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Title:
METHOD FOR CLEANING AND/OR STERILIZING SURFACES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/050175
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for cleaning the surface of bodies with a low dielectric loss factor (tan $g(d)), such as objects or containers made from glass, ceramics or certain plastics and ridding said surface of impurities such as dirt, impregnations, adhering micro-organisms or the like. The method can simultaneously kill micro-organisms. The heating of bodies and fluids with high frequency radiation (dielectric heating) is a well-known method. The effect of the high-frequency electrical field depends upon the respective dielectric properties of said bodies. The use of said process for cleaning purposes was not previously known. The bodies which are to be cleaned (with a low dielectric loss factor or unpolarized material) are subjected to a defined amount of cleaning fluid (with a high dielectric loss factor or polarized material) and radiated with microwaves, wherein the amount of fluid, energy and duration is coordinated in such a way that the adhering impurities and the applied fluid are heated while avoiding the prolonged effect of heating upon said bodies.

Inventors:
KROHMANN UDO (DE)
NEUMANN BERND (DE)
NEUMANN TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/001242
Publication Date:
November 12, 1998
Filing Date:
April 30, 1998
Export Citation:
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Assignee:
KROHMANN UDO (DE)
NEUMANN BERND (DE)
NEUMANN TORSTEN (DE)
International Classes:
A61L2/12; B08B3/10; B08B7/00; (IPC1-7): B08B7/00; A61L2/12; B08B3/10; B65B55/08
Domestic Patent References:
WO1997029016A11997-08-14
Foreign References:
DE4018142A11991-12-12
US3753651A1973-08-21
US5261965A1993-11-16
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 17, no. 205 (C - 1051) 22 April 1993 (1993-04-22)
Attorney, Agent or Firm:
Eckner, Klaus-j�rgen (Br�ckenstrasse 14, Berlin, DE)
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Claims:
Patentansprüche @
1. Verfahren zum Reinigen und/oder Sterilisieren von Oberflächen durch Befeuchten und Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, dal3 die zu reinigenden Körper (mit einem geringen dielektrischen Verlustfaktor bzw. unpolarem Material) mit einer definierten Menge Reinigungsflüssigkeit (mit hohem dielektrischen Verlustfaktor bzw. polarem Material) beaufschlagt und mit Mikrowellen bestrahlt werden, wobei die Flüssigkeitsmenge, Energiemenge und Zeitdauer so abgestimmt sind, dal3 sich die anhaftenden Verschmutzungen und die aufgebrachte Flüssigkeit erhitzen, aber eine längere Wärmeeinwirkung auf den Körper vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal3 die Flüssigkeit polar ist, z. B. Wasser oder wasserhaltige Lösungen,.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit als Film aufgebracht wird, z. B durch Sprüchen, Eintauchen, Aufwalzen oder durch das Passieren eines Flüssigkeitsschleiers bzw.nebels.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtungen für die zu reinigenden Körper ebenfalls keine Reaktion auf die Mikrowellen zeigen, also einen kleinen dielektrischen Verlustfaktor besitzen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zu reinigende Körper vorzugsweise kontinuierlich durch ein HFFeld geführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des HFFeldes gleichzeitig zum Abtöten von Mikroorganismen genutzt wird, bzw. ausschließlich zu diesem Zweck verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des zu reinigenden Körpers eine Ansammlung der Flüssigkeit möglichst vermeidet, d. h. einen ungehinderten Austrag der Flüssigkeit und der darin befindlichen Verschmutzungen zuläßt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssige Flüssigkeit und die darin enthaltenen Verunreinigungen durch geeignete Maßnahmen beseitigt wird, wie z. B. Absaugen oder Verdrängen.
9. Verfahren nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im HFFeld mehrmals durchgeführt werden kann mit jeweils dem Ziel angepaßten Bedingungen, wie z. B. veränderte HFIntensität oder Flüssigkeitsmenge bzw. Flüssigkeitstemperatur.
Description:
Verfahren zum Reinigen und/oder Sterilisieren von Oberflächen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Oberfläche von Körpern mit einem geringen dielektrischen Verlustfaktor (tan 5), wie Gegenstände oder Behälter aus Glas, Keramik oder einigen Kunststoffen, von Verunreinigungen wie Schmutz, Beklebungen anhaftenden Mikroorganismen u. a. bestehen. Das Verfahren kann gleichzeitig eine Abtötung von Mikroorganismen bewirken.

Zum Reinigen verschiedener Körper bzw. Oberflächen wird überwiegend heißes Wasser mit chemischen Zusätzen wie Laugen, Spühlmittel oder anderer lösender Substanzen verwendet.

Die Wirkung kann durch Vorweichen, Abspülen oder mechanisch wirkendes Bürsten verstärkt werden. Beispiele hierftir sind Geschirrspüler, Autowaschstationen oder Flaschenwascheinrichtungen.

Diese Verfahren erfordern größere Mengen warmes Wasser. Ein Teil der Wärme wird auch auf die zu reinigenden Objekte übertragen, wodurch ein großer Energieverbrauch entsteht. Es ist weiterhin eine lange Einwirk-bzw. Weichzeit notwendig, wodurch der Durchsatz eingeschränkt wird. SchlieJ3lich ist zur Erzielung hygienischer Oberflächen eine sorgfältige Nachspülung erforderlich.

Mechanische Vorrichtungen erfordern Antriebs-und Übertragungselemente, die störanfällig sind und einem Verschleiß unterliegen.

Es sind auch Dampfstrahlgeräte zum Reinigen bekannt. Hier wird der Wasserbedarf verringert, aber es ist eine höhere Temperatur erforderlich. Der Dampf kondensiert an den Körpern und überträgt damit ebenfalls sehr viel Energie auf diese.

Gemäß DE OS 4326601 werden nach der Reinigung von Flaschen mit Lauge und einer Heißwasserspritzung diese zusätzlich mit Dampf/Heißwasser mehrfach besprüht. Damit wird eine höhere Temperatur und somit bessere Keimabtötung erzielt. Der Aufwand an Maschinentechnik und Energie ist aber sehr groß.

In der DE OS 1497779 wurde vorgeschlagen, gleichzeitig mit einem Wasserstrahl mit Ultraschall auf die Oberfläche einzuwirken, um die Schmutzablösung zu verbessern. Dazu soll ein Laserstrahl auf die Aufprallstelle des Wasserstrahls gerichtet werden. In der Praxis hat sich dieses Verfahren bisher nicht durchgesetzt.

Durch die DE OS 4315318 ist bekannt, örtlich begrenzt Wärme auf Etiketten an Glasbehältem aufzubringen. Dieses erfolgt durch Kontakt mit einer Heizeinrichtung. Durch die Erwärmung wird der Klebstoff erweicht, so daß das Etikett entfernt werden kann. Die gezielte Wärmeeinwirkung ist effektiv, aber örtlich begrenzt, sie dient nur der Ablösung von Etiketten.

Die Verfahren benötigen insgesamt viel Wasser, Energie, sowie hohen maschinentechnischen Aufwand und belasten die Umwelt durch die eingesetzten Reinigungsmittel.

Allgemein ist die Erwärmung von Körpern und Flüssigkeiten durch Hochfrequenzstrahlen (dielektrische Erwarmung) bekannt. Die Wirkung des hochfrequenten elektrischen Feldes ist von den jeweiligen dielektrischen Eigenschaften der Körper abhängig.

Eine diesbezügliche Anwendung zur Reinigung ist bisher nicht bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Erhitzung auf den Bereich der Verunreinigungen zu konzentrieren, und eine schmutzablösende Wirkung ohne längeres Einweichen oder direkte mechanische Bearbeitung, sowie eine Abtötung von Mikroorganismen zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Weitere spezielle Ausgestaltungen der Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Quell-und Lösungsgeschwindigkeit mit steigender Temperatur des Lösungsmittels zunimmt und daß Dampfblasen eine große mechanische Wirkung besitzen.

Mit einer Mikrowellenerwärmung kann eine Flüssigkeit in sehr kurzer Zeit auf Siedetemperatur erhitzt werden. Das trifft auch auf Mikroorganismen zu, die wie alle Lebewesen ca. 70% Wasser enthalten. Mit der Mikrowellenbestrahlung wird somit kurzzeitig eine hohe Erhitzung der aufgebrachten Flüssigkeit einschließlich der an den Körper anhaftenden Verunreinigung erzielt. Durch die im Bereich der Verunreinigung entstehende hohe Flüssigkeitstemperatur wird diese auf-bzw. abgelöst und es werden Mikroorganismen abgetötet. Damit ist eine Bedingung für ein schnellstmögliches An-und Ablösen von Verunreinigungen hergestellt.

Durch eine weitere Erhitzung bis zur Siedetemperatur entstehen im Bereich der Verschmutzungen Dampfblasen, die durch ihre Wirkung ebenfalls eine Ablösung der Verschmutzungen hervorrufen. Um die Wirkung bis zum Ablösen sämtlicher Verschmutzungen aufrecht zu erhalten, ist die weitere Zuführung einer hierfür ausreichenden Flüssigkeitsmenge erforderlich.

An-und abgelöste Verschmutzungen/Verklebungen können dann mit bekannten Verfahren entfernt werden.

Eine größere Erwärmung des Körpers mit kleinem dielektrischen Verlustfaktor (Glas, Keramik und bestimmte Kunststoffe) erfolgt nicht.

Nachfolgend soll das Verfahren an einem Beispiel erläutert werden : Fig. 1 zeigt eine Reihe von Mehrwegflaschen, wie sie in der Getränkeindustrie Verwendung finden.

Nachdem die Flaschen gewendet sind, findet eine Restentleerung statt, anschließend werden auf herkömmliche Weise lose Verunreinigungen abgespült. Hierbei wird die Flasche innen und außen gleichmäßig befeuchtet, der Flüssigkeitsfilm wird nun wärend der gesamten Behandlungszeit durch Besprühen oder ähnliche Methoden aufrechterhalten. Die zu reinigende Flasche wird durch eine Schleuse in das HF-Feld gefördert und verbleibt dort bis der gewünschte Ablöseeffekt der Verunreinigungen zu verzeichnen ist, als sinnvoll hat sich eine Energiedichte von über 45 Watt/dm'herausgestellt. Die Flasche verläßt dann das HF-Feld wiederum durch eine Schleuse und wird intensiv gespült. Wenn erforderlich, kann dieser Zyklus mehrmals wiederholt werden. Wird zum Ende des letzten Behandlungszyklusses das Befeuchten eingestellt bzw. reduziert, ist die Flasche weitestgehend von Mikroorganismen befreit.