wand, die mindestens einen Strömungskanal umschließt. Der mindestens einen Strömungskanal dient dem Durchfluss der bestrahlten Luft.
Der mindestens eine wandlose Strömungsbereich wird von mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Paaren einander zugeordneter und einander gegenüberliegende Ultraschallemitter oder Ultraschallemitter-Empfänger und/oder von mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Paaren aus jeweils einem Ultraschallemitter oder Ultraschallemitter-Empfänger und jeweils einem ihm zugeordneten und gegenüberliegenden Reflektor umgeben.
Alternativ oder zusätzlich sind mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Ultraschallemitter und/oder Ultraschallemitter-Empfänger mittig in dem mindestens einen wandlosen Strömungsbereich angeordnet. Die Ultraschallwellen werden aus der Gruppe, bestehend aus stehenden, modulierten und nicht modulierten Longitudinalwellen und Transversalwellen ausgewählt.
In der mindestens einen geschlossenen Wand des mindestens einen Strömungsrohrs sind auf der Außenseite und/oder der Innenseite und/oder in der jeweiligen geschlossenen Wand selbst mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Paare einander zugeordneter und einander gegenüberliegender Ultraschallemitter oder Ultraschallemitter-Empfänger und/oder mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Paare aus jeweils einem Ultraschallemitter oder Ultraschallemitter-Empfänger und jeweils einem ihm zugeordneten gegenüberliegenden Reflektor angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich sind mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Ultraschallemitter und/oder Ultraschallemitter-Empfänger mittig in dem mindestens einen wandlosen Strömungsbereich angeordnet. Die Ultraschallwellen werden aus der Gruppe, bestehend aus stehenden, modulierten und nicht modulierten Longitudinalwellen und Transversalwellen ausgewählt.
Die vorstehend beschriebenen jeweiligen mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Paare sind in Durchflussrichtung gesehen hintereinander angeordnet oder derart angeordnet, dass sich die gedachten Verbindungslinien zwischen den jeweiligen mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere mindestens sechs Paaren unter einem Winkel von 90° kreuzen.
Vorzugsweise haben die Ultraschallwellen eine Frequenz von 1 kHz bis 800 MHz. Das mindestens eine stationäre akustischen Ultraschallfeld weist einen Energieeintrag von 0,25 W bis 1 kW bei einem Leistungspegel von 40 bis 250 dB auf.
Vorzugsweise werden die Ultraschallemitter aus der Gruppe, bestehend aus Lautsprechern, vibrierenden Membranen, piezoelektrischen Lautsprechern, Schallwandlern, virtuellen Schallquellen, Tauchspulen, magnetostatischen Lautsprechern, Bändchen-, Folien- und Jet- Hochtönern, Horntreibern, Biegewellenwandlern, Plasmalautsprechern, elektromagnetischen Lautsprechern, Excitern, Ultraschallwandlern und Phantomschallquellen, ausgewählt.
Der Schalldruck der Ultraschallwellen, die von den Ultraschallemittern abgestrahlt werden, wird vorzugsweise so eingestellt, dass die ausgeleiteten Partikel und/oder Bruchstücke von Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen mittleres Molekulargewicht von 5 kDa bis 10 kDa, bevorzugt 6 kDa bis 9 kDa, besonders bevorzugt 6,5 kDa bis 7,7 kDa und insbesondere 6,7 kDa bis 7,3 kDa haben.
Die mindestens eine Akustophoresevorrichtung kann mithilfe geeigneter Vorrichtungen wie Peltier-Elemente beheizt oder gekühlt werden.
Die mindestens eine Akustophoresevorrichtung verfügt über mindestens einen Luftauslass zur Ausleitung der akustophoretisch behandelten Luft).
Die mindestens eine Akustophoresevorrichtung ist umgeben von einer umlaufenden, planen Abschirmung geschützten Elektronik zur Steuerung der mindestens einen Akustophoresevorrichtung, des mindestens einen axialen Rotors oder Gebläses sowie des mindestens einen Bestrahlungsbereichs. Insbesondere dient die Elektronik zur Erzeugung, Überwachung und Stabilisierung mindestens einer Rückkopplungsschleife zur Einstellung und Stabilisierung des stationären akustischen Ultraschallfelds.
Vorzugsweise an der Außenwand des Akustophoresebereichs sind Schalter, Regler, Buchsen für Stromanschlüsse, Funktionsleuchten und LED-Anzeigen für den Luftdurchfluss, die Lufttemperatur, die Drehzahl des axialen Rotors oder des Gebläses und den Schalldruck im Ultraschallfeld angeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mindestens einen leistungsfähigen Akkumulator enthalten, sodass der Betrieb der Vorrichtung beispielsweise bei einem Ortswechsel oder beim Fehlen einer Stromquelle weiter betrieben werden kann.
An mindestens einer weiteren Trennstelle ist der Akustophoresebereich, wie vorstehend beschrieben, mit mindestens einem die Aktinische Strahlung abschirmenden Luftaustrittsbereich wieder ablösbar verbunden. In diesem mindestens einen Luftaustrittsbereich werden vorzugsweise die gleichen luftdurchlässigen UVC-Abschirmungen wie in den mindestens einen Ansaugbereich für die kontaminierte Luft verwendet.
An mindestens einer weiteren Trennstelle ist der die aktinische Strahlung abschirmende Luftaustrittsbereich mit mindestens einem Luftauslassbereich für die attenuierte und/oder abgetötete Mikroorganismen, insbesondere pathogene Mikroorganismen, Viren und Virionen sowie chemische und/oder chemisch-physikalisch veränderte, deaktivierte Prionen, Allergene und Pseudoallergene enthaltende, mit aktinischer Strahlung bestrahlte und akustophoretisch behandelte Luft wieder ablösbar verbunden. Die in die Umgebung abgelassene behandelte Luft enthält im Allgemeinen keine Aerosole mehr, da diese bei der akustophoretischen Behandlung zerstört werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung gewissermaßen „auf den Kopf gestellt“. D. h., die kontaminierte Luft wird zuerst durch den vorstehend beschriebenen, mindestens einen Akustophoresebereich und dann durch den mindestens einen Bestrahlungsbereich geleitet und dann in die Raumluft abgelassen.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die kontaminierte Luft zuerst durch den mindestens einen Bestrahlungsbereich, anschließend durch den mindestens einen Akustophoresebereich und zuletzt erneut durch mindestens einen Bestrahlungsbereich geleitet und dann in die Raumluft abgelassen.
Bei einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die kontaminierte Luft zuerst durch den mindestens einen Bestrahlungsbereich, anschließend durch den mindestens einen Akustophoresebereich, dann erneut durch mindestens einen Bestrahlungsbereich und abschließend durch mindestens einen weiteren Akustophoresebereich geleitet und dann in die die Raumluft abgelassen.
Bei einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die kontaminierte Luft zuerst durch mindestens einen Akustophoresebereich, anschließend durch mindestens einen Bestrahlungsbereich, dann wieder durch mindestens einen Akustophoresebereich und abschließend durch mindestens einen weiteren Bestrahlungsbereich geleitet und dann in die Raumluft abgelassen.
Bei Bedarf können dem mindestens einen Luftaustrittsbereich mindestens eine Vorrichtung zur Filtration, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus nicht und/oder mit bioziden beschichteten EPA-, HEPA-, ULPA-, Medium- und Aktivkohlefiltern, nachgeschaltet sein.
Die bioziden Beschichtungen können die in dem “Helpdesk - Genehmigte Wirkstoffe - Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin”: !-Wirkstoffe-0.html#PT9 aufgelisteten Biozide enthalten. Die
„List N: Products with Emerging Viral Pathogens AND Human Coronavirus Claims for Use against SARS-CoV-2, Date Accessed: 05/31/2020 of the EPA lists, US Govt.“ führt zahlreiche organische und anorganische aktive Verbindungen wie HOCI, Peroxoessigsäure, quaternäres Ammonium, Kaliumperoxomonosulfat, Chlordioxid, Wasserstoffperoxid, Zitronensäure, Milchsäure, Dichlorisocyanurat, Natriumhypochlorit oder Ethanol auf, die sofern sie immobilisiert und/ oder im Sinne von Siow Release gebunden werden können, verwendet werden können. Des Weiteren kommen die bekannten ionischen Flüssigkeiten in Betracht, da sie praktisch keinen Dampfdruck haben. Prinzipiell sind ionische Flüssigkeiten Salzschmelzen mit niedrigem Schmelzpunkt. Man rechnet nicht nur die bei der Umgebungstemperatur flüssigen, sondern auch alle Salzverbindungen dazu, die vorzugsweise unter 150°C, bevorzugt unter 130°C und insbesondere unter 100°C schmelzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen anorganischen Salzen wie Kochsalz (Schmelzpunkt 808°C) sind bei ionischen Flüssigkeiten durch Ladungsdelokalisierung Gitterenergie und Symmetrie verringert, was zur Erstarrungspunkten bis zu -80°C und darunter führen kann. Aufgrund der zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten von Anionen und Kationen lassen sich ionische Flüssigkeiten mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften herstellen (vgl. a. Römpp Online 2020, »ionische Flüssigkeiten«), Als organische Kationen kommen alle Kationen in Betracht, wie sie üblicherweise in ionischen Flüssigkeiten verwendet werden. Vorzugsweise handelt es sich um nicht cyclische oder heterocyclische Oniumverbindungen. Bevorzugt werden nicht cyclische und heterocyclische Oniumverbindungen aus der Gruppe, bestehend aus quartären Ammonium-, Oxonium-, Sulfonium- und Phosphonium-Kationen sowie aus Uronium-, Thiouronium- und Guanidinium-Kationen, bei denen die einfach positive Ladung über mehrere Heteroatome delokalisiert ist, verwendet. Besonders bevorzugt werden quartäre Ammonium- Kationen und ganz besonders bevorzugt heterocyclische quartäre Ammonium-Kationen verwendet.
Nicht zuletzt kommen auch die in der internationalen Patentanmeldung WO 2016/116259 A1 ausführlich im Detail auf Seite 13, Zeile 15, bis Seite 32, Zeile 27, beschriebenen bioziden Polyoxometallate POM in Betracht.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Verfahrensschritte: (A) Ansaugen von Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen enthaltender Luft und/oder Aerosole mit Mikroorganismen, insbesondere von pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen enthaltender Luft durch die mindestens eine Ansaugöffnung mindestens eines die Aktinische Strahlung abschirmenden, luftdurchlässigen Ansaugbereichs,
(B) Förderung der Luft durch mindestens einen Luftförderbereich mithilfe mindestens eines axialen Rotors mit Drehzahlregelung oder mindestens eines regelbaren Gebläses in mindestens einen Bestrahlungsbereich,
(C) Attenuieren und/oder Abtöten und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemische Veränderung der in der Luft enthaltenen Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen durch Bestrahlen der Luft in dem mindestens einen Bestrahlungsbereich mit der aktinischen Strahlung mindestens einer Strahlungsquelle,
(D) Eintritt der resultierenden mit aktinischen Strahlung behandelten Luft durch mindestens eine Öffnung in mindestens einen Akustophoresebereich mit mindestens einer Akustophoresevorrichtung,
(E) Erzeugen mindestens eines regelbaren, stationären, akustischen Ultraschallfelds in der mindestens einen Akustophoresevorrichtung zur akustophoretischen Behandlung der durchströmenden Luft,
(F) akustophoretische Behandlung der in der durchströmenden Luft enthaltenen Aerosole, attenuierten und/oder abgetöteten und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderten Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte in dem regelbaren, stationären, akustischen Ultraschallfeld zur Erzeugung von akustophoretisch behandelter Luft,
(G) Ausleiten der akustophoretisch behandelten Luft aus mindestens einem Luftauslass der mindestens einen Akustophoresevorrichtung durch mindestens einen die aktinische Strahlung abschirmenden Luftaustrittsbereich und (H) Ausleiten der mit aktinischer Strahlung und akustophoretisch behandelten Luft aus dem mindestens einem Luftauslassbereich direkt in die Umgebung oder über mindestens eine nachgeschaltete Vorrichtung zur Filtration.
Wie vorstehend bereits erwähnt, wird bevorzugt blaues Licht und/oder UVC-Strahlung, insbesondere aber UVC-Strahlung, als aktinische Strahlung verwendet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich hervorragend für die erfindungsgemäße Verwendung. Insbesondere eignen sie sich für die Attenuierung und/oder Abtötung und/oder der chemischen und/oder physikalisch-chemischen Veränderung von freien und/oder in und/oder an Aerosole gebundenen Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte in der Luft vor allem in Wohnräumen, Krankenzimmern, Operationssälen, Behandlungsräumen in Arztpraxen und physiotherapeutischen Einrichtungen, Laboratorien aller Art, Gaststätten, Restaurants, Bistros, Hotelzimmern, Klassenzimmern, Unterrichtsräumen, Fitnesscentern, Zügen, Autos, Bussen, Taxis, Wohnwagen, Wohnmobilen, Campingzelten, Flugzeugen, Schiffskabinen, Büros, Konferenzräumen, Versammlungsräumen, Theatern, Kinos, Schiffsterminals, Bahnhöfen, Flughafenterminals, Aufzügen, Werkstätten, Fabrikhallen, Treppenhäusern, Geschäften und Tierställen.
Von den in der Raumluft enthaltenen attenuierten und/oder abgetöteten Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren und Virionen sowie von deren Bruchstücken und Zerfallsprodukten geht keine Infektionsgefahr mehr aus. Durch die Behandlung der Prionen, Allergene und Pseudoallergene mit UVC und/oder Akustophorese sind ihre Übertragungswege blockiert. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird vermutet, dass die attenuierten und/oder abgetöteten Mikroorganismen, Viren und Virionen sowie deren Bruchstücke und Zerfallsprodukte offenbar eine Stärkung des Immunsystems bewirken. Die Prionen, Allergene und Pseudoallergene sind durch die erfindungsgemäße Behandlung soweit chemisch und/oder physikalisch-chemisch verändert, dass sie bei Menschen und Tieren keine Schäden mehr hervorrufen. Deshalb können die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren auch hervorragend in der Tierhaltung angewandt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren Die Figuren 1 und 2 dienen der Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Wirkungsweise. Sie sind deshalb auch nicht maßstäblich ausgeführt, sondern betonen ihre wesentlichen Merkmale. Sie sind auch nur als beispielhaft und nicht als einschränkend aufzufassen. Es zeigt
Figur 1 die seitliche Ansicht der trommelförmigen erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und
Figur 2 die Draufsicht auf den vertikalen Längsschnitt längs der Mittelachse der trommelförmigen erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
In den Figuren 1 und 2 haben die Bezugszeichen die folgende Bedeutung:
1 Trommelförmige erfindungsgemäße Vorrichtung 1
2 Rohrförmiger Ansaugbereich
2.1 Umlaufende Trennstelle zwischen den Standfüßen 2.4 und der die UVC-Strahlung abschirmenden, luftdurchlässigen Gitteranordnung 2.5
2.2 Angesaugte kontaminierte Luft
2.3 Ansaugöffnung mit kreisförmigem Umfang
2.4 Standfuss
2.5 UVC-abschirmende, luftdurchlässige Gitteranordnung
3 Rohrförmiger Luftförderbereich
3.1 Umlaufende Trennstelle zwischen dem Luftförderbereich 3 und dem Ansaugbereich 2
3.2 Halterung des horizontal gelagerten axialen Rotors oder des Gebläses V
4 Rohrförmiger UVC-Bereich
4.1 UVC-Lichtquelle
4.2 Wendel
4.3 Vertikale Trägerstange
4.4 Planer horizontaler Metallring mit umlaufendem Luftdurchlass zwischen der äußeren Kante und der Innenwand des rohrförmigen UVC-Bereichs 4
4.5 Planer, an die Innenwand des rohrförmigen UVC-Bereichs 4 bündig anschließender, horizontaler Metallring
4.6 Umlaufende Trennstelle zwischen dem rohrförmigen UVC-Bereich 4 und dem rohrförmigen Luftförderbereich 3
4.7 Geführter Luftstrom
4.8 Erster abgewinkelter Luftleitring
4.9 Lösbare Verankerung der vertikalen Trägerstange 4.3 an der Halterung 3.2 4.10 Zweiter abgewinkelter Luftleitring
4.11 Zwischen die horizontalen Metallringe 4.4 und 4.5 eingestrahlte UVC-Licht
5 Rohrförmiger Stromversorgungsbereich
5.1 Halterung und Stromversorgung für die UVC-Lichtquelle 4.1
5.2 Ringförmige Halterung der Stromversorgung 5.1 mit Stromleitung und Luftdurchlässen 6.5
5.3 Umlaufende Trennstelle zwischen dem rohrförmigen UVC-Bereich 4 und dem rohrförmigen Stromversorgungsbereich
6 Rohrförmiger Akustophoresebereich
6.1 Ultraschallemitter, Reflektor
6.2 Wellenbauch einer stehenden Ultraschallwelle
6.3 Wellenknoten einer stehenden Ultraschallwelle
6.4 Luftauslass aus der rohrförmigen Akustophoresevorrichtung 6.6
6.5 Öffnung für den Eintritt der UVC-behandelten Luft 6.5.1 in die rohrförmige Akustophoresevorrichtung 6.6
6.5.1 Mit UVC-Strahlung bestrahlte Luft
6.6 Rohrförmige Akustophoresevorrichtung
6.6.1 Wandloser Strömungsbereich
6.6.2 Strömungsrohr
6.6.3 Geschlossene Wand
6.6.4 Strömungskanal
6.7 Umlaufende Trennstelle zwischen dem Akustophoresebereich 6 und dem UVC- Bereich 5.
6.8 Umlaufende, plane, horizontale Abschirmung für die Elektronik E
7 Rohrförmiger Luftaustrittsbereich
7.1 UVC-abschirmende, luftdurchlässige Gitteranordnung
7.2 Umlaufende Trennstelle zwischen dem Akustophoresebereich 6 und dem
Luftaustrittsbereich 7
8 Planer, horizontaler Luftauslassbereich
8.1 Horizontaler Luftauslass
8.2 Behandelte Luft mit attenuierten und/oder abgetöteten Mikroorganismen, Viren und Virionen 8.2.1
8.2.1 Attenuierte und/oder abgetötete Mikroorganismen, Viren und Virionen
8.3 Horizontale, scheibenförmige Abdeckung des horizontalen Luftauslasses 8.1
8.4 Horizontale Luftlenkscheibe
8.5 Horizontale Oberfläche der scheibenförmigen Abdeckung 8.3 8.6 Durch die UVC-abschirmende, luftdurchlässige Gitteranordnung 7.1 ausströmende Luft
8.7 Umlaufende horizontale Trennstelle zwischen dem Akustophoresebereich 6 und dem rohrförmigen Austrittsbereich 7
9 Vertikale Außenwand der trommelförmigen erfindungsgemäßen Vorrichtung 1
B Standfläche
E Elektronik
F Flügel des horizontalen axialen Rotors V
M Elektromotor mit Drehzahlregelung
V Axialer Rotor
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 und 2
Die trommelförmige erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wies eine vertikale Höhe von 1000 mm und einen horizontalen Durchmesser von 200 mm auf. Die Wandstärke der Außenwand 9 aus eloxiertem Aluminium betrug 5 mm. Ihre Außenseite war mit einem cremefarbenen Decklack beschichtet. Die Außenwand 9 setzte sich aus den Außenwänden der vier symmetrisch angeordneten, 20 mm hohen, kreissegmentförmigen Standfüßen 2.4, zwischen denen die mit Mikroorganismen, Viren und Virionen enthaltenden Aerosolen kontaminierte Luft zu der kreisförmigen horizontalen Ansaugöffnung 2.3 mit kreisförmigem Umfang gesaugt wurde, des 40 mm hohen, rohrförmigen Ansaugbereichs 2.1 , des 100 mm hohen, rohrförmigen Luftförderbereichs 3, dem 370 mm hohen, rohrförmigen UVC-Bereich 4, des 80 mm hohen, rohrförmigen Stromversorgungsbereichs 5, des 300 mm hohen, rohrförmigen Akustophoresebereichs 6, des 40 mm hohen, rohrförmigen Luftaustrittsbereichs 7 und des 30 mm hohen Luftauslassbereichs 8 zusammen. Die kreissegmentförmigen Standfüße 2.4 waren Steckverbindungen mit der unteren Kante der rohrförmigen Wand des Ansaugbereichs 2 verbunden. Die Wände der rohrförmigen Bereiche 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 waren an den Trennstellen 3.1 ; 4.8; 5.3; 6.7; 7.2; 8.7 mit flachen Bajonettverbindungen verbunden. Dies Bajonettverbindungen konnten zur Wartung und Reparatur der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wieder leicht durch Drehen voneinander gelöst werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wies an den erforderlichen und geeigneten Stellen einen Anschluss für den Betriebsstrom und für das Aufladen eines Akkumulators, LED- Funktionsanzeigen, Regler für die Elektronik E, für die Strahlungsintensität der UVC- Lichtquelle 4.1 , den Antrieb und die Drehzahlregelung des axialen Rotors M und die Intensität der stehenden akustischen Ultraschallfelder in den Akustophoresevorrichtungen 6.6 sowie die erforderlichen elektrischen Leitungen auf. Der Übersichtlichkeit halber wurden diese Bauteile nicht dargestellt.
Die kontaminierte Luft 2.2 wurde durch eine Ansaugöffnung 2.3 und durch eine mehrschichtige, UVC-abschirmende, luftdurchlässige Gitteranordnung 2.5 im Ansaugbereich 2 gesaugt. Die Gitteranordnung 2.5 bestand aus sieben parallel übereinanderliegenden Lochblechen aus eloxiertem Aluminium, deren Luftdurchlässe gestaffelt angeordnet waren.
Für die Förderung der angesaugten kontaminierten Luft 2.2 aus dem Ansaugbereich 2 in die weiteren Bereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wurde als axialer Rotor (V; M; F) das EC-Radialmodul - RadiCal® von ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG verwendet.
Als UVC-Lichtquelle 4.1 wurde eine Philips TUV PL-L 24W 4P 2G11 Entkeimung mit zwei Wendeln 4.2 und den folgenden Kenndaten verwendet:
Elektrische Kenndaten
Lampenleistung: 24 W
Spannung: 87 V
UV bedingte Merkmale
UV-C Strahlung: 7,1 Watt
Länge Basis zu Basis: 290 mm
Einbaulänge: 315 mm
Gesamtlänge C: 320 (max) mm
Durchmesser D: 39 (max) mm verwendet.
Unterhalb der UVC-Lichtquelle 4 war ein erster umlaufende abgewinkelter Luftleitring 4.8 aus eloxiertem Aluminiumblech angeordnet. Er verlief schräg nach oben und ging in einen umlaufenden horizontalen Ring über, der 5 mm von der Innenwand endete. Darüber war ein weiterer umlaufender, planer, horizontaler Aluminiumring der Innenwand des UVC-Bereichs 4 befestigt, der 10 mm von der Schräge des zweiten abgewinkelten Luftleitrings 4.10 endete. Der Abstand der Außenkanten des umlaufenden, horizontalen Rings des abgewinkelten Luftleitrings 4.10 von der Innenwand des UVC-Bereichs 4 betrug ebenfalls 5 mm. Diese Anordnung war an vier symmetrisch angeordneten, vertikalen Trägerstangen 4.3 aus 3 mm durchmessenden Aluminiumröhren befestigt. Die Trägerstange selbst waren in passende Vertiefungen in der Halterung des horizontal gelagerten axialen Rotors V eingesteckt. An ihren anderen Enden waren sie an der ringförmigen Halterung 5.2 der Stromversorgung 5.1 für die UVC-Lichtquelle 4.1 befestigt.
Auf der Länge des Strahlers der die UVC-Lichtquelle 4.1 waren an den vier parallel verlaufenden Trägerstangen 4.3
(i) einem planen, bis 2 mm an die Außenseite der UVC-Lichtquelle 4.1 reichenden Aluminiumring 4.4 mit jeweils einem umlaufenden Luftdurchlass einer lichten Weite von 5 mm zwischen der äußeren Kante und der Innenwand des UVC-Bereichs 4 und aus
(ii) einem planen, an die Innenwand des UVC-Bereichs 4 bündig anschließenden, horizontalen, bis 2 mm an die Außenseite der UVC-Lichtquelle 4.1 reichenden Aluminiumring 4.5 befestigt. Aufgrund dieser Anordnung wurde der Weg und damit die Verweildauer des geführten Luftstroms 4.7 durch den UVC-Bereich 4 signifikant verlängert, weswegen die kontaminierte Luft 2.2 sehr viel länger der UVC-Strahlung ausgesetzt war als bei einem laminaren Vorbeiströmen an der UVC-Lichtquelle 4.1 (vgl. Figur 2: 4.11 ; hv).
Die mit UVC-Strahlung bestrahlte Luft 6.5.1 trat durch zwei Eintrittsöffnungen 6.5 mit kreisförmigem Umfang in der Halterung und Stromversorgung 5.1 in die beiden parallel zueinander angeordneten, rohrförmigen Akustophoresevorrichtungen 6.6 im Akustophoresebereich 6 ein. Die beiden Akustophoresevorrichtung 6.6 hatten eine Länge von 300 cm. Die Stärke ihrer geschlossenen Wände 6.3 betrug 9 mm, der Innendurchmesser des Strömungsrohrs 6.6.2 lag bei 72 mm. In den Wänden 6.3 waren jeweils acht Anordnungen aus jeweils vier kreuzförmig einander gegenüberliegender Ultraschallemitter-Empfänger 6.1 übereinander in einem Abstand von 20 mm angeordnet, sodass die beiden stehenden Ultraschallwellen (6.2; 6.3) jeweils einen gemeinsamen Wellenknoten 6.3 hatten. Als Ultraschallelemitter-Empfänger 6.1 wurde säulenförmigen Piezo-Ultraschallsender vom Typ MCUST14A40S0RS eines Durchmessers von 14 mm und einer Höhe von 9 mm, einer zentralen Frequenz von 40 kHz und eines Leistungspegels von 90 dB. Sie waren mit einem Polydimethylsiloxan-Kleber in die entsprechenden Öffnungen in den Wänden 6.3 eingeklebt. Ihre elektrischen Anschlüsse wiesen nach außen und waren mit der Elektronik E verbunden. Alle Piezo-Ultraschallsender 6.1 waren so in die die geschlossenen Wände 6.6.3 eingeklebt, dass sie mit ihren Innenseiten zu planar wie möglich abschlossen, sodass sich keine unerwünschten Verwirbelungen im Bereich des Totvolumens nahe der Innenwand der Strömungskanäle 6.6.4 bildeten. Die Wände 6.6.3 bestanden aus dem sterilisierbaren Hochleistungskunststoff Polyethersulfon PES, der als UV- Lichtschutzmittel Hindered Amine Light Stabilizers HALS enthielt.
In einer zweiten Ausführungsform wurden wandlose Strömungsbereiche 6.6.1 verwendet, wobei die Piezo-Ultraschallsender 6.1 wie vorstehend beschrieben angeordnet waren. Sie waren durch isolierte Metalldrähte und Halterungen miteinander verbunden. Da sich die mit UVC Strahlung bestrahlten Aerosole, Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte ohnehin zu den Wellenknoten 6.3 wanderten, ergab sich kein Unterschied in der Betriebsweise und der Wirkung der beiden Ausführungsform. Ein Vorteil der zweiten Ausführungsform war, dass keine UV-Lichtschutzmittel verwendet werden mussten.
Bei beiden Ausführungsformen des Akustophoresebereichs 6 sammelten sich in Betrieb durch den Schalldruck in dem stationären Ultraschallfeld die mit UVC-Strahlung bestrahlten Aerosole, Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte in und um die Wellenknoten 6.3 an und wurde dort durch den Schalldruck gewissermaßen zermahlen, d. h., sie aggregierten oder agglomerierten, sie wurden zerrissen oder zerrieben und/oder weiter zersetzt, sodass höchstens attenuierte und/oder abgetötete und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderte Mikroorganismen, insbesondere pathogene Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallerge und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte übrig blieben. Diese wurden mit der Luft durch die Luftauslässe 6.4 ausgetragen, wonach die ausströmende Luft 8.6 durch die UVC- abschirmende, luftdurchlässige Gitteranordnung 7.1 , die den gleichen Aufbau wie die Gitteranordnung 2.5 aufwies, durch die horizontale Luftlenkscheibe 8.4 durch den von der horizontalen, scheibenförmigen Abdeckung 8.3 begrenzten horizontalen Luftauslass 8.1 in den Raum abgelassen wurde. Die in den Raum abgelassene Luft 8.2 enthielt die attenuierten und/oder abgetöteten und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderten Mikroorganismen, insbesondere pathogene Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallerge und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte 8.2.1 , von denen keine Infektionsgefahr mehr ausging. Im Gegenteil haben Versuche mit Tieren wie Schweinen, die anfällig für Infektionen sind, ergeben, dass die resultierende Raumluft die Widerstandskraft der Tiere gegen Infektionen stärkte. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird vermutet, dass die attenuierte und/oder abgetötete und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderte Mikroorganismen, insbesondere pathogene Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallerge und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte 8.2.1 offenbar eine Stärkung des Immunsystems bewirkten.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalisch chemischen Veränderung von Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte mit der Vorrichtung 1 in folgender Weise durchgeführt:
(A) Ansaugen von Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte enthaltender Luft 2.2 und/oder Aerosole mit Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte enthaltender Luft (2.2) durch die mindestens eine Ansaugöffnung 2.3 eines die UVC-Strahlung abschirmenden, luftdurchlässigen Ansaugbereich 2,
(B) Förderung der Luft 2.2 durch mindestens einem Luftförderbereich 3 mithilfe mindestens eines axialen Rotors V mit Drehzahlregelung oder mindestens eines regelbaren Gebläses in mindestens einen Bestrahlungsbereich 4,
(C) zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischer und/oder physikalischchemischer Veränderung der in der Luft 2.2 enthaltenen Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte durch Bestrahlen der Luft 2.2 in dem mindestens einen Bestrahlungsbereich 4 mit der aktinischen
Strahlung mindestens einer UVC-Lichtquelle 4.1 ,
(D) Eintritt der resultierenden mit aktinischer Strahlung behandelten Luft 6.5.1 durch mindestens eine Öffnung 6.5 in mindestens einen Akustophoresebereich 6 mit mindestens einer Akustophoresevorrichtung 6.6,
(E) Erzeugen mindestens eines regelbaren, stationären, akustischen Ultraschallfelds in der mindestens einen Akustophoresevorrichtung 6.6 zur akustophoretischen Behandlung der durchströmenden Luft 6.5.1 ,
(F) akustophoretische Behandlung der in der durchströmenden Luft 6.5.1 enthaltenen Aerosole, attenuierten und/oder abgetöteten und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderten Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte 8.2.1 in dem stationären akustischen Ultraschallfeld zur Erzeugung von akustophoretisch behandelter Luft 8.6,
(G) Ausleiten der akustophoretisch behandelten Luft 8.6 aus mindestens einem Luftauslass 6.4 der mindestens einen Akustophoresevorrichtung 6.6 durch mindestens einen Aktinische Strahlung abschirmenden Luftaustrittsbereich 7 und
(H) Ausleiten der mit Aktinische Strahlung und akustophoretisch behandelten Luft 8.2; 8.2.1 aus mindestens einem Luftauslassbereich 8 direkt in die Umgebung oder über mindestens eine nachgeschaltete Vorrichtung zur Filtration.

Claims

Patentansprüche Gegen die Emission von aktinischer Strahlung abgeschirmte Vorrichtung (1) zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalischchemischen Veränderung von Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege, zumindest umfassend
- mindestens einen die aktinische Strahlung abschirmenden Ansaugbereich (2) mit mindestens einer Ansaugöffnung (2.3) für die angesaugte, kontaminierte Luft (2.2),
- mindestens einen beheizbaren und/oder kühlbaren Luftförderbereich (3), der mit dem Ansaugbereich (2) an der umlaufenden Trennstelle (3.1) wieder ablösbar verbunden ist, und mindestens eine Halterung (3.2) für mindestens einen mit einem Elektromotor (M) mit Drehzahlregelung angetriebenen axialen Rotor (V) mit mindestens zwei Rotorflügel (F) oder mindestens ein regelbares Gebläse umfasst,
- mindestens einen Bestrahlungsbereich (4) mit mindestens einer UVC- Lichtquelle (4.1), wobei der mindestens eine Bestrahlungsbereich (4) mit dem mindestens einen Luftförderbereich (3) an der umlaufenden Trennstelle (4.8) wieder ablösbar verbunden ist,
- mindestens einen Stromversorgungsbereich (5) mit mindestens einer umlaufenden, planen Halterung (5.2) mit Stromleitungen für die Stromversorgung (5.1) der Quelle (4.1) der aktinischen Strahlung und mit Öffnungen (6.5) für den Eintritt der bestrahlten Luft (6.5.1) in mindestens einen Akustophoresebereich (6), wobei der mindestens eine Stromversorgungsbereich (5) mit dem mindestens einen Bestrahlungsbereich (4) an der umlaufenden Trennstelle (5.3) wieder ablösbar verbunden ist,
- mindestens einen Akustophoresebereich (6), der mit dem Stromversorgungsbereich (5) an der umlaufenden Trennstelle (6.7) wieder ablösbar verbunden ist und zur Erzeugung mindestens eines regelbaren,
37 stationären, akustischen Ultraschallfelds mindestens eine Akustophoresevorrichtung (6.6) mit
- mindestens einem wandlosen Strömungsbereich (6.6.1) und/oder mit mindestens einem Strömungsrohr (6.6.
2) mit einer geschlossenen Wand (6.6.
3), die mindestens einen Strömungskanal (6.6.
4) umschließt, für den Durchfluss der mit aktinischer Strahlung behandelten Luft
(6.
5.1), wobei
- der mindestens eine wandlose Strömungsbereich (6.6.1) von mindestens zwei Paaren einander zugeordneter und einander gegenüberliegender Ultraschallemitter (6.1) oder Ultraschallemitter- Empfänger (6.1) und/oder von mindestens zwei Paaren aus jeweils einem Ultraschallemitter (6.1) oder Ultraschallemitter-Empfänger (6.1) von Ultraschallwellen (6.2; 6.3) und jeweils einem ihm zugeordneten und gegenüberliegenden Reflektor (6.1) von Ultraschallwellen (6.2; 6.3) umgeben ist und/oder worin mindestens zwei Ultraschallemitter (6.1) oder Ultraschallemitter-Empfänger (6.1), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus stehenden, modulierten und unmodulierten Longitudinalwellen und Transversalwellen und ihren Oberschwingungen, mittig in dem mindestens einen wandlosen Strömungsbereich (6.6.1) angeordnet sind, und wobei
- das mindestens eine Strömungsrohr (6.6.2) eine geschlossene Wand (6.6.3) hat, die auf ihrer Außenseite und/oder ihrer Innenseite und/oder in der jeweiligen geschlossenen Wand (6.6.3) selbst mindestens zwei Paare einander zugeordneter und einander gegenüberliegender Ultraschallemitter (6.1) oder Ultraschallemitter-Empfänger (6.1) und/oder mindestens zwei Paare aus jeweils einem Ultraschallemitter
(6.1) oder Ultraschallemitter-Empfänger (6.1) und jeweils einem ihm zugeordneten und gegenüberliegenden Reflektor (6.1) aufweist, wobei
- die jeweiligen mindestens zwei Paare in Durchflussrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind oder derart angeordnet sind, dass sich die gedachten Verbindungslinien zwischen den jeweiligen mindestens zwei Paaren unter einem Winkel von 90° kreuzen und/oder wobei
38 - mindestens zwei Ultraschallemitter (6.1) oder Ultraschallemitter- Empfänger (6.1) von Ultraschallwellen (6.2; 6.3), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus stehenden, modulierten und unmodulierten Longitudinalwellen und Transversalwellen und ihren Oberschwingungen, mittig in dem mindestens einen Strömungsrohr (6.6.2) angeordnet sind, sowie
- mindestens einen Luftauslass (6.4) zur Ausleitung der akustophoretisch behandelten Luft (8.
6), umfasst,
- mindestens eine durch eine umlaufende, plane, Abschirmung (6.8) geschützte Elektronik (E) zur Erzeugung, Überwachung und Stabilisierung mindestens einer Rückkoppelungsschleife zur Einstellung und Stabilisierung des stationären akustischen Ultraschallfelds,
- mindestens einen die aktinische Strahlung abschirmenden Luftaustrittsbereich (7), der mit dem mindestens einen Akustophoresebereich (6) an der umlaufenden Trennstelle (7.2) wieder ablösbar verbunden ist, sowie
- mindestens einen mit dem Luftaustrittsbereich (7) an der umlaufenden Trennstelle (8.7) wieder ablösbar verbundenen Luftauslassbereich (8) für die attenuierten und/oder abgetöteten und/oder chemisch und/oder physikalischchemisch veränderten Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallerge und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte (8.2.1) enthaltende, behandelte Luft (8.2); wobei alternativ die Vorrichtung (1) - in Strömungsrichtung der kontaminierten Luft (2.2) gesehen - zuerst den mindestens einen Akustophoresebereich (6) und dann den mindestens einen Bestrahlungsbereich (4) oder zuerst den mindestens einen Bestrahlungsbereich (4), anschließend den mindestens einen Akustophoresebereich (6) und zuletzt mindestens einen weiteren Bestrahlungsbereich oder zuerst den mindestens einen Bestrahlungsbereich (4), anschließend den mindestens einen Akustophoresebereich (6), dann mindestens einen weiteren Bestrahlungsbereich (4) und abschließend mindestens einen weiteren Akustophoresebereich (6) oder zuerst mindestens einen Akustophoresebereich (6), anschließend mindestens einen Bestrahlungsbereich (4), dann mindestens einen weiteren Akustophoresebereich (6) und abschließend mindestens einen weiteren Bestrahlungsbereich (4) aufweist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aktinische Strahlung blaues Licht und/oder UVC-Strahlung ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
(i) dass sie vertikal, schräg oder horizontal im Raum angeordnet ist und/oder dass
(ii) ihre Außenwand (9) einen kreisförmigen, ovalen, elliptischen, viereckigen, fünfeckigen, sechseckigen oder achteckigen Umriss hat und/oder dass
(iii) sie aus Materialien, die gegenüber aktinischer Strahlung stabil und/oder stabilisiert sind, aufgebaut ist. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bestrahlungsbereich (4) mindestens drei zu der mindestens einen Strahlungsquelle (4.1) parallel verlaufende Trägerstangen (4.3) für jeweils mindestens zwei Paare parallel übereinanderliegender (i) planer, bis nahe an die Außenseite der mindestens einen Strahlungsquelle (4.1) reichender Metallringe (4.4) mit jeweils einem umlaufenden Luftdurchlass zwischen der äußeren Kante und der Innenwand des Bestrahlungsbereichs (4) und (ii) planer, an die Innenwand des Bestrahlungsbereichs (4) bündig anschließender, horizontaler, bis nahe an die Außenseite der mindestens einen Strahlungsquelle (4.1) reichender Metallringe (4.5) aufweist, wobei die mindestens drei parallelen Trägerstangen (4.3) an oder in der mindestens einen Halterung (3.2) verankert sind. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ansaugbereich (2) und der mindestens eine Luftaustrittsbereich (7) jeweils mindestens eine luftdurchlässige UVC-Abschirmung (2.5; 7.1) aufweist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdurchlässigen UVC-Abschirmungen (2.5; 7.1) aus der Gruppe, bestehend aus mindestens zwei parallel übereinanderliegenden Gittern, Lochblechen, Lochblenden und Lamellenanordnungen aus Metallen, metallbeschichteten Kunststoffen und Fensterglas, deren Luftdurchlässe gestaffelt angeordnet sind, makroporösen Kohleschwämmen, makroporösen Glasfritten und Platten mit vertikal ausgerichteten, parallel zueinander angeordneten, zickzackförmigen Kanälen, ausgewählt sind.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen (6.2; 6.3) eine Frequenz von 1 kHz bis 800 MHz haben und das stationäre akustische Ultraschallfeld einen Energieeintrag von 0,25 W bis 1 kW bei einem Leistungspegel von 40 bis 250 dB hat.
8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallemitter (6.1) aus der Gruppe, bestehend aus Lautsprechern, vibrierenden Membranen, piezoelektrischen Lautsprechern, Schallwandlern, virtuellen Schallquellen, Tauchspulen, magnetostatischen Lautsprechern, Bändchen-, Folien- und Jet-Hochtönern, Horntreibern, Biegewellenwandlern, Plasmalautsprechern, elektromagnetischen Lautsprechern, Excitern, Ultraschallwandlern und Phantomschallquellen.
9. Vorrichtung (1) nach einem Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass (i) die Ultraschallemitter (6.1) und die Ultraschallemitter-Empfänger (6.1) von ihren Halterungen schallentkoppelt und vibrationsentkoppelt sind und/oder (ii) die Reflektoren (6.1) aus der Gruppe, bestehend aus ebenen, konkaven und konvexen Schallreflektoren, ausgewählt sind.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trennstellen (2.1 ; 3.1 ; 4.8; 5.3; 6.7; 7.1 ; 8.7) die Bereiche (2; 3; 4; 5; 6; 7; 8) durch Bajonettverbindungen, Schraubverbindungen, Flanschverbindungen und/oder Steckverbindungen zusammengefügt sind.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 110, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Luftaustrittsbereich (8) mindestens eine Vorrichtung zur Filtration, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus nicht und/oder mit Bioziden beschichteten EPA-, HEPA-, ULPA-, Medium- und Aktivkohlefiltern, nachgeschaltet ist
12. Verfahren zur Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemischen und/oder physikalisch chemischen Veränderung von Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte und/oder zur Blockierung ihrer Übertragungswege, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
(A) Ansaugen von Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte enthaltender Luft (2.2) und/oder Aerosole mit Mikroorganismen, insbesondere pathogenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte enthaltender Luft (2.2) durch die mindestens eine Ansaugöffnung (2.3) eines die UVC-Strahlung abschirmenden, luftdurchlässigen Ansaugbereich (2),
(B) Förderung der Luft (2.2) durch mindestens einen beheizbaren und/oder kühlbaren Luftförderbereich (3) mithilfe mindestens eines axialen Rotors (V) mit Drehzahlregelung oder mindestens eines regelbaren Gebläses (V) in mindestens einen Bestrahlungsbereich (4),
(C) Attenuierung und/oder Abtötung und/oder chemische und/oder physikalischchemischer Veränderung der in der Luft 2.2 enthaltenen Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte durch Bestrahlen der Luft (2.2) in dem mindestens einen Bestrahlungsbereich 4 mit aktinischer Strahlung aus mindestens einer Quelle (4.1),
(D) Eintritt der resultierenden mit aktinischer Strahlung behandelten Luft (6.5.1) durch mindestens eine Öffnung (6.5) in mindestens einen Akustophoresebereich (6) mit mindestens einer Akustophoresevorrichtung (6.6),
(E) Erzeugen mindestens eines regelbaren, stationären, akustischen Ultraschallfelds in der mindestens einen Akustophoresevorrichtung (6.6) zur akustophoretischen Behandlung der durchströmenden Luft (6.5.1),
(F) akustophoretische Behandlung der in der durchströmenden Luft (6.5.1) enthaltenen Aerosole, attenuierten und/oder abgetöteten und/oder chemisch und/oder physikalisch-chemisch veränderten Mikroorganismen, Viren, Virionen,
42 Prionen, Allergene und Pseudoallergene und/oder deren Reste und/oder Zerfallsprodukte (8.2.1) in dem regelbaren stationären akustischen Ultraschallfeld zur Erzeugung von akustophoretisch behandelter Luft (8.6),
(G) Ausleiten der akustophoretisch behandelten Luft (8.6) aus mindestens einem Luftauslass (6.4) der mindestens einen Akustophoresevorrichtung (6.6) durch mindestens einen die aktinische Strahlung abschirmenden Luftaustrittsbereich (7) und
(H) Ausleiten der mit aktinischer Strahlung und akustophoretisch behandelten Luft (8.2; 8.2.1) aus mindestens einem Luftauslassbereich (8) direkt in die Umgebung oder über mindestens eine nachgeschaltete Vorrichtung zur Filtration.
13. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldruck in den Verfahrensschritten (E; F) so eingestellt wird, dass Partikel und/oder Bruchstücke von Mikroorganismen, Viren, Virionen, Prionen, Allergenen und Pseudoallergenen mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 5 kDa bis 10 kDa resultieren.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass man hierfür mindestens eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet.
15. Verwendung der Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 für die Behandlung der Luft in Wohnräumen, Krankenzimmern, Operationssälen, Behandlungsräumen in Arztpraxen und physiotherapeutischen Einrichtungen, Laboratorien aller Art, Gaststätten, Restaurants, Bistros, Hotelzimmern, Klassenzimmern, Unterrichtsräumen, Fitnesscentern, Zügen, Autos, Bussen, Taxis, Wohnwagen, Wohnmobilen, Campingzelten, Flugzeugen, Schiffskabinen, Büros, Konferenzräumen, Versammlungsräumen, Theatern, Kinos, Schiffsterminals, Bahnhöfen, Flughafenterminals, Aufzügen, Werkstätten, Fabrikhallen, Treppenhäusern, Geschäften und Tierställen.
43
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