DE892108C

DE892108C - Verfahren und Einrichtung zur Entkeimung und Vitaminisierung von Fluessigkeiten, insbesondere von Milch, Fruchtsaeften usw., mit Ultraviolettstrahlen

Info

Publication number: DE892108C
Application number: DES5732D
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Lembke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-03-24
Filing date: 1942-03-24
Publication date: 1953-10-05

Description

Verfahren und Einrichtung zur Entkeimung und Vitaminisierung von Flüssigkeiten, insbesondere von Milch, Fruchtsäften usw., mit Ultraviolettstrahlen Zur Ultraviolettbestrahlung von Flüssigkeiten sind schon eine große Anzahl von Vorrichtungen und Maßnahmen bekannt bzw. vorgeschlagen worden, die dazu dienen, das Gut unter weitgehender Vermeidung schädlicher Veränderungen der Einwirkung der vorgenannten Strahlen auszusetzen. So läßt man z. B. Flüssigkeiten, wie Milch usw., über ebene oder wellenförmig ausgebildete Flächen laufen oder führt sie über oder durch verschiedenartig geformte Rohrleitungen und setzt sie dabei einer mehr oder weniger intensiven Ultraviolettbestrahlung aus. Die Erfolge, die bisher mit diesen Mitteln und Maßnahmen hinsichtlich der Vitaminisierung bzw. Sterilisierung des Gutes erreicht wurden, sind als gut zu bezeichnen; eine Steigerung der angestrebten Effekte ist bekanntlich dadurch möglich, daß das Gut noch erwärmt bzw. mehrmals der Einwirkung der Ultraviolettstrahlen ausgesetzt wird.
Diese vorerwähnten bekannten oder vorgeschlagenen Maßnahmen zeigen aber in bezug auf ihre Wirksamkeit insofern noch Beschränkungen, als das Gut, insbesondere wenn es nicht klar durchsichtig ist, nur in sehr dünnen Schichten bestrahlt werden kann, um eine einigermaßen gleichmäßige Einwirkung der Ultraviolettenergie herbeizuführen oder daß der gleiche Nachteil der ungleichmäßigen Bestrahlung auch beim Hindurchgleiten der Flüssigkeit durch Rohre infolge der Ausbildung ungünstiger (laminarer) Strömungen eintritt. Von der Ausbildung dünner Schichten bei der Verwendung flächenhafter Teile, über die die Flüssigkeit während der Bestrahlung fließt, wird bekanntlich Gebrauch gemacht; was die Behandlung des flüssigen Gutes in Rohrleitungen betrifft, ist man bisher der Ansicht gewesen, daß die Ausbildung laminarer Strömungen bei dem durchfließenden Gut zweckmäßig ist.
Die Erfindung beschreitet zur Ultraviolettbestrahlung von flüssigem Gut in geeigneten Rohrleitungen einen neuen Weg.
Die Erfindung betrifft -ein Verfahren zur. Vita-. minisierung und Sterilisierung von Flüssigkeiten, insbesondere von Milch, Fruchtsäften usw., mittels Ultraviolettstrahlen in für diese Strahlen durchlässigen Rohrleitungen, das darin besteht, daß in dem flüssigen Gut turbulente Strömungen hervorgerufen werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Einwirkung der ausgestrahlten Ultraviolettenergie auf das Gut am gleichmäßigsten und intensivsten ist, wenn die Flüssigkeit sich in turbulentem Strömungszustand befindet.
Das neue Verfahren kann in verschiedener Weise zur Durchführung gebracht werden. So ist z. B. die Erzeugung turbulenter Strömungen in der Rohrleitung dadurch möglich, daß die Flüssigkeit mit erheblichem Überdruck hindurchbewegt wird.
Es können aber auch turbulente Strömungen in der Weise in der Rohrleitung hervorgerufen werden, wenn in dieser, und zwar in dem Teil, in welchem die Ultraviolettstrahleneinwirkung erfolgt, oder schon vorher Turbulenz erzeugende Mittel, beispielsweise Drallkörper, vorgesehen sind.
Die turbulenten Strömungen können auch noch dadurch erzeugt werden, daß der lichte Durchmesser der Rohrleitung, und zwar abschnittsweise, verschieden groß gemacht wird oder daß die Rohrleitung so ausgebildet ist, daß weitgehende Ab= lenkungen des Flüssigkeitsstromes in der Strö mungsrichtung des Gutes stattfinden; dies kann z. B. durch Abbiegungen in der Rohrleitung erreicht werden.
Die aus einem für Ultraviolettstrahlen möglichst durchlässigen Werkstoff, zweckmäßig aus Quarz, bestehenden Rohrleitungen für das zu behandelnde flüssige Gut sind zweckmäßig in Windungen, z. B. wendelartig, ausgebildet.
Bei dieser Ausbildung kann die Rohrleitung aus nur einer Wendel bestehen, oder es können zwei oder mehr Wendeln übereinander oder auch ineinander angeordnet sein, wobei bei der zuletzt genannten Ausbildung die beiden ineinandcrliegenden Rohrleitungsteile etwa horizontal miteinander in Verbindung stehen. In dem Zwischenraum, der zwischen den beiden gewendelten ineinanderliegenden Rohrleitungen vorhanden ist und gegebenenfalls auch noch in dem von der inneren Wendel umschlossenen Raum werden die Ultraviolettstrahlungsquellen, die ihrerseits wieder in verschiedenartiger Weise ausgebildet sein können, angeordnet. . Es ist zweckmäßig, den Durchmesser der u@traviolettdurchlässigen Rohre nicht allzu groß zu bemessen; vorteilhafterweise liegen die lichten Durchmesser der Rohre zwischen etwa 5 und 15 mm. Zur Beförderung des flüssigen Gutes haben sich Drücke bis zu etwa 15 atü als vorteilhaft und anwendbar erwiesen.
So ist z. B. bei einer gewendelten Rohrleitung von etwa 8o m Länge, die bei einem Durchmesser der Wendel von 22a mm 120 Windungen aufweist, wobei der lichte Durchmesser des Rohres q. mm beträgt, ein Druck von etwa 14 atü erforderlich, um etwa go 1 Milch/Stunde mit voller vitaminisierender und sterilisierender Wirkung der Ultraviolettstrahlen durchzusetzen.
Bei einer Rohrleitung mit 130 Windungen und 300 mm Windungsdurchmesser, also etwa 123 m Länge,. bei einem lichten Durchmesser des Rohres von 9 mm, ist ein Druck von etwa i,8 atü notwendig, um etwa 175 1 Milch/Stunde gemäß der Erfindung zu behandeln.
Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere zur Ultraviolettbestrahlung von Milch, Obstsäften usw. Es steht natürlich nichts im Wege, auch andere, insbesondere nicht klare Flüssigkeiten, bei denen beispielsweise eine sterilisierende Behandlung durchgeführt werden soll, in der gleichen oder ähnlichen Weise zu behandeln.
Bei der erfindungsgemäßen Behandlung von Milch wird durch die neue Maßnahme noch erreicht, daß sich die in der Milch vorfindenden Bakterienzusammenballungen teilweise oder ganz lösen, wodurch die Abtötung der Keime mit geringeren Ultraviolettintensitäten möglich ist. Bei der gemäß der Erfindung vorgenommenen Behandlung der Milch wird durch die Turbulenz eine Zerkleinerung der Milchkügelchen erwartet werden können, wodurch eine wirksame Vitaminisierung, selbst bei mäßiger Ultraviolettintensität erzielt wird.
Weiterhin kann durch das neue Verfahren das Auftreten toxisch wirkender -Stoffe, die bei Überdosierung der einwirkenden Ultraviolettstrahlen bei Milch entstehen können, verhindert werden, weil, im (Gegensatz zu der laminar strömenden Flüssigkeit bei den bisher üblichen Maßnahmen, nunmehr eine weitgehende Gleichmäßigkeit in der Strahleneinwirkung auf das Gut erzielt wird.
Der Gegenstand. der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und in schematischer Form von oben gesehen dargestellt.
In der Figur sind zwei wendelartig ausgebildete Rohrleitungen i und 2 ineinandergestellt. Das zu behandelnde flüssige Gut fließt durch den Anschlußstutzen 3 der äußeren Rohrleitung zu und verläßt die innere, die durch den Teil q. mit der äußeren in Verbindung steht, durch den Rohrstutzen 5. Zwischen den beiden Rohrleitungen i und 2 und innerhalb der gewendelten Rohrleitung .2 sind die Ultraviolettstrahlungsquellen 6 angeordnet. Das flüssige Gut, das beispielsweise mit einem Überdruck von mehreren Atmosphären durch die einen verhältnismäßig kleinen lichten Durchmesser aufweisenden gewendelten Rohrleitungen hindurchgeschickt wird, unterliegt während des turbulenten Durchflusses durch die aus einem für Ultraviolettstrahlen möglichst durchlässigen Werkstoff, z. B. aus Quarzglas, bestehenden Leitungen einer äußerst wirksamen Ultraviolettbestrahlung, da das unter Druck durch die engen Leitungen hindurchbewegte Gut infolge Turbulenz in weitestgehendem Maße und dauernd innigst durcheinandergemischt wird, wodurch auch eine besonders gleichmäßige Bestrahlung erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Entkeimung und Vitaminisierung von Flüssigkeiten, insbesondere von Milch, Fruchtsäften usw., mit Ultraviolettstrahlen in für diese Strahlen durchlässigen Rohrleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem flüssigen, zu bestrahlenden Gut turbulente Strömungen hervorgerufen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bestrahlende Flüssigkeit mit erheblichem Überdruck durch die Rohrleitungen hindurchbewegt wird.
3:. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rohrleitung Turbulenz erzeugende Mittel, 'z. B. Drallkörper, eingebaut sind..
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser der Rohrleitung verschieden groß ist.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohrleitung Abbiegungen zur Richtungsänderung der Strömung des Gutes vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung gewendelt, z. B. als zwei in- oder übereinanderstehende Wendeln ausgebildet ist, durch die das 'Gut hintereinander hindurchfließt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ineinanderanordnung der miteinander in Verbindung stehenden, wendelartig ausgebildeten Rohrleitungen zwischen den beiden Wendeln und innerhalb der inneren Wendel Ultraviolettlampen angeordnet sind. B. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen einen verhältnismäßig geringen lichten Durchmesser aufweisen. g. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck zur Beförderung des Gutes durch die Rohrleitungen bis etwa 15 at beträgt.