CH251538A - Verfahren und Einrichtung zum Sterilisieren mittels kurzer elektrischer Wellen. - Google Patents

Description

      Verfahren        und    Einrichtung zum     Sterilisieren    mittels kurzer elektrischer Wellen.     _       Es, ist bekannt, die     Sterilisierung    von       organischen    Stoffen, insbesondere von Le  bensmitteln,     mittels    elektrischer     Kurzwellen     durchzuführen.

   Dabei treten     mcht    nur ther  mische Effekte, sondern auch     bestimmte        spe-          zifische    Wirkungen auf, so     dass    in     vielen          Fällen    die     Keimtötung    bei erheblich     niedri-          geren        Temperaturren        auftritt,    als     dies    in der       Dampfsterilisiertechnik    der Fall ist.  



  Die     Erfindung        betrifft    nun ein Verfah  ren und eine Einrichtung zur Sterilisation  mittels kurzer     elektrischer        Wellen.    Gemäss  dem Verfahren nach der Erfindung     wird:    das       Behandlungsgrit    Impulsen hochfrequenter  Energie     ausgesetzt.     



  Durch     Tastung    eines     Röhrengenerators     lassen sich     bekanntlich        Impulse        erzeugen,     deren     Energie        grösser    ist als die vom Genera  tor im Dauerbetrieb abzugebende maximale       Energie,    ,da der Generator in diesem Fall       bis    zur     .Sättigung    der     Kathodenemission    aus  genützt     werden    darf.

   Es.hat sich     nun    gezeigt,  dass bei kurzzeitiger     Behandlung    mit     Hoch-          frequenzimpulsen    eine grössere     spezifische     Wirkung     auftritt    als bei einer länger dauern  den Behandlung mit einer ununterbrochenen       Hoohfrequenzspannung    mit der gleichen       Geoamtenerg-ie.    In gewissen     Fällen:

          genügtes     auch, zur Erzielung derselben     Wirkung    an  Stelle einer Dauerwechselspannung     Impulse     gleicher     Leistung    zu     verwenden.     



       Die        Behandlung    mit     HocIlfrequenz-          schwingungsimpulsen    hat somit ,den Vorteil,  dass die Keimtötung mit einem geringeren    Aufwand an Zeit     und        Energie        erzielt    wer  den     kann,        als        dies    nach den bekannten Ver  fahren     möglioh,    ist.  



  Die     benötigte    Wellenlänge .der hochfre  quenten -Wechselspannung ist je nach der       Art    der Stoffe und der     Behandlung    .derselben  verschieden und kann sich von zirka 5,0 m  bis zu Bruchteilen eines Meters     erstrecken.     Die am     Behandlungsgut    benötigte Feldstärke  beträgt bis zu
EMI0001.0072  
         Wie    sich an Hand von     Versuchen        fest-          stellen    liess,

   besteht für     eine        Reihe    von Stof  fen und     Behandliungsarten    je ein bestimmter  Bereich von wirksamen     Weillenlängen.    In sol  chen Fällen ist es zweckmässig, .die Frequenz  der     Wechselspannung    im     wirk¯a,men        Wellen-          bereich    zu ändern.

   Bei relativ kurzen     Be-          handlunbdauern    von     einigen    Sekunden mit       weniger        als    eine     Sekunde        dauernden    Im  pulsen     kann    man z.

   B.     die        Frequenz    der       Wechselspannung        während,    der     Behandlung     einmal den für     ida3    Behandlungsgut wirk  samen Frequenzbereich durchlaufen     lassen.          Bei    längeren Behandlungsdauern     ist    es jedoch  auch vorteilhaft,

       die    Frequenz der     WecUsel-          spannung    periodisch den für die Behandlung  wirksamen Frequenzbereich überstreichen zu       lassen.    Diese     periodische        Frequenzärnderung     kann     beispielsweise    nach     einem        sägezahnför-          migen    Programm     erfolgen..    Die     Frequenz-          änd.erungsperiode    F wird dabei vorteilhaft so  gewählt,

       dass    sie     mit    der Impulsdauer J im  gleichen     Verhältnis    ganzer Zahlen steht, wie      die     Pausendauer    P zur     Impuls'dnuer    J, also  
EMI0002.0003     
    Auf     .diese        Weise    wird     erreicht,    dass     der    zu       behandelnde    Stoff sämtlichen während der       Änderungsperiode    F durchlaufenen Frequen  zen im gleichen Masse,     ausgesetzt        wird,

       wenn     die        Behandlungszeit    B     ein.    ganzes. Viel  faches n des Zählers Z des     gewählten        Ver-          hältnisses.        multipliziert    mit der     Summe    aus       Impulsdauer    plus     Pausendauer    beträgt, also  <I>B =</I>     n   <I>. Z .

   (J</I>     +   <I>P).</I> Die Dauer einer     F're-          quenzänderungsperiode    kann dabei grösser  oder     kleiner    oder gleich einer     Impulsdauer     sein..     Ist    die     Impulsdauer    .gleich der     Fre-          quenzänderunbsperiode    oder ein     ganzzahligas          Vielfaches        davon,    so     kann    die Dauer der       Impulspause    beliebig gewählt werden.  



  Ferner können     Mittel        vorgesehen    werden,  um     gleichzeitig    eine     periodische        Frequenz-          ändeaung    der     Hochfrequenzspaunung    in  einem grösseren Wellenbereich und: eine     Fre-          quenz'modulation        derselben    mit     konstantem     Hub zu     erzielen.     



  Die     Impulsdauer    und     die    Pausendauer  werden     zweckmässigerweise    so     gewählt,        .dass     die     Keimtötung    mit     einem        minimalen    Ener  gieaufwand     erreieht    wird. Je     nachdem        wie     stark der Röhrengenerator     überlastet    wird,       erreichen    die Röhrenelemente die höchstzu  lässige     Temperatur    früher oder später.

   Die       maximale    Dauer der Impulse hängt somit  von der dem     Generator    zumutbaren     Energie-          abga'he    ab. In den Fällen, wo weniger die       thermische    als -die     spezifische    Wirkung der       Hochfrequenzschwingungsimpulse    wirksam  werden soll,     ist    es zweckmässig, weniger als  eine     Sekunde        dauernde        Impulse        relativ    hoher  Energie zu     erzeugen,    und diese in Abständen  auszusenden,

   welche ein     Mehrfaches    der     Im-          pülsdauer    betragen. Versuche mit einer     Tast-          leistung    des     Röhrengenerators    von zirka  60     kW    und einer Impulsdauer von 10 bis  <B>100</B> Mikrosekunden     haben    z. B.     gute        Resul-          tate    gezeigt.  



  Dm     gegebenenfalls        die    Zerstörung von im       Behandlungsgut    vorhandenen     Vitaminen    zu    vermeiden, kann dasselbe während .der Be  handlung gekühlt werden. Durch eine .der       Behandlung    mit den     Hochfrequenzimpulsen          vorausgehende    oder     gleichzeitig    mit dieser  erfolgende zusätzliche Aufhetzung des     Be-          handlungsgutes        lässt    sich in     gewissen    Fällen  auch eine Herabsetzung des für die Behand  lung benötigten     Energieaufwandes    erzielen.

    



  An Hand der     Fig.    1 und 2 der Zeichnung  wird     nun,    eine     Einrichtung    zum Durchfüh  rung des beschriebenen.     Verfahrens    kurz er  läutert.  



  Die     Fig.1    zeigt das Schema eines Röhren  generators zur Erzeugung der HF-Impulse.  1 stellt die     Oszillatorröhre    dar, und die In  duktionsspulen 2, 3     bilden    mit den     Konden-          satoren    4, 5 den Resonanzkreis     de;.        Oszilla-          tors.        Das     wird     zwischen    den  Belegungen des     Kondensatoms    5 angeordnet.

    Zur     Blockierung        ,der        Oszillatorröhre    1, in den       Impulspausen    ist eine rotierende Walze 6  aus Isoliermaterial vorgesehen mit einer Man  telfläche, welche     Sektoren    aus leitendem       Material    7 aufweist und auf welcher die  Bürsten  & , 9 schleifen.

       Stehen    die beiden  Bürsten auf einem leitenden Sektor der     Wal-          zenmautelfläche,    so ist das Gitter der     Triode   <B>!-</B>  mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle  10 verbunden und erhält eine stark     negative          Vorspannung,    so     dlass    die Röhre 1     blockiert     wird.

   Zur     Änderung    der Wellenlänge der       Hochfrequenzspanuung    in dem für die     Be-          handJung    wirksamen Frequenzbereich kön  nen die     Induktivitäten    2,     3.    veränderbar ge  macht werden, indem z.     B.    auf einer dreh  baren, Achse angeordnete     Scheiben        zwischen     Windungen der Spulen 2, 3 nacheinander  ein- und ausgeschwenkt werden.

   Die     Wellen-          längenÜnderu.ng    der     Hochfrequenzspannung     kann natürlich auch durch     Kapazitätsände-          rung    im     Oszidl'atorresonanzkreis    erfolgen.  



  In der     Fig.    2 ist     beispiels.weIseeine        Aus-          führun,sform    des     Behandlungskondensators     5 zur Behandlung von flüssigem     und    brei  förmigem Gut dargestellt. Die beiden     Kon-          densatorplatten    11 mit     den    Stromzuführun  gen 12     sind        mit    den     Platten    13 aus Material  mit     minimalen        dielektrischen        Verlusten,    z. B.

        dünnen     Quarzglaspla-Hen,    zu einem     flüsssig-          keitsidichten    Behälter zusammengefügt, wel  cher     auf        den,        Stützisolatoren    14     angeordnet    ist.  Mit 15     äst    das     Behandlungsgut    angedeutet.  



  Der die     Hochfrequenzimpulse    liefernde Ge  nerator, bei dem     ,das        Verhärltnis    der     Impuls-          dauer    zur Pausendauer     einstellbar    ist, kann  zur Erzielung des     minimalen    Energieauf  wandes mit einer     Wechselspannung    gespeist  werden, deren Frequenz     mit    der     Taetfrequenz     übereinstimmt oder ein     ganzzahliges    Viel  faches     derselben    ist.

   Die     Tastung    des     Gene-          rators    erfolgt dabei etwa beim maximalen       Momentanwert    der     Wecheelspannung.     



  Eine     Eigenschaft    der     beschriebenen    Ein  richtung     besteht    auch darin, dass diese ausser  zur     Sterilisation    von organischen Stoffen  auch zur     Herbeiführung    oder Beeinflussung  von     biologischen        und        chemischen    Reaktionen,  z.     $.    für den Abbau von grossen     Molekülen,     verwendet werden     kann.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRÜCHE:</B> I. Verfahren zur Sterilisation mittels kurzer elektrischer Wellen, dadurch gekenn zeichnet, dass das Behandlungsgut Impulsen hochfrequenter Energie ausgesetzt wird. II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Hoahfrequenzimpuds- energie einem Röhrengenerator entnommen ist, dessen Schwingungseineatz mittels .einer Taeteinrichtung impulsmässig getastet ist, wobei .das Verhältnis der Impulsdauer zur Pausendauer einstellbax ist. ÜNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanepruch I, da durch gekennzeichnet, @dass die 1:loGhfrequenz- energie periodischen Frequenzänderungen un terworfen wird.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Frequenzände- rungsperiode, die Impulsdauer und die Pau sendauer in einem solchen Verhältnis. zuein ander und zur Behandlungsdauer gewählt werden, dass der zu behandelnde Stoff sämt lichen während :der Änderungsperiode durch laufenen Frequenzen im gleichen Masse aus- gesetzt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Behandlungs gut zusätzlich erwärmt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Impulsdauer weniger als eine Sekunde beträgt.

   5. Einrichtung nach P'aten@anspruch II, .dadurch gekennzeichnet, .dass Mittel; vorge sehen sind zur Einstellung der Frequenz der vom Generator erzeugten Hochfrequenzspan- nung. -6.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadureh gekennzeichnet, dass eine Vorrich tung zur perio@dio,chen Frequenzänderung der Hochfrequenzspannung vomgesehen ist.

   7. Einrichtung naeh Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, d.ass Mittel vorge sehen- sind zur gleichzeitigen periodischen Fmequenzänderung der Elochfre@quenzspan- nung und zur Frequenzmsodulation .derselben mit konstantem Hub.

   B. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorge sehen sind zur Erzeugung von weniger als eine Sekunde dauernden Impulsen. 9. Einrichtung nach Patentanspruch, II, dadurch gekennzeichnet, dass Heizmittel zur zusätzlichen Erwärmung des, Behandlungs- gutes vorgesehen sind. 1,0.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der die IIoch- frequenzimpulee liefernde Generator mit einer Wechselspannung gespeist wird, deren Fre quenz ein ganzzahliges Vielfaches der Tast- frequenz ist oder mit dieser übereinstimmt.