NO119796B

NO119796B -

Info

Publication number: NO119796B
Application number: NO16093065A
Authority: NO
Inventors: E Engelhardt
Original assignee: Merck & Co Inc
Priority date: 1964-12-31
Filing date: 1965-12-16
Publication date: 1970-07-06
Also published as: SE347739B; GB1115327A; CH461477A; NL148587B; DE1793549A1; DE1543261A1; FR1481056A; IL24802A; NL6517264A; DK134010B; JPS518947B1; CH492671A; SE322771B; BR6575868D0; ES321390A1; FR5669M; JPS518948B1; BE674493A; DK134010C; GB1115329A

Description

Fremgangsmåte til uskadeliggjørelse av bakterier og andre organismer i væsker. Procedure for neutralizing bacteria and other organisms in liquids.

Foreliggende oppfinnelse angår en The present invention relates to a

fremgangsmåte til å uskadeliggjøre bakterier, virus og andre organismer i væsker, method to neutralize bacteria, viruses and other organisms in liquids,

dvs. en fremgangsmåte til helt eller del-vis å sterilisere væsker. Oppfinnelsen omfatter også anordninger til utførelse av i.e. a method to completely or partially sterilize liquids. The invention also includes devices for carrying out

fremgangsmåten. the procedure.

(Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (The method according to the invention

er i sine hovedtrekk karakterisert ved, at is characterized in its main features by, that

væsken sjokkbehandles ved i et behandlingskammer å utsettes for innvirkning av the liquid is shock treated by being exposed to the impact of in a treatment chamber

trykkbølger som frembringes i væsken ved pressure waves produced in the liquid by

hjelp av en med behandlingskammeret help from someone with the treatment chamber

forbundet trykkbølgefrembringer. Fremgangsmåten kan hensiktsmessig utføres i connected pressure wave generator. The procedure can conveniently be carried out in

en anordning bestående av et kammer forsynt med anordning til innføring og bortledning av væske, samt med et med kammeret forbundet slagverk for frembringelse av trykkbølger i væsken i kammeret. a device consisting of a chamber provided with a device for introducing and draining liquid, as well as with a percussion mechanism connected to the chamber for generating pressure waves in the liquid in the chamber.

Anordningen til innføring og bortledning The device for introduction and discharge

av væske bør være ventilløs. Det kammer of liquid should be valveless. It chamber

hvor steriliseringen foregår bør ha en where the sterilization takes place should have one

lengde som er 20—100 ganger større enn length that is 20—100 times greater than

diameteren. Veggene bør være stive, dvs. the diameter. The walls should be rigid, i.e.

ikke bestå av diafragmer. not consist of diaphragms.

Oppfinnelsen egner seg særlig til behandling av væsker, som forekommer i The invention is particularly suitable for the treatment of liquids, which occur in

større mengder, f. eks. vann, melk eller larger quantities, e.g. water, milk or

lignende, og har i sammenligning med hit-til kjente rensnings- og steriliseringsmeto-der den fordel, at væsken ikke undergår similar, and has, in comparison with hitherto known cleaning and sterilization methods, the advantage that the liquid does not undergo

noen kjemiske endringer eller underkastes any chemical changes or undergo

noen behandling med kjemiske preparater some treatment with chemical preparations

og heller ikke noen oppvarmning. Etter behandlingens intensitet og varighet kan and no heating either. Depending on the intensity and duration of the treatment can

man drive rensningen av væsken mere one drives the purification of the liquid more

eller mindre langt, hvorved en passende or less far, whereby an appropriate

minskning av bakteriinnholdet i væsken reduction of the bacterial content in the liquid

kan oppnåes. can be achieved.

Fremgangsmåten kan også brukes for bl. a. medisinske formål og er særlig verdi-full, når det gjelder sterilisering av væsker, som ikke tåler oppvarmning eller kjemisk behandling uten å forandres. Me-toden kan også komme til anvendelse i industrielle gjæringsprosesser eller andre prosesser som er basert på bruken av mikroorganismer. Den tillater f. eks. å av-bryte gjæringen etc. på et visst tidspunkt. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar seg utføre både intermittent og kontinuerlig. The procedure can also be used for e.g. a. medical purposes and is particularly valuable when it comes to sterilizing liquids that cannot withstand heating or chemical treatment without being changed. The method can also be used in industrial fermentation processes or other processes that are based on the use of microorganisms. It allows e.g. to interrupt the fermentation etc. at a certain time. The method according to the invention can be carried out both intermittently and continuously.

I det følgende beskrives oppfinnelsen nærmere under henvisning til vedføyede tegning hvor fig. 1 er et diagram, som skjematisk viser trykkvariasjonene i væsken under behandlingen og fig. 2 viser en utførelsesform for en anordning til å ut-føre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. In the following, the invention is described in more detail with reference to the attached drawing where fig. 1 is a diagram, which schematically shows the pressure variations in the liquid during the treatment and fig. 2 shows an embodiment of a device for carrying out the method according to the invention.

Fig. 1 viser skjematisk hvordan tryk-ket varierer i en væske som kontinuerlig strømmer gjennom et behandlingskammer, gjennom hvilket den presses frem med ett, fortrinsvis lavt tilførselstrykk. Den fullt opptrukne kurve a i diagrammet viser trykkvariasj onene i væsken slik som de kan antas å finne sted når væsken behandles med trykkbølger ifølge oppfinnelsen. Som det fremgår av figuren, har trykkbølgene en amplitude som ligger høyt over væskens midlere trykk, P-middel, som er lik tilførselstrykket. Mulig-ens oppstår der også fra tid til annen un-dertrykk i væsken. Oppfinnelsen er imidlertid uavhengig av de teoretiske forkla-ringer som kan gis av den effekt, som opp-finneren har konstatert, nemlig at bakterier og lignende organismer i en væske kan drepes eller uskadeliggjøres ved sjokkbehandling med trykkbølger. Det kan ten-kes, at bakteriene ikke tåler trykkøknin-gen eller at den derpå følgende trykksenk-ning er den virksomme del av trykkbølgene ved sjokkbehandlingen, eller at det er kombinasjonen av trykkøkning og trykk-senkning, som forårsaker uskadeliggjørel-sen av bakteriene. Fig. 1 schematically shows how the pressure varies in a liquid that continuously flows through a treatment chamber, through which it is pushed forward with a, preferably low, supply pressure. The fully drawn curve a in the diagram shows the pressure variations in the liquid as they can be assumed to take place when the liquid is treated with pressure waves according to the invention. As can be seen from the figure, the pressure waves have an amplitude that is high above the liquid's mean pressure, P mean, which is equal to the supply pressure. Under-pressure in the liquid may also occur from time to time. However, the invention is independent of the theoretical explanations that can be given for the effect that the inventor has established, namely that bacteria and similar organisms in a liquid can be killed or rendered harmless by shock treatment with pressure waves. It can be thought that the bacteria cannot withstand the pressure increase or that the subsequent pressure decrease is the effective part of the pressure waves during the shock treatment, or that it is the combination of pressure increase and pressure decrease that causes the bacteria to be neutralized.

I fig. 2 vises en anordning til kontinuerlig behandling av væske med trykkbøl-ger ifølge oppfinnelsen. Anordningen omfatter et behandlingskammer, som består av et rør 1 med et lokk 2 i den ene ende og et todelt lokk 3, 16 i den annen ende. Røret 1, som i figur 2 vises avbrutt, bør ha stor lengde i forhold til sin diameter, f. eks. en lengde som er flere ganger så stor som diameteren. Røret er med en innløpsstuss 4 koblet til en tilførselspumpe 31 og med en utløpsstuss 5 koblet til en ventil 32. Hele anordningen kan være forbundet med f. eks. et vannledningsnett (avløpsvann eller drikkevann) eller med andre anlegg, inneholdende væske, som skal befries fra bakterier. Rørstussene 4 og 5 er anbragt slik, at trykkbølger, som beveger seg i væsken i røret 1, ikke i nevneverdig grad lek-ker ut gjennom rørstussene 4 henholdsvis 5. I det viste eksempel oppnås dette ved at innløpsstussen 4 og utløpsstussen 5 er anordnet i rett vinkel med trykkbølgenes be-vegelsesretning. I lokket 3, 16 er en ambolt eller slagpåvirket stempel forskyvbart anordnet slik at den styres tett i en boring 7 i lokkdelen 3. Amboltens 6 diameter er hensiktsmessig omtrent lik rørets 1 indre diameter. Eventuelt kan ambolten 6 på-virke en elastisk membran, f. eks. av gummi, som kan være lagt inn mellom lokket 3 og en flens 34 på røret 1, så at behandlingskammeret er fullstendig tett mot slagverket. Ambolten 6 har en flens 8, som ligger mellom to fjærende skiver 9 i en ringformet uttagning 10 i lokkdelen 16. Ambolten 6 raker med en hals 11 inn i en sylinder 12 på en slagmotor, som består av sylinderen 12 og et stempel 13 som kan bevege seg frem og tilbake i sylinderen, et ventilhus 14 og et endestykke 17. I ventil-huset 14 er der anordnet en reguleringsventil 33 av den art, som anvendes i pneu-matiske slagverktøy. I figuren er ventilen 33 vist skjematisk som en enkel plate, men kan selvfølgelig være utført på annen kjent måte. Trykkluft for drift av slag-motoren tilføres gjennom en ledning 15, som er koblet til endestykket 17. Slagmo-torén er spent inn mellom en flens 34 på røret 1 og endestykket 17 med et par bol-ter 18. 35 er en reguleringsventil. In fig. 2 shows a device for continuous treatment of liquid with pressure waves according to the invention. The device comprises a treatment chamber, which consists of a tube 1 with a lid 2 at one end and a two-part lid 3, 16 at the other end. The pipe 1, which is shown interrupted in figure 2, should have a large length in relation to its diameter, e.g. a length which is several times as great as the diameter. The pipe is connected with an inlet connection 4 to a supply pump 31 and with an outlet connection 5 connected to a valve 32. The whole device can be connected with e.g. a water supply network (wastewater or drinking water) or with other installations, containing liquid, which must be freed from bacteria. The pipe connections 4 and 5 are arranged in such a way that pressure waves, which move in the liquid in the pipe 1, do not leak out to an appreciable extent through the pipe connections 4 and 5 respectively. In the example shown, this is achieved by the inlet connection 4 and the outlet connection 5 being arranged in right angle with the direction of movement of the pressure waves. In the lid 3, 16, an anvil or impact-affected piston is displaceably arranged so that it is tightly controlled in a bore 7 in the lid part 3. The diameter of the anvil 6 is conveniently approximately equal to the inner diameter of the tube 1. Optionally, the anvil 6 can act on an elastic membrane, e.g. of rubber, which can be inserted between the lid 3 and a flange 34 on the tube 1, so that the treatment chamber is completely sealed against the percussion mechanism. The anvil 6 has a flange 8, which lies between two springy discs 9 in an annular recess 10 in the lid part 16. The anvil 6 rakes with a neck 11 into a cylinder 12 of an impact engine, which consists of the cylinder 12 and a piston 13 which can move back and forth in the cylinder, a valve housing 14 and an end piece 17. In the valve housing 14 there is arranged a control valve 33 of the type used in pneumatic impact tools. In the figure, the valve 33 is shown schematically as a simple plate, but can of course be made in another known way. Compressed air for operating the impact motor is supplied through a line 15, which is connected to the end piece 17. The impact motor is clamped between a flange 34 on the pipe 1 and the end piece 17 with a pair of bolts 18. 35 is a control valve.

Ved bruken av anordningen føres den væske som skal behandles ved hjelp av When using the device, the liquid to be treated is conveyed by means of

pumpen 31 inn gjennom stussen 4 i behandlingskammeret som dannes av røret 1. I behandlingskammeret utsettes væske for sjokkvirkning ved at slagverket hamrer på ambolten 6, som frembringer trykkbølgene i væsken. I den viste utførelsesform strøm-mer væsken mot bølgenes bevegelsesret-ning. Væskens strømningshastighet, som er avgjørende for behandlingstiden for væskepartiklene, avpasses slik at den øn-skede grad av sterilisering oppnås. Trykk-bølgenes amplitude Pnmx har ved en del ut-førte forsøk vært av størrelsesordenen 1—500 kg/cm'-2. Behandlingstiden har sam-tidig variert mellom noen få sekunder og 1 time. Periodetallet i den herved an-vendte slagmotor har variert mellom 20 og the pump 31 into the treatment chamber formed by the pipe 1 through the spigot 4. In the treatment chamber, the liquid is subjected to a shock effect by the percussion hammering the anvil 6, which produces the pressure waves in the liquid. In the embodiment shown, the liquid flows against the direction of movement of the waves. The flow rate of the liquid, which is decisive for the treatment time for the liquid particles, is adjusted so that the desired degree of sterilization is achieved. The amplitude Pnmx of the pressure waves has been of the order of magnitude 1-500 kg/cm'-2 in a number of experiments carried out. At the same time, the treatment time has varied between a few seconds and 1 hour. The period number in the stroke engine used here has varied between 20 and

50 slag per sekund og alltid ligget godt 50 strokes per second and always lay well

under den hørbare grense, dvs. under 10.000 per sekund. Avhengig av det be-handlede materiales beskaffenhet kan ti-den for behandlingens varighet og den amplitude som bør brukes hensiktsmessig bestemmes eksperimentelt for hvert en-kelt tilfelle. Samme resultat kan i noen tilfelle oppnås med høy amplitude og kort behandlingstid og med lavere amplitude og lengere behandlingstid. Amplituden bør imidlertid være minst 100 atm. For at behandlingen skal bli effektiv bør væske-massen så vidt mulig fylle behandlingskammeret fullstendig. Dette forsynes der-for hensiktsmessig med en lufteanordning, f. eks. en lufteventil 30, fig. 2, på kammerets høyeste punkt. below the audible limit, i.e. below 10,000 per second. Depending on the nature of the treated material, the time for the duration of the treatment and the amplitude that should be used appropriately can be determined experimentally for each individual case. The same result can in some cases be achieved with high amplitude and short treatment time and with lower amplitude and longer treatment time. However, the amplitude should be at least 100 atm. For the treatment to be effective, the liquid mass should as far as possible fill the treatment chamber completely. This is therefore appropriately provided with an airing device, e.g. an air valve 30, fig. 2, at the highest point of the chamber.

Den ovenfor beskrevne fremgangsmåte og de viste og beskrevne anordninger kan selvfølgelig varieres på mange forskjellige måter uten at oppfinnelsens prinsipp for-lates. Det trykkdrevne i den i fig. 2 viste utførelsesform kan erstattes med f. eks. et av forbrenningsgass drevet eller elektrisk drevet slagverk eller med en annen anordning som frembringer trykkbølger. The method described above and the devices shown and described can of course be varied in many different ways without abandoning the principle of the invention. The pressure-driven in the one in fig. 2 shown embodiment can be replaced with e.g. a combustion gas powered or electrically powered percussion device or with another device that produces pressure waves.

Claims

1. Method for neutralizing bacteria, viruses and other organisms in a liquid by shock treatment consisting of pressure waves being produced in the liquid by means of a device for producing pressure waves, characterized in that the liquid is driven through a treatment chamber in a continuous flow with thus adapted speed, that all liquid particles flowing through the pipe, in a predetermined period of time before they leave the pipe, are treated with pressure waves of large amplitude, and which from the device for producing such waves propagate in the liquid essentially in the longitudinal direction of the pipe.

2. Method according to claim 1, characterized in that the amplitude of the pressure waves is of the order of 1-500 kg/cm2 or higher.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the shock treatment is carried out with a period number that is well within the audible range, e.g. is between 10 and 10,000 per second.

4. Method according to claim 1, characterized in that the treatment chamber during the shock treatment is kept completely filled with liquid and in that the pressure waves are produced by a mechanical percussion device, e.g. by a pneumatic or electrically powered hammer.

5. Apparatus for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists of a rectilinear continuous tube-shaped chamber (1) provided with a valve loose device (4, 5) for continuous introduction and removal of liquid, a pump (31) for conveying liquid through the chamber, an anvil (6) arranged at one end of the chamber and a percussion mechanism (12, 13) interacting with the anvil for generating pressure waves that propagate in the liquid in the tubular chamber.

6. Device according to claim 5, characterized in that the impact mechanism comprises a pneumatically driven or with combustion gas driven or electrically driven impact motor (12, 13) which is arranged to emit impact energy to the anvil (6) to produce pressure waves in the liquid which flows through the chamber.