WO2008101364A2 - Pflanzenschutz -verfahren zur kontrolle von pflanzenschädlingen mittels elektrolytisch hergestellten oxidativen radikalen, uv-c licht, und luft unterstützter elektrostatischer sprühtechnologie - Google Patents

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Definitions

  • Plant protection method for Kontrol le of plant S cbirdlingen electrolytically produced by oxidative radicals, UV-C light and air under shear ⁇ supported elektrostati spray technology Plant protection method for Kontrol le of plant S cbirdlingen electrolytically produced by oxidative radicals, UV-C light and air under shear ⁇ supported elektrostati spray technology.
  • the invention relates to a new plant protection method with oxidative radicals and UV-C light electrolytically produced in saline water and the specially applied technology for carrying out the method integrated in a motorized back or hand syringe, or other types of syringe, according to the preamble of the independent patent claims.
  • the object of the invention is to provide a new low-cost, environmentally friendly and biological method for protecting plants against harmful insects-fungal, bacterial, viral and yeast infestations without residues and Resistenzen-forming chemicals using in water, with the addition of Ion-forming salts, electrolytically-produced oxidative radicals, UV-C light, and with the aid of air-assisted electrostatic spray technology integrated in a motor-driven back or hand syringe, or other types of syringes.
  • the pathogen is compressed, resulting in osmotic or hydrogen overload inside the cell.
  • the damaged cell membranes allow for increased water transfer between the cell membranes, resulting in a hydrogenous flooding of the cells and filling them faster than the cells can dispose of the water.
  • the voltage source causes an electromagnet in the electrode connected to the positive pole (anode) and an excess of electrons in the other electrode connected to the negative pole (cathode).
  • the aqueous solution between the cathode and anode contains electrolytes that are positive or negatively charged ions.
  • the positively charged cations in an electrolytic cell migrate by applying a voltage to the negatively charged cathode (attraction against: set charges). At the cathode, they absorb one or more electrons and are thereby reduced.
  • Hydrogen gas such as chlorine gas.
  • oxygen gas In the electrolysis of water twice as much hydrogen gas as oxygen gas, since the two positively charged protons of a water molecule migrate to the cathode and there each have to take an electron so that hydrogen forms, while the doubly negatively charged oxygen anion at the anode must give off two electrons to connect to the oxygen molecule.
  • the voltage which must at least be applied to the electrolysis is known as the precipitating agent; in the electrolysis of: water or in the case of aqueous salt solutions, this is also referred to as the decomposition pyrolysis.
  • This voltage (or a higher voltage) must be applied so that the electrolysis takes place at all.
  • the decomposition voltage can be determined on the basis of the redox potential. From the redox potential, one obtains many other important indications for the electrjection, for example for the eiektrolyttisch decomposition of metal electrodes in acid or to reduce the decomposition voltage by changing pH ⁇ values.
  • the weight gain of an electrolytically formed substance is proportional to the amount of current flow (current multiplied by time).
  • a current of 1 A between the electrodes the formation of 11.2 liters of hydrogen takes 26 hours and 48 minutes.
  • the overvoltage is also important. Because of kinetic inhibitions on electrodes, one often requires a significantly higher voltage than that from the calculation of the Redox potentials calculated. Depending on the material properties of the electrodes, the overpotential effects can also change the ORP series, so that other ions are oxidized or reduced than would have been expected after the redox potential. Shortly after switching off an electrolysis can be determined with a ⁇ n ⁇ peremeter a Stromausschläg in the other direction. In this short phase, the reverse process of electrolysis, the formation of a galvanic cell, begins. In this case, power is not consumed for the implementation, but it is generated electricity for a short time; This principle is used in fuel cells.
  • a galvanic element acts at the same time, the voltage of which counteracts the electrolysis. This voltage is also called the polarization voltage.
  • the electrolysis of water consists of two partial reactions, which take place at the two electrodes.
  • the electrodes are submerged in water, which is rendered more conductive by the addition of some common salt, which then produces chlorine instead of oxygen.
  • Electron scavengers Positively charged hydronium ions (B ⁇ O *) w ⁇ ftdern in the electric field to the negatively charged electrode (cathode), where they each one. Electron scavengers. The result is the formation of Wassefstöff atoms, which combine with another H-atoin formed by reduction to form a water-soluble molecule. Remain water Mq ⁇ eküle.
  • the hydride and hydroxide ions on the left are from autoprotolysis of the water:
  • the Hydrpxid ⁇ n is a negatively charged Ipii, which arises when bases react with water. His chei ⁇ ischg formula rings OHT.
  • a general base B reacts with water according to the following scheme:
  • Hydroxydiynes are also contained in pure water at 2Q 0 C in a concentration of 10 ⁇ 7 mol ⁇ T 1 . I) as is related to the Autoprotoiyse the water according to the following reaction equation:
  • Electrolysed oxidative water has been granted to US Food and Drug Administration (USDA) and US Environmental Protection Agency (EPA) approval for general food applications, food surface disinfection, dairy and meat applications - and restaurant - technical applications.
  • USDA US Food and Drug Administration
  • EPA US Environmental Protection Agency
  • UV - C light as direct electromagnetic radiation, has in the wave range of 254 nanometers optimal biocidal activity against fungi, bacteria, yeasts, viruses and insects and transforms, in moist environment, oxidative radicals such as ozone, H2O2 etc. to highly reactive hydroxy radicals which lead to an ultrafast super-oxidation of organic matter.
  • the direct UV-C radiation causes the dissolution of cell membranes in microorganisms and destroys DNA structures.
  • UV-C radiation produces ozone, which under high humidity also produces highly oxidative labile hydroxyl compounds, which significantly increase the effect of oxidative radicals such as 03, H2O2 as biocides by means of the resulting hydroxy radicals (microbial hurdle principle)
  • UV-C irradiation of food has been approved by the FDA since 1997, and by the USDA in the USA and many other countries worldwide since 1997, and also in the German Radiation Protection Ordinance for herbal foods.
  • the radiation dose is decisive, which is stated in mW / sec / cm 2 (milli Watt per second per square centimeter irradiated area).
  • the dose for the elimination of microorganisms is preferably 4'0OO to 15'0OO mW / sec / cm 2 (depending on the species), for insect pests about 500'0OO - 1'500'000 mW / sec (depending on the species).
  • the inventor has spent 5 years of research in the laboratory and in field trials integrating the efficiency of the new crop protection process using water-borne, ion-forming salts, electrolytic oxidative radicals, UV-C light, and air-assisted electrostatic spraying technology in a motorized back or hand syringe or other syringe types, along with the appropriate application - technology confirmed.
  • the new plant protection method achieved 94% efficiency in mixed infections and simultaneous infestation of 3 insect species in wheat and bush beans, tomatoes and cucumbers in field cultivation and in the greenhouse in statistically relevant field trials. Other cultures in which the invention was tested and treated preventively did not show yield-reducing damage.
  • the method of use in crop protection against harmful fungi, yeasts, bacteria, viruses, spores, protozoans and insect pests shows the nature of the biocides, in particular the specific properties of the electrolyzed, oxidative water, its preparation, its salt concentration and
  • Salt composition its redox potential, or its concentration in free oxidative radicals and total concentration of oxidative radicals, and its pH and application rate for an efficient injection process on.
  • the method also demonstrates the operation of the biocidal effect and catalyst and insect trap function of UV-C radiation and its production, and the manner of electrostatic, air assisted application technology for efficient use by means of a motorized Back syringe or hand syringe or other types of syringes.
  • the invention forms an integrated system in which the technical components for oxidative radical production in water, the UV-C production and the electrostatic air assisted spray technology with the corresponding application technology in the form of a motorized backpack syringe, a hand syringe or other types of syringes are integrated ,
  • the focus of the innovation is not only on the corabination of electrolytic oxidative water (active water) and UV-C radiation as a new application and hurdle technology for pest control in crop protection, but also in the combined new application technique of air assisted electrostatic spray technology all in the composition of suitable salt compounds approved for bio-production, which do not cause phytotoxic damage to plants and, moreover, in electrolytic form have an optimum action as biocides against insects and other plant pests.
  • the new combined application technique together with the correct salt combinations and the corresponding concentrations of oxidative radicals are essential for the successful use of electrolytic oxidative radicals in water and UV-C irradiation in crop protection and fulfill all the parameters for the optimal mode of action of the new crop protection method.
  • electrostatic spraying technology which allows complete wetting of all parts of the plant, thus guaranteeing disinfection by cold oxidation of pathogens and elimination of insects, the combined effect of electrolytic water and UV-C radiation is insufficient Destruction of pathogens in a partial disinfection is not guaranteed.
  • the invention is innovative with respect to the preparation of the oxidative radicals by means of two processes, the electrolysis in the diazo with diamond-coated electrodes and the cylinder electrolysis with platinum - electrodes, which in the electrolysis of saline water with Na + and CL- ions, especially Cl - produce ions and not H + ions.
  • This circumstance enables the production of organically degradable hypochlorite compounds (HOCL) or hypochlorous acid H2CLO.
  • the cylinder electrolysis thanks to its special structure and the platinum electrodes, produces more active oxygen (O3).
  • the invention of the new plant protection method consists essentially in the combination of the electrolytic production of oxidative radicals in water in 2 different production processes (biocide), their mixing and storage in the tank and the subsequent application of the biocides by means of a pump and with the aid of the air assisted electrostatic Spray technology and direct UV-C light as biocide and reaction catalyst, which acts as an accelerator of the oxidation processes, resulting in ultrafast super-oxidation of the pathogens.
  • the new application procedure in plant protection with electrolytic oxidative radicals and UV-C irradiation using electrostatic spray technology consists of the following technical components: 1. Motorized backpack or hand syringe or other types of syringes.
  • One for the circulation pump and one for the spray pump are One for the circulation pump and one for the spray pump.
  • Diacell electrolysis cells each with 1-3 or more electrolysis chambers, as required, with volume flow meter and flow probe and corresponding control unit with manual and automatic cathode and anode load reversal, built-in ammeter and voltmeter and lamp function control , with automatic shutdown without volume flow, including pipes and connections and control tap and sampling point .. (220 or 340 V)
  • UV-C lamps of 30 - 330 watts or more designed as round oval or flashlights, in watertight quartz jacket and watertight screwed with electrical ballasts in safety or control housings integrated with control lamps and "on" and “off” switches and alarm function control with safety switch including reflective
  • Air generator designed as a fan or compressor, with lines and PTO or electric or motorized drive depending on power requirements, including pressure and volume meters and corresponding lines and cooling - units with fan and water cooling byméradiator.
  • Power source from socket or battery, from the solar energy supply system or from electricity generator produced individually or by PTO drive including controls and fuses.
  • the innovative application method of the invention includes 3 essential steps: 1. Preparation of the biocidal oxidative radicals in aqueous, saline solution by means of electrolysis.
  • the first method is implemented with Diacell electrolysis using diamond coated electrodes. This results in a cocktail of oxidative radicals near the "neutral" region with a pH of 6.4 to 6.8.
  • oxidative radicals near the "neutral" region with a pH of 6.4 to 6.8.
  • free chlorine (Cl-) are formed at the anode, which together with the hydroxyl groups lead to the formation of hypochlorite HOCL and hypochlorite acid H2OCL, which are decomposed organically very rapidly.
  • the salts are added to the water because of the improved electroconductivity, which are approved in organic farming. During the electrolysis of these salt compounds, oxidizing reducing peroxide-di-sulfate, peroxide-di-phosphate and percarbonate are also formed.
  • salts are, for example, per liter of spray liquid: (for young plants)
  • This salt solution must after the successful electrolysis a concentration of min. 35 ppm or 35 mg per liter of oxidative radicals as a total total or contain about 17 ppm or 17 mg per liter of free radicals.
  • salts are, for example, per liter of spray liquid: (for growing and adult plants):
  • This salt solution must after the successful electrolysis a concentration of min. 90 ppm or 90 mg per liter of total oxidative radicals or contain about 45 ppm or 45 mg per liter of free radicals.
  • salt compositions may also be different, depending on the type of plant and the purpose of use, both as salts and in their concentration.
  • the second method is implemented with cylinder electrolysis with diaphragm, where the electrolysis cells are separated from each other, consisting of an anode chamber and a cathode chamber.
  • the electrolysis cells are separated from each other, consisting of an anode chamber and a cathode chamber.
  • Electrostatic spraying technology guarantees complete plant wetting on leaf top and bottom in style and also in hard-to-reach places.
  • the water droplet which is produced by an ultrafast air flow close to the speed of sound, and which is no larger than 50 microns, is inductively charged by a ceramic electrode embedded with approximately 1200 volts.
  • the droplet thus receives a charge of about 600 V and 3-5 mOhm per liter (milli ohms), which corresponds to an attractive force of about 75 G (75 times its own weight).
  • the water droplet is thus attracted to all parts of the plant and it creates a fine film on the whole plant surface, which leads thanks to the oxidative radicals in the spray liquid to a disinfection of the plant, respectively to the destruction of microbes and pathogens and also an oxidizing effect on insects exercises.
  • Verg. Annex 1 and 2 Direct irradiation of the plants with biocidal UV-C light and simultaneous injection of the catalyst effect on the oxidative radicals for oxidation - process acceleration and as a stressor, triggering factor for a gene elicited systemic resistance in plants
  • the UV-C direct irradiation of the plants has 4 different main functions:
  • UV-C light as a biocide, destroys nuclear and nucleotide functions by base-bonding on the DNA helix, arresting and therefore arresting cell division and metabolic processes in pathogen cells. This has no harmful effects on the plant cells on short exposure of the plants to UV-C light, as plant cells are more complex and more built.
  • UV-C irradiation also has the purpose of catalyzing certain decomposition mechanisms in the formation of oxidative radicals, in particular in the formation of reactive and oxidative hydroxyl groups.
  • UV-C destroys light in the wave range of 254 ⁇ m (nanometers) of ozone O 3, which forms the first intermediate, H2O2, in aqueous solution (Peyton and Glaze 1988).
  • H2O2 hydrogen peroxide
  • H2O2 dissociates into hydroperoxide ions:
  • UV-C light is the gene-elicited triggering of a Systemic Acquired Resistance (SAR), a systemic immune protection response of the plant.
  • SAR Systemic Acquired Resistance
  • the intense and energy-rich UV-C light causes the plant in the same defense reactions as in an attack of an insect or a fungus.
  • the plant forms on 3 known chemical tracks (salicil and jasmonic acid and ethylene pathways) a variety of antibodies and defense mechanisms against pathogens, such as phytoalexins, phenols therpentenes, coumarins, isoflavonoids, grapevine reservatrol etc.
  • UV-C radiation has an effect on spraying at night.
  • UV-C lamps When the UV-C lamps are on, they act like a magnet for flying night active insects, (no bees and wasps as beneficials)
  • the invention is based on the example of a motorized Backpack sprayer will be explained.
  • STIHL or HONDA is offered to the PhytO3 plant protection
  • the back syringe will be equipped, in a possible first version, with a small dynamo for power generation or in a second possible version with a 180 W cadmium 12 V battery with volt transformer.
  • This power supply allows the connection of a UV-C lamp of min. 30 W radiant power.
  • the UV-C lamp which is preferably designed as an oval, bow, rod, or circular lamp is lightweight by means of a rod with support made of PVC, carbon fiber or light metal or other materials with a distance of preferably 80 cm or less more connected to the spray tube of the backpack syringe.
  • the UV-C lamp is connected to the power source by a power cable.
  • the cable has a switch in a favorable ergonomic position to switch the lamp on or off.
  • the UV-C lamp has a preferably small reflector, preferably made of polished, stainless sheet or other suitable materials, which also serves as a shield for the surgeon against the UV-C radiation (see drawing D)
  • a miniature electrolysis cell is mounted and in the liquid return system integrated and connected to the associated electrical control and to the power supply.
  • a flow meter is also installed in the liquid return line with an electronic sensor control on the sight glass, which switches on the electrolysis cell in the event of water flow and switches off without water flow.
  • This cell is designed with sufficient power that the 13 liter spray liquid can be treated electrolytically in about 15 minutes.
  • the spray liquid is recommended to be produced in a separate electrolysis unit, which produces 50-100 liters of the electrolyzed oxidative solution as needed.
  • a collecting tank of any size and 2 valve valves for the inflow and outflow and a circulation pump with preferably 100 liters per hour and with a pressure of preferably 4 bar, including electrical control and power cable connection 220V / 50 Hz necessary and an electrolysis slide Cell with diamond electrode coating including electronic control and / or a cylinder electrolysis apparatus with platinum electrodes including control necessary, or both at the same time according to need and use and production capacity, (see drawings B and C)
  • the electrostatic nozzle with appropriate stainless holder is attached, which is connected by an air hose through the interior of the spray tube with the air blower of the backpack sprayer.
  • One or 2 variable pressure regulating valves - cocks regulate the air supply and the air pressure to the nozzle.
  • the liquid line of the electrostatic nozzle is connected by the spray tube by hose to the pump of the backpack syringe.
  • One or two variable pressure and flow control valve cocks control fluid pressure and fluid flow.
  • the electrode of the spray nozzle is connected at its special electrical connection, with the power supply and the current regulator by electric cable through the spray tube (see drawing A 5) and connected to the on and off circuit of a switch (see drawings E 1 and E 2)
  • the electrolysis of the saline solution is activated by the pump switch.
  • Saline water is pressed through the electrode plates anode and cathode and at the same time with preferably about 30 A and 45 V or each If necessary, electrolyzed with other intensities, resulting in highly oxidative radicals in the water, which lead to disinfection, respectively to the destruction of pathogens on plants and insects.
  • salts are, for example, per liter of spray liquid: (for young plants)
  • This salt solution must after the successful electrolysis a concentration of min. 35 ppm or 35 mg per liter of oxidative radicals as a total total or contain about 17 ppm or 17 mg per liter of free radicals.
  • salts are, for example, per liter of spray liquid: (for growing and adult plants):
  • Mg2SO4 magnesium phosphate
  • This salt solution must after the successful electrolysis a concentration of min. 90 ppm or 90 mg per liter of total oxidative radicals or contain about 45 ppm or 45 mg per liter of free radicals.
  • the concentration of the oxidative solution is analyzed either with a redox meter device or chemically optically with the DPD analysis method.
  • concentration of the oxidative solution is analyzed either with a redox meter device or chemically optically with the DPD analysis method.
  • the fueling process can begin resp. the tank of the backpack sprayer can be filled from the collecting tank.
  • drawing A 2 the pump and the blower (compare drawing A 3) are running at the correct number of revolutions
  • the UV-C lamp see drawing D
  • UV-C light exposure time of the plants is preferably no longer than 3 seconds, as the plants could otherwise suffer burns and necrosis.
  • the UV-C light also kills germs and triggers an SAR (Systemic Acquired Resistance), which after about 3 hours in the plant shows its effects and helps protect the plant against its pests from the inside.
  • SAR Systemic Acquired Resistance
  • Sprays at intervals of 7 days have proved to be ideal in numerous experiments under normal meteorological conditions. Shorter injection intervals or longer intervals depend on the respective pathogenic infection pressure, which must be individually learned by the producer or user and always depends on several parameters and above all on the plant species.
  • the application rate of the spray liquor is determined in the initial phase of the culture depending on the type of plant and Plant stock preferably of 100 liters of electrolyte broth per hectare; for large crops up to 400 liters and for fruit and tree crops up to 2000 L per hectare and more.
  • the new crop protection technology is a preventive and biodynamic technique that can be successfully used by responsible and well trained gardeners, gardeners or agricultural producers.
  • the new innovative spraying process is residue-free, with no toxic by-products on and in plants and is also extremely suitable for organic farming and also very friendly to the environment and harmless to the user.
  • the new crop protection technology is, apart from the initial investment in equipment acquisition, much cheaper than conventional spraying with toxic chemical products that are very expensive and toxic to humans, animals and the environment.
  • a sprayer with the built-in electrolysis technology and the UV-C lamp and the built-in electrostatic spray technology is amortized very quickly depending on the intensity of use, as it can be dispensed with the purchase of expensive chemicals.

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Abstract

Rückstand freies, nicht toxisches, ökologisches Verfahren und technische Ausführung im Pflanzenschutz, zur Kontrolle und Elimination von Pilz-, Hefen-, Bakterien-, Virus- und Insekten-Befall auf Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Rückenspritze (A) oder anderen Spritzentypen die Pflanzen mittels, in salzhaltigem Wasser in 2 verschiedenen Elektrolyse-Geräten (B) (C) elektrolytisch erzeugten Oxidativen Radikalen und UV-C Licht (D) desinfiziert werden, respektive die mikrobielle Last von Pathogenen reduziert wird, dass zudem durch das UV-C Licht (D) als Katalysator eine ultraschnelle Superoxidation der Membranen von Pathogenen erfolgt, dass zusätzlich das UV-C Licht (D) als Insektenfalle, mittels hoher Strahlendosis eine tödliche Wirkung entfaltet und dass zudem das UV-C Licht (D), als Stressor, eine Gen elizitierte Systemische Immunreaktion in den Pflanzen auslöst, die zur SAR (Systemic Acquired Resistence), oder zu einer systemisch erlangten Resistenz gegenüber Pathogenen in den Pflanzen führt. Dass zudem die angewandte Luft unterstützte Elektrostatische Spray-Technik (E) unentbehrlich ist, zur vollständigen Benetzung aller Pflanzenteile, damit eine genügende Desinfektion und Vernichtung aller Pathogenen durch die Oxidativen Radikale auf den Pflanzen erfolgen kann.

Description

BESCHREIBUNG
TITEL
Pflanzenschutz -Verfahren zur Kontrol le von Pflanzen- Schädlingen mittels elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikalen , UV-C Licht , und Luft unter¬ stützter elektrostati scher Sprühtechnologie .
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein neues Pflanzenschutz - Verfahren mit in salzhaltigem Wasser elektrolytisch erzeugten oxidativen Radikalen und UV-C-Licht und die in eine motorisierte Rücken oder Handspritze, oder andere Spritzentypen integrierte speziell angewandte Technik zur Durchführung des Verfahrens, gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK
Zur Bekämpfung von schädlichen Insekten, Pilzen, Bakterien, Viren und Hefen und anderen Schädlingen wurden bis heute im Pflanzenschutz hochgiftige Chemikalien und Substanzen eingesetzt, die auf Nutzpflanzen giftige Rückstände bilden, Resistenzen bei Schädlingen verursachen und die Umwelt schwer belasten und zudem sehr teuer sind.
Der Einsatz von giftigen Chemikalien im Pflanzenschutz ist daher heute sehr umstritten und Konsumenten bevorzugen preiswerte, biologisch und ökologisch Umwelt freundlich hergestellte pflanzliche Nahrungsmittel ohne giftige Inhaltstoffe oder Rückstände.
Mit der neuen Erfindung in der Anwendung, mittels in Wasser, unter Zugabe von Ionen bildenden Salzen, elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikalen, UV-C Licht, und mit Hilfe Luft unterstützter elektrostatischer Sprühtechnologie, integriert in einer motorgetriebenen Rücken- oder Handspritze, können alle Arten von Pflanzenschädlingen kontrolliert werden, ohne dass giftige und Umwelt schädigende und Resistenzen bildende Substanzen mit Residualwirkung eingesetzt werden müssen.
Die neue Pflanzenschutztechnik ist sauber, bedeutend billiger, gleichwertig effizient und vor allem Umwelt freundlich und kann auch im ökologischen und Bio-Anbau eingesetzt werden. Zudem erlaubt diese neue Technologie die bessere Miniaturisierung der Spray-Geräte, da das Verfahren technisch weniger aufwendig ist als das PhytO3 Verfahren. Int. Patentaktenzeichen PCT/CH2004/000254 WO 2004/089075 A3
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines neuen kostengünstigen, Umwelt freundlichen und biologischen Verfahrens zum Schutz von Pflanzen gegen schädliche Insekten-Pilze-, Bakterien-, Viren- und Hefen - Befall ohne Rückstände und Resistenzen bildende Chemikalien unter Einsatz von in Wasser, unter Zugabe von Ionen bildenden Salzen, elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikalen, UV- C Licht, und mit Hilfe Luft unterstützter elektrostatischer Sprühtechnologie, integriert in einer motorgetriebenen Rücken- oder Handspritze, oder andere Spritzentypen.
EINFÜHRUNG
Elektrolvtisch hergestelltes, oxidatives Wasser (EOW)
Elektrolytisch oxidatives Wasser (EOW) oder chemisch aktives
Wasser zerstört Keime, Pilze, und Insekten durch oxidative
Radikale nicht chemisch, sondern physikalisch.
Wegen seines hohen oxidativen Reduktionspotentials (ORP) beschädigt "Aktives Wasser" die Zellwand-Membranen von
Pathogenen.
Der Krankheitserreger ist komprimitiert, was zu einer osmotischen oder hydrogenen Überlastung im Zellinneren führt.
Die beschädigten Zellmembranen erlauben einen erhöhten Wassertransfer zwischen den Zellmembranen, was zu einer hydrogenen Überflutung der Zellen führt und diese schneller gefüllt werden, als die Zellen sich des Wassers entledigen können.
Diese Tatsache führt zu einem Zerplatzen der Zellen, respektive zum Zelltod durch Druckexplosion in wenigen Sekunden.
Da es sich um ein physikalisches Zerstörungsprinzip handelt, ergeben sich nachweislich keine Resistenzen bei Pathogenen.
Prinzip der Elektrolyse fverg. Bild Annex 1)
53 ■
Beispiel einer Elektrolyse mit einer Zinkiodid - Lösung
(Elektrodenmaterial beliebig)
Verbindet man zwei Metallplättchen (Elektroden) mit jeweils einem Kabel und einer Vorrichtung die Gleichstrom erzeugt z.B. einer Batterie oder einem Gleichrichter - und überführt diese Plättchen in ein Becherglas mit wässriger Lösung (Beliebige Ionen) und legt nun eine Spannung an, so bildet sich an beiden Metallplättchen ein Stoff, dessen Ionen InT der Lösung vorhanden sind.
Die Spannungsquelle bewirkt einen Elektrόnehmangel in der mit dem Pluspol (Anode) verbundenen Elektrode und einen Elektronenüberschuss in der anderen, ώit dem Minuspol (Kathode) verbundenen Elektrode. Die wässrige Lösung zwischen der Kathode und Anode enthält Elektrolyte, das sind, positiv öder negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Kationen in einer Elektrolysezelle wandern durch das Anlegen einer Spannung zur negativ geladenen Kathode (Anziehung entgegen: gesetzter Ladungen). An der Kathode nehmen sie ein oder mehrere Elektronen auf und werden dadurch reduziert.
An der Anode läuft der entgegen gesetzte Prozess ab. Dort geben die negativ geladenen Anionen Elektronen ab, das heißt sie werden qxidiert Die Zähl der durch die Reduktion an der Kathode verbrauchten Elektronen entspricht den von der Anode aufgenommenen Elektronen. Bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung entsteht die gleiche Volumenmenge
Wasserstoffgas wie Chlorgas. Bei der Elektrolyse von Wasser entsteht doppelt so viel Wasserstoffgas wie Sauerstoffgas, da die zwei positiv geladenen Protonen eines Wassermoleküls zur Kathode wandern und dort jeweils ein Elektron aufnehmen müssen damit sich Wasserstoff bildet, während das doppelt negativ geladene Sauerstoffanion an der Anode gleich zwei Elektronen abgeben muss, um sich zum Sauerstoffmolekül zu verbinden.
Die Spannung, die zur Elektrolyse mindestens angelegt werden muss, bezeichnet man als Abscheiduήgspόtentiäl, bei der Elektrolyse von: Wässer oder bei wässrigen Salzlösungen spricht man auch von der Zersetzungsspähήung. Diese Spannung (oder eine höhere Spannung) muss angelegt werden, damit die Elektrolyse überhaupt abläuft. Für jeden Stoff, für jede Umwandlung von Ionen zu zwei oder mehratomigen Molekülen. kann die Zersetzuήgsspannung, das Abscheidepotehtial anhand des Redoxpotentials ermittelt werden. Aus dem Redoxpotential erhält man noch viele andere wichtige Hinweise für die Elektrpjyse,beispielsweise zur eiektrolytischeh Zersetzung von Metallelektroden in Säure oder zur Verminderung von Zersetzungsspannung durch Abänderung von pH^ Werten.
Beispielsweise lässt sich durch das Redoxpotential berechnen, däss die Bildung von Sauerstoff an der Anode bei der Elektrolyse: von Wasser in basischer Lösung (Zer§etztingsspannung: 0,401 V) unter geringerer Spannung abläuft als in säürer(Zersetzungsspaήnung:
1,23 V) oder neutraler (Zersetzύngsspannüng: 0,815 V) Lösuügj an der Kathode hingegen bildet sich leichter Wasserstoff unter sauren Bedingungen, als unter neutralen oder basischen Bedingungen).
Sind in einer Elekrolytlösung mehrere reduzierbare Kationen vorhanden, so werden nach der Redoxreihe zunächst die Kationen an der Kathode reduziert, die in der Redoxreihe (Spannungsreihe) ein positiveres (schwächer negatives)Potential haben, die also dem 0 Potential der Proton- Wasserstoff Elektrodenspannung möglichst nahe kommen. Bei der Elektrolyse einer wässrigeή Kochsalzlösung bildet sich an der Kathode normalerweise Wasserstoff und nicht Natrium. Auch beim Vorliegen von mehreren Aniorienarten, die oxidiert werden können, kommen zunächst diejenigen zum Züge, die in der Redoxreihe möglichst nahe am Spannungsήuϊϊpunkt, also ein schwächeres positives Redoxpotential besitzen. Normalerweise entsteht bei der Elektrolyse von wässriger NaCl an der Anode also Sauerstoff und nicht Chlor. Nach Überschreiten der Zersetzungsspännuiϊg yyächst mjt Spannungszunahme proportional auch die Stromstärke. Nach Faraday ist die Gewichtsmehge eines elektrolytisch gebildeten Stoffs proportional zu der geflossenen Strommenge (Stromstärke multipliziert mit der Zeit). Für die, Bildung von 1 g Wasserstoff (ca. 11,2 Liter, bei der Bildung eines Wasserstoffmoϊeküls werden zwei Elektronen benötigt) aus wässriger Lösung wird eine Strόmmenge von 96485 C (As)=lFara,day benötigt. Bei einer Stromstärke von 1 A zwischen den Elektroden dauert, die Bildung von 11,2 Litern Wasserstoff also 26 Stunden und 48 Minuten.
Neben dein Redoxpotential ist noch die Überspannung (das Üb^erpotential) von Bedeutung. Auf Grund von kinetischen Hemmungen an Elektroden benötigt man häμfig eine deutlich höhere Spannung als sich dies aus der Berechnung der Redoxpotentiale errechnet. Die Überspannungseffekte können je nach Materialbeschaffenheit der Elektroden - auch die Redoxreihe ändern, so dass andere Ionen oxidiert oder reduziert werden als dies nach dem Redoxpotential zu erwarten gewesen wäre. Kurz nach Abschaltung einer Elektrolyse kann man mit einem Änϊperemeter einen Stromausschläg in die andere Richtung feststellen. In dieser kürzen Phase setzt der umgekehrte Prozess der Elektrolyse, die Bildung einer galvanischen Zelle ein. Hierbei wird nicht Strom für die Umsetzung verbraucht, sondern es wird kürzzeitig Strom erzeugt; dieses Prinzip wird bei Brennstoffzellen genutzt.
Wenn man durch eine Elektrolyse eine Trennung einzelner Moleküle oder Bindungen erzwingt, wirkt gleichzeitig ein galvanisches Element, dessen Spannung der Elektrolyse entgegenwirkt. Diese Spannung wird auch als Polarisationsspannung bezeichnet.
Elektroden
Es gibt nur wenige Anoden-Elektroden, die während der Elektrolyse innert bleiben - also überhaupt nicht in Losung gehen. Platin, Kohle resp. Diamant sind Materialien, die sich wahrend einer Elektrolyse überhaupt nicht auflösen. Es gibt auch Metalle, die sich trotz stark negativem Redoxpotentials nicht auflösen, Dies wird als ,jPassiyität" bezeϊchnfet. Eine Eisenanode, die mit konzentrierter Salpetersäure behandelt wurde? löst sich, nicht auf und es gehen keine Eisen (II) oder (Ϊirj-Kätionen in Lösung; sie hat „Passivität".
Hemmuήgserscheinungeii an der Anode, die bei der Sauerstόffbildung zu einer Überspannung führen, beobachtet man bei Diamant und Platinanoden (Überspannung: 0,44 V). Bei diesen entsteht bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung Chlor statt Sauerstoff. An Zink-, Blei- (Überspannung: 0,78 V) und besonders Qύecksilberkathoden (0,80 V) zeigen Wasserstoffprotonen eine erhebliche Überspannung und die Bildung von Wasserstoff erfolgt erst bei einer viel höheren Spannung. Die erhebliche Überspannung von Wasserstoff an der Quecksilberkathöde, in der das Natrium als Amalgam gebunden wird und daher dem Gleichgewicht entzogen wird, nutzt man zur technischen Herstellung von Natronlauge. Durch die erhebliche Überspannung an dieser Elektrode bei der Wasserstoffbildung ändert sich die Redoxreihe und statt Wasserstoffprotonen Wändern nun Natriumkatioήen zur Quecksilberkathode.
Elektrolyse von Wasser
Die Elektrolyse von Wasser besteht aus zwei Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden ablaufen. Die .Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe von etwas Kochsalz besser leitend gemacht wird, wobei dann anstatt Sauerstoff Chlor gewonnen wird.
Positiv geladene Hydronium-Ionen (B^O*) w^ftdern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein. Elektron äuftiähmem. Dabei entstehen Wassefstöff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atoin zu einem Wasser stόffr Molekül vereinigen. Übrig bleiben Wässer-Mqϊeküle.
2 HsO+ + 2 <f → H? + 2 H2O
Der abgeschiedene, gasförmige steigt an der Kathode auf.
Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern die negatiygeiä'denen Hydroxid-Ioneii., Jedes Hydroxid-Ion gibt ein Elektron an den Plus-Pol ab, so dass Sauerstoff-Atome entstehen, die sich zu Sauerstoff- Molekülen vereinigen resp. bei NaCl Zugabe zu Chlor- Molekülen.
Die übrig bleibenden H+-Ipnen werden umgehend Von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen neutralisiert.
4 Off → O? + 2 H2O + 4 e"
Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als farbloses Gas an der Anode auf. Die Gesamtreäktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser lautet:
4 H3O+ + 4 OH" → 2 H2 + O2 + 6 H2O
Die auf der linken Seite stehenden Hydrόnium- und Hydroxid- Ipnen entstammen der Autoprotolyse des Wassers:
8 H2O → 4 H3O+ + 4 pH;
Man kann die Elektrolysegleichung daher auch folgendermaßen schreiben:
8 H2O → 2 H2 + O2 + 6 H2Q
bzw. ttach ^ Kürzen des Wassers:
2 H2O → 2 H2 + O2
Hydrόxidion
Das Hydrpxidϊόn isjt ein negativ geladenes Ipii, das entsteht, wenn Basen mit Wasser reagieren. Seine cheiήischg Formel läutet OHT. Eine allgemeine Base B reagiert nach folgendem Schema mit Wasser:
B + H2O ^ HB+ + OH"
Anhand der Konzentration der Hydroxidionen kann man den pH-Wert der entstandenen Lösung ermitteln. Dazu berechnet man erst den so genannten pOH-Wert.
pθff = - bg c(OH")
Und daraus den pH-Wert:
pH= k -pOH
Zu jeder Temperatur gibt es jeweils ein k.
Unter Nόrnibedingungen ist A= —14.
Hydroxidiόnen sind auch in reinem Wasser bei 2Q0C in einer Konzentration von 10~7 mol ■ T1 enthalten. I)äs hängt mit der Autoprotoiyse des Wassers nach folgender Reaktionsgleichung zusammen:
H2O + H3O ^ H3O+ + OH"
Zulassung
Die innovative Verwendung von Diamant Elektroden - Technologie in der Elektrolyse erhielt vor kurzem grosse Aufmerksamkeit von zahlreichen Universitäts- - Forschungsteams für den Einsatz in der Oberflächen - Desinfektion von Geflügel, Fisch und Fleisch, von Früchten und Gemüse in der Verarbeitungs-Industrie. Frühe eigene Versuche und Versuchsergebnisse führten zur Einreichung von Bewilligungs-Gesuchen bei der FDA (Food and Drug Administration, USA), welche im Dezember2002 die Bewilligung für die neue Technologie erteilte und mit dem Status"GRAS" (Generally Regarded as Safe) auszeichnete.
Elektrolysiertes oxidatives Wasser erhielt FDA (USA Food and Drug Administration, USDA (United Status Department of Agriculture) und EPA (USA Environmental Protection Agency) - Zulassung für allgemeine Applikationen im Nahrungsmittel-Bereich, für die Nahrungsmittel-Oberflächen Desinfektion, für Milch-, Fleisch- und Restaurant- technische Anwendungen.
Die entsprechenden Seiten der Bewilligungsnummern der FDA und USDA lauten 21 CFR 173, 178, 182, 184 & 198.
Die EPA Bewilligungs- und Publikations-Seite lautet 40 CFR 180.940 und die des National Organic Programms ist 21 CFR 178.1010.
UV-C LICHT
UV - C Licht, als elektromagnetische Direkt - Strahlung, hat im Wellenbereich von 254 Nanometer optimale biozide Wirkung Gegen Pilze, Bakterien, Hefen, Viren und Insekten und transformiert, in Feuchter Umgebung, Oxidative Radikale wie Ozon, H2O2 etc. zu hochreaktiven Hydroxy Radikalen um, die zu einer ultraschnellen Superoxidation von Organischer Substanz führen.
Die UV-C Direkt - Strahlung bewirkt bei Mikroorganismen die Auflösung von Zell - Membranen und zerstört DNS- Strukturen.
Im Wellenbereich von 185 Nanometer erzeugt UV-C Strahlung Ozon, welches unter hoher Luftfeuchtigkeit ebenfalls hoch oxidative labile Hydroxilverbindungen erzeugt, die mittels der entstehenden Hydroxy Radikalen die Wirkung von oxidativen Radikalen wie 03, H2O2 als Biozide wesentlich verstärken, (mikrobielles Hürde - Prinzip)
Zulassung
UV-C Bestrahlung von Lebensmitteln ist seit 1997 von der FDA und 1998 vom USDA in den USA und in vielen anderen Ländern weltweit zugelassen und für pflanzliche Lebensmittel ebenfalls in der Deutschen Strahlenschutzverordnung.
Für die Effizienz der UV-C Strahlung ist die Strahlen Dosis entscheidend, die in mW/sec/cm 2 (MiIIi Watt pro Sekunde pro Quadrat- Zentimeter bestrahlter Fläche) angegeben wird. Die Dosis zur Eliminierung von Mikroorganismen beträgt vorzugsweise 4'0OO bis 15'0OO mW/sec/cm 2 (abhängig von Art), für Schadinsekten ca. 500'0OO - 1'500'000 mW/sec (abhängig von Art). Der Erfinder hat in 5-jähriger Forschungsarbeit im Labor und in Feldversuchen die Effizienz des neuen Pflanzenschutz - Verfahrens mittels in Wasser, unter Zugabe von Ionen bildenden Salzen, elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikalen, UV-C Licht, und mit Hilfe Luft unterstützter elektrostatischer Sprühtechnologie, integriert in einer motorgetriebenen Rücken- oder Handspritze oder anderen Spritzen-Typen, zusammen mit den entsprechenden Applikations- - Technologie bestätigt.
Das neue Pflanzenschutz - Verfahren erreichte in statistisch relevanten Feldversuchen 94% Effizienz in Mischinfektionen und gleichzeitigem Befall von 3 Insekten Arten in Weizen und Buschbohnen, Tomaten und Gurken im Freiland - Anbau und im Gewächshaus. Andere Kulturen, in denen die Erfindung getestet wurde und die präventiv behandelt wurden, zeigten keine Ertrags mindernde Schäden.
Nach Kenntnisstand des Erfinders sind bis heute keine wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiet des Pflanzenschutzes mittels in Wasser, unter Zugabe von Ionen bildenden Salzen, elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikalen, kombiniert mit UV-C Licht, und mit Hilfe Luft unterstützter, elektrostatischer Sprühtechnologie, integriert in einer motorgetriebenen Rücken- oder Handspritze oder anderen Spritzen - Typen, zusammen mit den entsprechenden Applikations- Technologien für den praktischen Feldeinsatz veröffentlicht. DIE LÖSUNG DER AUFGABE
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patent-Ansprüche definiert. Gemäss der Erfindung zeigt das Verfahren zur Anwendung im Pflanzenschutz gegen schädliche Pilze, Hefen, Bakterien, Viren, Sporen, Protozooen und Schadinsekten die Art und Weise der Biozide, insbesondere der spezifischen Eigenschaften des elektrolysierten, oxidativen Wassers, dessen Herstellung dessen Salzkonzentration und
Salzzusammensetzung, dessen Redoxpotential, respektive dessen Konzentration in freien oxidativen Radikalen und Gesamtkonzentration der Oxidativen Radikale, und dessen pH-Wert und Aufwandmenge für einen effizienten Spritzvorgang auf.
Gemäss der Erfindung zeigt das Verfahren zudem die Funktionsweise der Biozid-Wirkung und Katalysator- und Insektenfallen-Funktion der UV-C Strahlung und dessen Herstellung auf und die Art und Weise der elektrostatischen, Luft assistierten Applikations-Technologie für einen effizienten Einsatz, mittels einer motorisierten Rückenspritze oder Handspritze oder anderen Spritzentypen auf.
Die Erfindung bildet ein integriertes System, in welchem die technischen Komponenten zur Oxidativen Radikal - Herstellung im Wasser, die UV-C Erzeugung und die Elektrostatische Luft assistierte Spraytechnologie mit dem entsprechenden Applikations-Technologie in Form einer motorisierten Rückenspritze, einer Handspritze oder anderen Spritzentypen integriert sind. Dabei liegt der Schwerpunkt der Innovation nicht nur in der Korabination von elektrolytisch oxidativem Wasser (Aktivem Wasser) und UV-C Strahlung als neue Anwendung und Hürdentechnologie zur Schädlingsbekämpfung im Pflanzenschutz, sondern auch in der kombinierten neuen Applikationstechnik der Luft assistierten Elektrostatischen Spray - Technologie und vor allem in der Zusammensetzung der geeigneten Salzverbindungen, die für die Bio-Produktion zugelassen sind, die keine Phytotoxischen Schäden an Pflanzen verursachen und zudem in elektrolytischer Form eine optimale Wirkung als Biozide gegen Insekten und andere Pflanzenschädlinge haben.
In 5-jährigen Labor- und Feldversuchen wurden diese geeigneten Salzkombinationen und Oxidativen Radikal - Konzentrationen im Sprüh - Wasser vom Erfinder empirisch und praktisch eruiert, getestet und optimiert für über 30 verschiedene Landwirtschaftliche und Gärtnerische Pflanzenarten.
Die neue kombinierte Applikationstechnik, zusammen mit den korrekten Salzkombinationen und den entsprechenden Konzentrationen der Oxidativen Radikale sind essentiell für den erfolgreichen Einsatz von elektrolytischen Oxidativen Radikalen im Wasser und der UV-C Bestrahlung im Pflanzenschutz und erfüllen alle Parameter zur optimalen Wirkungsweise des neuen Pflanzenschutz - Verfahrens. Ohne die spezielle Anwendung der Elektrostatischen Sprühtechnologie, die eine vollständige Benetzung aller Pflanzenteile erlaubt und damit die Desinfektion durch die "Kaltoxidation" von Pathogenen und die Eliminierung von Insekten garantiert, ist die kombinierte Wirkung von elektrolytisch oxidierendem Wasser und UV-C Strahlung ungenügend, da die Zerstörung der Pathogene bei einer partiellen Desinfektion nicht garantiert ist. Weiter ist die Erfindung innovativ bezüglich der Herstellung der Oxidativen Radikale mittels zweier Verfahren, der Elektrolyse in der Diazelle mit Diamant beschichteten Elektroden und die Zylinder Elektrolyse mit Platin - Elektroden, die bei der Elektrolyse von salzhaltigem Wasser mit Na+ und CL- Ionen, vor allem Cl- Ionen produzieren und nicht H+Ionen. Dieser Umstand ermöglicht die Produktion von organisch abbaubaren Hypo-Chlorid- Verbindungen (HOCL) oder Hypo-Chlorid Säure H2CLO. Zudem produziert die Zylinder Elektrolyse, Dank ihrem speziellen Aufbau und den Platinelektroden, mehr Aktiven Sauerstoff (O3).
Die Erfindung des neuen Pflanzenschutz - Verfahrens besteht essentiell in der Kombination der elektrolytischen Herstellung von Oxidativen Radikalen in Wasser in 2 verschiedenen Herstellungsverfahren (Biozid), deren Mischung und Zwischenlagerung im Tank und der anschliessenden Ausbringung der Biozide mittels einer Pumpe und mit Hilfe der Luft assistierten Elektrostatischen Spray - Technologie und direktem UV-C Licht als Biozid und Reaktions- Katalysator, der als Beschleuniger der Oxidationsprozesse dient, und zu einer ultraschnellen Superoxidation der Pathogenen führt.
Das neue Anwendungs- Verfahren im Pflanzenschutz mit elektrolytisch Oxidativen Radikalen und UV-C Bestrahlung unter Mithilfe von Elektrostatischer Spray-Technologie besteht aus folgenden Technischen Komponenten: 1. Motorisierte Rückenspritze oder Handspritze oder andrer Spritzen - Typen.
2. Eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC - Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden.
3. Spraylanze oder Spraybalken oder Spraygebläse enthaltend eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen in variabler, den Bedürfnissen entsprechender Anordnung.
4. 1 oder mehrere Speicher - Wassertanks für die Aufnahme der elektrolytischen oxidativen Radikale im Wasser in den Volumen - Dimensionen der entsprechenden Spritzen - Typen, idealer weise von 1 — 4000 Litern oder mehr.
5. 1 oder mehrere Umwälzpumpen, gemäss der zu erbringenden Literϊeistung pro Stunde mit einer Minimum Druckleistung von 4 Atm. Inklusive elektronische Steuerung mit " on" und " off Schalter, inklusive oxidatonsfreien Leitungen aus Viton, Teflon oder PVC oder einem entsprechend anderen geeigneten Material.
6. 1 oder mehrere Sprühpumpen, zur Ausbringung der erforderlichen Sprühmenge von 50 - 600 Liter pro Hektare oder mehr mit " on" und "off Schalter, inklusive oxidatonsfreien Leitungen aus Viton, Teflon oder PVC oder einem entsprechend anderen geeigneten Material.
7. 2 oder mehrere Druckmanometer und Druckkontrollventile
mit Rücklauffunktion.
Eine für die Umwälzpumpe und eine für die Spray — Pumpe.
8. 1 Luftdruckmesser
9. 2 Redox - Messgeräte für die Messung der Oxidativen Radikalen - Konzentration im Tank und in den Zubringerleitungen zu den elektrostatischen Spray — Düsen.
10. 1 oder mehrere Diacell Elektrolyse - Zellen mit je 1-3 oder mehreren Elektrolyse - Kammern, je nach Bedarf, mit Volumenflussmesser und Fluss-Sonde und entsprechendem Steuergerät mit manueller und automatischer Kathoden- und Anoden - Lastumkehr, eingebautem Amperemeter und Voltmeter und Lampenfunktionskontrolle, mit automatischer Abschaltung ohne Volumenfluss, inklusive Leitungen und Anschlüssen und Kontrollhahn und Probeentnahmestelle.. (220 oder 340 V)
11. 1 oder mehrere Zylinder Elektrolysen - Zellen mit Platten- Elektroden und Diaphragma Zellen - Trennung mit Anode und Kathode mit Umkehrfunktion zur Produktion von Saurem und Basischem Elektrolysen Wasser mit anionischen und kationischen Oxidativen Radikalen, mit elektrischer Steuerung, Strompulsor und Sicherung mittels Steuergerät mit manueller und automatischer Kathoden- und Anoden - Lastumkehr, eingebautem Amperemeter und Voltmeter und Lampenfunktionskontrolle, mit automatischer Abschaltung ohne Volumenfluss, inklusive Leitungen und Anschlüssen und Kontrollhahn und Probeentnahmestelle.(220 oder 340 V), inklusive Redox-Messgerät für die anodische und katodische Elektrolytenflüssigkeit, inklusive elektronische Mischbatterie, die zur Einstellung des gewünschten pH- Wertes des Elektrolytischen Oxidativen Wassers (EOW) dient.
12. Eine oder mehrere UV-C Lampen von 30 - 330 Watt oder mehr als Rund- Oval - oder Stablampen konzipiert , in wasserdichtem Quarzmantel und wasserdicht verschraubt mit elektrischen Vorschaltgeräten in Sicherheits- oder Steuergehäuse integriert mit Kontrolllampen und "on" und "off Schaltern und Alarm-Funktionssteuerung mit Sicherungsschalter inklusive reflektierendem
Strahlungsschutz.
13. Luftgenerator als Gebläse oder Kompressor konzipiert, mit Leitungen und Zapfwellen- oder elektrischem oder motorisiertem Antrieb je nach Leistungsbedarf, inklusive Druck- und Volumenmeter und entsprechenden Leitungen und Kühl - Aggregaten mit Ventilator und Wasser-Kühlung mittels Kühlradiator.
14.StromquelIe aus Steckdose oder Batterie, aus der Sonnen- Energieversorgungsanlage oder aus Strom - Generator individuell oder per Zapfwellenantrieb erzeugt inklusive Steuerungen und Sicherungen.
Das innovative Anwendungsverfahren der Erfindung beinhaltet 3 wesentliche Schritte: 1. Herstellung der bioziden Oxidativen Radikale in wässeriger, salzhaltiger Lösung mittels Elektrolyse.
2. Spritzen der hergestellten bioziden wässrigen Lösung von Oxidativen Radikalen auf die zu behandelnden Pflanzen mit Hilfe der Elektrostatischen Luft assistierten Düsen Technik.
3. Direktbestrahlung der Pflanzen mit biozidem UV-C Licht und gleichzeitiger Injizierung der Katalysator Wirkung auf die Oxidativen Radikale zur Oxidations- Prozessbeschleunigung und als Stressor zur Auslösung einer Systemisch erlangten Resistenz in Pflanzen.
1. Herstellung der bioziden Oxidativen Radikale in wässeriger, salzhaltiger Lösung mittels Elektrolyse.
Die Herstellung der bioziden Oxidativen Radikalen in wässriger, salzhaltiger Lösung geschieht durch 2 verschiedene, aber sich ergänzenden Elektrolyseverfahren.
Das erste Verfahren wird implementiert mit der Diacell Elektrolyse mittels Diamant- beschichteten Elektroden. Dabei entsteht ein Cocktail aus Oxidativen Radikalen nahe am "Neutralen Bereich" mit einem pH - Wert von 6,4 bis 6,8. An der Anode werden neben OH- Hydroxylgruppen und O3 vor allem freies Chlor (Cl-) gebildet, die mit den Hydroxylgruppen zur Bildung von Hypochlorid HOCL und Hypochlorid Säure H2OCL führen, die organisch sehr rasch abgebaut werden. Um die Elektrolyse des Wassers bezüglich Stromverbrauchs günstiger und besser durchführen zu können, werden dem Wasser wegen der verbesserten Elektrokonduktivität verschiedene Salze zugemischt, die im Bio-Anbau bewilligt sind. Bei der Elektrolyse dieser Salzverbindungen entstehen zudem oxidierende reduzierendes Peroxyd-Di-Sulfat, Peroxyd- Di- Phosphat und Percarbonat.
Diese Salze sind zum Beispiel pro Liter Spritzflüssigkeit: (für Jungpflanzen)
1.5 gr. NaCl (Kochssalz)
0.3 gr. K2SO4 (Kaliumsulfat)
0.3 gr. Na3PO4 (Natriumphosphat)
0.1 gr. Mg2SO4 (Magnesiumphosphat)
Diese Salzlösung muss nach der erfolgten Elektrolyse eine Konzentration von min. 35 ppm oder 35mg pro Liter Oxidative Radikale als Gesamttotal aufweisen oder ca. 17 ppm oder 17 mg pro Liter freie Radikale enthalten.
Diese Salze sind zum Beispiel pro Liter Spritzflüssigkeit: (für im Wachstum befindliche und ausgewachsene Pflanzen):
2.25 gr. NaCl (Kochssalz)
0.45 gr. K2SO4 (Kaliumsulfat)
0.45 gr. Na3PO4 (Natriumphosphat)
0.2 gr. Mg2SO4 (Magnesiumphosphat)
Diese Konzentrationen können je nach Pflanzenart und Wachstumsstadium und Infektionsdruck verschieden sein! Diese Salzlösung muss nach der erfolgten Elektrolyse eine Konzentration von min. 90 ppm oder 90mg pro Liter Oxidative Radikale als Gesamttotal aufweisen oder ca. 45 ppm oder 45 mg pro Liter freie Radikale enthalten.
Diese Salzzusammensetzungen können je nach Pflanzen-Art und Einsatz-Zweck auch verschieden sein, sowohl als Salze als auch in deren Konzentration.
Das zweite Verfahren wird implementiert mit der Zylinder Elektrolyse mit Diaphragma, wo die Elektrolyse Zellen voneinander getrennt sind, bestehend aus einer Anoden - Kammer und einer Kathoden - Kammer. An der positiven Anode aus Platin bilden sich Säure bildende negativ aufgeladene Anionen in einem sauren Bereich von ca. 2.4 pH mit negativer Ladung, und an der negativen Kathode bilden sich Basen bildende positive Kationen in einem alkalischen Bereich von ca. 11 pH mit einer positiven Ladung.
Diese zwei sauren und alkalischen wässrigen Elektrolysen Lösungen können jetzt beliebig gemischt werden und je nach Einsatz und Infektionsdruck oder Insekten - Befall auf die Pflanzen gesprüht werden.
Bei der Elektrolyse von reinem Wasser ohne Salz, werden folgende Oxidativen Radikale gebildet:
ELECTROLYTISCHER PROCESS von Wasser
Es entstehen die verschiedensten oxidativen Radikale, wenn Wasser (H2O) elektrolysiert wird zum Beispiel: (EO ist das Standart Redox-Potential)*: 02 + H + e- HO2 EO = - 0.13 V [1]
2H+ + 2e- H2 EO = 0.00 V [2]
HO2 + H+ + e- H2O2 EO = +1.50 V [3]
03 + 2H+ + 2e- 02 + H2O EO = +2.07 V [4]
OH- + H+ + e- H2O EO «= +2.85 V [5]
H2O + e- H+ OH- EO = - 2.93 V [6]
OH+ e- OH- EO = +2.02 V [7]
ELECTROLYTISCHER PROCESS von Wasser mit Salz NaCL
An der Kathoden - Seite
Na+ + e- Na
2Na + 2H2O 2Na+ + 2OH- + H2
An der Anoden - Seite
2Cl- - 2e- C12
Es muss hier erwähnt werden, dass C12 (Chlorgas) and OH- wie folgt reagieren:
Cl 2 + 2OH- Cl O- + Cl- + H2O oder
Cl 2 + OH- HClO + Cl- 2. Spritzen der hergestellten bioziden wässrigen Lösung von Oxidativen Radikalen auf die zu behandelnden Pflanzen mit Hilfe der Elektrostatischen Luft assistierten Düsen Technik.
Um die Pflanzen vollständig mit Oxidativen Radikalen in der Desinfektionsfüssigkeit zu benetzen ist eine spezielle Spritztechnologie notwendig.
Die Elektrostatische Spritztechnologie garantiert ein vollständiges Benetzen der Pflanzen auf Blatt- Ober und Unterseite am Stil und auch an schwer zugänglichen Stellen.
Das Wassertöpfchen, dass durch einen ultraschnellen Luftstrom bis nahe an die Schallgeschwindigkeit produziert wird und das nicht grösser als 50 Mikron ist, wird durch eine in Keramik eingebettete Stahlelektrode mit ca.1200 Volt induktiv aufgeladen.
Das Tröpfchen erhält somit eine Ladung von ca. 600 V und 3-5 mOhm pro Liter (Milli Ohm), was einer Anziehungskraft von ca. 75 G entspricht (75-mal sein Eigengewicht).
Das Wassertröpfchen wird somit von allen Teilen der Pflanze angezogen und es entsteht ein feiner Film auf der ganzen Pflanzenoberfläche, der Dank der Oxidativen Radikale in der Sprayflüssigkeit zu einer Desinfektion der Pflanze führt, respektive zur Zerstörung von Mikroben und Pathogenen und auch einen oxidierenden Effekt auf Insekten ausübt.
Verg. Annex 1 und 2 3. Direktbestrahlung der Pflanzen mit biozidem UV-C Licht und gleichzeitiger Injizierung der Katalysator - Wirkung auf die Oxidativen Radikale zur Oxidations- - Prozessbeschleunigung und als Stressor, auslösender Faktor für eine Gen elizitierte Systemische Resistenz in Pflanzen
Die UV-C Direktbestrahlung der Pflanzen hat 4 verschiedene Hauptfunktionen:
1. Direktbestrahlung durch UV-C Licht, als Biozid, zerstört Zellkern- und Nukleotiden- Funktionen durch Basenverklebung auf der DNS-Helix, was die Zellteilung und Metabolischen Prozesse in Pathogenen -Zellen zum Stillstand bringt und diese deshalb eingehen. Auf die Pflanzenzellen hat das bei kurzer Exposition der Pflanzen zum UV-C Licht keine schädigenden Wirkungen, da Pflanzenzellen vielschichtig und stärker gebaut sind.
2. Die UV-C Bestrahlung hat auch den Zweck als Katalysator gewisse Zersetzungsmechanismen bei der Bildung von Oxidativen Radikalen, im Speziellen bei der Bildung von reaktiven und oxidativen Hydroxyl-Gruppen reaktionsschnell mitzuhelfen.
So zum Beispiel zerstört UV-C Licht im Wellenbereich von 254 um (Nanometer) Ozon O 3, das in wässeriger Lösung das erste Zwischenprodukt, nämlich H2O2 bildet (Peyton und Glaze 1988).
O3 + H2O 6 O2 + H2O2
H2O2 (Wasserstoffperoxid) ist eine schwache Säure. Wenn mit Wasser zusammengebracht dissoziiert H2O2 in Hydroperoxid Ionen:
H2O2 + H2O Ξ HO2- + H3O+
ka = 10-11.6 Unter dem Einfluss von UV-C Licht, sowohl Ozon und H2O2 zerfallen, das erste schneller, das zweite etwas langsamer.
Bei diesem Zerfall entstehen eine Vielzahl von Sauerstoff enthaltenden, hochreaktiven Oxidativen Radikalen, das häufigste auftretende hydroxil-freie Radikal ist (HO=) (Hoigne, 1988).
All diese freien oxidativen Radikale haben sehr kurze Halbwertszeiten (Nanosekunden) und oxidieren organische Substanz sehr rasch.
Das Oxidation Potential von molekularem Ozon, O3, ist 2.07 eV, während das vom Hydroxyl freien Radikal, HO=, ist 2.83 eV.
3. Die dritte Funktion des UV-C Lichts ist die Gen elizitierte Auslösung einer SAR (Systemic Acquired Resistance), einer systemischen Immunschutzreaktion der Pflanze. Das intensive und Energie reiche UV-C Licht bewirkt in der Pflanze die gleichen Abwehrreaktionen wie bei einer Attacke eines Insektes oder eines Pilzes.
In komplizierten chemischen Kaskaden - Reaktionen bildet die Pflanze auf 3 bekannten chemischen Fährten (Salicil-und Jasmonic - Säure- und Ethylen - Pfade) verschiedenste Abwehrstoffe und Abwehrmechanismen gegen Pathogene, wie Phytoalexine, Phenole Therpentene, Kumarine, Isoflavonoide, Grapevine Reservatrol etc.
Diese Stoffe führen einerseits zur Zerstörung der Pathogenen oder wirken als Repellent für Insekten etc. Die Pflanze bildet also innerlich, systemische Stoffe zu ihrem Schutz. Dabei verstärkt sich bei jeder Behandlung mit UV-C Licht der immunisierende Schutz der Pflanze von innen. Diese Abwehrmechanismen sind in den meisten Pflanzen genetisch verankert und sind meistens phenotypisch indifferent in der Schädlingsbekämpfung, das heisst, alle „Verteidigungssysteme" gegen Eindringlinge und Feinde werden gleichzeitig mobilisiert.
Diese Verteidigungs-Mechanismen benötigen von der Pflanze sehr viel Eigenenergie. Eine gute Versorgung mit Nährstoffen und Wasser, ohne weitere Stressfaktoren sind deshalb Bedingungen für die erfolgreiche Anwendung der UV-C Immunschutz Therapie.
4. Die 4. Funktion der UV-C Bestrahlung wirkt sich bei Spritzungen in der Nacht aus.
Wenn die UV-C Lampen angeschaltet sind, wirken sie wie ein Magnet für fliegende Nacht aktive Insekten, (keine Bienen und Wespen als Nützlinge)
Fliegende Insekten werden vom intensiven Licht angezogen und durch die starke UV-Strahlung so geschädigt, dass diese eingehen. Damit werden Elterntiere von Faltern z.B. abgefangen und vernichtet, bevor sie ihre Eiablage tätigen können, und fressende Raupen im Pflanzenbestand Schäden anrichten können. AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Zur Ausführung des neuen Pflanzenschutz — Verfahrens zur Kontrolle von Pilz-Bakterien-, Viren- und Insektenbefall in landwirtschaftlichen und gärtnerischen Kulturen, mittels elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung und mit Hilfe Luft assistierter Elektrostatischer Spray Technologie soll die Erfindung am Beispiel einer motorisierten Rückenspritze erläutert werden.
Die gleiche Technik kann auch leistungsangepasst in andere Spritzen - Typen integriert werden.
Als Grundspritzentyp wird in dieser speziellen Ausführung des
Verfahrens eine motorisierte Rückenspritze, wie sie von der
Firma STIHL oder von HONDA auf dem Markt angeboten wird, folgendermassen auf die PhytO3 Pflanzenschutz —
Technologie angepasst und umgebaut, (verg. Zeichnung A)
Hier die Technische Bebeschreibung der STIHL Rückenspritze Modell 420 und ihre Leistungsdaten:
Technische Daten. * -. (
Hubraum 56,5 cm3
Gewicht mit Sprührohr 11,1 kg
Max. Luftleistung ohne Ϊ26Ö
Blasanlage m3/h
Reichweite horizontal 12 ■ ' ■ ' ■■'. ■ " , Technische Daten ; . . . m
Sprühmittelbehälterinhalt 13 1
Tankinhäϊt " 1^5 ϊ
Reichweite vertikal 11,5 m
Die Rückenspritze wird zusätzlich, in einer möglichen ersten Version, mit einem kleinen Dynamo zur Stromerzeugung oder in einer zweiten möglichen Version mit einer 180 W Cadmium 12 V Batterie mit Volt-Transformer ausgerüstet.
Diese Stromversorgung ermöglicht den Anschluss einer UV-C Lampe von min. 30 W Strahlungsleistung.
Die UV-C Lampe, die vorzugsweise als Oval, Bogen, Stab, oder Kreislampe konzipiert ist, wird mittels einem Leichtgewicht - Gestänge mit Halterung aus PVC, Karbon-Fiber oder aus Leichtmetall oder anderen Materialien mit einem Abstand von vorzugsweise 80 cm oder weniger oder mehr mit dem Sprührohr der Rückenspritze verbunden. Die UV-C Lampe wird mit einem Stromkabel mit der Stromquelle verbunden. Am Kabel ist in günstiger ergonomischer Position ein Schalter angebracht, um die Lampe ein- oder aus- zu schalten.
Die UV-C Lampe verfügt über einen vorzugsweise kleinen Reflektor, vorzugsweise aus poliertem, rostfreiem Feinblech oder anderen geeigneten Materialien, der gleichzeitig als Schutzschild für den Operateur gegen die UV-C Strahlung dient, (verg. Zeichnung D)
An der Spritze wird, in einer ersten möglichen Version der Ausführung, eine Miniatur Elektrolysen Zelle montiert und in das Flüssigkeitsrücklaufsystem integriert und mit der dazugehörenden elektrischen Steuerung und mit der Stromversorgung verbunden. In die Flüssigkeitsrücklauf- Leitung wird ebenfalls ein Flussmeter Eingebaut mit elektronischer Sensorsteuerung am Sichtglas, das die Elektrolyse - Zelle bei Wasserfluss einschaltet und ohne Wasserfluss ausschaltet. Diese Zelle ist mit einer genügenden Leistung konzipiert, dass die 13 Liter Spritzflüssigkeit in ca. 15 Minuten elektrolytisch aufbereitet werden kann. Diese Aufgabenlösung der Technik ist für Hobbygärtner und Gartenbesitzer geeignet!
In einer zweiten möglichen Version der Ausführung, für den professionellen Einsatz einer auf die neue Technologie umgerüsteten Rückenspritze, empfiehlt sich die Sprayflüssigkeit in einem separaten Elektrolyse-Gerät herzustellen, das je nach Bedarf 50 - 100 Liter der elektrolysierten Oxidativen Lösung herstellt. Für diese Anwendungslösung sind ein Auffangtank von beliebiger Grosse und 2 Ventilhahnen für den Zufluss und Abfluss und eine Umwälzpumpe mit vorzugsweise 100 Liter Stundenleistung und mit einem Druck von vorzugsweise 4 bar, inklusive elektrische Steuerung und Stromkabel-Anschluss 220V/50 Hz nötig und eine Elektrolyse Dia-Zelle mit Diamant Elektroden Beschichtung inklusive elektronischer Steuerung und/oder eine Zylinder Elektrolyse Apparatur mit Platinelektroden inklusive Steuerung notwendig, oder auch beide gleichzeitig je nach Bedarf und Einsatz und Produktionsleistung, (verg. Zeichnungen B und C)
An der Spitze des Sprührohres wird die Elektrostatische Düse mit entsprechender rostfreier Halterung angebracht, die mit einem Luftschlauch durch das Innere des Sprührohres mit dem Luftgebläse der Rückenspritze verbunden wird. Ein oder 2 variable Druckregulierventil - Hahnen regeln die Luftzufuhr und den Luftdruck zur Düse.
Die Flüssigkeitsleitung der Elektrostatischen Düse wird durch das Sprührohr per Schlauchleitung mit der Pumpe der Rückenspritze verbunden. Ein oder 2 variable Druck- und Flussregulierventil - Hahnen steuern den Flüssigkeitsdruck und die Flüssigkeitsmenge.
Die Elektrode der Sprühdüse wird an ihrem speziellen Elektroanschluss, mit der Stromversorgung und dem Stromregler per Elektrokabel durch das Sprührohr (verg. Zeichnung A 5) verbunden und mit dem An- und Ausschalt - Kreis eines Schalters verbunden, (verg. Zeichnungen E 1 und E 2)
Zur Überprüfung der Konzentration der elektrolytisch hergestellten Oxidativen Radikale kann ein Redox-Meter mit Sonde im Rüchen - Spritzentank oder im Auffangtank der Elektrolyse - Anlage eingebaut werden.
Mit der ausgerüsteten Spritze kann nun die Behandlung der Pflanzen beginnen.
In den Rückenspritzentank resp. in den Auffangtank wird sauberes Leitungswasser gefüllt.(verg. Zeichnung A 1). Die entsprechenden Salze werden dem Wasser in der richtigen Konzentration für die spezielle Anwendung im aufgerührten Zustand beigegeben.
Die Elektrolyse der Salzhaltigen Lösung wird durch den Pumpenschalter in Funktion gesetzt. Salzhaltiges Wasser wird durch die Elektroden-Platten Anode und Kathode gepresst und gleichzeitig mit vorzugsweise ca.30 A und 45 V oder je nach Bedarf mit anderen Intensitäten elektrolysiert, dabei entstehen hoch-oxidative Radikale im Wasser, die zur Desinfektion, respektive zur Zerstörung von Pathogenen auf Pflanzen und Insekten führen.
Diese Salze sind zum Beispiel pro Liter Spritzflüssigkeit: (für Jungpflanzen)
1.5 gr. NaCl (Kochssalz)
0.3 gr. K2SO4 (Kaliumsulfat)
0.3 gr. Na3PO4 (Natriumphosphat)
0.3 gr Mg2SO4 (Magnesiumphosphat)
Diese Salzlösung muss nach der erfolgten Elektrolyse eine Konzentration von min. 35 ppm oder 35mg pro Liter Oxidative Radikale als Gesamttotal aufweisen oder ca. 17 ppm oder 17 mg pro Liter freie Radikale enthalten.
Diese Salze sind zum Beispiel pro Liter Spritzflüssigkeit: (für im Wachstum befindliche und ausgewachsene Pflanzen):
2.25 gr. NaCl (Kochssalz)
0.45 gr. K2SO4 (Kaliumsulfat)
0.45 gr. Na3PO4 (Natriumphosphat)
0.4 gr Mg2SO4 (Magnesiumphosphat) Diese Konzentrationen können je nach Pflanzenart und Wachstumsstadium und Infektionsdruck verschieden sein!
Diese Salzlösung muss nach der erfolgten Elektrolyse eine Konzentration von min. 90 ppm oder 90mg pro Liter Oxidative Radikale als Gesamttotal aufweisen oder ca. 45 ppm oder 45 mg pro Liter freie Radikale enthalten.
Die Konzentration der Oxidativen Lösung wird entweder mit einem Redox-Meter Gerät oder chemisch lichtoptisch mit der DPD Analysemethode analysiert. Je nach Bautyp und Kapazität der Elektrolyseanlage ergeben sich auch Anwender Tabellen, die zur
Bestimmung und der Errechnung der Oxidativen Radikalen- Konzentration dienen können, was erfahrungsgemäss einfacher ist. Dabei ist folgende Rechnungsgleichung relevant:
C= ppm des Wassers x Amperes x Elektrolysenzeit Log 5
Wenn die Konzentration der Oxidativen Radikale in der Wasserlösung erreicht ist, kann der Spritvorgang beginnen resp. kann der Tank der Rückenspritze aus dem Auffangtank gefüllt werden. Wenn der Motor der Rückenspritze angesprungen (verg. Zeichnung A 2) ist und die Pumpe und das Gebläse (verg. Zeichnung A 3) auf den korrekten Tourenzahlen laufen, kann die UV-C Lampe (verg. Zeichnung D) angeschaltet werden und die Spritzarbeit kann beginnen.
Der Sprühnebel von maximum 50 Mikron Tröpfchengrösse, der durch die eingeschaltete Elektrostatische Düse (verg. Zeichnung A 4) erzeugt wird, muss jetzt so auf die Pflanzen zerstäubt werden, dass die Pflanzen überall komplett genässt werden können. Erst bei einer vollständigen totalen Benetzung ist der Desinfektionseffekt 100%.
Bei dieser Spritzarbeit ist vor allem zu beachten, dass alle Pflanzenteile auch mit dem UV-C Licht erreicht werden können. Dabei ist zu beachten, dass die UV-C Licht - Expositionszeit der Pflanzen vorzugsweise nicht länger als 3 Sekunden beträgt, da die Pflanzen ansonsten Verbrennungen und Nekrosen erleiden könnten.
Nach dem Abtrocknen der Pflanzenblätter ist die Desinfektion abgeschlossen.
Mit dem UV-C Licht werden ebenfalls Keime abgetötet und eine SAR (Systemic Acquired Resistance) ausgelöst, die nach ca. 3 Stunden in der Pflanze ihre Wirkungen zeigt und die Pflanze gegen ihre Schädlinge von innen schützen hilft.
Dieser eigene Immunschutz der Pflanzen kann durch regelmässige Spritzbehandlungen allmählich und stetig gesteigert werden.
Spritzungen im Intervall von 7 Tagen haben sich, unter normalen Meteorologischen Bedingungen, in zahlreichen Versuchen als ideal erwiesen. Kürzere Spritz-Intervalle oder längere Intervalle sind abhängig vom jeweiligen pathogenen Infektionsdruck, der individuell vom Produzenten oder Anwender in Erfahrung gebracht werden muss und immer von mehreren Parametern abhängt und vor allem auch von der Pflanzenart.
Die Aufwandmenge der Spritzbrühe richtet sich in der Anfangsphase der Kultur je nach Pflanzenart und Pflanzenbestand vorzugsweise von 100 Liter Elektrolyten- Brühe pro Hektar; bei Grosskulturen bis 400 Liter und bei Obst und Baumkulturen bis 2000 L pro Hektare und mehr reichen kann.
Die neue Pflanzenschutz - Technik ist vor allem eine präventive und biodynamische Technik, die vom verantwortungsbewussten und gut ausgebildeten Gartenbesitzer, Gärtner oder Landw. Produzenten erfolgreich angewendet werden kann.
Das neue innovative Spritzverfahren, ist rückstandsfrei, ohne toxischen Nebenprodukte auf und in |Pflanzen und ist auch für den Bio-Anbau äusserst geeignet und zudem sehr Umwelt freundlich und auch für den Anwender ungefährlich.
Die neue Pflanzenschutz - Technologie ist, abgesehen von der Erstinvestition der Geräteanschaffung viel günstiger als konventionelles Spritzen mit toxischen Chemieprodukten, die sehr teuer und giftig sind für Mensch, Tier und Umwelt.
Ein Sprühgerät mit der eingebauten Elektrolysen Technik und der UV-C Lampe und der eingebauten Elektrostatischen Sprüh - Technologie ist je nach Einsatz - Intensität sehr rasch amortisiert, da auf den Kauf von teuren Chemikalien verzichtet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren und technische Ausführung im Pflanzenschutz zur Kontrolle und Elimination von Pilz-, Hefen-, Bakterien-, Virus- und Insekten-Befall auf Pflanzen mittels, in salzhaltigem Wasser elektrolytisch erzeugten Oxidativen Radikalen, UV-C Licht - Bestrahlung und mit Hilfe Luft assistierter Elektrostatischer Spray-Technologie.
2. Spritz-Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Ausführung vorzugsweise aus folgenden Komponenten besteht:
1. Motorisierte Rückenspritze oder Handspritze oder andere Spritzen - Typen
2. Eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder
3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC - Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand- Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden
3. Spraylanze, Sprührohr oder Spraybalken oder Spraygebläse enthaltend eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen in variabler, den Bedürfnissen entsprechender Anordnung, mit lateralem Abstand von vorzugsweise 25 cm.
4. 1 oder mehrere Speicher - Wassertanks für die Aufnahme der elektrolytischen oxidativen Radikale im Wasser in den Volumen - Dimensionen der entsprechenden Spritzen - Typen, idealer weise von 1 - 4000 Litern oder mehr.
5. 1 oder mehrere Umwälzpumpen, gemäss der zu erbringenden Literleistung pro Stunde mit einer Minimum Druckleistung von 4 - 10 Atm inklusive elektronische Steuerung mit " on" und " off Schalter, inklusive oxidatonsfreien Leitungen aus Viton, Teflon oder PVC oder einem entsprechend anderen geeigneten nicht oxidierenden Materialien.
6. 1 oder mehrere Sprühpumpen, gemäss der zu erbringenden Literleistung pro Stunde, mit einer Minimum Druckleistung von 2 - 10 Atm, zur Ausbringung der erforderlichen Sprühmenge von 50 - 600 Liter pro Hektare oder mehr mit " on" und "off Schalter, inklusive oxidatonsfreien Leitungen aus Viton, Teflon oder PVC oder einem entsprechend anderen geeigneten nicht oxidierenden Materialien.
7. 2 oder mehrere Druckmanometer und Druckkontrollventile mit Rücklauffunktion. Eine für die Umwälzpumpe und eine für die Spray - Pumpe.
8. 1 oder mehrere Luftdruckmesser und/oder Luftvolumen- Messgeräte.
9. 2 oder mehrere Redox-Messgeräte für die Messung der Oxidativen Radikalen - Konzentration im Tank und in den Zubringerleitungen zu den elektrostatischen Spray - Düsen.
10. 1 oder mehrere Diacell Elektrolyse - Zellen mit je 1-3 oder mehreren Elektrolyse - Kammern, je nach Bedarf mit Volumenflussmesser und Fluss-Sonde und entsprechendem Steuergerät mit manueller und/oder automatischer Kathoden- und Anoden - Lastumkehr, eingebautem Amperemeter und Voltmeter und Lampenfunktionskontrolle, mit automatischer Abschaltung ohne Volumenfluss, inklusive Leitungen und Anschlüssen und Kontrollhahn und Probeentnahmestelle.. (220 oder 340 V)
11. 1 oder mehrere Zylinder Elektrolysen - Zellen mit Platten- Elektroden und Diaphragma Zellen - Trennung mit Anode und Kathode mit Umkehrfunktion zur Produktion von Saurem und Basischem Elektrolysen Wasser mit anionischen und kathionischen Oxidativen Radikalen, mit elektrischer Steuerung, Strompulsor und Sicherung mittels Steuergerät mit manueller und automatischer Kathoden- und Anoden - Lastumkehr, eingebautem Amperemeter und Voltmeter und Lampenfunktionskontrolle, mit automatischer Abschaltung ohne Volumenfluss, inklusive Leitungen und Anschlüssen und Kontrollhahn und Probeentnahmestelle. (220 oder 340 V), inklusive Redox-Messgeräte für die anodische und katodische Elektrolytenflüssigkeit, inklusive elektronische Mischbatterie zur Einstellung des gewünschten pH- Wertes des Elektrolytischen Oxidativen Wassers.(EOW)
12. Eine oder mehrere UV-C Lampen von 30 - 330 Watt oder mehr als Rund- Oval- oder Stablampen konzipiert , in wasserdichtem Quarzmantel und wasserdicht verschraubt mit elektrischen Vorschaltgeräten in Sicherheits- oder Steuergehäuse integriert, mit Kontrolllampen und "on" und "off Schaltern und Alarm-Funktionssteuerung mit Sicherungsschalter inklusive reflektierendem
Strahlungsschutz.
13. Luftgenerator als Gebläse oder Kompressor konzipiert, mit Leitungen und Zapfwellen- oder elektrischem oder motorisiertem Antrieb je nach Leistungsbedarf, inklusive Druck- und Volumenmeter und entsprechenden Leitungen und Kühl - Aggregaten mittels Kühlradiator.
14. Stromquelle aus der Steckdose oder Batterie, oder Sonnenenergieversorgungsanlage oder aus Strom - Generator individuell oder per Zapfwellenantrieb erzeugt, inklusive Steuerungen und Sicherungen.
3. Spritz-Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als Biozid, in salzhaltigem Wasser elektrolytisch erzeugte Oxidative Radikale verwendet, die in einer Elektrolysenzelle mit Diamant beschichteten Elektroden und/oder in einer Zylinder - Elektrolysenzelle mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden oder kombiniert in beiden produziert werden.
4.Spritz- Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren UV-C Licht mit den Wellenlängen 254 nm und 185 nm verwendet, als zusätzliches Biozid in Form von Direktstrahlung und als Reaktions-Katalysator für eine ultraschnelle Superoxidation, als Insektenfalle und als SAR (Systemic Aquired Resistance) auslösenden Stressor.
5. Spritz-Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur vollständigen Benetzung der Pflanzen und Oberflächen Elektrostatische Spray-Technologie verwendet, mittels Luft assistierten Düsen, welche eine oder mehrere Elektroden enthalten, die durch Induktion eine Ladung von min. 600V oder 3-5mOhm pro Liter auf die Wassertröpfchen mit einer maximalen G'rösse von 50 Mikron ermöglichen.
6. Spritz- Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1, 2, und 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Erzeugung der Oxidativen Radikale im Wasser vorzugsweise folgende Salze in den angegebenen Konzentrationen verwendet:
Diese Salzmengen sind pro Liter Spritzflüssigkeit gerechnet: (für Jungpflanzen)
1.5 gr. NaCl (Kochssalz)
0.3 gr. K2SO4 (Kaliumsulfat)
0.3 gr. Na3PO4 (Natriumphosphat)
0.5 gr Mg2SO4 (Magnesiumphosphat)
Diese Salzlösung muss nach der erfolgten Elektrolyse eine Konzentration von min. 35 ppm oder 35mg pro Liter Oxidative Radikale als Gesamttotal aufweisen oder ca. 17 ppm oder 17 mg pro Liter freie Radikale enthalten.
Diese Salzmengen sind pro Liter Spritzflüssigkeit gerechnet: (für im Wachstum befindliche und ausgewachsene Pflanzen):
2.25 gr. NaCl (Kochssalz)
0.45 gr. K2SO4 (Kaliumsulfat)
0.45 gr. Na3PO4 (Natriumphosphat)
0.6 gr Mg2SO4 (Magnesiumphosphat)
Diese Konzentrationen können je nach Pflanzenart und Wachstumsstadium und Infektionsdruck verschieden sein!
Diese Salzlösung muss nach der erfolgten Elektrolyse eine Konzentration von min. 90 ppm oder 90mg pro Liter Oxidative Radikale als Gesamttotal aufweisen oder ca. 45 ppm oder 45 mg pro Liter freie Radikale enthalten.
Diese Salzzusammensetzungen können je nach Pflanzenart und Einsatz-Zweck auch verschieden sein, sowohl als Salze als auch in deren Konzentrationen.
7. Spritz- Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahren die einzelnen Biozide einzeln und/oder in Kombination eingesetzt werden können.
8. Spritz- Verfahren im Pflanzenschutz gemäss Anspruch 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in der Anwendung mit den verschiedensten, mit der beschriebenen Technik umgebauten Spritzentypen, verwendet werden kann.
9. Verfahren und technische Ausführung im Pflanzenschutz, zur Kontrolle und Elimination von Pilz-, Hefen-, Bakterien-, Virus- und Insekten-Befall auf Pflanzen, gemäss den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzen mittels, in salzhaltigem Wasser, mittels in zwei verschiedenen Elektrolyse-Geräten, elektrolytisch erzeugten Oxidativen Radikalen und UV-C Licht desinfiziert werden, respektive die mikrobielle Last der Pathogenen reduziert wird, dass zudem durch das UV-C Licht als Katalysator eine ultraschnelle Superoxidation der Pathogenen erfolgt, dass zusätzlich das UV-C Licht als Insektenfalle, mittels hoher Strahlendosis eine tödliche Wirkung entfaltet und dass, als wichtigste Funktion, das UV-C Licht, als Stressor, eine Gen elizitierte Systemische Immunreaktion in den Pflanzen auslöst, die zur SAR (Systemic Acquired Resistence) oder zu einer systemisch erlangten Resistenz gegenüber Pathogenen in den Pflanzen führt. Dass zudem die angewandte Luft unterstützte Elektrostatische Spray-Technik notwendig ist, zur vollständigen Benetzung aller Pflanzenteile, damit eine genügende Desinfektion und Vernichtung aller Pathogenen durch die Oxidativen Radikale auf den Pflanzen erfolgen kann.
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