WO2019149491A1 - Device for the electroporation of foods with protection against deposits - Google Patents

Device for the electroporation of foods with protection against deposits Download PDF

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WO2019149491A1
WO2019149491A1 PCT/EP2019/050530 EP2019050530W WO2019149491A1 WO 2019149491 A1 WO2019149491 A1 WO 2019149491A1 EP 2019050530 W EP2019050530 W EP 2019050530W WO 2019149491 A1 WO2019149491 A1 WO 2019149491A1
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electrode
treatment chamber
electrodes
medium
contact surface
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PCT/EP2019/050530
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Inventor
Stefan Toepfl
Julian Witt
Claudia Siemer
Original Assignee
Elea Vertriebs- Und Vermarktungsgesellschaft Mbh
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/42—Preservation of non-alcoholic beverages
    • A23L2/50—Preservation of non-alcoholic beverages by irradiation or electric treatment without heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/32—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with electric currents without heating effect

Definitions

  • the present invention relates to a device for the treatment of media, in particular for electroporation of foods, comprising a treatment chamber for receiving the medium to be treated and at least two electrodes for generating an electric field in the treatment chamber.
  • the device mentioned above solves this problem by at least one free holder for protection against deposits of the medium at a coming into contact with the medium contact surface of the device.
  • the free holder, a structure or an element which prevents the adhesion of substances of the medium preventive and / or already existing deposits removed from the contact surface, ensures that no unwanted residues in the device, for example in a part of the treatment chamber or Deposits on surfaces of the electrodes, which could lead to pollution or could adversely affect the homogeneity of the generated electric field.
  • Electroporation results in the reversible or irreversible permeabilization of the cell membrane and can be used, for example, to kill microorganisms in a foodstuff.
  • the electroporation of foods can be achieved particularly effectively by connecting the at least two electrodes to a pulse generator.
  • different electrode shapes can be used, for example plate, ring, grid, hollow or flow electrodes.
  • a pulse generator a high-voltage pulse generator can be used, for example a Marx generator which generates electric fields in the form of short pulses in the micro-to millisecond range of a high voltage in the kilovolt range.
  • the electrodes can be arranged parallel, coaxial, collinear, conical or as an annular gap.
  • the distance between the electrodes, the electrode spacing, can be both fixed and variable.
  • one electrode is designed as a pipe section and the other electrode as an electrode plate.
  • the electrode plate is arranged at an end face of the tubular electrode, spaced therefrom.
  • the distance between the front side of the ring or tube electrode from the electrode plate corresponds to the electrode spacing, which in this embodiment can easily be variably adjusted by making the two electrodes displaceable relative to one another.
  • a variable electrode spacing can be achieved, provided that the two conical electrodes are arranged displaceably relative to one another along the axis of rotation.
  • Coaxial and collinear electrode arrangements preferably have a fixed electrode spacing.
  • At least one electrode can form a wall section of the treatment chamber.
  • two plate electrodes can form opposing walls of the treatment chamber. It is also possible to provide a ring or tube electrode as a lateral boundary and thus a wall section of the treatment chamber.
  • the treatment chamber may have an inlet opening and an outlet opening spaced therefrom.
  • the chamber may, for example, constitute a flow chamber into which medium is continuously introduced and a corresponding quantity of the medium is re-exported elsewhere.
  • Possible embodiments are, for example, a treatment chamber, which is formed by a pipe or a pipe section, which is advantageous and can be implemented in a simple manner, in particular for the treatment of flowable media.
  • a "free holder" in the sense of the present invention is an element or component of the device which preemptively suppresses deposits of the medium on a contact surface of the device which comes into contact with the medium, for example a part of the treatment chamber or an electrode surface, that is Prevents sedimentation from the outset, and / or subsequently removes existing deposits.
  • a surface coating on the contact surface may form the free holder.
  • the surface coating is adapted to the corresponding contact surface of the device on which it is applied. If the surface coating is applied to a part of an electrode, then this coating must be electrically conductive in order not to influence the formation of the electric field. If the surface coating is formed on an electrically insulating contact surface, then the surface coating is likewise to be designed to be electrically insulating.
  • the surface coating may be a non-stick coating or have anti-adhesive properties.
  • the surface coating may preferably consist of a hydrophobic material. Hydrophobic materials reduce the adhesion of denatured food components and preventively prevent the formation of a deposit of these undesired degradation products.
  • Hydrophobic surface coatings are those that are water-repellent, ie where water drips off. Hydrophobic surfaces have a water contact angle of more than 90 °, wherein the contact angle can be measured, for example, with a contact angle goniometer.
  • the free holder may include a scraping element for scraping deposits on the contact surface.
  • a scraping element for scraping deposits on the contact surface.
  • the stripping element can be arranged on an electrode, which is advantageous in that the surface of electrodes, which come into contact with the medium, are particularly susceptible to deposits, and the stripping element is thus in the immediate vicinity can place to the contact surface.
  • the scraper can extend from one electrode to the corresponding other electrode and thus bridge and cover the entire space along which the field lines of the applied electric field run.
  • the wiping element can be designed to be movable relative to the contact surface, which is advantageous in that it accomplishes the scraping movement of the wiping element along the contact surface.
  • the stripping element can form a movable mixing tool for mixing the medium, which leads to a particularly uniform introduction of energy into the medium.
  • the stripping element can be connected in a torsionally rigid manner to a rotating shaft.
  • the rotatable shaft can be arranged in the treatment chamber and be formed, for example, from an insulating material, that is to say be an insulator.
  • the shaft can also be formed by a rotatable Elekt rode.
  • a rotatable outer shaft for example a hollow shaft which forms a pipeline or a pipe section, can also be connected in a rotationally rigid manner to the stripping element.
  • a rotatable inner shaft as well as rotatable outer hollow shaft is conceivable.
  • one of the electrodes can form the rotatable shaft.
  • one of the electrodes is rotatable relative to another, fixed electrode.
  • the stripping element can be arranged, which then moves relative to the other electrode, be it with the rotatable electrode on the fixed electrode or that the rotating electrode is guided along the fixed stripping element.
  • embodiments with two stripping elements one of which is arranged on the fixed and the other on the rotating electrode.
  • the device according to the invention may further comprise a turbulent mixer for generating a turbulent mixing of the medium in the treatment chamber.
  • a turbulent mixer generates a turbulent flow in the treatment chamber, which leads to a particularly good mixing. Turbulence avoids over-treatment and undesired degradation of the treated medium at the interface between the device and the medium due to a lower flow rate, such as occurs with a laminar flow.
  • a turbulent flow profile is thus advantageous because it reduces the boundary layer thickness, which minimizes the deposition of material potentially adhering to a surface.
  • a turbulent mixer thus constitutes another possible embodiment of a free-holder in the sense of the present invention.
  • the turbulent mixer may include a static mixer, turbulators, a turbulence generator, and / or moving components.
  • Turbulence can be effected passively by special shapes, such as in static mixers or by turbulators or turbulator structures.
  • Static mixers also known as static mixers, are devices for mixing fluids that have no moving elements but flow-influencing elements.
  • the flow-influencing elements divide the flow of material, twist the flows and bring them together again.
  • These elements can be helical, lamellar or even grid-shaped.
  • a turbulator or turbulator structure is understood to mean a surface disturbance which swirls a laminar boundary layer flow and converts it into a turbulent flow.
  • turbulator structures are dimples on a surface, as found for example in golf balls, or rails running transversely to the flow direction or small vertical sheets or holes, as can be found, for example, on ailerons of sailplanes or wind turbines.
  • a passive turbulence mixer can be arranged on the free holder.
  • a surface coating which forms a free holder may be provided with turbulators.
  • active turbulent mixers for example turbulence generators and / or moving components
  • an ultrasonic generator or a vibrator which vibrates certain areas of the apparatus may be provided as a turbulence generator.
  • a gas inflow device can be provided as a turbulent mixer, through which a gaseous medium is introduced into the treatment chamber via the contact surface.
  • rows of fine holes may be provided on the contact surface, through which air can be injected transversely to the flow direction.
  • Movable parts may, for example, be mobile mixing tools, such as blade, turbine or screw mixers, or else movable containers, for example drum mixers or cone mixers.
  • the free holder forms an element of the turbulent mixer.
  • a stripping element that is designed to be movable relative to the contact surface may be a mixing tool of a turbulent mixer, as well as, for example, a rotatable hollow shaft as the outer electrode or a rotatable inner electrode located in the treatment chamber.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention for treating media, in particular for the electroporation of foods in a schematic representation in longitudinal section;
  • FIG. 2 shows an exemplary further embodiment of a device according to the invention in
  • Fig. 3 shows an exemplary further embodiment of a device according to the invention in
  • Fig. 4 shows an exemplary further embodiment of a device according to the invention in
  • Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment of the invention.
  • a device 1 for the treatment of media, in particular for the electroporation of foodstuffs in a first embodiment, is shown by way of example in FIG.
  • the apparatus 1 shown in FIG. 1 comprises a treatment chamber 2 for receiving the medium to be treated, at least two electrodes 10 for generating an electric field in the treatment chamber 2, and at least one free holder 4 for protection against deposits of the medium on one
  • the treatment chamber 2 delimits a treatment space 6, which is accessible via an inlet opening 7 and an outlet opening 8.
  • the inlet opening 6 is arranged on one side of the treatment chamber 2 and the outlet opening 8 is spaced from the inlet opening 7 and arranged on the side of the treatment chamber 2 opposite thereto.
  • the treatment chamber 2 is designed as a flow chamber 9 in the embodiment shown and designed for the continuous treatment of medium with an electric field in the treatment room 6.
  • the arrows in the region of the inlet opening 7 and outlet opening 8 signal the direction of flow of the medium through the chamber 9.
  • two electrodes 10 are connected via energy lines 1 1 to a voltage source 12, in the embodiment shown a pulse generator 13.
  • the two electrodes form a capacitor 3 for forming an electric field in the treatment chamber 6.
  • the two electrodes 10 are formed of electrode plates which are arranged parallel to each other and thus form parallel walls of the treatment chamber 2, which the treatment space. 6 limit themselves to opposite sides.
  • the electrodes 10 thus form a wall section 14 of the treatment chamber 2.
  • a homogeneous electric field for uniform media treatment can be produced.
  • a high-voltage pulse generator such as a Marx generator, can be used as the pulse generator 13, with which electrical pulses of a high voltage in the kilovolt range and a short duration in the micro-to millisecond range can be generated.
  • the surfaces of the device 1 pointing into the treatment chamber 6 of the treatment chamber 2 come into contact with the medium 1 to be treated and thus form contact surfaces 5.
  • denaturation for example of proteins of a foodstuff
  • Such deposits are undesirable because they pollute the device 1 and adversely affect the desired homogeneity of the generated electric field.
  • the present invention therefore provides a free holder 4 for protection against deposits of the medium, which is arranged on a contact surface 5.
  • a surface coating 15 on the contact surface 5 forms the free holder 4.
  • the surface coating 15 may be formed as an anti-adhesion coating for the potentially unwanted deposits.
  • the adhesion of deposits in particular in the form of degraded proteins, can be avoided by rendering the surface coating 15 hydrophobic, since most of the undesired degradation products are repelled by a hydrophobic surface. So can on a simple way a preventive, preventive protection for the suppression of deposits on the contact surface 5 can be achieved.
  • the apparatus 1 in the embodiment shown in Fig. 1 further comprises a turbulent mixer 16 for generating a turbulent mixing of the medium in the treatment chamber 2.
  • the turbulent mixer 16 is another free holder 4. It reduces the thickness of
  • the turbulent mixer 16 of Fig. 1 is a passive mixer with no moving parts.
  • the turbulent mixer 16 comprises turbulators 17 in the form of so-called dimples 18, which lead to a tearing off of a laminar flow profile at the contact surface 5 and to turbulences and thus turbulences.
  • An alternative embodiment of a passive turbulent mixer would be for example a so-called static mixer, which could be arranged in the treatment space 6.
  • a turbulence generator for example an ultrasound generator or in a vibrator (not shown) or a turbulent mixer with moving parts, which will be discussed below, can also be used to produce a turbulent mixing in the treatment chamber 2.
  • a turbulence generator for example an ultrasound generator or in a vibrator (not shown) or a turbulent mixer with moving parts, which will be discussed below, can also be used to produce a turbulent mixing in the treatment chamber 2.
  • FIG. 2 a further embodiment of the device 1 according to the invention is shown.
  • the same reference numerals are used for elements whose function and / or structure is similar to elements of one of the previous embodiments.
  • the treatment chamber 2 of the further embodiment from FIG. 2 is likewise designed as a flow chamber 9 with an inlet opening 7 and an outlet opening 8.
  • the treatment chamber 2 of FIG. 2 is provided with an annular treatment space 6.
  • the electrodes 10 of the embodiment of Fig. 2 comprise a Outer electrode 19 and an inner electrode 20 which are arranged coaxially with each other and between which an annular treatment space 6 extends. Both the inner electrode 20 and the outer electrode 19 form with their directed into the treatment chamber 6 Zylin der vom wall sections 14 of the treatment chamber 2 from.
  • the outer electrode 19 is formed as an electrode tube.
  • the inner electrode 20 may be formed both as a tube electrode and as a rod electrode, wherein the longitudinal axes L of the two rotationally symmetrical electrodes 19, 20 coincide, so that they are arranged coaxially.
  • the treatment chamber 2 is formed by pipe sections of the pipe-shaped electrodes 10, the inlet opening 7 being arranged on one side of the pipe section and the outlet opening 8 on the opposite end side of the pipe section.
  • the medium can flow continuously through the treatment space 6 located in the pipeline section (the direction of flow of the medium in the region of the inlet opening 7 and outlet opening 8 is indicated by arrows in FIG. 2).
  • the device 1 of the embodiment according to FIG. 2 as a free holder 4 has a stripping element 21 for scraping off deposits on the contact surface 5.
  • the stripping element 21 may for example consist of rubber or a plastic with insulating properties, which corresponds to rubber in terms of hardness and elasticity.
  • the stripping element 21 is arranged on an electrode 10, namely the outer electrode 19.
  • the stripping element 21 is fastened to the contact surface 5 of the outer electrode 19 and extends from the outer electrode 19 to the inner electrode 20 of the capacitor 3.
  • the stripping element 21 may have a lamellar shape and extends parallel to the longitudinal axis L of the tubular flow chamber 9.
  • a further stripping element 22 is provided which is arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis L of the device 1 and is thus likewise attached to the contact surface 5 of the outer electrode 19.
  • the inner electrode 20 is fixed, whereas the outer electrode 19 is rotatable.
  • the outer electrode 19 thus forms a rotatable shaft 23, as indicated by the arrow on the right side of Fig. 2. 2 corresponds to the cross section along the section line AA of the left part of FIG. 2. Since the stripping elements 21, 22 are rotationally rigidly connected to the rotatable shaft 23, the stripping elements 21, 22 consequently rotate with rotation of the shaft 23 and deposits along the contact surface 5 of the inner electrode 20.
  • the structure of the treatment chamber 2 as a tubular flow chamber 9 essentially corresponds to the structure of FIG. 2. The following will explain in more detail the differences between FIG. 3 and the embodiment of FIG. 2.
  • the electrodes 10 in the embodiment of FIG. 3 are arranged colinearly. There are two ring-shaped or tubular outer electrodes 19, 19 'along the longitudinal axis L of the device 1 spaced from each other, with an intermediate, also tubular Iso- lator 24.
  • the outer electrodes 19, 19' and the insulator 24 have all the same diameter.
  • an inner insulator 25 is provided in the embodiment of FIG. 3, which may be rod-shaped or tubular and coaxial with the unit of Au texelektroden 19, 19 'and insulator ring 24 is arranged.
  • the stripping elements 21, 22 in the embodiment of FIG. 3 are rotationally rigidly connected to the inner insulator 25, wherein the inner insulator 25 is designed as a rotatable shaft 23, so that the stripping elements 21, 22 together rotate with the inner insulator 25, as indicated by the arrows in the right side of Fig. 3.
  • the outer electrodes 19, 19 'and the insulator 24 are fixed in the embodiment of FIG. 3, so that the stripping elements 21, 22 are moved relative to the contact surface 5 of the outer electrodes 10 or the insulator 24 and scrapings are scraped off at this contact surface 5 ,
  • FIG. 4 a further embodiment of a device 1 according to the invention is shown schematically.
  • the electrodes 10 of this embodiment are conically arranged.
  • the embodiment of FIG. 4 also has an outer electrode 19 and an inner electrode 20.
  • the outer electrode 19 is configured funnel-shaped as a hollow cone.
  • the inner electrode 20 is cone-shaped, wherein the axes of rotation of the conical outer electrode 19 and the conical inner electrode 20 coincide and thus form a conical treatment chamber 6 of the treatment chamber 2 between them.
  • the outer electrode 19 and the inner electrode 20 can be arranged to be displaceable relative to each other along the longitudinal axis L, thus providing a variable electrode spacing and a variable size of the treatment space 16 the embodiment of FIG. 3 can realize.
  • the inner electrode 20 is formed as a rotatable shaft 23 is.
  • the embodiment of FIG. 4 also has two stripping elements 21, 22, which are arranged on one of the electrodes 10.
  • the stripping elements 21, 22 are fastened to the surface of the outer electrode 19 facing into the treatment space 4. Because the
  • Stripping elements 21, 22 are attached to the fixed outer electrode 19, they do not rotate in the embodiment of FIG. 4.
  • the relative movement of the wiping elements 21, 22 to the contact surface 5 is achieved in that the inner electrode 20 is formed as a rotating shaft 23, which is guided with its pointing into the treatment chamber 4 contact surface 5 on the festste- henden scraper elements 21, 22 along , whereupon deposits on this contact surface 5 can be scraped off.
  • the electrodes 10 of FIG. 5 are arranged as an annular gap.
  • the embodiment of FIG. 5 has a first tubular electrode 26, which at the same time also delimits the treatment chamber 6 of the treatment chamber 2.
  • the further electrode is a plate electrode 27 which is associated with an end face 28 of the tube electrode 26 and which is arranged substantially perpendicular to the longitudinal axis L of the tube electrode 26.
  • the contact surface 5 of the plate electrode 27 pointing into the treatment space 6 does not directly adjoin the end face 28 of the tube electrode 26, so that an annular gap 29 is formed between the end face 28 and the contact surface 5 of the plate electrode 27 pointing into the treatment space 6.
  • the medium to be treated flows through the tube electrode 26, then bounces on the plate electrode 27, is deflected at the plate electrode 27 and discharged through the annular gap 29 as an outlet opening 8 of the treatment chamber 2.
  • scraping elements 21 are arranged in the annular gap 29 and extend from the end face 28 to the plate electrode 27.
  • the stripping elements 21 are connected to one of the electrodes 26, 27.
  • the electrodes 26, 27 designed to be movable relative to each other. This can be achieved, for example, in that one of the electrodes 26, 27 is stationary and the other electrode 26, 27 is designed as a rotatable shaft or plate. It is also possible to design both electrodes 26, 27, but in different directions of rotation about the longitudinal axis L rotatable.
  • the boundary surface of the tube electrode 26 pointing into the treatment space 6 is additionally provided with a surface coating 15, which on the contact surface 5 of the electrode 26, in addition to the stripping elements 21, 22, has a further free holder 4 formed.

Abstract

The invention relates to a device (1) for the treatment of media, in particular the electroporation of foods, comprising a treatment chamber (2) for receiving the medium to be treated and at least two electrodes (10) for generating an electrical field in the treatment chamber (2). So that the device guarantees a homogeneous electrical field and less contamination occurs, the device according to the invention also comprises at least one protective means (4) for protecting against deposits of the medium on a contact surface (5) of the device (1) coming into contact with the medium.

Description

Vorrichtung zur Elektroporation von Lebensmitteln mit einem Schutz gegen  Device for the electroporation of food with a protection against
Ablagerungen  deposits
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Medien, insbesondere zur Elektroporation von Lebensmitteln, umfassend eine Behandlungskammer zur Aufnahme des zu behandelnden Mediums und wenigstens zwei Elektroden zur Erzeugung eines elektrischen Fel- des in der Behandlungskammer. The present invention relates to a device for the treatment of media, in particular for electroporation of foods, comprising a treatment chamber for receiving the medium to be treated and at least two electrodes for generating an electric field in the treatment chamber.
Es ist bekannt, Lebensmittel mit einem elektrischen Feld zu behandeln, um zum Beispiel die Haltbarkeit der Lebensmittel zu verbessern, indem die Zellmembranen schädlicher Mikroorganis- men durch das elektrische Feld perforiert und die Mikroorganismen dadurch abgetötet werden. Bei der Behandlung eines Lebensmittels mit einem elektrischen Feld kann es, insbesondere bei proteinhaltigen Produkten, die Eiweiß, Eigelb oder Molkeproteine enthalten, zu einer uner- wünschten Proteindenaturierung und dem sogenannten Fouling, bei welchem sich unerwünschte Rückstände bilden, kommen. It is known to treat foods with an electric field, for example, to improve the shelf life of foods by perforating the cell membranes of harmful microorganisms by the electric field and thereby killing the microorganisms. In the treatment of a foodstuff with an electric field, especially protein-containing products containing egg whites, egg yolk or whey proteins, undesirable protein denaturation and so-called fouling, in which unwanted residues form, may occur.
Die unerwünschten Rückstände verschmutzen die Behandlungsapparatur, verunreinigen nach- folgende Medien und beeinflussen den ordnungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung negativ, weil sie die Ausbildung des homogenen elektrischen Feldes stören. The undesirable residues pollute the treatment apparatus, contaminate subsequent media and adversely affect the proper use of the apparatus because they interfere with the formation of the homogeneous electric field.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Behand- lung von Medien, insbesondere zur Elektroporation von Lebensmitteln bereitzustellen, welche ein homogenes elektrisches Feld gewährleitstet und Verunreinigungen der Vorrichtung reduziert. Die eingangs genannte Vorrichtung löst diese Aufgabe durch wenigstens einen Freihalter zum Schutz gegen Ablagerungen des Mediums an einer mit dem Medium in Berührung kommenden Kontaktfläche der Vorrichtung. It is therefore the object of the present invention to provide an improved device for the treatment of media, in particular for the electroporation of foods, which ensures a homogeneous electric field and reduces contamination of the device. The device mentioned above solves this problem by at least one free holder for protection against deposits of the medium at a coming into contact with the medium contact surface of the device.
Der Freihalter, eine Struktur bzw. ein Element, welches das Anhaften von Stoffen des Mediums präventiv unterdrückt und/oder bereits vorhandene Ablagerungen von der Kontaktfläche entfernt, sorgt dafür, dass sich keine unerwünschten Rückstände in der Vorrichtung, zum Beispiel in einem Teil der Behandlungskammer oder an Flächen der Elektroden absetzen, welche zu Verschmut- zungen führen oder die Homogenität des erzeugten elektrischen Feldes negativ beeinflussen könnten. The free holder, a structure or an element which prevents the adhesion of substances of the medium preventive and / or already existing deposits removed from the contact surface, ensures that no unwanted residues in the device, for example in a part of the treatment chamber or Deposits on surfaces of the electrodes, which could lead to pollution or could adversely affect the homogeneity of the generated electric field.
Die Erfindung kann mit den folgenden, jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kom- binierbaren Weiterentwicklungen und vorteilhaften Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Eine Elektroporation hat die reversible oder irreversible Permeabilisierung der Zellmembran zur Folge und kann beispielsweise zur Abtötung von Mikroorganismen in einem Lebensmittel einge- setzt werden. Die Elektroporation von Lebensmitteln kann besonders effektiv dadurch erreicht werden, dass die wenigstens zwei Elektroden mit einem Impulsgenerator verbunden sind. Dabei können verschiedene Elektrodenformen zur Anwendung kommen, beispielsweise Platten-, Ring- , Gitter-, Hohl- oder Durchflusselektroden. Als Impulsgenerator kann ein Hochspannungsimpuls- generator eingesetzt werden, beispielsweise ein Marx-Generator, der elektrische Felder in Form von kurzen Pulsen im Mikro- bis Millisekundenbereich einer hohen Spannung im Kilovoltbereich erzeugt. Die Elektroden können parallel, koaxial, kollinear, konisch oder als Ringspalt angeordnet sein. Dabei kann der Abstand zwischen den Elektroden, der Elektrodenabstand, sowohl feststehend als auch variabel sein. Bei Ringspaltelektroden ist eine Elektrode als Rohrstück und die andere Elektrode als Elektrodenplatte ausgebildet. Die Elektrodenplatte ist an einer Stirnseite der Rohr- elektrode, von dieser beabstandet angeordnet. Der Abstand zwischen Stirnseite der Ring- bzw. Rohrelektrode von der Elektrodenplatte entspricht dem Elektrodenabstand, der bei dieser Aus- führungsform einfach variabel einstellbar sein kann, indem man die beiden Elektroden zueinander verschieblich ausgestaltet. Auch bei einer konischen Elektrode, bei welcher sowohl die Innene- lektrode als auch die Außen ei ektrode beide konisch ausgebildet sind, kann ein variabler Elektro- denabstand erreicht werden, sofern die beiden konischen Elektroden entlang der Rotationsachse verschieblich zueinander angeordnet sind. Koaxiale und kollineare Elektrodenanordnungen wei- sen bevorzugt einen feststehenden Elektrodenabstand auf. The invention can be further improved by means of the following developments, which are advantageous in each case and can be combined with one another as desired, and advantageous embodiments. Electroporation results in the reversible or irreversible permeabilization of the cell membrane and can be used, for example, to kill microorganisms in a foodstuff. The electroporation of foods can be achieved particularly effectively by connecting the at least two electrodes to a pulse generator. In this case, different electrode shapes can be used, for example plate, ring, grid, hollow or flow electrodes. As a pulse generator, a high-voltage pulse generator can be used, for example a Marx generator which generates electric fields in the form of short pulses in the micro-to millisecond range of a high voltage in the kilovolt range. The electrodes can be arranged parallel, coaxial, collinear, conical or as an annular gap. The distance between the electrodes, the electrode spacing, can be both fixed and variable. In annular gap electrodes, one electrode is designed as a pipe section and the other electrode as an electrode plate. The electrode plate is arranged at an end face of the tubular electrode, spaced therefrom. The distance between the front side of the ring or tube electrode from the electrode plate corresponds to the electrode spacing, which in this embodiment can easily be variably adjusted by making the two electrodes displaceable relative to one another. Even with a conical electrode in which both the inner electrode and the outer electrode are both conical, a variable electrode spacing can be achieved, provided that the two conical electrodes are arranged displaceably relative to one another along the axis of rotation. Coaxial and collinear electrode arrangements preferably have a fixed electrode spacing.
Gemäß einer Ausführungsform kann wenigstens eine Elektrode einen Wandabschnitt der Be- handlungskammer ausbilden. Beispielsweise können zwei Plattenelektroden sich gegenüberlie- gende Wände der Behandlungskammer ausbilden. Es ist auch möglich, eine Ring- bzw. Rohr- elektrode als seitliche Begrenzung und somit Wandabschnitt der Behandlungskammer vorzuse- hen. According to one embodiment, at least one electrode can form a wall section of the treatment chamber. For example, two plate electrodes can form opposing walls of the treatment chamber. It is also possible to provide a ring or tube electrode as a lateral boundary and thus a wall section of the treatment chamber.
Um eine kontinuierliche Behandlung des Mediums zu gewährleisten, kann die Behandlungskam- mer eine Einlassöffnung und eine davon beabstandete Auslassöffnung aufweisen. Die Kammer kann beispielsweise eine Durchflusskammer darstellen, in welche kontinuierlich Medium einge- führt und eine entsprechende Menge des Mediums an anderer Stelle wieder ausgeführt wird. Mögliche Ausgestaltungen sind beispielsweise eine Behandlungskammer, die von einem Rohr bzw. einem Rohrleitungsabschnitt ausgebildet ist, was insbesondere für die Behandlung von fließfähigen Medien vorteilhaft und auf einfache Weise umsetzbar ist. Ein„Freihalter“ in Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Element bzw. Bauteil der Vorrichtung, welches Ablagerungen des Mediums an einer mit dem Medium in Berührung kommenden Kon- taktoberfläche der Vorrichtung, beispielsweise einem Teil der Behandlungskammer oder einer Elektrodenoberfläche, präventiv unterdrückt, das heißt die Ablagerungen von vornehinein unter- bindet, und/oder bereits vorhandene Ablagerungen nachträglich wieder entfernt. In order to ensure a continuous treatment of the medium, the treatment chamber may have an inlet opening and an outlet opening spaced therefrom. The chamber may, for example, constitute a flow chamber into which medium is continuously introduced and a corresponding quantity of the medium is re-exported elsewhere. Possible embodiments are, for example, a treatment chamber, which is formed by a pipe or a pipe section, which is advantageous and can be implemented in a simple manner, in particular for the treatment of flowable media. A "free holder" in the sense of the present invention is an element or component of the device which preemptively suppresses deposits of the medium on a contact surface of the device which comes into contact with the medium, for example a part of the treatment chamber or an electrode surface, that is Prevents sedimentation from the outset, and / or subsequently removes existing deposits.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Oberflächenbeschichtung auf der Kontaktoberfläche den Freihalter ausbilden. Die Oberflächenbeschichtung ist dabei an die entsprechende Kontakt- fläche der Vorrichtung, auf welcher sie aufgebracht ist, anzupassen. Wird die Oberflächenbe- schichtung auf einem Teil einer Elektrode aufgebracht, so ist diese Beschichtung elektrisch lei- tend auszugestalten, um die Ausbildung des elektrischen Feldes nicht zu beeinflussen. Ist die Oberflächenbeschichtung auf einer elektrisch isolierenden Kontaktfläche ausgebildet, so ist die Oberflächenbeschichtung ebenfalls elektrisch isolierend auszugestalten. Die Oberflächenbe- schichtung kann eine Antihaftbeschichtung sein, bzw. anti-adhäsive Eigenschaften aufweisen. Um Ablagerungen von denaturierten Proteinen zu unterbinden, kann die Oberflächenbeschich- tung vorzugsweise aus einem hydrophoben Material bestehen. Hydrophobe Materialien reduzie- ren Adhäsion denaturierter Lebensmittelkomponenten und unterdrücken präventiv die Ausbil- dung einer Ablagerung dieser unerwünschten Abbauprodukte. Hydrophobe Oberflächenbe- schichtung sind solche, die wasserabweisend sind, an denen Wasser also abperlt. Hydrophobe Oberflächen weisen einen Wasserkontaktwinkel von über 90° auf, wobei der Kontaktwinkel bei- spielsweise mit einem Kontaktwinkel-Goniometer gemessen werden kann. According to one embodiment, a surface coating on the contact surface may form the free holder. The surface coating is adapted to the corresponding contact surface of the device on which it is applied. If the surface coating is applied to a part of an electrode, then this coating must be electrically conductive in order not to influence the formation of the electric field. If the surface coating is formed on an electrically insulating contact surface, then the surface coating is likewise to be designed to be electrically insulating. The surface coating may be a non-stick coating or have anti-adhesive properties. In order to prevent deposits of denatured proteins, the surface coating may preferably consist of a hydrophobic material. Hydrophobic materials reduce the adhesion of denatured food components and preventively prevent the formation of a deposit of these undesired degradation products. Hydrophobic surface coatings are those that are water-repellent, ie where water drips off. Hydrophobic surfaces have a water contact angle of more than 90 °, wherein the contact angle can be measured, for example, with a contact angle goniometer.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Freihalter ein Abstreifelement zum Abschaben von Ablagerungen auf der Kontaktoberfläche umfassen. Mittels eines solchen Abstreifelements kön- nen bereits entstandene Ablagerungen von der Kontaktoberfläche nachträglich wieder entfernt werden. Der Abstreifer sollte eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um die Ablagerungen ent- fernen zu können, gleichzeitig aber nicht so hart sein, dass er die Kontaktfläche, mit welcher er in Berührung kommt, dabei beschädigt. Das Abstreifelement kann beispielsweise aus Gummi oder einem Kunststoff mit entsprechenden Eigenschaften gefertigt sein. In another embodiment, the free holder may include a scraping element for scraping deposits on the contact surface. By means of such a stripping element, deposits already formed can be subsequently removed again from the contact surface. The scraper should have sufficient strength to remove the deposits but at the same time not be so hard as to damage the contact surface with which it comes into contact. The stripping element can for example be made of rubber or a plastic with corresponding properties.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Abstreifelement auf einer Elektrode angeord- net sein, was insofern vorteilhaft ist, als die Oberfläche von Elektroden, welche mit dem Medium in Kontakt kommen, besonders anfällig für Ablagerungen sind, und man das Abstreifelement so- mit in unmittelbarer Nähe zu der Kontaktfläche platzieren kann. Der Abstreifer kann sich von einer Elektrode bis zu der entsprechenden anderen Elektrode erstrecken und somit den kompletten Raum, entlang welchem die Feldlinien des angelegten elektrischen Feldes verlaufen, überbrü- cken und abdecken. Das Abstreifelement kann relativ zur Kontaktoberfläche beweglich ausgebildet sein, was insofern vorteilhaft ist, als man dadurch die Abschabbewegung des Abstreifelements entlang der Kontakt- fläche bewerkstelligt. Gleichzeitig kann das Abstreifelement ein bewegliches Mischwerkzeug zum Durchmischen des Mediums ausbilden, was zu einem besonders gleichmäßigen Energieeintrag in das Medium führt. According to a further embodiment, the stripping element can be arranged on an electrode, which is advantageous in that the surface of electrodes, which come into contact with the medium, are particularly susceptible to deposits, and the stripping element is thus in the immediate vicinity can place to the contact surface. The scraper can extend from one electrode to the corresponding other electrode and thus bridge and cover the entire space along which the field lines of the applied electric field run. The wiping element can be designed to be movable relative to the contact surface, which is advantageous in that it accomplishes the scraping movement of the wiping element along the contact surface. At the same time, the stripping element can form a movable mixing tool for mixing the medium, which leads to a particularly uniform introduction of energy into the medium.
Das Abstreifelement kann drehstarr mit einer rotierenden Welle verbunden sein. Die rotierbare Welle kann in der Behandlungskammer angeordnet sein und beispielsweise aus einem isolieren- den Material gebildet sein, also ein Isolator sein. Die Welle kann auch von einer rotierbaren Elekt rode ausgebildet werden. Neben einer zentral in der Behandlungskammer liegenden rotierbaren Welle, kann auch eine rotierbare Außenwelle, beispielsweise eine Hohlwelle, die eine Rohrleitung bzw. einen Rohrleitungsabschnitt ausgebildet, drehstarr mit dem Abstreifelement verbunden sein. Selbstverständlich ist auch die Kombination einer sowohl rotierbaren Innenwelle als auch rotier- baren äußeren Hohlwelle denkbar. The stripping element can be connected in a torsionally rigid manner to a rotating shaft. The rotatable shaft can be arranged in the treatment chamber and be formed, for example, from an insulating material, that is to say be an insulator. The shaft can also be formed by a rotatable Elekt rode. In addition to a rotatable shaft located centrally in the treatment chamber, a rotatable outer shaft, for example a hollow shaft which forms a pipeline or a pipe section, can also be connected in a rotationally rigid manner to the stripping element. Of course, the combination of a rotatable inner shaft as well as rotatable outer hollow shaft is conceivable.
Wie bereits erwähnt kann eine der Elektroden die rotierbare Welle ausbilden. So sind Ausgestal- tungen möglich, bei denen eine der Elektroden relativ zu einer anderen, feststehenden Elektrode rotierbar ausgebildet ist. An wenigstens einer der beiden Elektroden kann das Abstreifelement angeordnet sein, welches sich dann relativ zu der anderen Elektrode bewegt, sei es dass es mit der rotierbaren Elektrode an der feststehenden Elektrode oder dass die rotierende Elektrode an dem feststehenden Abstreifelement entlanggeführt wird. Möglich sind auch Ausgestaltungen mit zwei Abstreifelementen, von denen eines an der feststehenden und das andere an der rotierende Elektrode angeordnet ist. As already mentioned, one of the electrodes can form the rotatable shaft. Thus, embodiments are possible in which one of the electrodes is rotatable relative to another, fixed electrode. On at least one of the two electrodes, the stripping element can be arranged, which then moves relative to the other electrode, be it with the rotatable electrode on the fixed electrode or that the rotating electrode is guided along the fixed stripping element. Also possible are embodiments with two stripping elements, one of which is arranged on the fixed and the other on the rotating electrode.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner einen Turbulentmischer zur Erzeugung einer turbulenten Durchmischung des Mediums in der Behand- lungskammer aufweisen. Ein solcher Turbulentmischer erzeugt in der Behandlungskammer eine turbulente Strömung, was zu einer besonders guten Durchmischung führt. Turbulenz vermeidet, dass es an der Grenzfläche zwischen Vorrichtung und Medium zu einer Überbehandlung und zu unerwünschten Abbauprodukten des behandelten Mediums aufgrund einer geringeren Fließge- schwindigkeit, wie sie bei einer laminaren Strömung auftritt, kommt. Ein turbulentes Strömungs- profil ist somit vorteilhaft, weil es die Grenzschichtdicke verringert, was die Ablagerungen von potenziell an einer Oberfläche anhaftenden Materials minimiert. Ein Turbulentmischer stellt somit eine weitere mögliche Ausführungsform eines Freihalters im Sinner der vorliegenden Erfindung dar. Der Turbulentmischer kann einen statischen Mischer, Turbulatoren, einen Turbulenzgenerator und/oder bewegliche Bauteile umfassen. Turbulenz kann passiv durch spezielle Formgebungen bewirkt werden, etwa bei statischen Mischern oder durch Turbulatoren bzw. Turbulatorstrukturen. Statische Mischer, auch Statikmischer genannt, sind Vorrichtungen zum Mischen von Fluiden, die über keine beweglichen Elemente, sondern strömungsbeeinflussende Elemente verfügen. Die strömungsbeeinflussenden Elemente teilen den Stoffstrom, verdrehen die Strömen und füh- ren sie wieder zusammen. Diese Elemente können schrauben-, lamellen- oder auch gitterförmig sein. Unter einem Turbulator oder einer Turbulatorstruktur ist eine Oberflächenstörung zu verste- hen, welche eine laminare Grenzschichtströmung verwirbelt und in eine turbulente Strömung überführt. Beispiele von Turbulatorstrukturen sind Dimples genannte kleine Vertiefungen auf ei- ner Oberfläche, wie sich beispielsweise bei Golfbällen finden, oder quer zur Strömungsrichtung verlaufende Schienen oder kleine vertikale Bleche oder Bohrungen, wie sie sich beispielsweise auf Querrudern von Segelflugzeugen oder bei Windkraftanlagen finden lassen. Ein passiver Tur- bulenzmischer kann auf dem Freihalter angeordnet sein. So kann zum Beispiel eine Oberflächen- beschichtung, die einen Freihalter ausbildet, mit Turbulatoren versehen sein. According to a further embodiment, the device according to the invention may further comprise a turbulent mixer for generating a turbulent mixing of the medium in the treatment chamber. Such a turbulent mixer generates a turbulent flow in the treatment chamber, which leads to a particularly good mixing. Turbulence avoids over-treatment and undesired degradation of the treated medium at the interface between the device and the medium due to a lower flow rate, such as occurs with a laminar flow. A turbulent flow profile is thus advantageous because it reduces the boundary layer thickness, which minimizes the deposition of material potentially adhering to a surface. A turbulent mixer thus constitutes another possible embodiment of a free-holder in the sense of the present invention. The turbulent mixer may include a static mixer, turbulators, a turbulence generator, and / or moving components. Turbulence can be effected passively by special shapes, such as in static mixers or by turbulators or turbulator structures. Static mixers, also known as static mixers, are devices for mixing fluids that have no moving elements but flow-influencing elements. The flow-influencing elements divide the flow of material, twist the flows and bring them together again. These elements can be helical, lamellar or even grid-shaped. A turbulator or turbulator structure is understood to mean a surface disturbance which swirls a laminar boundary layer flow and converts it into a turbulent flow. Examples of turbulator structures are dimples on a surface, as found for example in golf balls, or rails running transversely to the flow direction or small vertical sheets or holes, as can be found, for example, on ailerons of sailplanes or wind turbines. A passive turbulence mixer can be arranged on the free holder. Thus, for example, a surface coating which forms a free holder may be provided with turbulators.
Neben solch passiven Turbulentmischern wie statischen Mischern oder Turbulatoren sind auch aktive Turbulentmischer, beispielsweise Turbulenzgeneratoren und/oder bewegliche Bauteile möglich. Zum Beispiel kann ein Ultraschallerzeuger oder ein Vibrator, der bestimmte Bereiche der Vorrichtung in Vibrationen versetzt als Turbulenzgenerator vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Gaseinströmvorrichtung als Turbulentmischer vor- gesehen sein, durch welche ein gasförmiges Medium über die Kontaktfläche in die Behandlungs- kammer eingebracht wird. Beispielsweise können Reihen feiner Bohrungen an der Kontaktfläche vorgesehen sein, durch welche Luft quer zur Strömungsrichtung eingeblasen werden kann. In addition to such passive turbulent mixers as static mixers or turbulators, active turbulent mixers, for example turbulence generators and / or moving components, are also possible. For example, an ultrasonic generator or a vibrator which vibrates certain areas of the apparatus may be provided as a turbulence generator. In a further embodiment, a gas inflow device can be provided as a turbulent mixer, through which a gaseous medium is introduced into the treatment chamber via the contact surface. For example, rows of fine holes may be provided on the contact surface, through which air can be injected transversely to the flow direction.
Bewegliche Teile können beispielsweise bewegliche Mischwerkzeuge, wie Schaufel-, Turbinen- oder Schneckenmischer, oder auch bewegbare Behälter, beispielsweise Trommelmischer oder Konusmischer sein. Movable parts may, for example, be mobile mixing tools, such as blade, turbine or screw mixers, or else movable containers, for example drum mixers or cone mixers.
In einer Ausführungsform bildet der Freihalter ein Element des Turbulentmischers aus. Beispiels- weise kann ein relativ zur Kontaktfläche beweglich ausgebildetes Abstreifelement ein Mischwerk- zeug eines Turbulentmischers sein, ebenso wie beispielsweise eine rotierbare Hohlwelle als Au- ßenelektrode oder eine in der Behandlungskammer liegende rotierbare Innenelektrode. Im Folgenden wir die Erfindung anhand vorteilhafter Ausgestaltungen mit Bezug auf die Zeich- nungen und nachfolgenden Versuchsbeispiele beispielhaft näher erläutert. Die dabei dargestell- ten vorteilhaften Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind jeweils voneinander unabhängig und können beliebig miteinander kombiniert werden, je nachdem, wie es im Anwendungsfall not- wendig ist. In one embodiment, the free holder forms an element of the turbulent mixer. For example, a stripping element that is designed to be movable relative to the contact surface may be a mixing tool of a turbulent mixer, as well as, for example, a rotatable hollow shaft as the outer electrode or a rotatable inner electrode located in the treatment chamber. In the following, the invention will be explained in more detail by way of example with reference to advantageous embodiments with reference to the drawings and the following experimental examples. The advantageous further developments and configurations shown here are each independent of each other and can be combined with one another as required, depending on the application.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behan- deln von Medien, insbesondere zur Elektroporation von Lebensmitteln in einer sche- matischen Darstellung im Längsschnitt; Fig. 2 eine beispielhafte weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im 1 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention for treating media, in particular for the electroporation of foods in a schematic representation in longitudinal section; Fig. 2 shows an exemplary further embodiment of a device according to the invention in
Längsschnitt (links) sowie im Querschnitt (rechts);  Longitudinal section (left) and in cross section (right);
Fig. 3 eine beispielhafte weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Fig. 3 shows an exemplary further embodiment of a device according to the invention in
Längsschnitt (links) sowie im Querschnitt (rechts);  Longitudinal section (left) and in cross section (right);
Fig. 4 eine beispielhafte weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Fig. 4 shows an exemplary further embodiment of a device according to the invention in
Längsschnitt (links) sowie im Querschnitt (rechts); und  Longitudinal section (left) and in cross section (right); and
Fig. 5 eine schematisch Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment of the invention
Vorrichtung im Längsschnitt.  Device in longitudinal section.
Eine Vorrichtung 1 zur Behandlung von Medien, insbesondere zur Elektroporation von Lebens- mitteln in einer ersten Ausführungsform ist beispielhaft in Fig. 1 gezeigt. Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst eine Behandlungskammer 2 zur Aufnahme des zu behandelnden Mediums, wenigstens zwei Elektroden 10 zur Erzeugung eines elektrischen Fel- des in der Behandlungskammer 2, und wenigstens einen Freihalter 4 zum Schutz gegen Ablage- rungen des Mediums an einer mit dem Medium in Kontakt kommenden Kontaktfläche 5 der Vor- richtung 1. Die Behandlungskammer 2 begrenzt einen Behandlungsraum 6, der über eine Einlassöffnung 7 und eine Auslassöffnung 8 zugänglich ist. Die Einlassöffnung 6 ist an einer Seite der Behand- Iungskammer 2 angeordnet und die Auslassöffnung 8 ist von der Einlassöffnung 7 beabstandet und an der davon gegenüberliegenden Seite der Behandlungskammer 2 angeordnet. Die Be- handlungskammer 2 ist in der gezeigten Ausführungsform als Durchflusskammer 9 ausgebildet und zur kontinuierlichen Behandlung von Medium mit einem elektrischen Feld im Behandlungs- raum 6 konzipiert. In Fig. 1 signalisieren die Pfeile im Bereich der Einlassöffnung 7 und Auslass- Öffnung 8 die Fließrichtung des Mediums durch die Kammer 9. A device 1 for the treatment of media, in particular for the electroporation of foodstuffs in a first embodiment, is shown by way of example in FIG. The apparatus 1 shown in FIG. 1 comprises a treatment chamber 2 for receiving the medium to be treated, at least two electrodes 10 for generating an electric field in the treatment chamber 2, and at least one free holder 4 for protection against deposits of the medium on one The treatment chamber 2 delimits a treatment space 6, which is accessible via an inlet opening 7 and an outlet opening 8. The inlet opening 6 is arranged on one side of the treatment chamber 2 and the outlet opening 8 is spaced from the inlet opening 7 and arranged on the side of the treatment chamber 2 opposite thereto. The treatment chamber 2 is designed as a flow chamber 9 in the embodiment shown and designed for the continuous treatment of medium with an electric field in the treatment room 6. In FIG. 1, the arrows in the region of the inlet opening 7 and outlet opening 8 signal the direction of flow of the medium through the chamber 9.
In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Elektroden 10 über Energieleitungen 1 1 mit einer Spannungsquelle 12, in der gezeigten Ausführungsform einem Impulsgenerator 13 verbunden. Die beiden Elektroden bilden einen Kondensator 3 zur Ausbildung eines elektrischen Feld in der Behandlungskammer 6. In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden Elektroden 10 aus Elektrodenplatten gebildet, die parallel zueinander angeordnet sind und auf diese Weise parallele Wandungen der Behandlungskammer 2 bilden, welche den Behandlungsraum 6 an sich gegen- überliegenden Seiten begrenzen. Die Elektroden 10 bilden in der gezeigten Ausführungsform somit einen Wandabschnitt 14 der Behandlungskammer 2 aus. In the embodiment shown, two electrodes 10 are connected via energy lines 1 1 to a voltage source 12, in the embodiment shown a pulse generator 13. The two electrodes form a capacitor 3 for forming an electric field in the treatment chamber 6. In the embodiment shown, the two electrodes 10 are formed of electrode plates which are arranged parallel to each other and thus form parallel walls of the treatment chamber 2, which the treatment space. 6 limit themselves to opposite sides. In the embodiment shown, the electrodes 10 thus form a wall section 14 of the treatment chamber 2.
Bei einer derartigen Elektrodenanordnung kann ein homogenes elektrisches Feld zur gleichmä- ßigen Medienbehandlung erzeugt werden. Als Impulsgenerator 13 kann beispielsweise ein Hoch- spannungsimpulsgenerator, wie ein Marx-Generator eingesetzt werden, mit dem elektrische Im- pulse einer hohen Spannung im Kilovoltbereich und einer kurzen Dauer im Mikro- bis Millisekun denbereich generiert werden können. In such an electrode arrangement, a homogeneous electric field for uniform media treatment can be produced. For example, a high-voltage pulse generator, such as a Marx generator, can be used as the pulse generator 13, with which electrical pulses of a high voltage in the kilovolt range and a short duration in the micro-to millisecond range can be generated.
Die in den Behandlungsraum 6 der Behandlungskammer 2 weisenden Flächen der Vorrichtung 1 kommen mit dem zu behandelnden Medium 1 in Berührung und bilden somit Kontaktflächen 5 aus. Bei der Erzeugung eines elektrischen Feldes in der Behandlungskammer 2 und der entspre- chenden Behandlung des Mediums kann es zu einer Denaturierung, beispielsweise von Protei- nen eines Lebensmittels kommen, welche sich an einer Kontaktfläche ablagem können. Derartige Ablagerungen sind unerwünscht, da sie die Vorrichtung 1 verschmutzen und die angestrebte Ho- mogenität des erzeugten elektrischen Feldes negativ beeinflussen. The surfaces of the device 1 pointing into the treatment chamber 6 of the treatment chamber 2 come into contact with the medium 1 to be treated and thus form contact surfaces 5. When an electric field is generated in the treatment chamber 2 and the corresponding treatment of the medium, denaturation, for example of proteins of a foodstuff, can take place, which can deposit on a contact surface. Such deposits are undesirable because they pollute the device 1 and adversely affect the desired homogeneity of the generated electric field.
Die vorliegende Erfindung sieht daher einen Freihalter 4 zum Schutz gegen Ablagerungen des Mediums vor, der an einer Kontaktfläche 5 angeordnet ist. The present invention therefore provides a free holder 4 for protection against deposits of the medium, which is arranged on a contact surface 5.
In der Ausführungsform der Fig. 1 bildet eine Oberflächenbeschichtung 15 auf der Kontaktober- fläche 5 den Freihalter 4 aus. Die Oberflächenbeschichtung 15 kann als Anti-Haft-Beschichtung für die potenziell unerwünschten Ablagerungen ausgebildet sein. Bei der Behandlung von Le- bensmitteln kann die Adhäsion von Ablagerungen, insbesondere in Form degradierter Proteine, vermieden werden, indem die Oberflächenbeschichtung 15 hydrophob ist, weil die meisten uner- wünschten Abbauprodukte von einer hydrophoben Oberfläche abgestoßen werden. So kann auf einfache Weise ein präventiver, vorbeugender Schutz zur Unterdrückung von Ablagerungen an der Kontaktfläche 5 erreicht werden. In the embodiment of FIG. 1, a surface coating 15 on the contact surface 5 forms the free holder 4. The surface coating 15 may be formed as an anti-adhesion coating for the potentially unwanted deposits. In the treatment of foodstuffs, the adhesion of deposits, in particular in the form of degraded proteins, can be avoided by rendering the surface coating 15 hydrophobic, since most of the undesired degradation products are repelled by a hydrophobic surface. So can on a simple way a preventive, preventive protection for the suppression of deposits on the contact surface 5 can be achieved.
Die Vorrichtung 1 in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist ferner einen Turbulentmischer 16 zur Erzeugungen einer turbulenten Durchmischung des Mediums in der Behandlungskammer 2 auf. Der Turbulentmischer 16 stellt einen weiteren Freihalter 4 dar. Er verringert die Dicke derThe apparatus 1 in the embodiment shown in Fig. 1 further comprises a turbulent mixer 16 for generating a turbulent mixing of the medium in the treatment chamber 2. The turbulent mixer 16 is another free holder 4. It reduces the thickness of
Grenzschicht zwischen Kontaktfläche 5 bzw. Oberflächenbeschichtung 15 und dem in der Be- handlungskammer2 befindlichen Medium. Dadurch steigt die Fließgeschwindigkeit des Mediums entlang der Kontaktfläche 5, was die Gefahr von Ablagerungen reduziert und bereits vorhande- nen Ablagerung von der Kontaktfläche 5 abspülen kann. Aufgrund der vom Turbulentmischer 16 erzeugten turbulenten Strömung herrscht eine nahezu konstante Fließgeschwindigkeit des Me- diums im gesamten Behandlungsraum 6 vor. Dies fördert eine homogene Durchmischung des Mediums und ermöglicht einen gleichmäßigen Energieeintrag ohne unerwünschte Energiespit- zen in bestimmten Bereichen der Behandlungskammer 2, wo das Medium langsamer fließt und dadurch länger behandelt wird. Der Turbulentmischer 16 der Fig. 1 ist ein passiver Mischer ohne bewegliche Teile. In der gezeig- ten Ausführungsform umfasst der Turbulentmischer 16 Turbulatoren 17 in Form von sogenannten Dimples 18, welche zu einem Abriss eines laminaren Strömungsprofils an der Kontaktfläche 5 und zu Verwirbelungen und somit Turbulenzen führen. Boundary layer between contact surface 5 or surface coating 15 and the medium in the treatment chamber 2. As a result, the flow rate of the medium increases along the contact surface 5, which reduces the risk of deposits and can rinse off already existing deposits from the contact surface 5. Due to the turbulent flow generated by the turbulent mixer 16, a nearly constant flow velocity of the medium in the entire treatment chamber 6 prevails. This promotes a homogeneous mixing of the medium and allows a uniform energy input without unwanted Energiespe- zen in certain areas of the treatment chamber 2, where the medium flows slower and thus treated longer. The turbulent mixer 16 of Fig. 1 is a passive mixer with no moving parts. In the embodiment shown, the turbulent mixer 16 comprises turbulators 17 in the form of so-called dimples 18, which lead to a tearing off of a laminar flow profile at the contact surface 5 and to turbulences and thus turbulences.
Eine alternative Ausgestaltung eines passiven Turbulentmischers wäre beispielsweise ein soge- nannter statischer Mischer, den man im Behandlungsraum 6 anordnen könnte. An alternative embodiment of a passive turbulent mixer would be for example a so-called static mixer, which could be arranged in the treatment space 6.
Auch ein Turbulenzgenerator, beispielsweise ein Ultraschallerzeuger oder in Vibrator (nicht ge- zeigt) oder ein Turbulentmischer mit beweglichen Teilen, worauf nachfolgend eingegangen wer- den wird, können zur Erzeugung einer turbulenten Durchmischung in der Behandlungskammer 2 eingesetzt werden. In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt. In Fig. 2 sowie in allen nachfolgenden Figuren werden für Elemente, deren Funktion und/oder Aufbau ähnlich zu Elementen einer der vorherigen Ausführungsformen ist, die gleichen Bezugszeichen verwendet. A turbulence generator, for example an ultrasound generator or in a vibrator (not shown) or a turbulent mixer with moving parts, which will be discussed below, can also be used to produce a turbulent mixing in the treatment chamber 2. 2, a further embodiment of the device 1 according to the invention is shown. In Fig. 2 and in all subsequent figures, the same reference numerals are used for elements whose function and / or structure is similar to elements of one of the previous embodiments.
Die Behandlungskammer 2 der weiteren Ausführungsform aus Fig. 2 ist ebenfalls als Durchfluss- kammer 9 mit einer Einlassöffnung 7 und einer Auslassöffnung 8 ausgebildet. Im Unterschied zur Behandlungskammer2 der Fig. 1 ist die Behandlungskammer2 der Fig. 2 mit einem ringförmigen Behandlungsraum 6 versehen. Die Elektroden 10 der Ausführungsform aus Fig. 2 umfassen eine Außenelektrode 19 sowie eine Innenelektrode 20, die koaxial zueinander angeordnet sind und zwischen denen sich ein ringförmiger Behandlungsraum 6 erstreckt. Sowohl die Innenelektrode 20 als auch die Außenelektrode 19 bilden mit ihren in den Behandlungsraum 6 gerichteten Zylin derflächen Wandabschnitte 14 der Behandlungskammer 2 aus. Die Außenelektrode 19 ist als Elektrodenrohr ausgebildet. Die Innenelektrode 20 kann sowohl als Rohrelektrode als auch als Stabelektrode ausgebildet sein, wobei die Längsachsen L der beiden rotationssymmetrischen Elektroden 19, 20 übereinstimmen, so dass diese koaxial angeordnet sind. The treatment chamber 2 of the further embodiment from FIG. 2 is likewise designed as a flow chamber 9 with an inlet opening 7 and an outlet opening 8. In contrast to the treatment chamber 2 of FIG. 1, the treatment chamber 2 of FIG. 2 is provided with an annular treatment space 6. The electrodes 10 of the embodiment of Fig. 2 comprise a Outer electrode 19 and an inner electrode 20 which are arranged coaxially with each other and between which an annular treatment space 6 extends. Both the inner electrode 20 and the outer electrode 19 form with their directed into the treatment chamber 6 Zylin derflächen wall sections 14 of the treatment chamber 2 from. The outer electrode 19 is formed as an electrode tube. The inner electrode 20 may be formed both as a tube electrode and as a rod electrode, wherein the longitudinal axes L of the two rotationally symmetrical electrodes 19, 20 coincide, so that they are arranged coaxially.
Zwischen den Elektroden 10 der Ausführungsform aus Fig. 1 wie auch bei den Elektroden 10 der Ausführungsform der Fig. 2 besteht ein gleichbleibender, feststehender Elektrodenabstand, was zur Erzeugung eines homogenen elektrischen Feldes beiträgt. Between the electrodes 10 of the embodiment of Fig. 1 as well as the electrodes 10 of the embodiment of Fig. 2, there is a constant, fixed electrode spacing, which contributes to the generation of a homogeneous electric field.
In der Ausführungsform der Fig. 2 wird die Behandlungskammer 2 von Rohrleitungsabschnitten der rohr- bzw. stabförmigen Elektroden 10 ausgebildet, wobei die Einlassöffnung 7 an der einen Seite des Rohrleitungsabschnittes und die Auslassöffnung 8 an der gegenüberliegenden Stirn- seite des Rohrleitungsabschnittes angeordnet ist. So kann das Medium kontinuierlich durch den im Rohrleitungsabschnitt befindlichen Behandlungsraum 6 fließen (die Fließrichtung des Medi- ums im Bereich der Einlassöffnung 7 und Auslassöffnung 8 ist durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet). In the embodiment of FIG. 2, the treatment chamber 2 is formed by pipe sections of the pipe-shaped electrodes 10, the inlet opening 7 being arranged on one side of the pipe section and the outlet opening 8 on the opposite end side of the pipe section. Thus, the medium can flow continuously through the treatment space 6 located in the pipeline section (the direction of flow of the medium in the region of the inlet opening 7 and outlet opening 8 is indicated by arrows in FIG. 2).
Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 1 weist die Vorrichtung 1 der Ausführungsform ge- mäß Fig. 2 als Freihalter 4 ein Abstreifelement 21 zum Abschaben von Ablagerungen auf der Kontaktoberfläche 5 auf. Das Abstreifelement 21 kann beispielsweise aus Gummi oder einem Kunststoff mit isolierenden Eigenschaften, der hinsichtlich Härte und Elastizität Gummi entspricht, bestehen. In contrast to the embodiment of FIG. 1, the device 1 of the embodiment according to FIG. 2 as a free holder 4 has a stripping element 21 for scraping off deposits on the contact surface 5. The stripping element 21 may for example consist of rubber or a plastic with insulating properties, which corresponds to rubber in terms of hardness and elasticity.
In der Ausführungsform der Fig. 2 ist das Abstreifelement 21 auf einer Elektrode 10, nämlich der Außenelektrode 19 angeordnet. Beispielhaft ist das Abstreifelement 21 an der Kontaktfläche 5 der Außenelektrode 19 befestigt und erstreckt sich von der Außenelektrode 19 bis zur Innene- lektrode 20 des Kondensators 3. In the embodiment of FIG. 2, the stripping element 21 is arranged on an electrode 10, namely the outer electrode 19. By way of example, the stripping element 21 is fastened to the contact surface 5 of the outer electrode 19 and extends from the outer electrode 19 to the inner electrode 20 of the capacitor 3.
Das Abstreifelement 21 kann lamellenförmig ausgeformt sein und sich erstreckt parallel zur Längsachse L der rohrförmigen Durchflusskammer 9. The stripping element 21 may have a lamellar shape and extends parallel to the longitudinal axis L of the tubular flow chamber 9.
In der Ausführungsform der Fig. 2 ist ein weiteres Abstreifelement 22 vorgesehen, welches sym- metrisch hinsichtlich der Längsachse L der Vorrichtung 1 angeordnet und somit ebenfalls an der Kontaktfläche 5 der Außenelektrode 19 angebracht ist. Bei der Fig. 2 ist die Innenelektrode 20 feststehend, wohingegen die Außenelektrode 19 rotierbar ausgebildet ist. Die Außenelektrode 19 bildet somit eine rotierbare Welle 23 aus, wie durch den Pfeil auf der rechten Seite der Fig. 2 angedeutet ist. Der rechte Teil der Fig. 2 entspricht dem Querschnitt entlang der Schnittline A-A des linken Teils der Fig. 2. Da die Abstreifelemente 21 , 22 drehstarr mit der rotierbaren Welle 23 verbunden sind, rotieren die Abstreifelemente 21 , 22 folglich bei Rotation der Welle 23 mit und streifen dabei entlang der Kontaktfläche 5 der Innenelektrode 20. Ablagerungen, die sich an dieser Kontaktfläche 5 abge- setzt haben, werden von den Abstreifelementen 21 , 22 abgeschabt und entfernt, weil die Abstrei- felement 21 , 22 relativ zur Kontaktfläche 5 der Innenelektrode 20 beweglich ausgebildet sind. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch die beweglichen Abstreifelemente 21 , 22 ein bewegliches Mischwerkzeug ausbilden, welches das Medium im Behandlungsraum 6 durchmischt. Bei ausreichender Rotationsgeschwindigkeit kann diese Mischwerkzeug eine tur- bulente Durchmischung des Mediums im Behandlungsraum 6 erzielen, so dass das Abstreifele- ment 21 , 22 einen T urbulentmischer 16 ausbilden kann. Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , bei der die Elektroden 5 kollinear zueinander angeordnet sind, ist in Fig. 3 gezeigt. In the embodiment of FIG. 2, a further stripping element 22 is provided which is arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis L of the device 1 and is thus likewise attached to the contact surface 5 of the outer electrode 19. In Fig. 2, the inner electrode 20 is fixed, whereas the outer electrode 19 is rotatable. The outer electrode 19 thus forms a rotatable shaft 23, as indicated by the arrow on the right side of Fig. 2. 2 corresponds to the cross section along the section line AA of the left part of FIG. 2. Since the stripping elements 21, 22 are rotationally rigidly connected to the rotatable shaft 23, the stripping elements 21, 22 consequently rotate with rotation of the shaft 23 and deposits along the contact surface 5 of the inner electrode 20. Deposits which have settled on this contact surface 5 are scraped off and removed by the stripping elements 21, 22, because the stripping elements 21, 22 relative to the contact surface 5 of the inner electrode 20 are designed to be movable. Another advantage of this embodiment is that by the movable scraper elements 21, 22 form a movable mixing tool, which mixes the medium in the treatment chamber 6. With a sufficient rotational speed, this mixing tool can achieve a turbulent mixing of the medium in the treatment space 6, so that the stripping element 21, 22 can form a turbulent mixer 16. A further embodiment of the device 1 according to the invention, in which the electrodes 5 are arranged collinear with one another, is shown in FIG.
Der Aufbau der Behandlungskammer 2 als rohrförmige Durchflusskammer 9 entspricht im We- sentlichen dem Aufbau der Fig. 2. Nachfolgend wird auf die Unterschiede der Fig. 3 zur Ausfüh- rungsform der Fig. 2 näher eingegangen. Die Elektroden 10 bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind kollinear angeordnet. Es sind zwei ring- bzw. rohrförmige Außenelektroden 19, 19‘ entlang der Längsachse L der Vorrichtung 1 von- einander beabstandet angeordnet, mit einem dazwischen liegenden, ebenfalls rohrförmigen Iso- lator 24. Die Außenelektroden 19, 19‘ und der Isolator 24 weisen alle den gleichen Durchmesser auf. Anstelle einer Innenelektrode 20 ist bei der Ausführungsform der Fig. 3 ein Innenisolator 25 vorgesehen, der stab- oder rohrförmig ausgebildet sein kann und koaxial mit der Einheit aus Au- ßenelektroden 19, 19‘ und Isolatorring 24 angeordnet ist. The structure of the treatment chamber 2 as a tubular flow chamber 9 essentially corresponds to the structure of FIG. 2. The following will explain in more detail the differences between FIG. 3 and the embodiment of FIG. 2. The electrodes 10 in the embodiment of FIG. 3 are arranged colinearly. There are two ring-shaped or tubular outer electrodes 19, 19 'along the longitudinal axis L of the device 1 spaced from each other, with an intermediate, also tubular Iso- lator 24. The outer electrodes 19, 19' and the insulator 24 have all the same diameter. Instead of an inner electrode 20, an inner insulator 25 is provided in the embodiment of FIG. 3, which may be rod-shaped or tubular and coaxial with the unit of Au ßenelektroden 19, 19 'and insulator ring 24 is arranged.
Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 2 sind die Abstreifelemente 21 , 22 bei der Ausfüh- rungsform der Fig. 3 drehstarr mit dem Innenisolator 25 verbunden, wobei der Innenisolator 25 als rotierbare Welle 23 ausgebildet ist, so dass sich die Abstreifelemente 21 , 22 zusammen mit dem Innenisolator 25 drehen, wie durch die Pfeile in der rechten Seite der Fig. 3 angedeutet ist. Die Außenelektroden 19, 19‘ und der Isolator 24 sind bei der Ausführungsform der Fig. 3 festste- hend, so dass die Abstreifelemente 21 , 22 relativ zur Kontaktfläche 5 der Außenelektroden 10 bzw. des Isolators 24 bewegt und Ablagerungen an dieser Kontaktfläche 5 abgeschabt werden. In contrast to the embodiment of FIG. 2, the stripping elements 21, 22 in the embodiment of FIG. 3 are rotationally rigidly connected to the inner insulator 25, wherein the inner insulator 25 is designed as a rotatable shaft 23, so that the stripping elements 21, 22 together rotate with the inner insulator 25, as indicated by the arrows in the right side of Fig. 3. The outer electrodes 19, 19 'and the insulator 24 are fixed in the embodiment of FIG. 3, so that the stripping elements 21, 22 are moved relative to the contact surface 5 of the outer electrodes 10 or the insulator 24 and scrapings are scraped off at this contact surface 5 ,
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 schematisch dargestellt. Die Elektroden 10 dieser Ausführungsform sind konisch angeordnet. 4, a further embodiment of a device 1 according to the invention is shown schematically. The electrodes 10 of this embodiment are conically arranged.
Wie bei der Ausführungsform der Fig. 2, weist auch die Ausführungsform der Fig. 4 eine Au- ßenelektrode 19 und eine Innenelektrode 20 auf. Die Außenelektrode 19 ist trichterförmig als hohler Konus ausgestaltet. Die Innenelektrode 20 ist kegelförmig, wobei die Rotationsachsen der konischen Außenelektrode 19 und der kegelförmigen Innenelektrode 20 zusammenfallen und so- mit einen konischen Behandlungsraum 6 der Behandlungskammer 2 zwischen sich ausbilden. As in the embodiment of FIG. 2, the embodiment of FIG. 4 also has an outer electrode 19 and an inner electrode 20. The outer electrode 19 is configured funnel-shaped as a hollow cone. The inner electrode 20 is cone-shaped, wherein the axes of rotation of the conical outer electrode 19 and the conical inner electrode 20 coincide and thus form a conical treatment chamber 6 of the treatment chamber 2 between them.
Wie durch den doppelseitigen Pfeil auf der linken Seite der Fig. 4 angedeutet ist, können die Außenelektrode 19 und die Innenelektrode 20 entlang der Längsachse L relativ zueinander ver- schiebbar angeordnet sein, so dass man einen variablen Elektrodenabstand und eine variable Größe des Behandlungsraums 16 bei der Ausführungsform der Fig. 3 realisieren kann. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 ist, wie bereits bei den vorherigen Ausführungsformen der Fig. 2 und 3, eine der Elektroden, nämlich die Außenelektrode 19, feststehend, wohingegen die andere Elektrode, in Fig. 4 die Innenelektrode 20 als rotierbare Welle 23 ausgebildet ist. As indicated by the double-sided arrow on the left side of FIG. 4, the outer electrode 19 and the inner electrode 20 can be arranged to be displaceable relative to each other along the longitudinal axis L, thus providing a variable electrode spacing and a variable size of the treatment space 16 the embodiment of FIG. 3 can realize. In the embodiment of Fig. 4, as in the previous embodiments of Figs. 2 and 3, one of the electrodes, namely the outer electrode 19, fixed, whereas the other electrode, in Fig. 4, the inner electrode 20 is formed as a rotatable shaft 23 is.
Auch die Ausführungsform der Fig. 4 weist zwei Abstreifelemente 21 , 22 auf, die an einer der Elektroden 10 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die Abstreifelemente 21 , 22 an der in den Behandlungsraum 4 weisenden Fläche der Außenelektrode 19 befestigt. Da dieThe embodiment of FIG. 4 also has two stripping elements 21, 22, which are arranged on one of the electrodes 10. In the embodiment of FIG. 4, the stripping elements 21, 22 are fastened to the surface of the outer electrode 19 facing into the treatment space 4. Because the
Abstreifelemente 21 , 22 an der feststehenden Außenelektrode 19 angebracht sind, rotieren diese bei der Ausführungsform der Fig. 4 nicht. Die relative Bewegung der Abstreifelemente 21 , 22 zur Kontaktfläche 5 wird dadurch erreicht, dass die Innenelektrode 20 als rotierende Welle 23 aus- gebildet ist, die mit ihrer in den Behandlungsraum 4 weisenden Kontaktfläche 5 an den festste- henden Abstreifelementen 21 , 22 entlang geführt wird, woraufhin Ablagerungen an dieser Kon- taktfläche 5 abgeschabt werden können. Stripping elements 21, 22 are attached to the fixed outer electrode 19, they do not rotate in the embodiment of FIG. 4. The relative movement of the wiping elements 21, 22 to the contact surface 5 is achieved in that the inner electrode 20 is formed as a rotating shaft 23, which is guided with its pointing into the treatment chamber 4 contact surface 5 on the festste- henden scraper elements 21, 22 along , whereupon deposits on this contact surface 5 can be scraped off.
Schließlich wird auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , die in Fig. 5 gezeigt ist, eingegangen. Die Elektroden 10 der Fig. 5 sind als Ringspalt angeordnet. Finally, a further embodiment of the device 1 according to the invention, which is shown in FIG. 5, will be discussed. The electrodes 10 of FIG. 5 are arranged as an annular gap.
Dazu weist die Ausführungsform der Fig. 5 eine erste rohrförmige Elektrode 26 auf, die gleichzei- tig auch den Behandlungsraum 6 der Behandlungskammer 2 begrenzt. Die weitere Elektrode ist eine Plattenelektrode 27, welche einer Stirnfläche 28 der Rohrelektrode 26 zugeordnet ist und die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L der Rohrelektrode 26 angeordnet ist. Die in den Behandlungsraum 6 weisende Kontaktfläche 5 der Plattenelektrode 27 grenzt nicht unmittelbar an die Stirnfläche 28 der Rohrelektrode 26 an, so dass sich ein Ringspalt 29 zwischen Stirnfläche 28 und der in den Behandlungsraum 6 weisenden Kontaktfläche 5 der Plattenelektrode 27 aus- gebildet. Wie durch die Pfeile in Fig. 5 angedeutet, strömt das zu behandelnde Medium durch die Rohrelektrode 26, prallt dann auf die Plattenelektrode 27, wird an der Plattenelektrode 27 umge- lenkt und durch den Ringspalt 29 als Auslassöffnung 8 der Behandlungskammer 2 ausgetragen. For this purpose, the embodiment of FIG. 5 has a first tubular electrode 26, which at the same time also delimits the treatment chamber 6 of the treatment chamber 2. The further electrode is a plate electrode 27 which is associated with an end face 28 of the tube electrode 26 and which is arranged substantially perpendicular to the longitudinal axis L of the tube electrode 26. The contact surface 5 of the plate electrode 27 pointing into the treatment space 6 does not directly adjoin the end face 28 of the tube electrode 26, so that an annular gap 29 is formed between the end face 28 and the contact surface 5 of the plate electrode 27 pointing into the treatment space 6. As indicated by the arrows in Fig. 5, the medium to be treated flows through the tube electrode 26, then bounces on the plate electrode 27, is deflected at the plate electrode 27 and discharged through the annular gap 29 as an outlet opening 8 of the treatment chamber 2.
Bei der Ausführungsform der Fig. 5 sind im Ringspalt 29 Abstreifelemente 21 angeordnet, die sich von der Stirnfläche 28 bis zur Plattenelektrode 27 erstrecken. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 mit Ringspalt 29 sind die Abstreifelemente 21 mit einer der Elektroden 26, 27 verbunden. Zudem sind die Elektroden 26, 27 relativ zueinander beweglich ausgestaltet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine der Elektroden 26, 27 feststehend und die andere Elektrode 26, 27 als rotierbare Welle bzw. Platte ausgebildet ist. Es ist auch möglich, beide Elektroden 26, 27, allerdings in unterschiedlichen Rotationsrichtungen um die Längsachse L rotierbar auszugestalten. In the embodiment of FIG. 5, scraping elements 21 are arranged in the annular gap 29 and extend from the end face 28 to the plate electrode 27. In the embodiment of FIG. 5 with annular gap 29, the stripping elements 21 are connected to one of the electrodes 26, 27. In addition, the electrodes 26, 27 designed to be movable relative to each other. This can be achieved, for example, in that one of the electrodes 26, 27 is stationary and the other electrode 26, 27 is designed as a rotatable shaft or plate. It is also possible to design both electrodes 26, 27, but in different directions of rotation about the longitudinal axis L rotatable.
Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist die in den Behandlungsraum 6 weisende Grenzfläche der Rohrelektrode 26 zudem mit einer Oberflächenbeschichtung 15 versehen, welche auf der Kon- taktfläche 5 der Elektrode 26, zusätzlich zu den Abstreifelementen 21 , 22, einen weiteren Frei- halter 4 ausbildet. In the embodiment of FIG. 5, the boundary surface of the tube electrode 26 pointing into the treatment space 6 is additionally provided with a surface coating 15, which on the contact surface 5 of the electrode 26, in addition to the stripping elements 21, 22, has a further free holder 4 formed.
Bezugszeichen reference numeral
1 Vorrichtung 1 device
2 Behandlungskammer  2 treatment chamber
3 Kondensator  3 capacitor
4 Freihalter 4 free holders
5 Kontaktfläche  5 contact area
6 Behandlungsraum  6 treatment room
7 Einlassöffnung  7 inlet opening
8 Auslassöffnung  8 outlet opening
9 Durchflusskammer 9 flow chamber
10 Elektroden  10 electrodes
11 Energieleitungen  11 power lines
12 Spannungsquelle  12 voltage source
13 Impulsgenerator  13 pulse generator
14 Wandabschnitt 14 wall section
15 Oberflächenbeschichtung  15 surface coating
16 Turbulentmischer  16 turbulent mixers
17 Turbulator  17 turbulator
18 Dimples  18 dimples
19, 19‘ Außenelektrode 19, 19 'outer electrode
20 Innenelektrode  20 inner electrode
21 Abstreifelement  21 stripping element
22 Weiteres Abstreifelement  22 Further stripping element
23 Welle  23 wave
24 Isolator 24 insulator
25 Innenisolator  25 inner insulator
26 Rohrförmige Elektrode  26 Tubular electrode
27 Plattenelektrode  27 plate electrode
28 Stirnfläche  28 face
29 Ringspalt 29 annular gap
L Längsachse L longitudinal axis

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung (1 ) zur Behandlung von Medien, insbesondere zur Elektroporation von Lebens- mitteln, umfassend: 1. Device (1) for the treatment of media, in particular for the electroporation of foods, comprising:
eine Behandlungskammer (2) zur Aufnahme des zu behandelnden Mediums;  a treatment chamber (2) for receiving the medium to be treated;
- wenigstens zwei Elektroden (10) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in der - At least two electrodes (10) for generating an electric field in the
Behandlungskammer treatment chamber
(2); und (2); and
wenigstens einen Freihalter (4) zum Schutz gegen Ablagerungen des Mediums an einer mit dem Medium in Berührung kommenden Kontaktfläche (5) der Vorrichtung (1 )· 2. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei at least one free holder (4) for protection against deposits of the medium on a contact surface (5) of the device (1) coming into contact with the medium. 2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the at least two
Elektroden (10) mit einem Impulsgenerator (13) verbunden sind. Electrodes (10) are connected to a pulse generator (13).
3. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (10) parallel, koaxial, kollinear, konisch oder als Ringspalt angeordnet sind. 3. Device (1) according to claim 2, characterized in that the electrodes (10) are arranged parallel, coaxial, collinear, conical or as an annular gap.
4. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (10) einen Wandabschnitt (14) der Behandlungskammer (2) ausbildet. 4. Device (1) according to claim 2 or 3, characterized in that at least one electrode (10) forms a wall portion (14) of the treatment chamber (2).
5. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (2) eine Einlassöffnung (7) und eine davon beabstandete Auslassöff- nung (8) aufweist. 5. Device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the treatment chamber (2) has an inlet opening (7) and an outlet opening (8) spaced therefrom.
6. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberflächenbeschichtung (15) auf der Kontaktfläche (5) den Freihalter (4) ausbildet. 6. Device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a surface coating (15) on the contact surface (5) the free holder (4) is formed.
7. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Freihalter (4) ein Abstreifelement (21 , 22) zum Abschaben von Ablagerungen auf der Kon- taktfläche (5) umfasst. 7. Device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the free holder (4) comprises a stripping element (21, 22) for scraping deposits on the contact surface (5).
8. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (21 , 22) an einer Elektrode (10) angeordnet ist. 8. Device (1) according to claim 7, characterized in that the stripping element (21, 22) is arranged on an electrode (10).
9. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ab- streifelement (21 , 22) von einer Elektrode (10) bis zu einer anderen Elektrode (10) erstreckt. 9. Device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the scraper element (21, 22) extends from one electrode (10) to another electrode (10).
10. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (21 , 22) relativ zur Kontaktfläche (5) beweglich ausgebildet ist. 10. Device (1) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the stripping element (21, 22) is designed to be movable relative to the contact surface (5).
1 1. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (21 , 22) drehstarr mit einer rotierbaren Welle (23) verbunden ist. 1 1. A device (1) according to claim 10, characterized in that the stripping element (21, 22) is rotationally rigidly connected to a rotatable shaft (23).
12. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine der Elektroden (10) die rotierbare Welle (23) ausbildet. 12. Device (1) according to claim 1 1, characterized in that one of the electrodes (10) forms the rotatable shaft (23).
13. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend einen Turbulent- mischer (16) zur Erzeugung einer turbulenten Durchmischung des Mediums in der Behand- lungskammer (2). 13. Device (1) according to one of claims 1 to 12, further comprising a turbulent mixer (16) for generating a turbulent mixing of the medium in the treatment chamber (2).
14. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulentmi- scher (16) einen statischen Mischer, Turbulatoren (17), einen Turbulenzgenerator und/oder bewegliche Bauteile aufweist. 14. Device (1) according to claim 13, characterized in that the turbulent mixer (16) has a static mixer, turbulators (17), a turbulence generator and / or movable components.
15. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstrei- felement (21 , 22) den Turbulentmischer (16) ausbildet. 15. Device (1) according to claim 13 or 14, characterized in that the scraping felement (21, 22) forms the turbulent mixer (16).
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