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DE102006020483A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck Download PDF

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DE102006020483A1
DE102006020483A1 DE102006020483A DE102006020483A DE102006020483A1 DE 102006020483 A1 DE102006020483 A1 DE 102006020483A1 DE 102006020483 A DE102006020483 A DE 102006020483A DE 102006020483 A DE102006020483 A DE 102006020483A DE 102006020483 A1 DE102006020483 A1 DE 102006020483A1
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seed
plasma
treatment
physical
electrode
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Application number
DE102006020483A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Prof. Dr. Viöl
Georg Dipl.-Ing. Avramidis
Richard Dipl.-Wirt.-Ing. Wascher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fachhochschule Hildesheim Holzminden Gottingen
Original Assignee
Fachhochschule Hildesheim Holzminden Gottingen
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Publication date
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Priority to PCT/EP2007/003815 priority patent/WO2007124945A1/de
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Abstract

Eine Behandlung von Saatgut (3) mit einem physikalischen Plasma erfolgt in einem Behandlungsraum (4), in dem Atmosphärendruck herrscht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma und eine Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens, mit einem Behandlungsraum, durch den das Saatgut hindurch tritt und mit einer Plasmaquelle, die das physikalische Plasma in dem Behandlungsraum bereitstellt.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aus der US 6,543,460 B1 ist es bekannt, Saatgut mit einem kalten Plasma in einer Reaktionskammer zu behandeln, um die Oberfläche des Saatguts zu ätzen. Auf diese Weise sollen Oberflächenmaterialien, wie beispielsweise Fungizide und Insektizide entfernt und/oder die Oberflächen desinfiziert werden. Dies Plasmabehandlung erfolgt unter Verwendung von Ätzgasen, die das Saatgut nicht schädigen sollen, und für ausgewählte Zeiträume, die zwar ausreichend sind, um die Oberflächenmaterialien zu entfernen, aber nicht so lang, dass die Lebensfähigkeit des Saatguts durch die Behandlung beeinträchtigt wird. Diese bekannte Plasmabehandlung erfolgt bei reduziertem Druck, bei dem das Plasma durch direkte Gasentladungen zwischen einer Elektrode, an die eine hochfrequente Wechselhochspannung angelegt wird, und einer geerdeten Gegenelektrode erzeugt wird. Dabei ist es vorgesehen, ein Reaktionsrohr, in dem die Gasentladung hervorgerufen wird, um seine horizontale Achse zu drehen, um das Saatgut allseitig zu behandeln.
  • Durch die bekannte Plasmabehandlung von Saatgut ist die Keimfähigkeit des Saatguts verbesserbar. Sie ist jedoch aufwändig, komplex und nur für kleine Mengen an Saatgut geeignet. Das Saatgut muss in einen evakuierten Bereich eingeschleust und aus diesem wieder ausgeschleust werden, in dem der Unterdruck herrscht, bei dem die Gasentladung hervorgerufen wird. Der auf das Saatgut einwirkende reduzierte Druck hat Auswirkungen auf den Feuchtegehalt des Saatguts. Das Saatgut darf nicht über 60 °C erwärmt werden, um thermische Schädigungen zu vermeiden, was bei dem bekannten Verfahren nicht einfach sicherzustellen ist.
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma und eine hierfür geeignete Vorrichtung aufzuzeigen, die die geschilderten Nachteile des Stands der Technik vermeiden.
  • LÖSUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Behandlung von Saatgut mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung für die Behandlung von Saatgut mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 7, bevorzugte Ausführungsformen der neuen Vorrichtung in den abhängigen Patentansprüchen 9 bis 17 beschrieben.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bei dem neuen Verfahren erfolgt die Behandlung mit dem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck. Durch die Behandlung bei Atmosphärendruck entfällt die Notwendigkeit, dass Saatgut in einen Bereich einzuschleusen und aus diesem wieder auszuschleusen, in dem ein reduzierter Druck herrscht. Wenn bei dem neuen Verfahren ein leichter Unterdruck gegenüber dem statischen Umgebungsdruck im Bereich des physikalischen Plasmas vorliegt, so beruht dieser ausschließlich auf dynamischen Effekten, wie beispielsweise auf einer Absaugung aus dem Bereich des physikalischen Plasmas. Auch ein etwaiger Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck ist auf derartige dynamische Effekte, wie beispielsweise eine Einblasung von Reaktionsgas in den Bereich des physikalischen Plasmas beschränkt.
  • Neben der einfachen Einführbarkeit des zu behandelnden Saatguts in den Bereich des physikalischen Plasmas entfällt bei dem neuen Verfahren auch ein unerwünschter Einfluss auf den Feuchtegehalt des Saatguts durch einen einwirkenden Unterdruck. Weiterhin ist beachtlich, dass die Einhaltung einer Maximaltemperatur des Saatguts, damit dieses keine thermischen Schäden erleidet, bei Atmosphärendruck viel einfacher ist, weil bei Atmosphärendruck im Gegensatz zu einer Umgebung auf Unterdruck viel bessere Möglichkeiten der Abführung überschüssiger Wärmeenergie durch Konvektion gegeben sind. Auch die Förderung des Saatguts und seine Umwälzung, um eine allseitige Behandlung zu erreichen, erweist sich in einer Umgebung auf Atmosphärendruck viel einfacher als in einer immer räumlich begrenzten Vakuumkammer.
  • Die Erzeugung eines physikalischen Plasmas bei Atmosphärendruck ist grundsätzlich bekannt. Hierzu können handelsübliche Plasmaquellen in Form so genannter Plasmajets eingesetzt werden. Es kann auch eine so genannte Coronaentladung hervorgerufen werden. Eine weitere und bei dem neuen Verfahren bevorzugte Möglichkeit, das physikalische Plasma zu erzeugen, besteht in einer dielektrisch behinderten Entladung. Aus der WO 2004/105810 A1 ist es bekannt, lebende Zellen enthaltendes biologisches Material mit einem durch eine dielektrisch behinderte Gasentladung erzeugten physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck zu behandeln. Hier wird aber weder Saatgut als zu behandelndes Material angesprochen, noch irgendein anderes Material mit sphärisch stark gekrümmter Oberfläche, wie sie insbesondere bei Saatgut mit kleinem Korndurchmesser von in aller Regel maximal 10 mm und häufig 1 mm oder weniger auftritt. Auch ein Schüttgut, worum es sich bei Saatgut aus einzelnen Körnern letztlich handelt, wird in der internationalen Anmeldung nicht erwähnt. Hier geht es ausschließlich um die Behandlung vergleichsweise großflächiger Objekte, wie der Haut. Die kleinsten hier erwähnten Objekte sind Zähne, bei denen eine Kariesbehandlung erfolgen soll. Gerade die Situation, in der Zähne, an denen eine Kariesbehandlung vorzunehmen ist, vorgefunden werden, unterscheidet sich ganz erheblich von derjenigen einzelner Körner in einer Menge Saatgut.
  • Wie bereits angedeutet wurde, ermöglicht es die Behandlung des Saatguts bei Atmosphärendruck, das Saatgut mit einem Gasstrom zu beaufschlagen. Dieser Gasstrom kann zur Kühlung bzw. Temperierung des Saatguts verwendet werden, oder auch dazu, ein spezielles Reaktionsgas in das physikalische Plasma einzuführen. Auch wenn die Gasentladungen zur Erzeugung des Plasmas in Umgebungsluft gezündet werden, ist eine Durchströmung des Behandlungsbereichs sinnvoll, wenn nicht gar notwendig, weil hierdurch sich durch die Gasentladungen und die Reaktionen des Plasmas verbrauchende Substanzen ersetzt und so gleich bleibende Bedingungen für die Erzeugung des Plasmas sichergestellt werden. Dies ist Voraussetzung für die Erzeugung eines möglichst homogenen Plasmas innerhalb eines größeren Volumens. Eine weitere Funktion des Gasstroms kann die Förderung des Saatguts durch den Bereich des physikalischen Plasmas oder auch die Umwälzung des Saatguts innerhalb des physikalischen Plasmas sein. Je nach der Aufgabe des Gasstroms im Einzelfall sind die Richtung des Gasstroms, seine Stärke und der genaue Ort der Beaufschlagung des Saatguts mit dem Gasstrom zu wählen. Dieser Ort kann unmittelbar im Bereich oder auch im angrenzenden Umfeld der Behandlung des Saatguts mit dem physikalischen Plasma liegen.
  • Um die bei dem neuen Verfahren angesichts der grundsätzlich verbesserten Kühlung durch Konvektion bereits verringerte Gefahr einer thermischen Schädigung des Saatguts gänzlich auszuschließen, kann eine Temperatur des Saatguts oder eine andere Temperatur im Bereich der Behandlung mit dem physikalischen Plasma, die Rückschlüsse auf die Temperatur des Saatguts zulässt, erfasst werden, um in Abhängigkeit hiervon die Parameter des neuen Verfahrens zu steuern oder zu regeln. Eine Begrenzung der Temperatur des Saatguts auf eine vorgegebene Maximaltemperatur kann dabei beispielsweise durch Variation der Parameter des physikalischen Plasmas, der Verweildauer des Saatguts in dem Bereich des physikalischen Plasmas und der Beaufschlagung des Saatguts mit einem Gasstrom bewirkt werden.
  • Damit das neue Verfahren seine maximale positive Wirkung auf das Saatgut entfalten kann, muss das Saatgut allseitig dem Plasma ausgesetzt werden. Um dies sicherzustellen, müssen die einzelnen Körner des Saatguts in dem physikalischen Plasma entweder vereinzelt werden und einem vollständig homogenen Plasma ausgesetzt werden, oder sie werden in dem Plasma derart umgewälzt, dass sich eine gleichmäßige Behandlung ihrer gesamten Oberflächen einstellt. In der Regel ist eine derartige Umwälzung einfacher zu erreichen als ein von allen Seiten her homogenes Plasma, das auf vereinzelte Körner des Saatguts einwirkt. Zum Umwälzen des Saatguts kann ein Förderer für das Saatgut mit einem Rüttler versehen sein; das Saatgut kann über eine Fallstufe zwischen zwei Teilbereichen, in denen die Behandlung mit dem physikalischen Plasma erfolgt, geführt werden; die Körner des Saatguts können in einer turbulenten Gasströmung umgewälzt werden oder die Körner können durch einen Gegenförderer mechanisch gedreht werden. Dem Fachmann stehen hier auch noch weitere Detaillösungen zur Verfügung.
  • Wenn das physikalische Plasma, was bevorzugt ist, durch dielektrisch behinderte Gasentladungen bei Atmosphärendruck erzeugt wird, können die Gasentladungen durch untereinander um ein Vielfaches ihrer Dauer beabstandete einzelne Spannungspulse wechselnder Polarität, bipolare Spannungspulspaare oder bipolare Spannungspulsgruppen hervorgerufen werden. Bei den einzelnen Spannungspulsen kann so verglichen mit ihrer Pulsfolgefrequenz ein sehr steiler Spannungsanstieg realisiert werden, der das Zünden einer quasihomogenen Gasentladung bei Atmosphärendruck ermöglicht. Zugleich wird die in die Gasentladungen eingespeiste elektrische Leistung durch den Abstand der Spannungspulse begrenzt. Auf diese Weise wird auch eine unnötige elektrische Aufheizung des Plasmas und des sich darin befindlichen Saatguts verhindert. Insbesondere kommt es nicht zu einer Widerstandsaufheizung des Saatguts im Volumen seiner Körner.
  • Bei der neuen Vorrichtung für die Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma herrscht in dem Behandlungsraum, durch den das Saatgut hindurchtritt und in dem die Plasmaquelle das physikalische Plasma bereitstellt, Atmosphärendruck.
  • Eine Druckgasquelle und/oder ein Ventilator kann vorhanden sein, um das Saatgut im Bereich und/oder im Umfeld der Behandlung mit dem physikalischen Plasma mit einem Gasstrom zu beaufschlagen.
  • Ein Temperatursensor kann vorgesehen sein, um im Bereich der Behandlung mit dem physikalischen Plasma eine Temperatur zu erfassen, die zumindest einen mittelbaren Hinweis auf die Maximaltemperatur des Saatguts aufgrund der Plasmabehandlung gibt. So kann eine Temperatursteuerung die Temperatur des Saatguts auf eine vorgegebene Maximaltemperatur beschränken, indem sie Betriebsparameter der neuen Vorrichtung variiert.
  • Eine Umwälzeinrichtung für das Saatgut in den Behandlungsraum kann einen an einem Förderer für das Saatgut angreifenden Rüttler und/oder eine Fallstufe und/oder eine Quelle für eine turbulente Gasströmung und/oder einen Gegenförderer, der die Körner des Saatguts mechanisch verdreht, aufweisen.
  • Wenn die Plasmaquelle der neuen Vorrichtung das Plasma durch dielektrisch behinderte Gasentladungen bei Atmosphärendruck erzeugt, können eine Elektrode und eine Gegenelektrode der Plasmaquelle koaxial zueinander angeordnet sein und unter Zwischenordnung einer dielektrischen Abschirmung einen vertikal offenen Behandlungsraum begrenzen. Durch diesen Behandlungsraum kann das Saatgut von oben nach unten hindurch fallen. Dabei kann eine dem fallenden Saatgut entgegen gerichtete Gasströmung durch den Behandlungsraum von unten nach oben die Verweildauer des Saatguts in dem Behandlungsraum definieren und auch für eine Umwälzung des Saatguts in dem Behandlungsraum sorgen.
  • In einer anderen Ausführungsform der neuen Vorrichtung ist eine Elektrode der Plasmaquelle gegenüber einem als Gegenelektrode dienenden Förderband angeordnet. In einer Variation dieser Ausführungsform sind zwei Elektroden der Plasmaquelle gegenüber einem als Zwischenelektrode dienenden Förderband angeordnet, wobei ein Hochspannungsgenerator eine Wechselhochspannung zwischen den beiden Elektroden erzeugt. Auch in diesem Fall kann das Förderband aus Sicherheitsgründen geerdet sein. Es entfällt aber die Notwendigkeit, den Hochspannungsgenerator zu erden.
  • Das neue Verfahren ist mit der Sortierung von Saatgut nach Größe und Gewicht der einzelnen Körner kombinierbar. Derartige Trennverfahren sind grundsätzlich üblich, um ein uniformes Keimverhalten der einzelnen Sortierungen des Saatguts zu erzielen.
  • Da das physikalische Plasma auch die Möglichkeit eröffnet, Substanzen aus dem Plasma auf den Körnern des Saatguts abzuscheiden, kann das neue Verfahren beispielsweise dazu benutzt werden, das Saatgut zu pillieren, d. h. mit einer Hülle aus Pflanzenschutzmitteln zu versehen, oder es auch mit anderen Funktionsschichten zu umhüllen. Dabei können die beschichteten Körner entweder ganz aus einem Korn des Saatguts und einer hierauf aus dem physikalischen Plasma abgeschiedenen Schicht bestehen, oder das physikalische Plasma kann auch nur zum Aufbringen einer Teilschicht oder zur Haftungsverbesserung der eigentlichen Beschichtung eingesetzt werden, die anschließend in anderer Weise aufgebracht wird. Besondere Vorteile weist das neue Verfahren auf, wenn zumindest ein wesentlicher Anteil der Beschichtung des Saatguts aus dem Plasma heraus erfolgt, weil der hierbei erfindungsgemäß herrschende Atmosphärendruck viel höhere Abscheidungsraten ermöglicht als eine Plasmabehandlung von Saatgut bei reduziertem Druck.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
  • 1 skizziert anhand eines Vertikalschnitts durch eine Vorrichtung zur Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck eine Ausführungsform des neuen Verfahrens, bei dem das Saatgut von oben nach unten durch einen Behandlungsraum hindurch fällt.
  • 2 skizziert anhand eines Vertikalschnitts durch eine weitere Vorrichtung für die Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck eine weitere Ausführungsform des neuen Verfahrens, bei dem das Saatgut mit einem als Zwischenelektrode für dielektrisch behinderte Gasentladungen dienenden Förderband gefördert wird.
  • 3 skizziert anhand eines Vertikalschnitts eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß 2 in Bezug auf die Sicherstellung der allseitigen Behandlung des Saatguts mit dem physikalischen Plasma.
  • 4 skizziert eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß 2 in Bezug auf die Erzeugung der dielektrisch behinderten Gasentladung, bei der hier das Förderband als Gegenelektrode dient.
  • 5 skizziert anhand eines Vertikalschnitts durch noch eine weitere Vorrichtung für die Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck noch eine weitere Ausführungsform des neuen Verfahrens, bei dem das Saatgut durch den Einwirkungsbereich eines durch Gasentladung zwischen zwei separaten Elektroden erzeugten physikalischen Plasmas hindurchrollt; und
  • 6 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung für die Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma bei Atmosphärendruck, in der das Saatgut durch den Einwirkungsbereich eines Plasmajets hindurchbewegt wird.
  • FIGURENBESCHREIBUNG
  • Die in 1 skizzierte Vorrichtung 1 weist ein Aufladereservoir 2 auf, aus dem heraus Saatgut 3 von oben in einen Behandlungsraum 4 abgegeben wird. Eine hierbei zum Einsatz kommende Dosiereinrichtung des Aufladereservoirs 2 für das Saatgut 3 ist hier nicht separat wiedergegeben. Der Behandlungsraum 4 wird durch ein äußeres Rohr 5 begrenzt, das als mit der Erde 6 verbundene Gegenelektrode für eine auf der Rohrachse angeordnete Elektrode 8 dient, die mit einer dielektrischen Abschirmung 9 versehen ist. Die Elektrode 8 wird von einem Hochspannungsgenerator 10 mit bipolaren Spannungspulspaaren einer Amplitude von einigen 10000 Volt beaufschlagt, die eine Pulsdauer von unter 10 μs bei einer Wiederholungsfrequenz der bipolaren Spannungspulspaare von weniger als 100.000 Hz aufweisen. Hierdurch werden bei Atmosphärendruck in dem Behandlungsraum 4 Gasentladungen zwischen der Elektrode 8 und der Gegenelektrode 7 hervorgerufen, die durch die dielektrische Abschirmung 9 der Elektrode 8 dielektrisch behindert sind. Die dielektrische Behinderung begrenzt den Strom durch die Gasentladung und stabilisiert damit die Erzeugung des Plasmas durch die an der Elektrode 8 anliegende Wechselhochspannung. Die Gasentladungen in dem Behandlungsraum 4 erzeugen ein Plasma in dem Behandlungsraum 4, das auf das Saatgut 3 einwirkt. Durch diese Einwirkung wird die Qualität des Saatguts, insbesondere seine Keimfähigkeit verbessert. Dies gilt bereits dann, wenn das Plasma in dem Behandlungsraum 4 aus Luft erzeugt wird. So können die dabei entstehenden Sauerstoffradikale Mikroorganismen auf der Oberfläche der Körner 30 des Saatguts abtöten. Dies bedeutet eine biologische Desinfizierung des Saatguts. In dem Behandlungsraum 4 können aber auch Reaktionsgase zur Erzeugung bestimmter chemischer Reaktionen durch das Plasma eingeführt werden. Angedeutet ist in 1 ein aufwärts durch den Behandlungsraum 4 führender Gasstrom 11. Dieser Gasstrom 11 stellt das Gas bereit, in dem das Plasma in dem Behandlungsraum 4 durch die Gasentladungen zwischen der Elektrode 8 und der Gegenelektrode 7 gezündet wird. Der Gasstrom 11 hat aber auch noch andere Funktionen. Er bestimmt die Verweildauer des Saatguts 3 in dem Behandlungsraum 4, indem er dessen Fallgeschwindigkeit abbremst. Zudem ruft er Turbulenzen hervor, die zu einer Umwälzung des Saatguts in dem Behandlungsraum 4 führen, so dass dessen Körner 30 umgewälzt und durchmischt und von allen Seiten her gleichmäßig mit dem Plasma in dem Behandlungsraum 4 behandelt werden, bis sie nach ihrer Behandlung in ein Abladereservoir 12 am unteren Ende der Vorrichtung 1 eintreten.
  • Die in 2 skizzierte Vorrichtung 1 weist ein Förderband 13 auf, das das Saatgut 3 hier von dem Aufladereservoir 2 durch den Behandlungsraum 4 in das Abladereservoir 12 überführt. Dabei ist das Förderband 13 mit der Erde 6 verbunden und dient als Zwischenelektrode 14 zwischen zwei jeweils mit einer dielektrischen Abschirmung 9 versehenen Elektroden 8, zwischen denen der Wechselhochspannungsgenerator 10 hier die Wechselhochspannung für das Erzeugen eines Plasmas in dem Behandlungsraum 4 generiert. Die Zwischenelektrode 14 verbindet die beiden Teile des Behandlungsraums 4 elektrisch miteinander, die sich jeweils zwischen einer der Elektroden 8 und dem Förderband 13 erstrecken. Um das Saatgut 3 allseitig gleichmäßig mit dem Plasma zu behandeln, das durch dielektrisch behinderte Gasentladungen zwischen den Elektroden 8 und der Zwischenelektrode 14 gezündet wird, ist ein in 2 nur schematisch angedeuteter Rüttler 15 vorgesehen, der die Höhenlage des Förderbands 13 verändert, so dass die einzelnen Körner 30 des Saatguts 3 auf dem Förderband 13 "hüpfen". Hierdurch werden sie sowohl vereinzelt als auch gedreht, so dass das Plasma allseitig auf sie einwirken kann. Zusätzlich kann bei der Vorrichtung 1 gemäß 2, was hier aber nicht dargestellt ist, ein Gasstrom über das Saatgut 3 geführt werden, um Reaktionsgase in den Behandlungsraum 4 einzuführen und/oder um eine thermische Schädigung des Saatguts 3 in dem Behandlungsraum 4 sicher auszuschließen, indem das Saatgut 3 gezielt gekühlt wird. Hierbei können sich in dem Behandlungsraum 4 durch den Gasstrom leichte dynamische Abweichungen des Drucks gegenüber dem Umgebungsdruck einstellen. Es sind aber keine Druckschleusen für das Saatgut 3 erforderlich, durch die dieses in die Vorrichtung 1 eingebracht oder aus dieser entnommen werden müsste, um deren Funktion aufrecht zu erhalten.
  • Der in 2 nur durch einen Doppelpfeil angedeutete Rüttler 15 kann unterschiedlich ausgebildet sein. Er kann die gesamte Anordnung aus den Elektroden 8 und dem Förderband 13 oder nur das Förderband 13 oder nur einen Teil davon stochastisch oder periodisch, vorzugsweise stoßartig, in vertikaler Richtung verlagern oder um eine horizontale Schwenkachse verschwenken. Es ist auch möglich, den Rüttler in Form eines das Saatgut 3 von unten durch das Förderband 13 beaufschlagenden Gebläses auszubilden, das mit dem von ihm hervorgerufenen Gasstrom zu einer Umlagerung der einzelnen Körner 30 des Saatguts 3 auf dem Förderband 13 führt.
  • 3 skizziert eine andere Möglichkeit, die Körner 30 des Saatguts 3 beim Transport durch den Behandlungsraum 4 umzuverteilen, um eine allseitige Behandlung des Saatguts 3 mit dem physikalischen Plasma sicherzustellen. Hier weist das Förderband 13 eine Stufe 16 zwischen den beiden Teilbereichen des Behandlungsraumes 4 auf. Indem es die Stufe 16 hinunterfällt, wird das Saatgut 3 wird vor dem Eintreten in den zweiten Teil des Behandlungsraums 4 gewendet. Auch bei der Vorrichtung 1 gemäß 2 kann das Förderband 13 zusätzlich insgesamt oder bereichsweise mit einem Rüttler 15 (hier nicht dargestellt) versehen sein.
  • Bei der Vorrichtung 1 gemäß 4 ist in Abweichung von 2 nicht ein Paar von Elektroden 8 mit dielektrischen Abschirmungen 9 vorgesehen, zwischen denen das Förderband 13 als Zwischenelektrode wirkt. Vielmehr dient das mit der Erde 6 verbundene Förderband 13 hier als Gegenelektrode 7 zu einer einzigen Elektrode 8 mit dielektrischer Abschirmung 9, die von einem Hochspannungsgenerator 10 mit einer gegenüber der Erde 6 erzeugten Spannung beaufschlagt wird. Hierdurch weist der Behandlungsraum 4 nur einen einzigen Bereich auf. Grundsätzlich ist die Funktionsweise der Vorrichtung 1 gemäß 4 aber genauso wie diejenige gemäß 2.
  • Die Vorrichtung 1 gemäß 5 weist wieder 2 Elektroden 8 mit dielektrischen Abschirmungen 9 auf. Hier werden die Gasentladungen jedoch nicht zwischen jeder Elektrode 8 und dem Förderband 13 als Zwischenelektrode hervorgerufen, sondern zwischen den beiden Elektroden B. Das derart erzeugte Plasma wird mit einer zwischen den Elektroden 8 hindurch verlaufenden Gasströmung 17 auf das Saatgut 3 geblasen, das von dem Aufladereservoir 2 über das hier geneigte Förderband 13 in das Abladereservoir 12 gelangt. Das Förderband 13 kann dabei so steil geneigt sein, dass die Körner 30 des Saatguts das Förderband 13 hinabrollen, d.h. zu dem Abladereservoir gelangen, ohne dass das Förderband 13 bewegt wird. Das Förderband 13 kann sogar in Gegenrichtung zu den in das Abladereservoir 12 hinabrollenden Körnern 30 des Saatguts 3 angetrieben werden, um die Rollbewegung der Körner 30 bzw. ihre Verweildauer in dem Behandlungsraum 4, in dem das physikalische Plasma auf sie einwirkt, einzustellen. Zusätzlich kann auch hier ein Rüttler 15 für das Förderband 13 vorgesehen sein, um die für ihre allseitige Behandlung wichtige Umverteilung der Körner 30 des Saatguts 3 zusätzlich zu fördern.
  • Die in 6 skizzierte Vorrichtung 1 umfasst als Quelle für das physikalische Plasma einen so genannten Plasmajet 18, in dem zwischen einer Elektrode 19 und einer als Gegenelektrode 7 dienenden, die Elektrode 19 koaxial umgebenden Gasleitung 20 durch eine von einem Hochspannungsgenerator 10 erzeugte Wechselhochspannung Gasentladungen hervorgerufen werden. Diese Gasentladungen sind im Allgemeinen nicht dielektrisch behindert. Eine Gasströmung 17 durch den Plasmajet 18 bläst das auf diese Weise erzeugte Plasma in einen Behandlungsraum 4, durch den das Saatgut 3 hier mit einer Gasströmung 11 von dem Aufladereservoir 2 zu dem Abladereservoir 12 gefördert wird. Turbulenzen der Gasströmung 11, zu denen auch die Gasströmung 17 durch den Plasmajet 18 beiträgt, stellen eine Umwälzung des Saatguts 3 in dem Behandlungsraum 4 und damit eine allseitige Behandlung der Körner 30 des Saatguts 3 durch das physikalische Plasma sicher.
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Aufladereservoir
    3
    Saatgut
    4
    Behandlungsraum
    5
    Rohr
    6
    Erde
    7
    Gegenelektrode
    8
    Elektrode
    9
    dielektrische Abschirmung
    10
    Hochspannungsgenerator
    11
    Gasströmung
    12
    Abladereservoir
    13
    Förderband
    14
    Zwischenelektrode
    15
    Rüttler
    16
    Stufe
    17
    Gasströmung
    18
    Plasmajet
    19
    Elektrode
    20
    Gasleitung
    30
    Korn

Claims (17)

  1. Verfahren zur Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit dem physikalischen Plasma bei Atomsphärendruck erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saatgut (3) im Bereich und/oder im Umfeld der Behandlung mit dem physikalischen Plasma mit einem Gasstrom (11) beaufschlagt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur im Bereich der Behandlung mit dem physikalischen Plasma erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Saatguts (3) auf eine vorgegebene Maximaltemperatur begrenzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Saatgut (3) allseitig dem Plasma ausgesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das physikalische Plasma durch dielektrisch behinderte Gasentladungen bei Atmosphärendruck erzeugt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrisch behinderten Gasentladungen durch untereinander um ein Vielfaches Ihrer Dauer beabstandete einzelne Spannungspulse wechselnder Polarität, bipolare Spannungspulspaare oder bipolare Spannungspulsgruppen hervorgerufen werden.
  8. Vorrichtung für die Behandlung von Saatgut mit einem physikalischen Plasma, mit einem Behandlungsraum, durch den das Saatgut hindurch tritt, und mit einer Plasmaquelle, die das physikalische Plasma in dem Behandlungsraum bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behandlungsraum (4) Atmosphärendruck herrscht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckgasquelle und/oder ein Ventilator vorhanden sind, um das Saatgut (3) im Bereich und/oder im Umfeld der Behandlung mit dem physikalischen Plasma mit einem Gasstrom (11) zu beaufschlagen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor eine Temperatur im Bereich der Behandlung mit dem physikalischen Plasma erfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatursteuerung eine Temperatur des Saatguts (3) auf eine vorgegebene Maximaltemperatur beschränkt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umwälzeinrichtung für das Saatgut (3) in dem Behandlungsraum (4) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzeinrichtung einen an einem Förderer für das Saatgut (3) angreifenden Rüttler (15) und/oder eine Fallstufe und/oder eine Quelle für eine turbulente Gasströmung (11) und/oder einen Gegenförderer aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaquelle das Plasma durch dielektrisch behinderte Gasentladungen bei Atmosphärendruck erzeugt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode (8) und eine Gegenelektrode (7) der Plasmaquelle koaxial zueinander angeordnet sind und unter Zwischenordnung einer dielektrischen Abschirmung (9) einen vertikal offenen Behandlungsraum (4) begrenzen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode (8) der Plasmaquelle gegenüber einem als Gegenelektrode dienenden Förderband (13) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektroden (8) der Plasmaquelle gegenüber einem als Zwischenelektrode (14) dienenden Förderband (13) angeordnet sind, wobei ein Hochspannungsgenerator (10) eine Wechselhochspannung zwischen den beiden Elektroden (8) erzeugt.
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