EP4347096A1 - Method and device for producing a liquid which contains a high concentration of very small bubbles - Google Patents

Method and device for producing a liquid which contains a high concentration of very small bubbles

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Publication number
EP4347096A1
EP4347096A1 EP22753595.2A EP22753595A EP4347096A1 EP 4347096 A1 EP4347096 A1 EP 4347096A1 EP 22753595 A EP22753595 A EP 22753595A EP 4347096 A1 EP4347096 A1 EP 4347096A1
Authority
EP
European Patent Office
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reservoir
liquid
gas
nanobubble generator
bubbles
Prior art date
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Pending
Application number
EP22753595.2A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Kristin HECHT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Original Assignee
Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
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Filing date
Publication date
Application filed by Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg filed Critical Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Publication of EP4347096A1 publication Critical patent/EP4347096A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/451—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by means for moving the materials to be mixed or the mixture
    • B01F25/4512—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by means for moving the materials to be mixed or the mixture with reciprocating pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/65—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms the materials to be mixed being directly submitted to a pulsating movement, e.g. by means of an oscillating piston or air column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/2132—Concentration, pH, pOH, p(ION) or oxygen-demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7174—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pistons, plungers or syringes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/71745—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pneumatic pressure, overpressure, gas or air pressure in a closed receptacle or circuit system

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a liquid containing a high concentration of tiny bubbles, in which a liquid is conducted from a first reservoir via a nanobubble generator into a second reservoir, and to a device for producing a liquid containing a high concentration of tiny bubbles this procedure.
  • Liquids containing the smallest bubbles are used in various areas, such as in medicine as ultrasound contrast media or in the food and beverage industry, especially for cleaning. For this it is necessary to generate these bubbles efficiently and in high concentration.
  • Bubbles can be generated hydrodynamically, acoustically, optically or by particle cavitation.
  • a hydrodynamic method is often used to generate the smallest bubbles, i.e. particularly small, fine or ultrafine bubbles, since it is comparatively inexpensive and effective.
  • This method is based on the fact that a moving liquid is supplied with a gas and a force is additionally exerted on the gas. This force can be based on a circulation - gas-water circulation - or on pressure - gas-water decompression.
  • One of these two methods is usually used to generate tiny bubbles, i.e. tiny gas cavities in the water to further improve the gas content. In this case, an increase in the content of dissolved gas in the liquid is usually achieved by supersaturation.
  • KR 101894870 B1 discloses a device that produces tiny bubbles by adding gas to the water in a dissolving tank.
  • a motor is used for the necessary circulation of the water.
  • Such a motor works with mechanical, moving parts and can thus disadvantageously lead to the entry of foreign particles.
  • KR 20200025081 A discloses a method for producing highly concentrated hydrogen water.
  • the water and the hydrogen gas are brought together using a mixing device and then fed into a tank. Inside the tank, the hydrogen gas is added to the water under high pressure. This high pressure is generated by a pump unit.
  • the water with the added hydrogen gas is then fed into another container and stored there. During the procedure, the temperature is 20-25 °C.
  • the disadvantage here is that the liquid heats up as a result of using the pump. When the liquid cools down again, gas that was already dissolved in the liquid in the form of fine bubbles is released from the liquid again. This consequently reduces the concentration of the bubbles again, which reduces the efficiency of the process.
  • a method for generating a high concentration of fine bubbles with a size of about 1 ⁇ m is described in EP 3241 604 A1.
  • a liquid that already has a certain concentration of fine bubbles is heated and evaporated by an additional reduction in pressure.
  • a high concentration of fine bubbles is obtained by means of a volume reduction.
  • heating the liquid disadvantageously reduces the amount of gas that can be physically dissolved in the liquid.
  • An alternative method is described in EP 3231 502 A1.
  • a filter is used, which is impermeable to some of the bubbles.
  • a high concentration can also be obtained thereby. It is also possible to combine these two methods as described in EP 2946829 A1.
  • the disadvantage is that filtration cannot be carried out for all sizes of the smallest bubbles, and additional energy must be expended in order to carry out the filtration.
  • US 2015/0343399 A1 discloses a nanobubble generator with a pressurized gas supply to a container. The gas is also fed into the headspace of the container and the liquid is recirculated until a specified concentration of nanobubbles is reached.
  • the use of an ultrasonic vibrator is proposed and high nanobubble concentrations are achieved.
  • the object of the invention is therefore to provide higher concentrations of the smallest bubbles in liquids, to increase the efficiency of the method and to improve the quality of the liquid containing the smallest bubbles.
  • the object is solved by an object with the features according to the independent patent claims. Further developments are specified in the dependent claims.
  • the object is achieved in particular by a method for producing a liquid containing a high concentration of the smallest bubbles, which comprises the following steps: a) Providing a liquid in a first closed reservoir. b) Conducting the liquid under pressure from the first reservoir into a nanobubble generator and further into a second reservoir, the smallest bubbles being produced in the liquid as it flows through the nanobubble generator. The liquid is passed through the first reservoir to the nanobubble generator and through tubular connections connecting the nanobubble generator to the second reservoir. c) directing the liquid from the second reservoir into the first reservoir.
  • the liquid is conducted through tubular connections, ie through tubular lines.
  • the force for moving the liquid is not provided by a pump, but the liquid is moved by a thrust force which is based on another fluid that is present or a moving thrust element, i.e. is provided by another fluid or a thrust element .
  • the thrust is based on a gas pressure difference in the reservoirs.
  • the pressure in the reservoir from which the liquid is derived - i.e. the first reservoir in step b and the second reservoir in step c) - must necessarily be higher than the pressure in the reservoir into which the liquid is directed - the second reservoir during step b) and the first reservoir during step c) -.
  • This pressure difference can be created in different ways. It is thus possible to generate the pressure difference through hydrostatic pressure, through gas pressure or through a reduction in the reservoir volume.
  • the pressure difference between the reservoirs is preferably more than 2 bar.
  • a first piston is arranged as a thrust element inside the first reservoir and a second piston is arranged as a thrust element inside the second reservoir.
  • the pistons are set up in such a way that the force for moving the liquid is based on a reduction in volume within the reservoir due to a movement of one of the pistons.
  • the thrust element is therefore designed as a piston which is set up to reduce the volume of one of the reservoirs.
  • a first piston is positioned within the first reservoir and can reduce the volume of the first reservoir.
  • a second piston is disposed within the second reservoir and can reduce the volume of the second reservoir. In this case, during step c), the liquid arranged within the second reservoir is pushed in the direction of the first reservoir.
  • the piston closes off the reservoir in such a way that no liquid can flow past it. There is therefore a sealing connection between the piston and the reservoir.
  • the reduction in volume provides the force which pushes the liquid from the first reservoir into the second reservoir and/or from the second reservoir into the first reservoir.
  • the reduction in volume within the reservoir is induced by a movement of one of the pistons.
  • the use of a piston to move the liquid can advantageously be carried out without having to introduce another fluid into one of the reservoirs. As a result, the method can be carried out in a closed device. Automation is so easy to implement.
  • the thrust force is preferably provided by a gas as an additional fluid.
  • the gas is arranged in the container, which acts as a compressed gas unit is trained.
  • the gas flows at a gas pressure from a compressed gas unit connected to the first reservoir and the second reservoir via tubular connections during step b) into the first reservoir and during step c) into the second reservoir, and the force for moving the liquid is provided by the gas pressure.
  • the gas flowing out of the compressed gas unit builds up a pressure which drives the liquid during steps b) and c).
  • the force to move the liquid through the nanobubble generator is thus provided by the gas pressure.
  • a compressed gas unit is any device that generates gas under increased pressure, in particular a gas compressor or any closed container that contains gas under increased pressure, for example a gas cylinder.
  • a nanobubble generator is understood to mean a device for generating extremely small bubbles in a liquid.
  • a gas is fed to the nanobubble generator via a gas inlet opening and a liquid is fed in at the same time via a liquid inlet opening.
  • a common inlet opening for the liquid and the gas can also be used, which then functions as a combined gas and liquid inlet opening.
  • the smallest bubbles are generated within the liquid by a force acting on the liquid.
  • the liquid containing the smallest bubbles exits the nanobubble generator via a liquid outlet opening.
  • Suitable nanobubble generators use a hydrodynamic method in which the gas is dissolved in the pressurized liquid.
  • a nanobubble generator is therefore a component for producing a liquid containing tiny bubbles.
  • a bubble is a gaseous body within a liquid.
  • the smallest bubbles are bubbles, according to the ISO 20480-1:2017 standard, with a diameter between 10 nm and 100 pm, preferably bubbles with a diameter between 10 nm and 1000 nm.
  • fine bubbles which are also called microbubbles or fine bubbles
  • ultrafine bubbles which are also referred to as nanobubbles or ultrafine bubbles, with a diameter of 10 nm and 1000 nm.
  • the liquid In order to provide sufficient pressure within the nanobubble generator, it is necessary for the liquid to be fed into the nanobubble generator under pressure. According to the invention, the force required for this is generated by means of a gas flowing out under pressure from a compressed gas unit.
  • the pressure in the second reservoir is lower and the pressure is only increased again when the first reservoir is filled again.
  • the liquid is presaturated with the gas, so that the gas in the nanobubble generator does not lead to gas dissolved in the liquid, but is instead used advantageously to generate bubbles. Since no further energy is supplied to the liquid, the temperature of the liquid does not change, i.e. it is not heated. Thus, both the efficiency of the process can be improved and the bubble concentration achieved can be increased. Concentrations of 10 9 ml 1 and more can be achieved. The concentration increases with an increase in the number of process cycles carried out.
  • gas is removed from the first reservoir after, i.e. subsequent to, step b) via a valve connected to the first reservoir and/or from the second reservoir after, i.e. subsequent to, step c) drained through a valve connected to the second reservoir.
  • a connection of a reserve jurs with a valve is preferably via tubular connections.
  • the gas pressure is preferably between 2 bar and 20 bar, particularly preferably between 3 bar and 10 bar.
  • the maximum gas pressure depends on the design of the device for generating the smallest bubbles.
  • a possible variant provides for the nanobubble concentration to be measured after step b) and/or after step c).
  • a measurement can optionally be carried out only every 2 to 5 repetitions. It is also a suitable option to use empirical values, i.e. previous measurements of the nanobubble concentration in earlier processes, and thus to control the number of repetitions of the process and to dispense with the measurements.
  • the method according to the invention is advantageously reproducible, so that the level of the nanobubble concentration can be determined by the number of times the method is repeated.
  • the liquid is preferably conducted from the second reservoir via the nanobubble generator into the first reservoir during step c).
  • the smallest bubbles are generated in the liquid as it flows through the nanobubble generator. So the smallest bubbles are created in the liquid when the liquid flows through the nanobubble generator.
  • valves are components for controlling the flow of a liquid or a gas through a pipe or a tubular connection.
  • a valve can completely shut off the flow of the fluid, i.e. the liquid or the gas. If the valve arranged between the compressed gas unit and the first reservoir is opened and the valve arranged between the compressed gas unit and the second reservoir is closed, the gas flows into the first reservoir and enables step b) to be carried out. It is then possible to switch to step c) in that the valve arranged between the compressed gas unit and the second reservoir is opened and the valve arranged between the compressed gas unit and the first reservoir is closed.
  • a valve is arranged between the compressed gas unit and the first reservoir in the tubular connection in such a way that the gas can flow from the compressed gas unit into the first reservoir or is prevented by the valve.
  • a further valve is arranged within the tubular connection between the compressed gas unit and the second reservoir. This further valve can allow or block the flow of gas from the compressed gas unit into the second reservoir.
  • a preferred variant of the method uses the driving gas, which provides the power to move the liquid, ie the gas flowing under pressure from the compressed gas unit, to generate the smallest bubbles in the nanobubble generator.
  • a gas is used that is fed to the nanobubble generator via a separate gas supply. Different gases can also be fed in alternately at the same time or one after the other.
  • the object is also achieved by a device for generating extremely small bubbles using the method according to the invention.
  • the device has the following:
  • a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening, the liquid inlet opening of the nanobubble generator being connected to the first reservoir via tubular connections and the liquid outlet opening of the nanobubble generator generator is connected to the second reservoir via tubular connections and at least one valve arranged between the second reservoir and the nanobubble generator, and
  • the additional fluid or the thrust element are arranged and set up in such a way that the liquid can be pushed through the nanobubble generator by means of a thrust force.
  • the thrust element is preferably designed as a piston within the first reservoir, which is set up to reduce the volume in the first reservoir. The liquid can be pushed from the first reservoir into the second reservoir by the piston.
  • the container is preferably a compressed gas unit and a gas is arranged as a further fluid within the compressed gas unit.
  • the two closed reservoirs are connected to the compressed gas unit via tubular connections and valves.
  • the device has a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening. The force for moving the liquid through the nanobubble generator is provided by the gas pressure of the gas flowing from the compressed gas unit into one of the reservoirs.
  • a first piston is particularly preferably arranged as a thrust element in the first reservoir and a second piston is arranged as a thrust element in the second reservoir.
  • the device according to the invention preferably has two closed reservoirs, which are connected to a compressed gas unit via tubular connections and valves, and a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening.
  • the liquid inlet opening of the nanobubble generator is connected to the first reservoir via tubular connections and the liquid outlet opening of the nanobubble generator is connected via tubular connections and at least one valve arranged between the second reservoir and the nanobubble generator connected to the second reservoir.
  • the force for moving the liquid through the nanobubble generator is provided by the gas pressure of the gas flowing out of the compressed gas unit into one of the reservoirs.
  • the power to move the liquid does not result from the operation of a pump. In this arrangement, therefore, preferably no pump is arranged outside of the nanobubble generator.
  • the energy for moving the liquid is provided by the gas compressed in the compressed gas unit.
  • the nanobubble generator is preferably also connected to a separate gas reservoir via a gas inlet opening. The gas from the separate gas reservoir is then used within the nanobubble generator to create tiny bubbles in the liquid.
  • there is no connection to a separate gas reservoir and the gas used to move the liquid is used to create the smallest bubbles using the nanobubble generator. Both are particularly preferably combined, ie both the gas used to move the liquid and the gas from a separate gas reservoir are used.
  • the nanobubble generator is connected to two or more separate gas reservoirs, which preferably contain different gases.
  • tubular connections and a respective valve are arranged between the nanobubble generator and the two reservoirs in such a way that the liquid can flow from the second reservoir via the nanobubble generator into the first reservoir.
  • the device has a first piston as a thrust element, which is arranged in the first reservoir. Furthermore, the device has a second piston which is arranged in the second reservoir.
  • the thrust is advantageously made available by the pistons, which can be moved in order to reduce the volume in the reservoir.
  • the device preferably has a measuring device for determining the concentration of nanobubbles. This advantageously enables the nanobubble concentration to be controlled, as a result of which the nanobubble concentration can be set precisely. Furthermore, according to an advantageous embodiment, the device has a control device with which the method is automated. Optionally, the method can also be carried out by manually actuating the valves.
  • the device comprises means adapted to carry out the steps of the method according to the invention.
  • the process can then be automated.
  • a further aspect of the invention relates to a computer program product which includes instructions which cause this device to carry out the method steps according to the invention.
  • a further aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the computer program product according to the invention is stored.
  • a high concentration of the smallest bubbles can be generated with the present method.
  • a pump for generating the force for driving the liquid is dispensed with, so that an increase in the temperature of the liquid can be avoided.
  • Only gas pressure is used to propel the liquid between the reservoirs, ensuring a constant temperature. So a liquid is filled into a reservoir and a gas under high pressure is used to move the liquid, i.e. to drive the liquid supply.
  • the device for generating extremely small bubbles therefore has at least two closed reservoirs and a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening.
  • the two reservoirs are each connected to the nanobubble generator via tubular connections and the first reservoir is connected to the liquid inlet opening of the nanobubble generator and the second reservoir is connected to the liquid outlet opening of the nanobubble generator.
  • a compressed gas unit is connected to the first and second reservoirs via tubular connections and valves, so that the force for moving the liquid through the nanobubble generator is generated by a pressure difference in the containers, ie in particular by a highly pressurized gas, preferably by the gas pressure of the gas flowing from a pressurized gas unit connected to one of the reservoirs into the corresponding one of the reservoirs, or by a reduced volume of one of the reservoirs.
  • a pressure difference in the containers ie in particular by a highly pressurized gas, preferably by the gas pressure of the gas flowing from a pressurized gas unit connected to one of the reservoirs into the corresponding one of the reservoirs, or by a reduced volume of one of the reservoirs.
  • the liquid can be fed back into the first reservoir, with the steps described above being able to be repeated as often as desired.
  • another aspect of the invention relates to a device for carrying out the method described, the device having two reservoirs, a nanobubble generator and a compressed gas unit containing a gas under high pressure, or a device which is arranged and set up in such a way that by means of this a volume reduction is possible in the reservoirs.
  • FIG. 1 an arrangement for generating the smallest bubbles, in which a liquid flows from a first reservoir into a second reservoir
  • FIG. 2 the arrangement from FIG. 1, in which the liquid flows from the second reservoir into the first reservoir.
  • the gas in the compressed gas unit 2 is a central element.
  • the energy present, which results from the overpressure of the gas in the compressed gas unit 2 is used to move both the gas and the liquid through lines 3, i.e. tubular connections .
  • Nine valves 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 are arranged to control the flow of gas and liquid.
  • liquid is first fed into a first reservoir 5 .
  • Gas from the compressed gas unit 2 is then passed into the first reservoir 5 .
  • the mixture of liquid and gas present in the first reservoir 5 is fed into the second reservoir 6, passing through the nanobubble generator 7. This induces tiny bubbles in the liquid.
  • the valves 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 are adjusted in such a way that, as in Fig. 2 shown, direct the mixture of liquid and gas back into the first reservoir 5, the nanobubble generator 7 also being passed here.
  • valve 4.1 In order to be able to conduct the liquid into the first reservoir 5, the valve 4.1 is opened so that the liquid can flow in via this valve 4.1. Meanwhile, the valves 4.2, 4.3 are set to position A and the valves 4.5 and 4.7 are closed. Up to 5 l or up to 20 l of liquid are preferably filled in via the valve 4.1. Optionally, higher volumes can also be filled in an adapted arrangement. The valve 4.1 can then be closed.
  • a compressed gas unit 2 such as a gas bottle
  • a compressed gas unit valve arranged thereon such as a gas bottle tap
  • the desired pressure is set at valve 4.9, for example 3 bar.
  • the liquid is conducted from the first reservoir 5 into the second reservoir 6 via the nanobubble generator 7 .
  • valve 4.2 is now set to position B and valve 4.3 to position A. It is also relevant to set the valves 4.4 and 4.6 to position A, shown here pointing upwards.
  • the compressed gas unit 2 is now opened via the compressed gas unit valve and the nanobubble generator 7 is started at the same time, the liquid is guided by the gas flowing in from the first reservoir 5 into the nanobubble generator 7, in which bubbles are indicated in the liquid. whereupon the liquid is conducted into the second reservoir 6 by further following gas.
  • the nanobubble generator 7 can be stopped and the compressed gas unit 2 can be closed again.
  • the amount of liquid in the second reservoir 6 can be determined using any level indicator.
  • valve 4.2 is taking into account Pressure release set to position A. As a result, the increased gas pressure can be reduced and part of the gas can escape via valve 4.2.
  • the liquid can be fed back from the second reservoir 6 into the first reservoir 5, as shown in FIG.
  • the arrangement is preferably designed in such a way that the liquid also passes through the nanobubble generator 7 in this case.
  • the valve 4.2 is left in position A and the valve 4.3 is now set to position B, so that there is a connection between the second reservoir 6 and the compressed gas unit.
  • the valves 4.4 and 4.6 are now set to position B, shown here pointing downwards.
  • the compressed gas unit 2 can then be opened and the nanobubble generator 7 started at the same time.
  • the energy of the gas under high pressure from the compressed gas unit 2 causes the outflowing gas to flow into the second reservoir 6 and thereby directs the liquid towards the valve 4.6.
  • the liquid then flows past the valve 4.6 set to position B and through the valve 4.4 set to position B via lines 3 again into the nanobubble generator 7 and is then passed through the valve 4.6, which is set to position B .
  • the liquid then flows back into the first reservoir 5 .
  • the nanobubble generator 7 can be stopped and the compressed gas unit 2 can be closed.
  • a filling level indicator can also be used here in order to determine the amount of liquid in the first reservoir 5 .
  • the lines 3 adjoining the respective reservoir 5, 6 or the reservoir 5, 6 itself can be made of a transparent material at least in sections or have a viewing window, so that the fill level can be observed through this section or through the inserted viewing window can be.
  • the valve 4.3 can be set back to position A, taking into account the pressure relief, so that no more gas flows in. It is also possible to reduce an increased gas pressure via the valve 4.3. For this, part of the gas flows out of the second reservoir 6 via the valve 4.3. It is possible to repeat the above steps as often as you like, i.e. the liquid, for example water, via the nanobubble generator 7 from the first reservoir 5 into the second reservoir 6 and then to conduct the liquid via the nanobubble generator 7 from the second reservoir 6 into the first reservoir 5 .
  • the liquid for example water
  • valves 4.5 and 4.7 are used to remove the liquid from the arrangement 1 and thus to empty the arrangement 1.

Landscapes

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a liquid which contains a high concentration of very small bubbles. For this purpose, a liquid is provided in a reservoir (5) and is introduced into a second reservoir (6) by a nanobubble generator (7). The method is characterized in that the force for moving the liquid is provided by a pressure difference in the containers, i.e., in particular by a highly pressurized gas or a reduced volume of one of the reservoirs, said gas flowing out of a pressurized gas unit (2) connected to the corresponding reservoir. The liquid can be conducted into the first reservoir again in order to increase the concentration of very small bubbles, and the aforementioned steps can be repeated any number of times. The invention also relates to a device for carrying out the method, having two reservoirs, a nanobubble generator, and a pressurized gas unit which contains a highly pressurized gas or a capability to reduce the volume of the reservoirs.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer eine hohe Konzentration an kleinsten Blasen enthaltenden Flüssigkeit Method and device for producing a liquid containing a high concentration of tiny bubbles
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer eine hohe Konzentration an kleinsten Blasen enthaltenden Flüssigkeit, bei dem eine Flüssigkeit von einem ersten Reservoir über einen Nanoblasengenerator in ein zweites Reservoir geleitet wird, sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung einer eine hohe Konzentration an kleinsten Blasen enthaltenden Flüssigkeit gemäß diesem Verfahren. The invention relates to a method for producing a liquid containing a high concentration of tiny bubbles, in which a liquid is conducted from a first reservoir via a nanobubble generator into a second reservoir, and to a device for producing a liquid containing a high concentration of tiny bubbles this procedure.
Kleinste Blasen enthaltende Flüssigkeiten werden in diversen Bereichen eingesetzt, wie beispielsweise in der Medizin als Ultraschallkontrastmittel oder auch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, insbesondere zur Reinigung. Dafür ist es notwendig, diese Blasen effizient und in hoher Konzentration zu erzeugen. Liquids containing the smallest bubbles are used in various areas, such as in medicine as ultrasound contrast media or in the food and beverage industry, especially for cleaning. For this it is necessary to generate these bubbles efficiently and in high concentration.
Zur allgemeinen Erzeugung von Blasen in Flüssigkeiten wird ein Gas der entsprechenden Flüssigkeit zugeführt, wobei mehrere unterschiedliche Methoden einge setzt werden, um die Blasen in der Flüssigkeit zu generieren. So können Blasen hydrodynamisch, akustisch, optisch oder durch Partikelkavitation erzeugt werden. Bei der Erzeugung von kleinsten Blasen, also besonders kleiner, feiner oder ultrafeiner Blasen, wird häufig eine hydrodynamische Methode eingesetzt, da sie vergleichsweise kostengünstig und effektiv ist. Diese Methode beruht darauf, dass einer sich bewegenden Flüssigkeit ein Gas zugeführt wird und zusätzlich eine Kraft auf das Gas ausgeübt wird. Diese Kraft kann auf einer Zirkulation - Gas- Wasser-Zirkulation - oder aber auf Druck - Gas-Wasser-Dekompression - beru hen. Insbesondere zur Erzeugung von kleinsten Blasen, also von winzigen Gas hohlräumen im Wasser zur weiteren Verbesserung des Gasgehalts, wird in der Regel eines dieser beiden Verfahren angewandt. Dabei wird eine Erhöhung des Gehalts an gelöstem Gas in der Flüssigkeit üblicherweise durch Übersättigung erreicht. Generally, to create bubbles in liquids, a gas is added to the corresponding liquid, using several different methods to create the bubbles in the liquid. Bubbles can be generated hydrodynamically, acoustically, optically or by particle cavitation. A hydrodynamic method is often used to generate the smallest bubbles, i.e. particularly small, fine or ultrafine bubbles, since it is comparatively inexpensive and effective. This method is based on the fact that a moving liquid is supplied with a gas and a force is additionally exerted on the gas. This force can be based on a circulation - gas-water circulation - or on pressure - gas-water decompression. One of these two methods is usually used to generate tiny bubbles, i.e. tiny gas cavities in the water to further improve the gas content. In this case, an increase in the content of dissolved gas in the liquid is usually achieved by supersaturation.
Es wurden bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden und Vorrichtungen zur Generierung von kleinsten Blasen einer Größe im Bereich von Nanometern oder Mikrometern vorgeschlagen. Die bestehenden Methoden erzeugen derartige kleinste Blasen in einem Tank unter hohem Druck oder sie verwenden eine Pumpe, um die Flüssigkeit zu zirkulieren. A large number of different methods and devices for generating extremely small bubbles with a size in the nanometer or micrometer range have already been proposed. The existing methods produce such tiny bubbles in a tank under high pressure or they use a pump to circulate the liquid.
So ist in der KR 101894870 B1 eine Vorrichtung offenbart, welche kleinste Blasen dadurch produziert, dass Gas dem Wasser in einem Auflösungstank zugesetzt wird. Für die notwendige Zirkulation des Wassers wird dabei ein Motor genutzt.For example, KR 101894870 B1 discloses a device that produces tiny bubbles by adding gas to the water in a dissolving tank. A motor is used for the necessary circulation of the water.
Ein solcher Motor arbeitet mit mechanischen, beweglichen Teilen und kann somit nachteilig zu einem Eintrag an Fremdpartikeln führen. Such a motor works with mechanical, moving parts and can thus disadvantageously lead to the entry of foreign particles.
Kleinste Blasen werden insbesondere auch für Lebensmittel, insbesondere für kohlensäurehaltige Getränke, benötigt. Ein solches Verfahren ist in der EP 2213 180 A1 offenbart. Dabei wird deionisiertes Wasser gekühlt und an schließend eine Pumpe zur Zirkulation des Wassers aktiviert. Ein Nanoblasenge- nerator wird genutzt, um diesem Wasser gleichzeitig Kohlenstoffdioxid zuzuführen. Um eine konstante Temperatur zu gewährleisten, ist hier allerdings während des Verfahrens eine Temperaturkontrolle und ein entsprechendes Nachjustieren mit tels eines Kühlmantels oder eines Wärmetauschers notwendig. The smallest bubbles are also required in particular for food, in particular for carbonated drinks. Such a method is disclosed in EP 2213 180 A1. Deionized water is cooled and then a pump is activated to circulate the water. A nanobubble generator is used to add carbon dioxide to this water at the same time. In order to ensure a constant temperature, however, a temperature control and a corresponding readjustment by means of a cooling jacket or a heat exchanger is necessary during the process.
Die KR 20200025081 A offenbart ein Verfahren, um hochkonzentriertes Wasserstoffwasser herzustellen. Dabei werden das Wasser und das Wasserstoffgas unter Verwendung einer Mischvorrichtung zusammengeführt und nachfolgend in einen Tank geleitet. Innerhalb des Tanks wird das Wasserstoffgas dem Wasser unter hohem Druck zugesetzt. Dieser hohe Druck wird dabei durch eine Pumpeinheit generiert. Anschließend wird das Wasser mit dem zugesetzten Wasserstoffgas in einen weiteren Behälter geleitet und dort gespeichert. Während des Verfahrens beträgt die Temperatur 20 bis 25 °C. Durch den Einsatz der Pumpe kommt es hier nachteilig zu einer Erwärmung der Flüssigkeit. Wenn sich die Flüssigkeit dann wieder abkühlt, löst sich Gas, welches in Form von feinen Blasen innerhalb der Flüssigkeit bereits gelöst war, wieder aus der Flüssigkeit heraus. Dadurch wird die Konzentration der Blasen folglich wieder reduziert, was die Effizienz des Verfahrens verringert. KR 20200025081 A discloses a method for producing highly concentrated hydrogen water. The water and the hydrogen gas are brought together using a mixing device and then fed into a tank. Inside the tank, the hydrogen gas is added to the water under high pressure. This high pressure is generated by a pump unit. The water with the added hydrogen gas is then fed into another container and stored there. During the procedure, the temperature is 20-25 °C. The disadvantage here is that the liquid heats up as a result of using the pump. When the liquid cools down again, gas that was already dissolved in the liquid in the form of fine bubbles is released from the liquid again. This consequently reduces the concentration of the bubbles again, which reduces the efficiency of the process.
Eine Methode zur Erzeugung einer hohen Konzentration feiner Blasen mit einer Größe von etwa 1 pm wird in der EP 3241 604 A1 beschrieben. Dabei wird eine Flüssigkeit, welche bereits eine gewisse Konzentration feiner Blasen aufweist, er- hitzt und durch eine zusätzliche Verringerung des Druckes verdampft. Mittels einer Volumenreduzierung wird eine hohe Konzentration feiner Blasen erhalten. Durch Erhitzen der Flüssigkeit sinkt allerdings nachteilig die Menge an Gas, welche phy sikalisch in der Flüssigkeit gelöst werden kann. Eine alternative Methode wird in der EP 3231 502 A1 beschrieben. Dabei wird ein Filter genutzt, welcher für einen Teil der Blasen undurchlässig ist. Dadurch kann ebenfalls eine hohe Konzentration erhalten werden. Es ist auch möglich, diese beiden Methoden, wie in EP 2946829 A1 beschrieben, zu kombinieren. Nachteilig ist Filtrieren aber nicht für alle Größen von kleinsten Blasen durchführbar und es muss zusätzliche Energie aufgewandt werden, um das Filtrieren zu realisieren. A method for generating a high concentration of fine bubbles with a size of about 1 μm is described in EP 3241 604 A1. A liquid that already has a certain concentration of fine bubbles is heated and evaporated by an additional reduction in pressure. A high concentration of fine bubbles is obtained by means of a volume reduction. However, heating the liquid disadvantageously reduces the amount of gas that can be physically dissolved in the liquid. An alternative method is described in EP 3231 502 A1. A filter is used, which is impermeable to some of the bubbles. A high concentration can also be obtained thereby. It is also possible to combine these two methods as described in EP 2946829 A1. The disadvantage is that filtration cannot be carried out for all sizes of the smallest bubbles, and additional energy must be expended in order to carry out the filtration.
Mittels der bekannten Methoden aus dem Stand der Technik können kleinste Blasen in einer Konzentration von bis zu ca. 108 ml 1 in einer Flüssigkeit generiert werden. Für eine Erweiterung des Anwendungsspektrums, insbesondere auch im Bereich der Medizin, der Biologie und der Chemie, sind allerdings höhere Konzen trationen erforderlich, um eine Verbesserung der Wirkung zu erreichen. The smallest bubbles in a concentration of up to approx. 10 8 ml 1 can be generated in a liquid using the known methods from the prior art. For an extension of the range of applications, in particular in the field of medicine, biology and chemistry, however, higher concentrations are required in order to achieve an improvement in the effect.
In der US 2015 / 0343399 A1 wird ein Nanoblasengenerator mit einer Druckgaszuführung zu einem Behälter offenbart. Dabei erfolgt die Gaszufuhr auch in den Kopfraum des Behälters und die Flüssigkeit wird so lange rezirkuliert, bis eine vor gegebene Konzentration an Nanoblasen erreicht wird. Hier wird die Verwendung eines Ultraschallvibrators vorgeschlagen und es werden hohe Nanoblasenkonzen- trationen erreicht. US 2015/0343399 A1 discloses a nanobubble generator with a pressurized gas supply to a container. The gas is also fed into the headspace of the container and the liquid is recirculated until a specified concentration of nanobubbles is reached. Here the use of an ultrasonic vibrator is proposed and high nanobubble concentrations are achieved.
Allerdings birgt eine Verwendung von Pumpen, aufgrund der Verwendung von mechanischen, beweglichen Bauteilen, immer die Gefahr eines unerwünschten Eintrags an Fremdpartikeln. However, the use of pumps, due to the use of mechanical, moving components, always harbors the risk of unwanted entry of foreign particles.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, höhere Konzentrationen an klein sten Blasen in Flüssigkeiten zur Verfügung zu stellen, die Effizienz des Verfahrens zu erhöhen und die Qualität der mit kleinsten Blasen versetzten Flüssigkeit zu verbessern. The object of the invention is therefore to provide higher concentrations of the smallest bubbles in liquids, to increase the efficiency of the method and to improve the quality of the liquid containing the smallest bubbles.
Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen An sprüchen angegeben. Die Aufgabe wird insbesondere durch ein Verfahren zur Herstellung einer eine hohe Konzentration an kleinsten Blasen enthaltenden Flüssigkeit gelöst, welches folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Flüssigkeit in einem ersten abgeschlossenen Reservoir. b) Leiten der Flüssigkeit unter Druck von dem ersten Reservoir in einen Nano- blasengenerator und weiter in ein zweites Reservoir, wobei beim Durchströmen des Nanoblasengenerators in der Flüssigkeit kleinste Blasen er zeugt werden. Die Flüssigkeit wird dabei durch das erste Reservoir mit dem Nanoblasengenerator sowie durch den Nanoblasengenerator mit dem zweiten Reservoir verbindende rohrförmige Verbindungen geleitet. c) Leiten der Flüssigkeit von dem zweiten Reservoir in das erste Reservoir. Auch hier wird die Flüssigkeit durch rohrförmige Verbindungen, also durch rohrförmige Leitungen, geleitet. d) Wiederholung der Schritte b) und c) so häufig wie notwendig, um die vorgegebene Konzentration an kleinsten Blasen in der Flüssigkeit zu erreichen.The object is solved by an object with the features according to the independent patent claims. Further developments are specified in the dependent claims. The object is achieved in particular by a method for producing a liquid containing a high concentration of the smallest bubbles, which comprises the following steps: a) Providing a liquid in a first closed reservoir. b) Conducting the liquid under pressure from the first reservoir into a nanobubble generator and further into a second reservoir, the smallest bubbles being produced in the liquid as it flows through the nanobubble generator. The liquid is passed through the first reservoir to the nanobubble generator and through tubular connections connecting the nanobubble generator to the second reservoir. c) directing the liquid from the second reservoir into the first reservoir. Here, too, the liquid is conducted through tubular connections, ie through tubular lines. d) repeating steps b) and c) as often as necessary to achieve the predetermined concentration of minute bubbles in the liquid.
Dabei wird die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit erfindungsgemäß nicht durch eine Pumpe zur Verfügung gestellt, sondern die Flüssigkeit wird durch eine Schubkraft bewegt, welche auf einem weiteren vorhandenen Fluid oder einem bewegten Schubelement basiert, also durch ein weiteres Fluid oder ein Schubelement zur Verfügung gestellt wird. Die Schubkraft basiert dabei auf einem Gas druckunterschied in den Reservoirs. According to the invention, the force for moving the liquid is not provided by a pump, but the liquid is moved by a thrust force which is based on another fluid that is present or a moving thrust element, i.e. is provided by another fluid or a thrust element . The thrust is based on a gas pressure difference in the reservoirs.
Der Druck in dem Reservoir, aus dem die Flüssigkeit abgeleitet wird - in Schritt b also das erste Reservoir und in Schritt c) das zweite Reservoir -, muss notwendigerweise höher sein als der Druck in dem Reservoir, in das die Flüssigkeit geleitet wird - das zweite Reservoir während Schritt b) und das erste Reservoir während Schritt c) -. Dieser Druckunterschied kann auf unterschiedliche Arten hergestellt werden. So ist es möglich, den Druckunterschied durch hydrostatischen Druck, durch Gasdruck oder durch eine Verringerung des Reservoirvolumens zu generieren. Vorzugsweise beträgt der Druckunterschied zwischen den Reservoirs dabei mehr als 2 bar. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch den Verzicht auf eine Pumpe eine nachteilige Erwärmung der Flüssigkeit vermieden wird. Dadurch kann vorteilhaft eine höhere Blasenkonzentration erreicht werden. The pressure in the reservoir from which the liquid is derived - i.e. the first reservoir in step b and the second reservoir in step c) - must necessarily be higher than the pressure in the reservoir into which the liquid is directed - the second reservoir during step b) and the first reservoir during step c) -. This pressure difference can be created in different ways. It is thus possible to generate the pressure difference through hydrostatic pressure, through gas pressure or through a reduction in the reservoir volume. The pressure difference between the reservoirs is preferably more than 2 bar. An advantage of the method according to the invention is that by dispensing with a pump, disadvantageous heating of the liquid is avoided. As a result, a higher bubble concentration can advantageously be achieved.
Nach einer möglichen Ausführung des Verfahrens ist ein erster Kolben als Schubelement innerhalb des ersten Reservoirs angeordnet und ein zweiter Kolben als Schubelement innerhalb des zweiten Reservoirs angeordnet. Dabei sind die Kol ben derart eingerichtet, dass die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit auf einer Vo lumenreduzierung innerhalb der Reservoirs aufgrund einer Bewegung eines der Kolben basiert. According to one possible embodiment of the method, a first piston is arranged as a thrust element inside the first reservoir and a second piston is arranged as a thrust element inside the second reservoir. The pistons are set up in such a way that the force for moving the liquid is based on a reduction in volume within the reservoir due to a movement of one of the pistons.
Das Schubelement ist also als Kolben ausgebildet, der eingerichtet ist, das Volu men eines der Reservoirs zu reduzieren. Ein erster Kolben ist innerhalb des ersten Reservoirs angeordnet und kann das Volumen des ersten Reservoirs reduzieren. Dadurch kann während des Schrittes b) die innerhalb des ersten Reservoirs angeordnete Flüssigkeit in Richtung des zweiten Reservoirs geschoben werden. Ein zweiter Kolben ist innerhalb des zweiten Reservoirs angeordnet und kann das Vo lumen des zweiten Reservoirs reduzieren. Dabei wird während des Schrittes c) die innerhalb des zweiten Reservoirs angeordnete Flüssigkeit in Richtung des ersten Reservoirs geschoben. The thrust element is therefore designed as a piston which is set up to reduce the volume of one of the reservoirs. A first piston is positioned within the first reservoir and can reduce the volume of the first reservoir. As a result, the liquid arranged within the first reservoir can be pushed in the direction of the second reservoir during step b). A second piston is disposed within the second reservoir and can reduce the volume of the second reservoir. In this case, during step c), the liquid arranged within the second reservoir is pushed in the direction of the first reservoir.
Um eine Reduzierung des Volumens zu realisieren, schließt der Kolben das Reservoir so ab, dass keine Flüssigkeit vorbeiströmen kann. Es besteht also eine abdichtende Verbindung zwischen dem Kolben und dem Reservoir Die Volumenreduzierung stellt die Kraft zur Verfügung, welche die Flüssigkeit vom ersten Reservoir in das zweite Reservoir und/ oder vom zweiten Reservoir in das erste Re servoir schiebt. Die Volumenreduzierung innerhalb des Reservoirs wird dabei durch eine Bewegung eines der Kolben induziert. Die Verwendung eines Kolbens zur Bewegung der Flüssigkeit kann vorteilhaft durchgeführt werden, ohne ein weiteres Fluid in eines der Reservoire einbringen zu müssen. Das Verfahren kann dadurch in einer abgeschlossenen Vorrichtung durchgeführt werden. Eine Auto matisierung ist so leicht realisierbar. In order to achieve a reduction in volume, the piston closes off the reservoir in such a way that no liquid can flow past it. There is therefore a sealing connection between the piston and the reservoir. The reduction in volume provides the force which pushes the liquid from the first reservoir into the second reservoir and/or from the second reservoir into the first reservoir. The reduction in volume within the reservoir is induced by a movement of one of the pistons. The use of a piston to move the liquid can advantageously be carried out without having to introduce another fluid into one of the reservoirs. As a result, the method can be carried out in a closed device. Automation is so easy to implement.
Bevorzugt wird die Schubkraft durch ein Gas als weiterem Fluid zur Verfügung gestellt. Das Gas ist in dem Behälter angeordnet, welcher als Druckgaseinheit ausgebildet ist. Dabei strömt das Gas mit einem Gasdruck aus einer mit dem ersten Reservoir und dem zweiten Reservoir über rohrförmige Verbindungen ver bundenen Druckgaseinheit während des Schrittes b) in das erste Reservoir und während des Schrittes c) in das zweite Reservoir, und die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit wird durch den Gasdruck zur Verfügung gestellt. The thrust force is preferably provided by a gas as an additional fluid. The gas is arranged in the container, which acts as a compressed gas unit is trained. The gas flows at a gas pressure from a compressed gas unit connected to the first reservoir and the second reservoir via tubular connections during step b) into the first reservoir and during step c) into the second reservoir, and the force for moving the liquid is provided by the gas pressure.
Das aus der Druckgaseinheit strömende Gas baut dabei einen Druck auf, welcher die Flüssigkeit während der Schritte b) und c) antreibt. Die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit durch den Nanoblasengenerator wird somit durch den Gasdruck zur Verfügung gestellt. The gas flowing out of the compressed gas unit builds up a pressure which drives the liquid during steps b) and c). The force to move the liquid through the nanobubble generator is thus provided by the gas pressure.
Eine Druckgaseinheit ist im Sinne der Erfindung jede Vorrichtung, welche unter einem erhöhten Druck stehendes Gas generiert, insbesondere ein Gaskompressor oder auch jeder abgeschlossene Behälter, welcher unter einem erhöhten Druck stehendes Gas beinhaltet, beispielsweise eine Gasflasche. According to the invention, a compressed gas unit is any device that generates gas under increased pressure, in particular a gas compressor or any closed container that contains gas under increased pressure, for example a gas cylinder.
Unter einem Nanoblasengenerator wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von kleinsten Blasen in einer Flüssigkeit verstanden. Dabei wird dem Nanoblasenge nerator über eine Gaseintrittsöffnung ein Gas und gleichzeitig über eine Flüssig keitseintrittsöffnung eine Flüssigkeit zugeführt. Es kann auch eine gemeinsame Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit und das Gas verwendet werden, welche dann als kombinierte Gas- und Flüssigkeitseintrittsöffnung fungiert. Innerhalb des Na- noblasengenerators werden durch eine Krafteinwirkung auf die Flüssigkeit innerhalb der Flüssigkeit kleinste Blasen erzeugt. Über eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung tritt die kleinste Blasen enthaltende Flüssigkeit aus dem Nanoblasengenerator aus. Geeignete Nanoblasengeneratoren nutzen eine hydrodynamische Methode, bei der das Gas in der unter Druck stehenden Flüssigkeit gelöst wird. Daraufhin wird die Flüssigkeit, in der das Gas gelöst ist, in einen Bereich geleitet, in welchem der Druck stark reduziert ist, beispielsweise durch eine Volumenvergrößerung, sodass sich bei dem Prozess des Auslösens des Gases aus der Flüssigkeit eine große Anzahl an Blasen, insbesondere kleinste Blasen, bildet. Ein Nanoblasenge nerator ist somit ein Bauteil zur Herstellung einer kleinste Blasen enthaltenden Flüssigkeit. Im Sinne der Erfindung ist eine Blase ein gasförmiger Körper innerhalb einer Flüssigkeit. Kleinste Blasen sind dabei Blasen, entsprechend der Norm ISO 20480-1:2017, mit einem Durchmesserzwischen 10 nm und 100 pm, bevorzugt solche Blasen mit einem Durchmesser zwischen 10 nm und 1000 nm. Es wird hier zwischen feinen Blasen, welche auch als Mikroblasen oder fine bubbles bezeich net werden, mit einem Durchmesser von 1 pm bis 100 pm und ultrafeinen Blasen, welche auch als Nanoblasen oder ultrafine bubbles bezeichnet werden, mit einem Durchmesser von 10 nm und 1000 nm unterschieden. A nanobubble generator is understood to mean a device for generating extremely small bubbles in a liquid. A gas is fed to the nanobubble generator via a gas inlet opening and a liquid is fed in at the same time via a liquid inlet opening. A common inlet opening for the liquid and the gas can also be used, which then functions as a combined gas and liquid inlet opening. Within the nanobubble generator, the smallest bubbles are generated within the liquid by a force acting on the liquid. The liquid containing the smallest bubbles exits the nanobubble generator via a liquid outlet opening. Suitable nanobubble generators use a hydrodynamic method in which the gas is dissolved in the pressurized liquid. The liquid in which the gas is dissolved is then fed into an area in which the pressure is greatly reduced, for example by increasing the volume, so that a large number of bubbles, especially the smallest ones, form during the process of releasing the gas from the liquid blisters, forms. A nanobubble generator is therefore a component for producing a liquid containing tiny bubbles. In terms of the invention, a bubble is a gaseous body within a liquid. The smallest bubbles are bubbles, according to the ISO 20480-1:2017 standard, with a diameter between 10 nm and 100 pm, preferably bubbles with a diameter between 10 nm and 1000 nm. Here, fine bubbles, which are also called microbubbles or fine bubbles, with a diameter of 1 pm to 100 pm, and ultrafine bubbles, which are also referred to as nanobubbles or ultrafine bubbles, with a diameter of 10 nm and 1000 nm.
Um einen ausreichenden Druck innerhalb des Nanoblasengenerators zur Verfü gung zu stellen, ist es notwendig, dass die Flüssigkeit unter Druck in den Nano- blasengenerator geleitet wird. Die dafür notwendige Kraft wird erfindungsgemäß mittels eines unter Druck aus einer Druckgaseinheit ausströmenden Gases generiert. In order to provide sufficient pressure within the nanobubble generator, it is necessary for the liquid to be fed into the nanobubble generator under pressure. According to the invention, the force required for this is generated by means of a gas flowing out under pressure from a compressed gas unit.
Nach einer möglichen Ausgestaltung ist der Druck im zweiten Reservoir geringer und der Druck wird erst bei einem erneuten Einfüllen in das erste Reservoir wieder erhöht. According to one possible embodiment, the pressure in the second reservoir is lower and the pressure is only increased again when the first reservoir is filled again.
Vorteilhaft werden dabei keine beweglichen Teile benötigt, sodass eine Kontami nierung durch Fremdpartikel vermieden wird. Die Flüssigkeit wird bei dieser Methode mit dem Gas vorgesättigt, sodass das Gas im Nanoblasengenerator nicht zu in der Flüssigkeit gelöstem Gas führt, sondern vorteilhaft genutzt wird, um Blasen zu generieren. Da der Flüssigkeit dabei keine weitere Energie zugeführt wird, än dert sich die Temperatur der Flüssigkeit nicht, sie wird also nicht erwärmt. Somit kann sowohl die Effizienz des Verfahrens verbessert als auch die erreichte Blasenkonzentration erhöht werden. Es können dabei Konzentrationen von 109 ml 1 und mehr erreicht werden. Die Konzentration steigt dabei mit einer Zunahme der durchgeführten Verfahrenszyklen an. Advantageously, no moving parts are required, so that contamination by foreign particles is avoided. With this method, the liquid is presaturated with the gas, so that the gas in the nanobubble generator does not lead to gas dissolved in the liquid, but is instead used advantageously to generate bubbles. Since no further energy is supplied to the liquid, the temperature of the liquid does not change, i.e. it is not heated. Thus, both the efficiency of the process can be improved and the bubble concentration achieved can be increased. Concentrations of 10 9 ml 1 and more can be achieved. The concentration increases with an increase in the number of process cycles carried out.
Nach einer möglichen Ausführung des Verfahrens wird zur Reduzierung eines erhöhten Gasdruckes Gas aus dem ersten Reservoir nach, also anschließend an, Schritt b) über ein mit dem ersten Reservoir verbundenes Ventil und/ oder aus dem zweiten Reservoir nach, also anschließend an, Schritt c) über ein mit dem zweiten Reservoir verbundenes Ventil abgelassen. Eine Verbindung eines Reser- voirs mit einem Ventil erfolgt vorzugsweise über rohrförmige Verbindungen. Vor teilhaft wird dadurch ein zu hoher Gasdruck wieder reduziert, wodurch Gefahren aufgrund eines zu hohen Gasdruckes vermieden werden. According to one possible embodiment of the method, to reduce an increased gas pressure, gas is removed from the first reservoir after, i.e. subsequent to, step b) via a valve connected to the first reservoir and/or from the second reservoir after, i.e. subsequent to, step c) drained through a valve connected to the second reservoir. A connection of a reserve voirs with a valve is preferably via tubular connections. Before geous too high gas pressure is reduced again, thereby avoiding dangers due to excessive gas pressure.
Bevorzugt liegt der Gasdruck zwischen 2 bar und 20 bar, besonders bevorzugt zwischen 3 bar und 10 bar. Der maximale Gasdruck ist dabei von der Ausbildung der Vorrichtung zur Erzeugung von kleinsten Blasen abhängig. The gas pressure is preferably between 2 bar and 20 bar, particularly preferably between 3 bar and 10 bar. The maximum gas pressure depends on the design of the device for generating the smallest bubbles.
Dabei kann es auch eine geeignete Variante sein, den Gasdruck nicht nach jeder Wiederholung zu reduzieren, sondern nur alle 2 bis 5 Wiederholungen. Dadurch wird vorteilhaft die Dauer des Verfahrens reduziert. It can also be a suitable variant not to reduce the gas pressure after each repetition, but only every 2 to 5 repetitions. This advantageously reduces the duration of the method.
Eine mögliche Variante sieht vor, dass nach Schritt b) und/ oder nach Schritt c) eine Messung der Nanoblasenkonzentration erfolgt. Auch hier kann eine Messung optional lediglich alle 2 bis 5 Wiederholungen erfolgen. Es ist auch eine geeignete Möglichkeit, dabei auf Erfahrungswerte zurückzugreifen, also auf vorherige Mes sungen der Nanoblasenkonzentration bei früheren Prozessen, und somit die An zahl der Wiederholungen des Verfahrens zu kontrollieren und dabei auf die Messungen zu verzichten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft reproduzierbar, sodass die Höhe der Nanoblasenkonzentration durch die Anzahl der Wie derholungen des Verfahrens bestimmbar ist. A possible variant provides for the nanobubble concentration to be measured after step b) and/or after step c). Here, too, a measurement can optionally be carried out only every 2 to 5 repetitions. It is also a suitable option to use empirical values, i.e. previous measurements of the nanobubble concentration in earlier processes, and thus to control the number of repetitions of the process and to dispense with the measurements. The method according to the invention is advantageously reproducible, so that the level of the nanobubble concentration can be determined by the number of times the method is repeated.
Bevorzugt wird bei diesem Verfahren während des Schrittes c) die Flüssigkeit vom zweiten Reservoir über den Nanoblasengenerator in das erste Reservoir geleitet. Dabei werden beim Durchströmen des Nanoblasengenerators in der Flüssigkeit kleinste Blasen erzeugt. Die kleinsten Blasen werden also in der Flüssigkeit erzeugt, wenn die Flüssigkeit den Nanoblasengenerator durchströmt. In this method, the liquid is preferably conducted from the second reservoir via the nanobubble generator into the first reservoir during step c). The smallest bubbles are generated in the liquid as it flows through the nanobubble generator. So the smallest bubbles are created in the liquid when the liquid flows through the nanobubble generator.
Eine vorteilhafte Variante des Verfahrens sieht vor, dass zwischen der Druckgas einheit und dem ersten Reservoir sowie zwischen der Druckgaseinheit und dem zweiten Reservoir angeordnete Ventile geschaltet werden, um zwischen den Schritten b) und c) zu wechseln. Ventile sind im Sinne der Erfindung Bauteile zur Steuerung des Durchflusses einer Flüssigkeit oder eines Gases durch ein Rohr bzw. eine rohrförmige Verbindung. Ein Ventil kann den Durchfluss des Fluids, also der Flüssigkeit oder des Gases, komplett absperren. Wenn das zwischen der Druckgaseinheit und dem ersten Reservoir angeordnete Ventil geöffnet und das zwischen der Druckgaseinheit und dem zweiten Reservoir angeordnete Ventil geschlossen ist, so strömt das Gas in das erste Reservoir und ermöglicht die Durchführung von Schritt b). Es kann dann dazu zu Schritt c) gewechselt werden, dass das zwischen der Druckgaseinheit und dem zweiten Reservoir angeordnete Ventil geöffnet und das zwischen der Druckgaseinheit und dem ersten Reservoir angeordnete Ventil geschlossen wird. An advantageous variant of the method provides that valves arranged between the compressed gas unit and the first reservoir and between the compressed gas unit and the second reservoir are switched in order to switch between steps b) and c). In the context of the invention, valves are components for controlling the flow of a liquid or a gas through a pipe or a tubular connection. A valve can completely shut off the flow of the fluid, i.e. the liquid or the gas. If the valve arranged between the compressed gas unit and the first reservoir is opened and the valve arranged between the compressed gas unit and the second reservoir is closed, the gas flows into the first reservoir and enables step b) to be carried out. It is then possible to switch to step c) in that the valve arranged between the compressed gas unit and the second reservoir is opened and the valve arranged between the compressed gas unit and the first reservoir is closed.
Ein Ventil ist dabei zwischen der Druckgaseinheit und dem ersten Reservoir derart in der rohrförmigen Verbindung angeordnet, dass das Strömen des Gases aus der Druckgaseinheit in das erste Reservoir möglich ist oder durch das Ventil unter bunden wird. Ein weiteres Ventil ist innerhalb der rohrförmigen Verbin dung zwischen der Druckgaseinheit und dem zweiten Reservoir angeordnet. Die ses weitere Ventil kann das Strömen des Gases aus der Druckgaseinheit in das zweite Reservoir erlauben oder blockieren. A valve is arranged between the compressed gas unit and the first reservoir in the tubular connection in such a way that the gas can flow from the compressed gas unit into the first reservoir or is prevented by the valve. A further valve is arranged within the tubular connection between the compressed gas unit and the second reservoir. This further valve can allow or block the flow of gas from the compressed gas unit into the second reservoir.
Eine bevorzugte Variante des Verfahrens nutzt zur Erzeugung von kleinsten Blasen im Nanoblasengenerator das antreibende Gas, welches die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit zur Verfügung stellt, also das unter Druck aus der Druckgaseinheit strömende Gas. Alternativ wird ein Gas verwendet, das dem Nanoblasen generator über eine separate Gaszufuhr zugeleitet wird. Dabei können auch verschiedene Gase gleichzeitig oder nacheinander im Wechsel zugeleitet werden. Insbesondere ist es auch möglich, gleichzeitig sowohl das antreibende Gas als auch separat zugeführtes Gas für die Generation kleinster Blasen zu verwenden.A preferred variant of the method uses the driving gas, which provides the power to move the liquid, ie the gas flowing under pressure from the compressed gas unit, to generate the smallest bubbles in the nanobubble generator. Alternatively, a gas is used that is fed to the nanobubble generator via a separate gas supply. Different gases can also be fed in alternately at the same time or one after the other. In particular, it is also possible to use both the driving gas and the separately supplied gas for the generation of the smallest bubbles at the same time.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Erzeugung von kleinsten Blasen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst. The object is also achieved by a device for generating extremely small bubbles using the method according to the invention.
Die Vorrichtung weist Folgendes auf: The device has the following:
• zwei abgeschlossene Reservoirs, • two closed reservoirs,
• einen Nanoblasengenerator mit einer Flüssigkeitseintrittsöffnung und einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung des Na- noblasengenerators über rohrförmige Verbindungen mit dem ersten Reser voir verbunden ist und die Flüssigkeitsaustrittsöffnung des Nanoblasenge- nerators über rohrförmige Verbindungen und wenigstens ein zwischen dem zweiten Reservoir und dem Nanoblasengenerator angeordnetes Ventil mit dem zweiten Reservoir verbunden ist, und • a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening, the liquid inlet opening of the nanobubble generator being connected to the first reservoir via tubular connections and the liquid outlet opening of the nanobubble generator generator is connected to the second reservoir via tubular connections and at least one valve arranged between the second reservoir and the nanobubble generator, and
• einen ein weiteres Fluid enthaltenen Behälter oder ein in einem der Reser voirs angeordnetes Schubelement. • a container containing another fluid or a pushing element arranged in one of the reservoirs.
Dabei sind das weitere Fluid oder das Schubelement derart angeordnet und ein gerichtet, dass die Flüssigkeit mittels einer Schubkraft durch den Nanoblasenge nerator schiebbar ist. The additional fluid or the thrust element are arranged and set up in such a way that the liquid can be pushed through the nanobubble generator by means of a thrust force.
Vorzugsweise ist das Schubelement als Kolben innerhalb des ersten Reservoirs ausgebildet, welcher zu Reduzierung des Volumens im ersten Reservoir einge richtet ist. Dabei ist die Flüssigkeit durch den Kolben vom ersten Reservoir in das zweite Reservoir schiebbar. The thrust element is preferably designed as a piston within the first reservoir, which is set up to reduce the volume in the first reservoir. The liquid can be pushed from the first reservoir into the second reservoir by the piston.
Bevorzugt ist der Behälter eine Druckgaseinheit und ein Gas ist als weiteres Fluid innerhalb der Druckgaseinheit angeordnet. Dabei sind die zwei abgeschlossenen Reservoirs über rohrförmige Verbindungen und Ventile mit der Druckgasein heit verbunden. Ferner weist die Vorrichtung einen Nanoblasengenerator mit einer Flüssigkeitseintrittsöffnung und einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung auf. Dabei wird die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit durch den Nanoblasengenerator durch den Gasdruck des aus der Druckgaseinheit in eines der Reservoirs strömenden Gases zur Verfügung gestellt. The container is preferably a compressed gas unit and a gas is arranged as a further fluid within the compressed gas unit. The two closed reservoirs are connected to the compressed gas unit via tubular connections and valves. Furthermore, the device has a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening. The force for moving the liquid through the nanobubble generator is provided by the gas pressure of the gas flowing from the compressed gas unit into one of the reservoirs.
Besonders bevorzugt ist ein erster Kolben als Schubelement im ersten Reservoir angeordnet und ein zweiter Kolben als Schubelement im zweiten Reservoir angeordnet. A first piston is particularly preferably arranged as a thrust element in the first reservoir and a second piston is arranged as a thrust element in the second reservoir.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise zwei abgeschlossene Re servoirs, welche über rohrförmige Verbindungen und Ventile mit einer Druckgas einheit verbunden sind, und einen Nanoblasengenerator mit einer Flüssigkeitseintrittsöffnung und einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung auf. Dabei ist die Flüssigkeits eintrittsöffnung des Nanoblasengenerators über rohrförmige Verbindungen mit dem ersten Reservoir verbunden und die Flüssigkeitsaustrittsöffnung des Nano blasengenerators ist über rohrförmige Verbindungen und wenigstens ein zwischen dem zweiten Reservoir und dem Nanoblasengenerator angeordnetes Ventil mit dem zweiten Reservoir verbunden. Die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit durch den Nanoblasengenerator wird dabei durch den Gasdruck des aus der Druckgas einheit in eines der Reservoirs strömenden Gases zur Verfügung gestellt. The device according to the invention preferably has two closed reservoirs, which are connected to a compressed gas unit via tubular connections and valves, and a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening. The liquid inlet opening of the nanobubble generator is connected to the first reservoir via tubular connections and the liquid outlet opening of the nanobubble generator is connected via tubular connections and at least one valve arranged between the second reservoir and the nanobubble generator connected to the second reservoir. The force for moving the liquid through the nanobubble generator is provided by the gas pressure of the gas flowing out of the compressed gas unit into one of the reservoirs.
Die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit resultiert hier also nicht aus dem Betreiben einer Pumpe. Es ist in dieser Anordnung somit außerhalb des Nanoblasengenera- tors bevorzugt keine Pumpe angeordnet. Die Energie zur Bewegung der Flüssig keit wird durch das in der Druckgaseinheit komprimierte Gas zur Verfügung ge stellt. Bevorzugt ist der Nanoblasengenerator ferner über eine Gaseintrittsöffnung mit einem separaten Gasreservoir verbunden. Das Gas aus dem separaten Gas reservoir wird dann innerhalb des Nanoblasengenerators genutzt, um kleinste Bla sen in der Flüssigkeit zu erzeugen. Alternativ existiert keine Verbindung zu einem separaten Gasreservoir und das Gas zum Bewegen der Flüssigkeit wird genutzt, um die kleinsten Blasen mittels des Nanoblasengenerators zu erzeugen. Besonders bevorzugt wird beides kombiniert, es wird also sowohl das zur Bewegung der Flüssigkeit genutzte Gas als auch solches aus einem separaten Gasreservoir ge nutzt. Der Nanoblasengenerator ist dabei nach einer vorteilhaften Ausgestaltung mit zwei oder mehr separaten Gasreservoirs verbunden, welche bevorzugt ver schiedene Gase beinhalten. The power to move the liquid does not result from the operation of a pump. In this arrangement, therefore, preferably no pump is arranged outside of the nanobubble generator. The energy for moving the liquid is provided by the gas compressed in the compressed gas unit. The nanobubble generator is preferably also connected to a separate gas reservoir via a gas inlet opening. The gas from the separate gas reservoir is then used within the nanobubble generator to create tiny bubbles in the liquid. Alternatively, there is no connection to a separate gas reservoir and the gas used to move the liquid is used to create the smallest bubbles using the nanobubble generator. Both are particularly preferably combined, ie both the gas used to move the liquid and the gas from a separate gas reservoir are used. According to an advantageous embodiment, the nanobubble generator is connected to two or more separate gas reservoirs, which preferably contain different gases.
Zwischen dem Nanoblasengenerator und den zwei Reservoirs sind nach einer vorteilhaften Ausgestaltung rohrförmige Verbindungen sowie jeweils ein Ventil derart angeordnet, dass die Flüssigkeit aus dem zweiten Reservoir über den Na noblasengenerator in das erste Reservoir strömen kann. According to an advantageous embodiment, tubular connections and a respective valve are arranged between the nanobubble generator and the two reservoirs in such a way that the liquid can flow from the second reservoir via the nanobubble generator into the first reservoir.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen ersten Kolben als Schubelement auf, der im ersten Reservoir angeordnet ist. Weiterhin weist die Vorrichtung einen zweiten Kolben auf, der im zweiten Reservoir angeordnet ist.According to an advantageous embodiment, the device has a first piston as a thrust element, which is arranged in the first reservoir. Furthermore, the device has a second piston which is arranged in the second reservoir.
Die Schubkraft wird dabei vorteilhaft durch die Kolben zur Verfügung gestellt, wel che bewegt werden können, um das Volumen im Reservoir zu verkleinern. The thrust is advantageously made available by the pistons, which can be moved in order to reduce the volume in the reservoir.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Nanobla- senkonzentration auf. Dies ermöglicht vorteilhaft eine Kontrolle der Nanoblasen- konzentration, wodurch eine exakte Einstellung der Nanoblasenkonzentration ge lingt. Weiterhin ist an der Vorrichtung nach einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Steu ereinrichtung vorhanden, mit der das Verfahren automatisiert erfolgt. Optional kann das Verfahren auch durch eine manuelle Betätigung der Ventile ausgeführt werden. The device preferably has a measuring device for determining the concentration of nanobubbles. This advantageously enables the nanobubble concentration to be controlled, as a result of which the nanobubble concentration can be set precisely. Furthermore, according to an advantageous embodiment, the device has a control device with which the method is automated. Optionally, the method can also be carried out by manually actuating the valves.
Bevorzugt weist die Vorrichtung Mittel auf, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen. Vorteilhaft kann das Ver fahren dann automatisiert realisiert werden. Preferably, the device comprises means adapted to carry out the steps of the method according to the invention. Advantageously, the process can then be automated.
Dabei betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass diese Vorrichtung die erfindungsge mäßen Verfahrensschritte ausführt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm produkt gespeichert ist. A further aspect of the invention relates to a computer program product which includes instructions which cause this device to carry out the method steps according to the invention. A further aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the computer program product according to the invention is stored.
Mit dem vorliegenden Verfahren kann konzeptionsgemäß eine hohe Konzentration von kleinsten Blasen generiert werden. Dabei wird auf eine Pumpe zur Erzeugung der Kraft zum Antreiben der Flüssigkeit verzichtet, sodass eine Temperaturerhö hung der Flüssigkeit vermieden werden kann. Es wird lediglich der Gasdruck verwendet, um die Flüssigkeit zwischen den Reservoirs anzutreiben, wodurch eine konstante Temperatur gewährleistet wird. Es wird also eine Flüssigkeit in ein Re servoir gefüllt und ein unter hohem Druck stehendes Gas genutzt, um die Flüssigkeit zu bewegen, also die Flüssigkeitszufuhr anzutreiben. According to the concept, a high concentration of the smallest bubbles can be generated with the present method. In this case, a pump for generating the force for driving the liquid is dispensed with, so that an increase in the temperature of the liquid can be avoided. Only gas pressure is used to propel the liquid between the reservoirs, ensuring a constant temperature. So a liquid is filled into a reservoir and a gas under high pressure is used to move the liquid, i.e. to drive the liquid supply.
Nach der Konzeption der Erfindung weist die Vorrichtung zur Erzeugung von kleinsten Blasen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren also wenigstens zwei abgeschlossene Reservoirs und einen Nanoblasengenerator mit einer Flüssigkeitseintrittsöffnung und einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung auf. Dabei sind die beiden Reservoirs jeweils über rohrförmige Verbindungen mit dem Nanoblasengene rator verbunden und das erste Reservoir ist mit der Flüssigkeitseintrittsöffnung des Nanoblasengenerators und das zweite Reservoir mit der Flüssigkeitsaustrittsöffnung des Nanoblasengenerators verbunden. Eine Druckgaseinheit ist dabei über rohrförmige Verbindungen und Ventile mit dem ersten und dem zweiten Reservoir verbunden, sodass die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit durch den Nanoblasengenerator durch einen Druckunterschied in den Behältern, also insbesondere durch ein unter hohem Druck stehendes Gas, bevorzugt durch den Gasdruck des aus einer mit einem der Reservoirs verbundenen Druckgaseinheit in das entspre chende der Reservoirs strömenden Gases, oder durch ein reduziertes Volumen eines der Reservoirs zur Verfügung gestellt wird. Die Flüssigkeit kann zur Erhöhung der Konzentration an kleinsten Blasen wieder in das erste Reservoir geleitet werden, wobei die vorbeschriebenen Schritte beliebig oft wiederholt werden können. According to the conception of the invention, the device for generating extremely small bubbles according to the method according to the invention therefore has at least two closed reservoirs and a nanobubble generator with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening. The two reservoirs are each connected to the nanobubble generator via tubular connections and the first reservoir is connected to the liquid inlet opening of the nanobubble generator and the second reservoir is connected to the liquid outlet opening of the nanobubble generator. A compressed gas unit is connected to the first and second reservoirs via tubular connections and valves, so that the force for moving the liquid through the nanobubble generator is generated by a pressure difference in the containers, ie in particular by a highly pressurized gas, preferably by the gas pressure of the gas flowing from a pressurized gas unit connected to one of the reservoirs into the corresponding one of the reservoirs, or by a reduced volume of one of the reservoirs. To increase the concentration of the smallest bubbles, the liquid can be fed back into the first reservoir, with the steps described above being able to be repeated as often as desired.
Konzeptionsgemäß betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung zwei Reser voirs, einen Nanoblasengenerator und eine ein unter hohem Druck stehendes Gas beinhaltende Druckgaseinheit oder eine Einrichtung, welche derart angeordnet und eingerichtet ist, dass mittels dieser eine Volumenreduzierung in den Reser voirs möglich ist, aufweist. Conceptually, another aspect of the invention relates to a device for carrying out the method described, the device having two reservoirs, a nanobubble generator and a compressed gas unit containing a gas under high pressure, or a device which is arranged and set up in such a way that by means of this a volume reduction is possible in the reservoirs.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen: Further details, features and advantages of embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
Fig. 1: eine Anordnung zur Erzeugung kleinster Blasen, bei der eine Flüssigkeit von einem ersten Reservoir in ein zweites Reservoir strömt und Fig. 2: die Anordnung aus Fig. 1 , bei der die Flüssigkeit vom zweiten Reservoir in das erste Reservoir strömt. 1: an arrangement for generating the smallest bubbles, in which a liquid flows from a first reservoir into a second reservoir; and FIG. 2: the arrangement from FIG. 1, in which the liquid flows from the second reservoir into the first reservoir.
In Fig. 1 ist eine Anordnung 1 zur verbesserten Generation von kleinsten Blasen in einer Flüssigkeit dargestellt. Ein zentrales Element stellt dabei das Gas in der Druckgaseinheit 2 dar. Die vorhandene Energie, welche aus dem Überdruck des Gases in der Druckgaseinheit 2 resultiert, wird genutzt, um sowohl das Gas als auch die Flüssigkeit durch Leitungen 3, also rohrförmige Verbindungen, zu bewegen. Zur Steuerung des Flusses des Gases und der Flüssigkeit sind neun Ventile 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 angeordnet. 1 shows an arrangement 1 for improved generation of the smallest bubbles in a liquid. The gas in the compressed gas unit 2 is a central element. The energy present, which results from the overpressure of the gas in the compressed gas unit 2, is used to move both the gas and the liquid through lines 3, i.e. tubular connections . Nine valves 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 are arranged to control the flow of gas and liquid.
Zur Erzeugung der kleinsten Blasen wird zunächst Flüssigkeit in ein erstes Reser voir 5 geleitet. Daraufhin wird in das erste Reservoir 5 Gas aus der Druckgaseinheit 2 geleitet. Zur Erzeugung von kleinsten Blasen wird das im ersten Reservoir 5 vorhandene Gemisch aus Flüssigkeit und Gas in das zweite Reservoir 6 geleitet, wobei es den Nanoblasengenerator 7 passiert. Dadurch werden in der Flüssigkeit kleinste Blasen induziert. Wenn eine ausreichende Menge des Gemischs aus Flüssigkeit und Gas in das zweite Reservoir 6 verbracht wurde, so werden die Ventile 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 derart eingestellt, dass sie, wie in Fig. 2 dargestellt, das Gemisch aus Flüssigkeit und Gas wieder in das erste Re servoir 5 leiten, wobei auch hier der Nanoblasengenerator 7 passiert wird. In order to generate the smallest bubbles, liquid is first fed into a first reservoir 5 . Gas from the compressed gas unit 2 is then passed into the first reservoir 5 . In order to generate the smallest bubbles, the mixture of liquid and gas present in the first reservoir 5 is fed into the second reservoir 6, passing through the nanobubble generator 7. This induces tiny bubbles in the liquid. When a sufficient quantity of the mixture of liquid and gas has been brought into the second reservoir 6, the valves 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 are adjusted in such a way that, as in Fig. 2 shown, direct the mixture of liquid and gas back into the first reservoir 5, the nanobubble generator 7 also being passed here.
Um die Flüssigkeit in das erste Reservoir 5 leiten zu können, wird das Ventil 4.1 geöffnet, sodass die Flüssigkeit über dieses Ventil 4.1 einströmen kann. Wäh renddessen sind die Ventile 4.2, 4.3 auf Position A gestellt und die Ventile 4.5 und 4.7 geschlossen. Vorzugsweise werden bis zu 5 I oder bis zu 20 I Flüssigkeit über das Ventil 4.1 eingefüllt. Optional können in einer angepassten Anordnung auch höhere Volumina eingefüllt werden. Daraufhin kann das Ventil 4.1 geschlossen werden. In order to be able to conduct the liquid into the first reservoir 5, the valve 4.1 is opened so that the liquid can flow in via this valve 4.1. Meanwhile, the valves 4.2, 4.3 are set to position A and the valves 4.5 and 4.7 are closed. Up to 5 l or up to 20 l of liquid are preferably filled in via the valve 4.1. Optionally, higher volumes can also be filled in an adapted arrangement. The valve 4.1 can then be closed.
Um nun dem ersten Reservoir 5 Gas zuzuführen, wird am benachbart zu Ven til 4.9 angeordneten Anschluss eine Druckgaseinheit 2, wie beispielsweise eine Gasflasche, angeschlossen sowie ein daran angeordnetes Druckgaseinheitsventil, wie beispielsweise ein Gasflaschenhahn, geöffnet. Am Ventil 4.9 wird der gewünschte Druck eingestellt, beispielsweise 3 bar. In order to supply gas to the first reservoir 5, a compressed gas unit 2, such as a gas bottle, is connected to the connection located adjacent to valve 4.9, and a compressed gas unit valve arranged thereon, such as a gas bottle tap, is opened. The desired pressure is set at valve 4.9, for example 3 bar.
Die Flüssigkeit wird vom ersten Reservoir 5 über den Nanoblasengenerator 7 in das zweite Reservoir 6 geleitet. Dafür wird das Ventil 4.2 nun auf Position B und das Ventil 4.3 auf Position A eingestellt. Ferner ist es relevant, auch die Ventile 4.4 und 4.6 auf Position A, hier nach oben weisend dargestellt, zu stellen. Wenn nun die Öffnung der Druckgaseinheit 2 über das Druckgaseinheitsventil erfolgt und gleichzeitig der Nanoblasengenerator 7 gestartet wird, so wird die Flüssigkeit durch das nachströmende Gas aus dem ersten Reservoir 5 in den Nanoblasenge nerator 7 geleitet, in dem eine Indizierung von Blasen in die Flüssigkeit stattfindet, wonach durch weiter nachströmendes Gas die Flüssigkeit in das zweite Reservoir 6 geleitet wird. Wenn eine ausreichende Menge der Flüssigkeit im zweiten Reser voir 6 angelangt ist, so kann der Nanoblasengenerator 7 gestoppt und die Druck gaseinheit 2 wieder verschlossen werden. Die Menge an Flüssigkeit im zweiten Reservoir 6 kann mittels eines beliebigen Füllstandsindikators ermittelt werden.The liquid is conducted from the first reservoir 5 into the second reservoir 6 via the nanobubble generator 7 . For this, valve 4.2 is now set to position B and valve 4.3 to position A. It is also relevant to set the valves 4.4 and 4.6 to position A, shown here pointing upwards. If the compressed gas unit 2 is now opened via the compressed gas unit valve and the nanobubble generator 7 is started at the same time, the liquid is guided by the gas flowing in from the first reservoir 5 into the nanobubble generator 7, in which bubbles are indicated in the liquid. whereupon the liquid is conducted into the second reservoir 6 by further following gas. When a sufficient amount of liquid has reached the second reservoir 6, the nanobubble generator 7 can be stopped and the compressed gas unit 2 can be closed again. The amount of liquid in the second reservoir 6 can be determined using any level indicator.
Um den Vorgang abzuschließen, wird das Ventil 4.2 unter Berücksichtigung der Druckentspannung auf Position A gestellt. Dadurch kann der erhöhte Gasdruck reduziert werden und ein Teil des Gases über das Ventil 4.2 entweichen. To complete the process, the valve 4.2 is taking into account Pressure release set to position A. As a result, the increased gas pressure can be reduced and part of the gas can escape via valve 4.2.
Zur Erhöhung der Blasenkonzentration in der Flüssigkeit kann die Flüssigkeit, wie in Fig. 2 dargestellt, vom zweiten Reservoir 6 zurück in das erste Reservoir 5 geleitet werden. Zur Erhöhung der Effizienz ist die Anordnung bevorzugt derart aus gebildet, dass die Flüssigkeit auch dabei den Nanoblasengenerator 7 passiert. Dafür wird das Ventil 4.2 in Position A belassen und das Ventil 4.3 nun auf Positi on B eingestellt, sodass eine Verbindung des zweiten Reservoirs 6 zur Druckgas einheit besteht. Die Ventile 4.4 und 4.6 werden nun auf Position B, hier nach unten weisend dargestellt, eingestellt. Daraufhin kann die Druckgaseinheit 2 geöffnet werden und der Nanoblasengenerator 7 gleichzeitig gestartet werden. Die Energie des unter hohem Druck stehenden Gases aus der Druckgaseinheit 2 führt dazu, dass das ausströmende Gas in das zweite Reservoir 6 strömt und dadurch die Flüssigkeit in Richtung des Ventils 4.6 geleitet wird. Die Flüssigkeit strömt darauf hin an dem auf Position B eingestellten Ventil 4.6 vorbei und durch das auf Positi on B eingestellte Ventil 4.4 hindurch über Leitungen 3 erneut in den Nanoblasen generator 7 und wird dann durch das Ventil 4.6, welches auf Position B eingestellt ist, geleitet. Die Flüssigkeit strömt daraufhin in das erste Reservoir 5 zurück. Wenn eine ausreichende Menge an Flüssigkeit in das erste Reservoir 5 verbracht wurde, so kann der Nanoblasengenerator 7 gestoppt und die Druckgaseinheit 2 geschlossen werden. Auch hier kann ein Füllstandsindikator verwendet werden, um die im ersten Reservoir 5 befindliche Menge an Flüssigkeit zu bestimmen. Als ein solcher Füllstandsindikator können beispielsweise die an das jeweilige Reservoir 5, 6 angrenzenden Leitungen 3 oder das Reservoir 5, 6 selbst wenigstens abschnittsweise aus einem transparenten Material ausgebildet sein oder ein Sicht fenster aufweisen, sodass durch diesen Abschnitt beziehungsweise durch das eingefügte Sichtfenster der Füllstand beobachtet werden kann. In order to increase the concentration of bubbles in the liquid, the liquid can be fed back from the second reservoir 6 into the first reservoir 5, as shown in FIG. In order to increase the efficiency, the arrangement is preferably designed in such a way that the liquid also passes through the nanobubble generator 7 in this case. For this, the valve 4.2 is left in position A and the valve 4.3 is now set to position B, so that there is a connection between the second reservoir 6 and the compressed gas unit. The valves 4.4 and 4.6 are now set to position B, shown here pointing downwards. The compressed gas unit 2 can then be opened and the nanobubble generator 7 started at the same time. The energy of the gas under high pressure from the compressed gas unit 2 causes the outflowing gas to flow into the second reservoir 6 and thereby directs the liquid towards the valve 4.6. The liquid then flows past the valve 4.6 set to position B and through the valve 4.4 set to position B via lines 3 again into the nanobubble generator 7 and is then passed through the valve 4.6, which is set to position B . The liquid then flows back into the first reservoir 5 . When a sufficient quantity of liquid has been brought into the first reservoir 5, the nanobubble generator 7 can be stopped and the compressed gas unit 2 can be closed. A filling level indicator can also be used here in order to determine the amount of liquid in the first reservoir 5 . As such a fill level indicator, the lines 3 adjoining the respective reservoir 5, 6 or the reservoir 5, 6 itself can be made of a transparent material at least in sections or have a viewing window, so that the fill level can be observed through this section or through the inserted viewing window can be.
Das Ventil 4.3 kann unter Beachtung der Druckentspannung wieder auf Position A gestellt werden, sodass kein weiteres Gas nachströmt. Über das Ventil 4.3 ist es auch möglich, einen erhöhten Gasdruck zu reduzieren. Dafür strömt über das Ventil 4.3 ein Teil des Gases aus dem zweiten Reservoir 6 heraus. Es ist möglich, die vorbeschriebenen Schritte beliebig oft zu wiederholen, also die Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, über den Nanoblasengenerator 7 vom ersten Reservoir 5 in das zweite Reservoir 6 zu leiten und daraufhin die Flüssigkeit über den Nanoblasengenerator 7 vom zweiten Reservoir 6 in das erste Reservoir 5 zu leiten.The valve 4.3 can be set back to position A, taking into account the pressure relief, so that no more gas flows in. It is also possible to reduce an increased gas pressure via the valve 4.3. For this, part of the gas flows out of the second reservoir 6 via the valve 4.3. It is possible to repeat the above steps as often as you like, i.e. the liquid, for example water, via the nanobubble generator 7 from the first reservoir 5 into the second reservoir 6 and then to conduct the liquid via the nanobubble generator 7 from the second reservoir 6 into the first reservoir 5 .
Um die Flüssigkeit aus der Anordnung 1 zu entnehmen und so die Anordnung 1 zu entleeren, werden die Ventile 4.5 und 4.7 genutzt. The valves 4.5 and 4.7 are used to remove the liquid from the arrangement 1 and thus to empty the arrangement 1.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Anordnung 1 arrangement
2 Druckgaseinheit, Gasflasche, Gaskompressor 2 compressed gas unit, gas bottle, gas compressor
3 Leitung, rohrförmige Verbindung, rohrförmige Leitung3 line, tubular connection, tubular line
4.1 Erstes Ventil 4.1 First valve
4.2 Zweites Ventil 4.2 Second valve
4.3 Drittes Ventil 4.3 Third valve
4.4 Viertes Ventil 4.4 Fourth valve
4.5 Fünftes Ventil 4.5 Fifth Valve
4.6 Sechstes Ventil 4.6 Sixth valve
4.7 Siebtes Ventil 4.7 Seventh valve
4.8 Achtes Ventil 4.8 Eighth valve
4.9 Neuntes Ventil 4.9 Ninth valve
5 Erster Behälter, erstes Reservoir 5 First container, first reservoir
6 Zweiter Behälter, zweites Reservoir 6 Second container, second reservoir
7 Nanoblasengenerator 7 nanobubble generator

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verfahren zur Herstellung einer eine hohe Konzentration an kleinsten Blasen enthaltenden Flüssigkeit, folgende Schritte umfassend: a) Bereitstellen einer Flüssigkeit in einem ersten abgeschlossenen Reservoir (5), b) Leiten der Flüssigkeit unter Druck von dem ersten Reservoir (5) in einen Nanoblasengenerator (7) und weiter in ein zweites Reservoir (6), wobei beim Durchströmen des Nanoblasengenerators (7) in der Flüssigkeit kleinste Blasen erzeugt werden, c) Leiten der Flüssigkeit von dem zweiten Reservoir (6) in das erste Reservoir (5), d) Wiederholung der Schritte b) und c) so häufig wie notwendig, um die vorgegebene Konzentration an kleinsten Blasen in der Flüssigkeit zu erreichen, wobei die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit nicht durch eine Pumpe, sondern durch eine Schubkraft aufgrund eines weiteren Fluides oder eines Schubelementes zur Verfügung gestellt wird. A method for producing a liquid containing a high concentration of tiny bubbles, comprising the steps of: a) providing a liquid in a first sealed reservoir (5), b) directing the liquid under pressure from the first reservoir (5) into a nanobubble generator (7) and further into a second reservoir (6), the smallest bubbles being generated in the liquid as it flows through the nanobubble generator (7), c) conducting the liquid from the second reservoir (6) into the first reservoir (5), d ) Repeating steps b) and c) as often as necessary to achieve the specified concentration of minute bubbles in the liquid, the force for moving the liquid not being provided by a pump but by a thrust force due to another fluid or a thrust element is made available.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubkraft durch ein Gas als weiterem Fluid zur Verfügung gestellt wird, wobei das Gas mit einem Gasdruck aus einer mit dem ersten Reservoir (5) und dem zweiten Reservoir (6) über rohrförmige Verbindungen (3) verbundenen Druckgaseinheit (2) während des Schrittes b) in das erste Reservoir (5) strömt und während des Schrittes c) in das zweite Reservoir (6) strömt und die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit durch den Gasdruck zur Verfügung gestellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the thrust force is provided by a gas as a further fluid, the gas being supplied at a gas pressure from a connection with the first reservoir (5) and the second reservoir (6) via tubular connections ( 3) connected pressurized gas unit (2) during step b) flows into the first reservoir (5) and during step c) flows into the second reservoir (6) and the force to move the liquid is provided by the gas pressure.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kolben als erstes Schubelement innerhalb des ersten Reservoirs (5) angeordnet ist und ein zweiter Kolben als zweites Schubelement innerhalb des zweiten Reservoirs (6) angeordnet ist, wobei der erste Kolben und der zweite Kolben derart eingerichtet sind, dass die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit auf einer Volumenreduzierung innerhalb der Reservoirs (5, 6) aufgrund einer Bewegung des ersten oder des zweiten Kolbens basiert. 3. The method according to claim 1, characterized in that a first piston is arranged as the first thrust element within the first reservoir (5) and a second piston is arranged as the second thrust element within the second reservoir (6), the first piston and the second pistons are arranged in such a way that the force for moving the liquid is based on a volume reduction within the reservoirs (5, 6) due to a movement of the first or the second piston.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) zur Reduzierung eines erhöhten Gasdruckes Gas aus dem ersten Reservoir (5) über ein mit dem ersten Reservoir (5) verbundenes4. The method according to claim 3, characterized in that after step b) to reduce an increased gas pressure gas from the first reservoir (5) connected to the first reservoir (5).
Ventil (4.2) abgelassen wird. Valve (4.2) is drained.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt c) zur Reduzierung eines erhöhten Gasdruckes Gas aus dem zweiten Reservoir (6) über ein mit dem zweiten Reservoir (6) verbundenes Ventil (4.3) abgelassen wird. 5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that after step c) to reduce an increased gas pressure, gas is discharged from the second reservoir (6) via a valve (4.3) connected to the second reservoir (6).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) und/ oder nach Schritt c) eine Messung der Nanoblasenkonzentration erfolgt. 6. The method as claimed in any of claims 1 to 5, characterized in that the nanobubble concentration is measured after step b) and/or after step c).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes c) die Flüssigkeit vom zweiten Reservoir (6) über den Nanoblasengenerator (7) in das erste Reservoir (5) geleitet wird, wobei beim Durchströmen des Nanoblasengenerators (7) in der Flüssigkeit kleinste Blasen erzeugt werden. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that during step c) the liquid is passed from the second reservoir (6) via the nanobubble generator (7) into the first reservoir (5), with flow through the nanobubble generator ( 7) tiny bubbles are generated in the liquid.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckgaseinheit (2) und dem ersten Reservoir (5) sowie zwischen der Druckgaseinheit (2) und dem zweiten Reservoir (6) angeordnete Ventile (4.2, 4.3) geschaltet werden, um zwischen den Schritten b) und c) zu wechseln. 8. The method as claimed in one of claims 1 to 7, characterized in that valves (4.2, 4.3) arranged between the compressed gas unit (2) and the first reservoir (5) and between the compressed gas unit (2) and the second reservoir (6) are connected to switch between steps b) and c).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von kleinsten Blasen im Nanoblasengenerator (7) das die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit zur Verfügung stellende Gas und/ oder über eine separate Gaszufuhr zugeleitetes Gas genutzt wird. 9. The method according to any one of claims 3 to 8, characterized in that for the generation of the smallest bubbles in the nano-bubble generator (7), the power to move the liquid-providing gas and / or gas supplied via a separate gas supply is used.
10. Vorrichtung zur Erzeugung von kleinsten Blasen nach einem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend 10. Device for generating minute bubbles according to a method according to claims 1 to 9, comprising
• zwei abgeschlossene Reservoirs (5, 6), • two closed reservoirs (5, 6),
• einen Nanoblasengenerator (7) mit einer Flüssigkeitseintrittsöffnung und einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung, wobei die Flüssigkeitseintrittsöffnung des Nanoblasengenerators (7) über rohrförmige Verbindungen (3) mit dem ersten Reservoir (5) verbunden ist und die Flüssigkeitsaustrittsöffnung des Nanoblasengenerators (7) über rohrförmige Verbindungen (3) und wenigstens ein zwischen dem zweiten Reservoir (6) und dem Nanoblasengenerator (7) angeordnetes Ventil (4.6) mit dem zweiten Reservoir (6) verbunden ist, und• a nanobubble generator (7) with a liquid inlet opening and a liquid outlet opening, the liquid inlet opening of the nanobubble generator (7) being connected to the first reservoir (5) via tubular connections (3) and the liquid outlet opening of the nanobubble generator (7) being connected via tubular connections (3) and at least one valve (4.6) arranged between the second reservoir (6) and the nanobubble generator (7) is connected to the second reservoir (6), and
• einen ein weiteres Fluid enthaltenen Behälter oder ein in einem der Reservoirs angeordnetes Schubelement, wobei das weitere Fluid oder das Schubelement derart angeordnet und eingerichtet sind, dass die Flüssigkeit mittels einer Schubkraft durch den Nanoblasengenerator (7) schiebbar ist. • a container containing a further fluid or a thrust element arranged in one of the reservoirs, the further fluid or the thrust element being arranged and set up in such a way that the liquid can be pushed through the nanobubble generator (7) by means of a thrust force.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine Druckgaseinheit ist und ein Gas als weiteres Fluid innerhalb der Druckgaseinheit angeordnet ist, wobei die zwei abgeschlossenen Reservoirs (5, 6), über rohrförmige Verbindungen (3) und Ventile (4.2, 4.3) mit der Druckgaseinheit (2) verbunden sind, wobei die Kraft zur Bewegung der Flüssigkeit durch den Nanoblasengenerator (7) durch den Gasdruck des aus der Druckgaseinheit (2) in eines der Reservoirs (5,6) strömenden Gases zur Verfügung gestellt wird. 11. The device according to claim 10, characterized in that the container is a compressed gas unit and a gas is arranged as a further fluid within the compressed gas unit, the two closed reservoirs (5, 6) being connected via tubular connections (3) and valves (4.2, 4.3) connected to the compressed gas unit (2), the force for moving the liquid being provided by the nanobubble generator (7) by the gas pressure of the gas flowing from the compressed gas unit (2) into one of the reservoirs (5,6).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nanoblasengenerator (7) über eine Gaseintrittsöffnung mit einem separaten Gasreservoir verbunden ist. 12. Device according to claim 11, characterized in that the nanobubble generator (7) is connected to a separate gas reservoir via a gas inlet opening.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nanoblasengenerator (7) und den zwei Reservoirs (5, 6) rohrförmige Verbindungen (3) sowie jeweils ein Ventil (4.4, 4.6) derart angeordnet sind, dass die Flüssigkeit aus dem zweiten Reservoir (6) über den Nanoblasengenerator (7) in das erste Reservoir (5) strömen kann. 13. Device according to one of claims 11 or 12, characterized in that between the nanobubble generator (7) and the two reservoirs (5, 6) tubular connections (3) and one valve each (4.4, 4.6) are arranged such that the liquid from the second Reservoir (6) can flow into the first reservoir (5) via the nanobubble generator (7).
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kolben als Schubelement im ersten Reservoir (5) angeordnet ist und ein zweiter Kolben als Schubelement im zweiten Reservoir (6) angeordnet ist. 14. The device according to claim 10, characterized in that a first piston is arranged as a thrust element in the first reservoir (5) and a second piston is arranged as a thrust element in the second reservoir (6).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Nanoblasenkonzentration und/ oder eine Steuereinheit aufweist. 15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the device has a measuring device for determining the nanobubble concentration and/or a control unit.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14 mit Mitteln, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführen. 16. Apparatus as claimed in any of claims 10 to 14 including means adapted to carry out the steps of the method as claimed in any of claims 1 to 9.
17. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Vorrichtung nach Anspruch 15 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt. A computer program product comprising instructions that cause the apparatus of claim 15 to perform the method steps of any one of claims 1 to 9.
18. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17 gespeichert ist. 18. Computer-readable medium on which the computer program product according to claim 17 is stored.
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