WO1998050175A1 - Method for cleaning and/or sterilizing surfaces - Google Patents

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WO1998050175A1 PCT/DE1998/001242 DE9801242W WO9850175A1 WO 1998050175 A1 WO1998050175 A1 WO 1998050175A1 DE 9801242 W DE9801242 W DE 9801242W WO 9850175 A1 WO9850175 A1 WO 9850175A1
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Udo Krohmann
Bernd Neumann
Torsten Neumann
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Udo Krohmann
Bernd Neumann
Torsten Neumann
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    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning the surface of bodies with a low dielectric loss factor (tan ⁇ ), such as objects or containers made of glass, ceramics or some plastics, from contaminants such as dirt, microorganisms adhering to adhesives, etc. consist.
  • the process can simultaneously kill microorganisms.
  • Hot water with chemical additives such as alkalis, detergents or other solvent substances are mainly used to clean various bodies and surfaces.
  • the effect can be enhanced by pre-soaking, rinsing or mechanical brushing. Examples of this are dishwashers, car wash stations or bottle washing devices.
  • the object of the invention is therefore to concentrate the heating on the area of the impurities and to achieve a dirt-removing effect without prolonged soaking or direct mechanical processing, and to kill microorganisms
  • a microwave can be used to heat a liquid to boiling temperature in a very short time.This also applies to microorganisms that, like all living things, contain approx. 70% water.
  • the liquid applied including the impurities adhering to the body, is heated for a short time Due to the high liquid temperature that arises in the area of the contamination, this is dissolved or detached and microorganisms are killed. This is a prerequisite for the quickest possible attachment and detachment of contaminants their effects also cause a detachment of the contaminants. In order to maintain the effect until all the contaminants have been removed, a sufficient amount of liquid has to be added
  • Fig. 1 shows a series of reusable bottles, such as those used in the beverage industry

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Abstract

The invention relates to a method for cleaning the surface of bodies with a low dielectric loss factor (tan δ), such as objects or containers made from glass, ceramics or certain plastics and ridding said surface of impurities such as dirt, impregnations, adhering micro-organisms or the like. The method can simultaneously kill micro-organisms. The heating of bodies and fluids with high frequency radiation (dielectric heating) is a well-known method. The effect of the high-frequency electrical field depends upon the respective dielectric properties of said bodies. The use of said process for cleaning purposes was not previously known. The bodies which are to be cleaned (with a low dielectric loss factor or unpolarized material) are subjected to a defined amount of cleaning fluid (with a high dielectric loss factor or polarized material) and radiated with microwaves, wherein the amount of fluid, energy and duration is coordinated in such a way that the adhering impurities and the applied fluid are heated while avoiding the prolonged effect of heating upon said bodies.

Description

Verfahren zum Reinigen und / oder Sterilisieren von OberflächenMethods for cleaning and / or sterilizing surfaces
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Oberfläche von Körpern mit einem geringen dielektrischen Verlustfaktor (tan δ), wie Gegenstände oder Behälter aus Glas, Keramik oder einigen Kunststoffen, von Verunreinigungen wie Schmutz, Beklebungen anhaftenden Mikroorganismen u.a. bestehen. Das Verfahren kann gleichzeitig eine Abtötung von Mikroorganismen bewirken.The invention relates to a method for cleaning the surface of bodies with a low dielectric loss factor (tan δ), such as objects or containers made of glass, ceramics or some plastics, from contaminants such as dirt, microorganisms adhering to adhesives, etc. consist. The process can simultaneously kill microorganisms.
Zum Reinigen verschiedener Körper bzw. Oberflächen wird überwiegend heißes Wasser mit chemischen Zusätzen wie Laugen, Spühlmittel oder anderer lösender Substanzen verwendet. Die Wirkung kann durch Vorweichen, Abspülen oder mechanisch wirkendes Bürsten verstärkt werden. Beispiele hierf r sind Geschirrspüler, Autowaschstationen oder Flaschenwascheinrichtungen.Hot water with chemical additives such as alkalis, detergents or other solvent substances are mainly used to clean various bodies and surfaces. The effect can be enhanced by pre-soaking, rinsing or mechanical brushing. Examples of this are dishwashers, car wash stations or bottle washing devices.
Diese Verfahren erfordern größere Mengen warmes Wasser. Ein Teil der Wärme wird auch auf die zu reinigenden Objekte übertragen, wodurch ein großer Energieverbrauch entsteht. Es ist weiterhin eine lange Einwirk- bzw. Weichzeit notwendig, wodurch der Durchsatz eingeschränkt wird. Schließlich ist zur Erzielung hygienischer Oberflächen eine sorgfältige Nachspülung erforderlich.These procedures require large amounts of warm water. Some of the heat is also transferred to the objects to be cleaned, which results in a large energy consumption. A long exposure or soaking time is also necessary, which limits the throughput. Finally, careful rinsing is necessary to achieve hygienic surfaces.
Mechanische Vorrichtungen erfordern Antriebs- und Übertragungselemente, die störanfällig sind und einem Verschleiß unterliegen.Mechanical devices require drive and transmission elements that are prone to failure and are subject to wear.
Es sind auch Dampfstrahlgeräte zum Reinigen bekannt. Hier wird der Wasserbedarf verringert, aber es ist eine höhere Temperatur erforderlich. Der Dampf kondensiert an den Körpern und überträgt damit ebenfalls sehr viel Energie auf diese.Steam jet devices for cleaning are also known. Here the water requirement is reduced, but a higher temperature is required. The steam condenses on the bodies and thus also transfers a lot of energy to them.
Gemäß DE OS 4326601 werden nach der Reinigung von Flaschen mit Lauge und einer Heißwasserspritzung diese zusätzlich mit DampßΗeißwasser mehrfach besprüht. Damit wird eine höhere Temperatur und somit bessere Keimabtötung erzielt. Der Aufwand an Maschinentechnik und Energie ist aber sehr groß.According to DE OS 4326601, after cleaning bottles with lye and hot water spraying, they are additionally sprayed with steam white water several times. This results in a higher temperature and thus better germ killing. However, the expenditure on machine technology and energy is very large.
In der DE OS 1497779 wurde vorgeschlagen, gleichzeitig mit einem Wasserstrahl mit Ultraschall auf die Oberfläche einzuwirken, um die Schmutzablösung zu verbessern. Dazu soll ein Laserstrahl auf die Aufprallstelle des Wasserstrahls gerichtet werden. In der Praxis hat sich dieses Verfahren bisher nicht durchgesetzt.In DE OS 1497779 it was proposed to simultaneously act on the surface with a water jet with ultrasound in order to improve the detachment of dirt. For this purpose, a laser beam should be aimed at the point of impact of the water jet. In practice, this method has not yet become established.
Durch die DE OS 4315318 ist bekannt, örtlich begrenzt Wärme auf Etiketten an Glasbehältern aufzubringen. Dieses erfolgt durch Kontakt mit einer Heizeinrichtung. Durch die Erwärmung wird der Klebstoff erweicht, so daß das Etikett entfernt werden kann. Die gezielte Wärmeeinwirkung ist effektiv, aber örtlich begrenzt, sie dient nur der Ablösung von Etiketten.From DE OS 4315318 it is known to apply heat locally to labels on glass containers. This is done by contact with a heating device. The heating softens the adhesive so that the label can be removed. The targeted exposure to heat is effective, but local, it only serves to remove labels.
Die Verfahren benötigen insgesamt viel Wasser, Energie, sowie hohen maschinentechnischen Aufwand und belasten die Umwelt durch die eingesetzten Reinigungsmittel. Allgemein ist die Erwärmung von Korpern und Flüssigkeiten durch Hochfrequenzstrahlen (dielektrische Erwärmung) bekannt Die Wirkung des hochfrequenten elektrischen Feldes ist von den jeweiligen dielektrischen Eigenschaften der Korper abhangig Eine diesbezügliche Anwendung zur Reinigung ist bisher nicht bekanntOverall, the processes require a lot of water, energy and a high level of mechanical engineering and pollute the environment due to the cleaning agents used. In general, the heating of bodies and liquids by high-frequency radiation (dielectric heating) is known. The effect of the high-frequency electric field is dependent on the respective dielectric properties of the body. An application in this regard for cleaning is not yet known
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Erhitzung auf den Bereich der Verunreinigungen zu konzentrieren, und eine schmutzablosende Wirkung ohne längeres Einweichen oder direkte mechanische Bearbeitung, sowie eine Abtotung von Mikroorganismen zu erzielenThe object of the invention is therefore to concentrate the heating on the area of the impurities and to achieve a dirt-removing effect without prolonged soaking or direct mechanical processing, and to kill microorganisms
Erfindungsgemaß wird die Aufgabe entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1 gelost Weitere spezielle Ausgestaltungen der Verfahrensschritte sind in den Unteranspruchen dargelegtAccording to the invention the object is achieved in accordance with the features of claim 1. Further special configurations of the method steps are set out in the subclaims
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Quell- und Losungsgeschwindigkeit mit steigender Temperatur des Losungsmittels zunimmt und daß Dampfblasen eine große mechanische Wirkung besitzenThe invention is based on the knowledge that the swelling and dissolution rate increases with increasing temperature of the solvent and that vapor bubbles have a great mechanical effect
Mit einer Mikrowellenerwarmung kann eine Flüssigkeit in sehr kurzer Zeit auf Siedetemperatur erhitzt werden Das trifft auch auf Mikroorganismen zu, die wie alle Lebewesen ca 70% Wasser enthalten Mit der Mikrowellenbestrahlung wird somit kurzzeitig eine hohe Erhitzung der aufgebrachten Flüssigkeit einschließlich der an den Korper anhaftenden Verunreinigung erzielt Durch die im Bereich der Verunreinigung entstehende hohe Flussigkeitstemperatur wird diese auf- bzw abgelost und es werden Mikroorganismen abgetötet Damit ist eine Bedingung fiir ein schnellstmögliches An- und Ablosen von Verunreinigungen hergestellt Durch eine weitere Erhitzung bis zur Siedetemperatur entstehen im Bereich der Verschmutzungen Dampfblasen, die durch ihre Wirkung ebenfalls eine Ablösung der Verschmutzungen hervorrufen Um die Wirkung bis zum Ablosen samtlicher Verschmutzungen aufrecht zu erhalten, ist die weitere Zufuhrung einer hierfür ausreichenden Flussigkeitsmenge erforderlichA microwave can be used to heat a liquid to boiling temperature in a very short time.This also applies to microorganisms that, like all living things, contain approx. 70% water. With microwave radiation, the liquid applied, including the impurities adhering to the body, is heated for a short time Due to the high liquid temperature that arises in the area of the contamination, this is dissolved or detached and microorganisms are killed. This is a prerequisite for the quickest possible attachment and detachment of contaminants their effects also cause a detachment of the contaminants. In order to maintain the effect until all the contaminants have been removed, a sufficient amount of liquid has to be added
An- und abgelöste Verschmutzungen/ Verklebungen können dann mit bekannten Verfahren entfernt werdenSoiled and detached soiling / adhesions can then be removed using known methods
Eine größere Erwärmung des Korpers mit kleinem dielektπschen Verlustfaktor (Glas, Keramik und bestimmte Kunststoffe) erfolgt nichtThere is no major heating of the body with a small dielectric loss factor (glass, ceramic and certain plastics)
Nachfolgend soll das Verfahren an einem Beispiel erläutert werdenThe method will be explained below using an example
Fig 1 zeigt eine Reihe von Mehrwegflaschen, wie sie in der Getränkeindustrie Verwendung findenFig. 1 shows a series of reusable bottles, such as those used in the beverage industry
Nachdem die Flaschen gewendet sind, findet eine Restentleerung statt, anschließend werden auf herkömmliche Weise lose Verunreinigungen abgespult Hierbei wird die Flasche innen und außen gleichmaßig befeuchtet, der Flussigkeitsfilm wird nun warend der gesamten Behandlungszeit durch Besprühen oder ahnliche Methoden aufrechterhalten Die zu reinigende Flasche wird durch eine Schleuse in das HF-Feld gefordert und verbleibt dort bis der gewünschte Abloseeffekt der Verunreinigungen zu verzeichnen ist, als sinnvoll hat sich eine Energiedichte von über 45 Watt/dm3 herausgestellt Die Flasche verlaßt dann das HF-Feld wiederum durch eine Schleuse und wird intensiv gespult Wenn erforderlich, kann dieser Zyklus mehrmals wiederholt werden Wird zum Ende des letzten Behandlungszyklusses das Befeuchten eingestellt bzw reduziert, ist die Flasche weitestgehend von Mikroorganismen befreit After the bottles have been turned over, a residual emptying takes place, then loose impurities are rinsed off in a conventional manner.Here the inside and outside of the bottle are moistened evenly, the liquid film is now maintained for the entire treatment time by spraying or similar methods.The bottle to be cleaned is cleaned by a Lock in the RF field requested and remains there until the desired detachment effect of the impurities can be seen, an energy density of over 45 watts / dm 3 has proven to be useful. The bottle then leaves the RF field through a lock and is intensively wound If necessary, this cycle can be repeated several times. If humidification is stopped or reduced at the end of the last treatment cycle, the bottle is largely free of microorganisms

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Reinigen und/oder Sterilisieren von Oberflächen durch Befeuchten und Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Körper (mit einem geringen dielektrischen Verlustfaktor bzw. unpolarem Material) mit einer definierten Menge Reinigungsflüssigkeit (mit hohem dielektrischen Verlustfaktor bzw. polarem Material) beaufschlagt und mit Mikrowellen bestrahlt werden, wobei die Flüssigkeitsmenge, Energiemenge und Zeitdauer so abgestimmt sind, daß sich die anhaftenden Verschmutzungen und die aufgebrachte Flüssigkeit erhitzen, aber eine längere Wärmeeinwirkung auf den Körper vermieden wird.1. A method for cleaning and / or sterilizing surfaces by moistening and heating, characterized in that the body to be cleaned (with a low dielectric loss factor or non-polar material) with a defined amount of cleaning fluid (with a high dielectric loss factor or polar material) acted upon and irradiated with microwaves, the amount of liquid, amount of energy and time are adjusted so that the adhering dirt and the applied liquid heat up, but a longer heat on the body is avoided.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit polar ist, z.B. Wasser oder wasserhaltige Lösungen.2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid is polar, e.g. Water or water-based solutions.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit als Film aufgebracht wird, z. B durch Sprühen, Eintauchen, Aufwalzen oder durch das Passieren eines Flüssigkeitsschleiers bzw. -nebeis.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the liquid is applied as a film, for. B by spraying, dipping, rolling or by passing through a liquid curtain or spray.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtungen für die zu reinigenden Körper ebenfalls keine Reaktion auf die Mikrowellen zeigen, also einen kleinen dielektrischen Verlustfaktor besitzen.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the holding devices for the body to be cleaned also show no reaction to the microwaves, ie have a small dielectric loss factor.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zu reinigende Körper vorzugsweise kontinuierlich durch ein HF-Feld gef hrt wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the body to be cleaned is preferably guided continuously by an RF field.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des HF-Feldes gleichzeitig zum Abtöten von Mikroorganismen genutzt wird, bzw. ausschließlich zu diesem Zweck verwendet wird.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the action of the RF field is used simultaneously to kill microorganisms, or is used exclusively for this purpose.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des zu reinigenden Körpers eine Ansammlung der Flüssigkeit möglichst vermeidet, d.h. einen ungehinderten Austrag der Flüssigkeit und der darin befindlichen Verschmutzungen zuläßt.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the position of the body to be cleaned as far as possible prevents accumulation of the liquid, i.e. Allows an unhindered discharge of the liquid and the contaminants contained therein.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssige Flüssigkeit und die darin enthaltenen Verunreinigungen durch geeignete Maßnahmen beseitigt wird, wie z.B. Absaugen oder Verdrängen.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that excess liquid and the impurities contained therein are removed by suitable measures, such as e.g. Vacuum or displace.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im HF-Feld mehrmals durchgeführt werden kann mit jeweils dem Ziel angepaßten Bedingungen, wie z. B. veränderte HF-Intensität oder Flüssigkeitsmenge bzw. Flüssigkeitstemperatur. 9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the treatment in the RF field can be carried out several times, each with the target adapted conditions, such as. B. changed RF intensity or liquid quantity or liquid temperature.
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