| Patentansprüche
1. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, ozonisiertem Wasser, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik einzeln und in kombinierter Anwendung.
2. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, ozonisiertem Wasserelektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck-Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik, gemäss
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ozon, ozonisiertes Wasser, elektrolytisch oxidative Radikale im Wasser, UV-C Bestrahlung, elektrostatische Spraytechnologie, überdruck-Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik zusammen in synergetischer Kombination oder einzeln zur Erreichung einer rückstandsfreien Desinfektion eingesetzt werden.
3. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik, gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vorzugsweise folgende technischen Hilfsmittel beinhaltet:
1. Ozonerzeuger, vorzugsweise mit Kathodenentladung, bestehend aus Luftkompressor,
Luftentfeuchter, Sauerstofferzeuger, Ozonmesssonde, Ozon- Alarm für Ozongehalt in Luft, Ozongaskompressor, Ozongasdrucktank (15 atm) und dazugehörenden Zu- und Ableitungen, Gasflussmeter, Druckmanometern Elektrischer Steuerung,
Ozonkonzentrations- Messgerät.
2. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nm in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
3. Automatisch elektronisch gesteuerter Luftbefeuchter mit vorzugsweise einer Luft- Jet Düse mit Ventilator zur Vernebelung von Ozonwasser oder EOW (elektrolytisch hergestelltes oxidatives Wasser), gesteuert mit einem elektronisch schaltbaren Hygrometer zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit je nach Bedarf und Applikation.
4. Elektrolysen-Anlage zur Herstellung von oxidativen Radikalen im Wasser, die entweder sowohl mit Diamant- wie auch mit anderen Elektroden-Typen aus Platin oder Legierungen funktionieren, oder aus anderen geeignete Materialien hergestellt sind.
Dabei können Elektrolyseanlagen, welche mit Diamant beschichteten Elektroden in einer elektrolytischen Reaktions- Kammer arbeiten, oder elektrolytische Zylinder - Reaktoren mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden, verwendet werden. 5. Steuerungseinheit zur automatischen oder manuellen Kontrolle und Synchronisation des Desinfektion - Prozesses mit ozoniertem Wasser, Ozon-Gas, Wassernebel mit oxidativen Radikalen, UV-C direkt und indirekt Bestrahlung in den Wellenlängen 185 nm (Ozon erzeugend) und 254 nm (Biozid in direkt und indirekt Bestrahlung).
6. Elektrisches Versorgungssystem mit Generator und/oder Sonnenkollektoren, und/oder mit elektrischer Netzversorgung vorzugsweise mit einem Leistungsbedarf von 150 KVA oder auf Projekt-Grösse abgestimmt
7. Kunststoff— Tanks mit Belüftung in genügender Grosse und Druckresistenz bis zu 4 bar zur Aufnahme und Produktion von ozoniertem Wasser, und für das elektrolysierte oxidative Wasser inklusive Mischsysteme über Venturi-, Vortex- und Bubble -Mixer, und katalytischem, thermischen oder chemischem Rest-Ozon,
Chlorgas und Wasserstoff- Vernichter.
8. Tränkebecken und Tränkeleitungen mit Nippeln.
9. Fahrbare Balkensprayanlage mit elektrostatischen, Luft assistierten Düsen, mit unten angebrachten UV-C Lampen ( mit 254 nm Strahlungs- Wellenlänge) bestückt.
10. Eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung mittels Luftkompressor, zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC — Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden oder andere geeignete Düsen Typen.
11. Fussbadbecken für Personen und Tiere mit elektrolysiertem oxidativem Wasser (EOW) gefüllt.
12. Hochdruckreiniger mit oxidativem Wasser (EOW) betrieben.
13. Ozon - und EOW - Wasser Duschen (EOW = Elektrolysiertes oxidatives Wasser) für Tier — Körper- und Euterpflege.
14. Waschanlage für Melkanlage und Melkgeschirr mit oxidativen Radikalen im Wasser, mit saurer und/oder alkalischer Spül - Möglichkeiten zur Implementierung der CIP
Putz-Methode ( Cleaning in Place)
15. Luftventilatoren zur Erzeugung eines überdrucks und zur Lüftung im Stall oder in geschlossenen Räumen, mit Heizungs- oder Kühtungselementen.
16. Sonnenkollektoren zur Gewinnung von elektrischem Strom und zur Wärmegewinnung mittels Sonnenwärmekollektoren und Wärmepumpen.
4. Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Personen, Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik, gemäss Anspruch 1 und 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vorzugsweise folgende Prozessschritte beinhaltet:
1. Desinfektion von Mensch, Tieren und Gegenständen mittels Duschen mit elektrolytisch hergestellten oxidativen Radikalen im Wasser EOW vor dem Stalleintritt und in die Steril-Zonen. (Zeichnung 2)
2. Desinfektion von Menschen, Tieren und Gegenständen mittels Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik im Stallbereich für die elektrostatische Spray-Desinfektion der Tiere mittels eines Sprühbalkens (Zeichnung 1) , für die Trinkwasser-Desinfektion, für die Huf- und Klauendesinfektion, für die
Futtermitteldesinfektion im Silo und am Fressplatz, für die Fliegen- und Ungeziefer- Bekämpfung, für die Feucht-Regulierung und Luftumwälzung und Luftreinigung und Luftentkeimung (Zeichnung 3) und zur Verhinderung des Eintrittes von Keimen und Erregern durch Türen und Fenster während der Einstallens-Periode der Tiere. 3. Desinfektion von Menschen, Tieren und Gegenständen mittels Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, und elektrostatischer Spraytechnologie vor allem zur Stalldesinfektion vor und nach dem Einstallen der Tiere zur Verhinderung von Infektions- und Krankheitsübertragungen als Quarantäne- Massnahme. |
Verfahren und Applikationstechnik zur rückstandsfreien Desinfektion, von Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, elektrolytisch oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs-Technik.
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein neues Desinfektions-, Hygienisierungs- und Krankheitspräventions- Verfahren zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheitsprävention von Haustieren und Personen, von Geflügel- und Viehställen, und anderen privaten und öffentlichen Einrichtungen und Gebäuden mit Hilfe von Ozon, ozoniertem Wasser, elektrolytisch aus Wasser hergestellten oxidativen Radikalen, direkter und indirekter UV-C Licht Bestrahlung, unter Verwendung von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und überdruck-Ventilation- und Befeuchtungs-Technik zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
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Stand der Technik
Zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheitsprävention von Haustieren und Personen, von Geflügel- und Viehställen und anderen privaten und öffentlichen Einrichtungen und Gebäuden werden bis heute mehrheitlich giftige Chemikalien verwendet, die auf Tiere, Personen und Umwelt toxische Nebenwirkungen haben und bei Pathogenen, Bakterien, Viren, Schimmeln, Pilzen, Hefen und Insekten unter anderem in Langzeitanwendung Resistenzen verursachen und oftmals nach der Anwendung toxische Rückstände zurücklassen.
Der Einsatz von toxischen und in Pathogenen Resistenzen bildenden Chemikalien ist deshalb sehr umstritten, da diese die vollständige Desinfektion nicht mehr garantieren und zudem oft für Tiere und Menschen und Umwelt schädlich sind. Zudem war es bis heute schwierig und praktisch unmöglich, ein allumfassendes und integriertes Dekontaminations-, Desinfektionsund Infektions-Präventionssystem mit dem Einsatz einer einheitlichen Desinfektions- und Dekontaminations-Technologie zu gewährleisten, das alle Ansprüche, Auflagen und Parameter für eine effiziente und nachhaltige Desinfektion und eine effiziente Infektions-Prävention garantieren konnte.
Mit der weltweiten Verbreitung von Viren und Bakteriosen, wie z.B. SARS und dem Vogelgrippevirus N5H1 etc., die zu gefürchteten Pandemien ausarten können, drängen sich sichere Verfahren für die gleichzeitige Infektions-Prävention, die Desinfektion, Hygienisierung, Quarantänesanierung und Ausbreitungs-Verhinderung von pandemischen Krankheitserregern auf.
Die heute bekannten Desinfektionstechniken mit Ozon-Gas und mit ozoniertem Wasser oder direkter und indirekter UV-C Strahlung (Wellenbereich 254nm) in alleiniger Anwendung haben bis heute in der Praxis für Oberflächen- und Raumdesinfektionen keine genügenden Desinfektionsresultate gezeigt.
In der Praxis Hessen sich pathogene Mikroben nur um den Faktor 2-3 log reduzieren.
Probleme haben sich vor allem beim Ausbringen des Ozons ergeben,- einerseits bei der Gas- Applikation wegen zu geringer Luftfeuchtigkeit während der Anwendung, andererseits bei der
Applikation durch Druckdüsen mit mehr als 2atm Druck, wo das im Wasser gelöste Ozon ausgast und für die Desinfektion nicht mehr verfügbar ist.
Eigene Forschungs-Studien in den letzten 10 Jahren haben eindeutig gezeigt, dass die alleinige Desinfektion mit Ozon, elektrolytisch aus Wasser hergestellten oxidativen Radikalen, oder UV- C Bestrahlung alleine unbefriedigende Desinfektions-Resultate zeigten, während dem in einer Kombination mit Ozon, elektrolytisch aus Wasser hergestellte oxidative Radikalen, UV-C Strahlung und geeigneter Luft-Befeuchtungs-Technik, kombiniert mit der geeigneten Sprüh- und Applikationstechnologien exzellente Desinfektionsergebnisse bis zu einer Eliminationsrate von 99.99% mit Sicherheit erreicht werden.
Mit der neuen Erfindung in der kombinierten Desinfektions- und Hygienisierungs-Anwendung von Ozon, ozoniertem Wasser, aus Wasser elektrolytisch erzeugten oxidativen Radikalen, direkter und indirekter UV-C Licht Bestrahlung und unter Verwendung von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und überdruck- Ventilations-und Befeuchtungs -Technik können alle Arten von bakteriellen, virösen und von anderen exogenen Pathogenen verursachten Krankheiten bei Menschen und Tieren verhindert und kontaminierte Gegenstände hygienisiert werden.
Die neue Desinfektions- Hygienisierungs- Dekontaminations- und Krankheitspräventions- Technologie ist sauber, bedeutend billiger, effizient, rückstandsfrei und nachhaltig und vor allem Umwelt freundlich und führt insbesondere zu keiner Resistenzbildung bei pathogenen Krankheitserregern und garantiert zusätzlich die Dekontamination von schädlichen Toxinen.
In mehijährigen Versuchen wurden die optimalen Konzentrationen von Ozon, UV-C Strahlung und oxidativen Radikalen im Wasser und Behandlungszeiten eruiert, um eine perfekte Desinfektion von Tieren, Personen und Einrichtungen und Gegenständen zu erreichen.
Der Erfinder hat in mehrjähriger Forschung- und Entwicklungsarbeit im Labor und im praktischen Einsatz das neue Verfahren getestet und perfektioniert und eine Effizienz von nahe 100% erreicht.
Nach Kenntnisstand des Erfinders sind bis heute keine wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiete der Desinfektion und Reinigung von Tieren, Personen, Ställen und anderen
Gegenständen mittels der Kombination von Ozongas, ozonisiertem Wasser und elektrolytisch aus Wasser erzeugten oxidativen Radikalen und UV-C Licht als Biozide gegen gefahrliche
Gesundheit schädigende Bakterien, Viren, Pilzen, Schimmelpilzen und Ungeziefer wie Zecken, Läuse, Wanzen, Würmer und Wurm-Eier etc. und mit den kombinierten Applikations- Techniken der Fumigation und der elektrostatischen Spray- Technologie zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheits- Prävention und Reinigung von Tieren, Personen, Ställen, Melkanlagen, Melkgeschirr, von Tränkewasser, Tränkeinrichtungen und anderen Gegenständen in dieser kombinierten Form veröffentlicht worden, noch wird eine gleichartige kombinierte Technologie für die selben Zwecke heute irgendwo eingesetzt.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines neuen, kostengünstigen, Umwelt freundlichen und biologischen nachhaltigen Verfahrens zur Desinfektion, Hygienisierung und Krankheitsprävention durch die Eliminierung von Bakterien, Viren, Pilzen, Schimmeln, Hefen, Insekten und Pathogenen bei Menschen und Tieren in Geflügel- und Viehställen und anderen privaten und öffentlichen Einrichtungen und zur Quarantäne-Dekontamination und Hygienisierung von Haustieren, Tierhaltern, Gegenständen, Tränkewasser, privaten und öffentlichen Fahrzeugen und anderen relevanten kontaminierten Objekten und Oberflächen wie zum Beispiel unter anderen in Spitälern, Kinderspielplätzen, Silos und Lebensmittel-Lager etc. mit Hilfe von gasförmigem Ozon, ozoniertem Wasser, elektrolytisch aus Wasser hergestellten oxidativen Radikalen und direkter und indirekter UV-C Bestrahlung, unter Verwendung von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und überdruck-Ventilations-und Befeuchtungs-Technik.
Darstellung der Verfahrenskomponenten
Das Verfahren beinhaltet folgende Technischen Hilfsmittel und Prozessschritte:
1. Ozonerzeuger, vorzugsweise mit Kathodenentladung, bestehend aus Luftkompressor, Luftentfeuchter, Sauerstofferzeuger, Ozonmesssonde, Ozon- Alarm für Ozongehalt in Luft, Ozongaskompressor, Ozongasdrucktank (15 atm) und dazugehörenden Zu- und
Ableitungen, Gasflussmeter, Druckmanometern Elektrischer Steuerung, Ozonkonzentrations- Messgerät.
2. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nm in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
3. Automatisch elektronisch gesteuerter Luftbefeuchter mit vorzugsweise einer Luft- Jet Düse mit Ventilator zur Vernebelung von Ozonwasser oder EOW (elektrolytisch hergestelltes oxidatives Wasser), gesteuert mit einem elektronisch schaltbaren Hygrometer zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit je nach Bedarf und Applikation.
4. Elektrolysenanlage zur Herstellung von oxidativen Radikalen im Wasser, die entweder sowohl mit Diamant- wie auch mit anderen Elektroden-Typen aus Platin oder Legierungen funktionieren, oder aus anderen geeignete Materialien hergestellt sind.
Dabei können Elektrolyseanlagen, welche mit Diamant beschichteten Elektroden in einer elektrolytischen Reaktions- Kammer arbeiten, oder elektrolytische Zylinder - Reaktoren mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden, verwendet werden.
5. Steuerungseinheit zur automatischen oder manuellen Kontrolle und Synchronisation des Desinfektion - Prozesses mit ozoniertem Wasser, Ozon-Gas, Wassernebel mit oxidativen Radikalen, UV-C direkt und indirekt Bestrahlung in den Wellenlängen 185 nm (Ozon erzeugend) und 254 nm (biozid in direkt und indirekt Bestrahlung).
6. Elektrisches Versorgungssystem mit Generator und/oder Sonnenkollektoren, und/oder mit elektrischer Netzversorgung vorzugsweise mit einem Leistungsbedarf von 150 KVA oder auf Projekt-Grösse abgestimmt.
7. Kunststoff - Tanks mit Belüftung in genügender Grosse und Druckresistenz bis zu 4 bar zur Aufnahme und Produktion von ozoniertem Wasser, und für das elektrolysierte oxidative Wasser inklusive Mischsysteme über Venturi-, Vortex- und Bubble -Mixer, und katalytischem, thermischen oder chemischem Rest-Ozon, Chlorgas und Wasserstoff- Vernichter.
8. Tränkebecken und Tränkeleitungen mit Nippeln.
9. Fahrbare Balkensprayanlage mit elektrostatischen, Luft assistierten Düsen, mit unten angebrachten UV-C Lampen ( mit 254 nm Strahlungs- Wellenlänge) bestückt.
10. Eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung mittels Luftkompressor, zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter
Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung des DC — Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden oder andere geeignete Düsen Typen.
11. Fussbadbecken für Personen und Tiere mit elektrolysiertem oxidativem Wasser (EOW) gefüllt.
12. Hochdruckreiniger mit oxidativem Wasser (EOW) betrieben.
13. Ozon - und EOW - Wasser Duschen (EOW = Elektrolysiertes oxidatives Wasser) für Tier - Körper- und Euterpflege.
14. Waschanlage für Melkanlage und Melkgeschirr mit oxidativen Radikalen im Wasser, mit saurer und/oder alkalischer Spül - Möglichkeiten zur Implementierung der CIP Putz- Methode ( Cleaning in Place)
15. Luftventilatoren zur Erzeugung eines überdrucks und zur Lüftung im Stall oder in geschlossenen Räumen, mit Heizungs- oder Kühlungselementen.
16. Sonnenkollektoren zur Gewinnung von elektrischem Strom und zur Wärmegewinnung mittels Sonnenwärmekollektoren und Wärmepumpen.
Darstellung der bioziden und reaktiven Verfahrenskomponenten
Ozon
Ozon, 03, ist die 3-atomige Form von Sauerstoff. Ozon ist hoch reaktiv und das stärkste bekannte Oxidation-Mittel. Es ist 51 mal reaktiver als Chlorin und 3125 mal schneller in der Vernichtung von Mikroorganismen.
Ozon ist ein hoch unstabiles Molekül in Gasform, das in kurzer Zeit (ca. 20 Minuten) wieder in Sauerstoff =2 zerfällt.
Ozon wird durch UV-C Strahlung (185 nm) oder durch Corona Kathoden-Entladung mit ca. 7000 Volt erzeugt, oder elektrolytisch aus Wasser hergestellt.
Ozon ist besser in Wasser löslich als Sauerstoff.
Ozon ist gasförmig, von bläulicher Farbe, stark riechend und bei 0.1 mg pro Liter Luft in permanenter Exposition unschädlich. Ozon wirkt durch das Abspalten eines Sauerstoff-Atoms bei Kontakt mit organischen oder anorganischen Verbindungen und führt unter dem Einfluss von Feuchtigkeit, <65% RH, zu einer Oxidation zum Teil durch Bildung von hochreaktiven oxidativen Radikalen.
Solche Oxidationen mit Zellmembran-Molekülen führen zur Auflösung (Lysis) von Zellwänden und Membranen von Eukarionten, die zur Vernichtung von allen Pilzen, Bakterien, Viren, Hefen und deren Sporen, sowohl als auch von Insekten und deren Gelegen führt.
Ozon kann die mehrschichtigen Zellwandstrukturen von Menschen, höheren Tieren und Pflanzen bei kurzer Expositiondauer nicht auflösen.
Ozon wirkt im kurzen Kontakt Prinzip und hinterlässt keine Rückstände, da es in kurzer Zeit wieder in Sauerstoff zerfällt.
Ozon hinterlässt bei kurzer Einwirkungsdauer keine Schäden bei Menschen höheren Tieren und Pflanzen.
Ebenfalls verursacht Ozon keine Resistenzen bei Mikroben oder Pathogenen.
Ozon ist deshalb ein äusserst effektives Biozid gegen alle Pilze, Bakterien, Viren, Hefen, Biofilme, Protozoen und höhere Lebewesen wie kleine Insekten, Würmer, Spinnmilben und andere Schad-Parasiten.
Zulassungen
Ozon ist seit dem 26. Juni 2001 von der FDA (USA Food and Drag Administration) als Zusatzstoff im Direktkontakt mit Lebensmitteln gestattet.
Ebenfalls wurde der Einsatz von Ozon in der Landwirtschaft vom USDA (United States Department of Agriculture) 2002 gestattet.
Ozon is ebenfalls als Desinfektions-Mittel von der EPA (Environmental Protection Agency) in den USA gestattet.
UV-C Licht
UV-C Licht, als elektromagnetische Direkt-Strahlung hat im Wellenbereich von 254 nm (Nanometer) optimale biocide Wirkung gegen Bakterien, Viren, Hefen und Insekten.
Die UV-C Strahlung bewirkt bei Mikroorganismen in erster Linie die durch Photonen- Absorption hervorgerufene Beschädigung von RNS (Ribonukleinsäure) und DNS (Desoxiribonukleinsäure) im Helix-Strang des Zellkern-Genoms durch Verklebung und Verkittung der DNS-Helix Baseendpaare und verunmöglicht somit die Informations- Duplikation für die Zellteilung und in zweiter Linie zerstört es Molekülbindungen in der Zellmembranen in pathogenen Mikroben.
Im Wellenbereich von 185 nm (Nanometer) erzeugt UV-C Strahlung Ozon, welches unter hoher Luftfeuchtigkeit hoch oxidative labile Radikale i.e. Hydroxylverbindungen auch AOS (Advanced Oxidation Species) genannt, erzeugt, die die Wirkung von Ozon als Biozid wesentlich verstärken, (mikrobielles Hürdeprinzip).
Zulassung
UV-C Bestrahlung von Lebewesen und Lebensmitteln und Oberflächen und Räumen ist seit 1997 von der FDA in den USA zugelassen und auch in der Deutschen Strahlenschutzverordnung.
Für die Effizienz der UV-C Strahlung ist die Strahlendosis entscheidend, die in nϊW/sec/cm2 (milli Watt pro Sekunde pro Quadrat-Zentimeter bestrahlter Fläche) angegeben wird.
Die Dosis zur Eliminierung von Mikroorganismen beträgt_ vorzugsweise 4 bis 20 mW/sec/cm2 (abhängig von Art)
Für Schadinsekten ca. 50 bis 150 mW/sec/cm2 (abhängig von Art)
Elektrostatische Spray-Technologie
Eine elektrostatische Spraydüse gem. Abbildung Annex 10 beinhaltet eine in Keramik eingebettete Elektrode aus Stahl und eine Zuführung von Luft, eine Zuführung für die Spray - Flüssigkeit und eine Zuführung in Form eines Kabels für den Strom.
Eine elektrostatische Spray-Einheit beinhaltet eine oder mehrere Elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und gross volumiger Luftunterstützung zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur
Erzeugung des DC — Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden.
Elektrolytisch hergestelltes, oxidatives Wasser (EOW)
Elektrolytisch oxidatives Wasser (EOW) oder chemisch aktives Wasser zerstört Keime, Pilze, und Insekten durch oxidative Radikale nicht chemisch, sondern physikalisch.
Wegen seines hohen oxidativen Reduktionspotentials (ORP) beschädigt "Aktives Wasser" die Zellwand-Membranen von Pathogenen.
Der Krankheitserreger ist komprimitiert, was zu einer osmotischen oder hydrogenen überlastung im Zellinneren fuhrt.
Die beschädigten Zellmembranen erlauben einen erhöhten Wassertransfer zwischen den Zellmembranen, was zu einer hydrogenen überflutung der Zellen führt und diese schneller gefüllt werden, als die Zellen sich des Wassers entledigen können.
Diese Tatsache führt zu einem Zerplatzen der Zellen, respektive zum Zelltod durch Druckexplosion in wenigen Sekunden.
Da es sich um ein physikalisches Zerstörungsprinzip handelt, ergeben sich nachweislich keine Resistenzen bei Pathogenen.
Prinzip der Elektrolyse (verg. Bild Annex P
Beispiel einer Elektrolyse mit einer Zinkiodid - Lösung (Elektrodenmaterial beliebig)
Verbindet man zwei Metallplättchen (Elektroden) mit jeweils einem Kabel und einer Vorrichtung die Gleichstrom erzeugt z.B. einer Batterie oder einem Gleichrichter - und überführt diese Plättchen in ein Becherglas mit wässriger Lösung (Beliebige Ionen) und legt nun eine Spannung an, so bildet sich an beiden Metallplättchen ein Stoff, dessen Ionen In der Lösung vorhanden sind.
Die Spannungsquelle bewirkt einen Elektronenmangel in der mit dem Pluspol (Anode) verbundenen Elektrode und einen Elektronenüberschuss in der anderen, mit dem Minuspol (Kathode) verbundenen Elektrode. Die wässrige Lösung zwischen der Kathode und Anode enthält Elektrolyte, das sind positiv oder negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Kationen in einer Elektrolysezelle wandern durch das Anlegen einer Spannung zur negativ geladenen Kathode (Anziehung entgegen gesetzter Ladungen). An der Kathode nehmen sie ein oder mehrere Elektronen auf und werden dadurch reduziert.
An der Anode läuft der entgegen gesetzte Prozess ab. Dort geben die negativ geladenen Anionen Elektronen ab, das heißt sie werden oxidiert. Die Zahl der durch die Reduktion an der Kathode verbrauchten Elektronen entspricht den von der Anode aufgenommenen Elektronen. Bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung entsteht die gleiche Volumenmenge
Wasserstoffgas wie Chlorgas. Bei der Elektrolyse von Wasser entsteht doppelt so viel Wasserstoffgas wie Sauerstoffgas, da die zwei positiv geladenen Protonen eines Wassermoleküls zur Kathode wandern und dort jeweils ein Elektron aufnehmen müssen damit sich Wasserstoff bildet, während das doppelt negativ geladene Sauerstoffanion an der Anode gleich zwei Elektronen abgeben muss, um sich zum Sauerstoffmolekül zu verbinden.
Die Spannung, die zur Elektrolyse mindestens angelegt werden muss, bezeichnet man als Abscheidungspotential, bei der Elektrolyse von Wasser oder bei wässrigen Salzlösungen spricht man auch von der Zersetzungsspannung. Diese Spannung (oder eine höhere Spannung) muss angelegt werden, damit die Elektrolyse überhaupt abläuft. Für jeden Stoff, für jede Umwandlung von Ionen zu zwei oder mehratomigen Molekülen kann die Zersetzungsspannung, das Abscheidepotential anhand des Redoxpotentials ermittelt werden. Aus dem Redoxpotential erhält man noch viele andere wichtige Hinweise für die Elektrolyse, beispielsweise zur elektrolytischen Zersetzung von Metallelektroden in Säure oder zur Verminderung von Zersetzungsspannung durch Abänderung von pH- Werten.
Beispielsweise lässt sich durch das Redoxpotential berechnen, dass die Bildung von Sauerstoff an der Anode bei der Elektrolyse von Wasser in basischer Lösung (Zersetzungsspannung: 0,401 V) unter geringerer Spannung abläuft als in saurer(Zersetzungsspannung: 1,23 V) oder neutraler (Zersetzungsspannung: 0,815 V) Lösung, an der Kathode hingegen bildet sich leichter Wasserstoff unter sauren Bedingungen, als unter neutralen oder basischen Bedingungen).
Sind in einer Elekrolytlösung mehrere reduzierbare Kationen vorhanden, so werden nach der Redoxreihe zunächst die Kationen an der Kathode reduziert, die in der Redoxreihe (Spannungsreihe) ein positiveres (schwächer negatives)Potential haben, die also dem 0 Potential der Proton- Wasserstoff Elektrodenspannung möglichst nahe kommen. Bei der Elektrolyse einer wässrigen Kochsalzlösung bildet sich an der Kathode normalerweise Wasserstoff und nicht Natrium. Auch beim Vorliegen von mehreren Anionenarten, die oxidiert werden können, kommen zunächst diejenigen zum Zuge, die in der Redoxreihe möglichst nahe am Spannungsnullpunkt, also ein schwächeres positives Redoxpotential besitzen. Normalerweise entsteht bei der Elektrolyse von wässriger NaCl an der Anode also Sauerstoff und nicht Chlor. Nach überschreiten der Zersetzungsspannung wächst mit Spannungszuriahnie proportional auch die Stromstärke. Nach Faraday ist die Gewichtsmenge eines elektrolytisch gebildeten Stoffs proportional zu der geflossenen Strommenge (Stromstärke multipliziert mit der Zeit). Für die
Bildung von 1 g Wasserstoff (ca. 11,2 Liter, bei der Bildung eines Wasserstoffmoleküls werden zwei Elektronen benötigt) aus wässriger Lösung wird eine Strommenge von 96485 C (As)=lFaraday benötigt. Bei einer Stromstärke von 1 A zwischen den Elektroden dauert die Bildung von 11,2 Litern Wasserstoff also 26 Stunden und 48 Minuten.
Neben dem Redoxpotential ist noch die überspannung (das überpotential) von Bedeutung. Auf Grund von kinetischen Hemmungen an Elektroden benötigt man häufig eine deutlich höhere Spannung als sich dies aus der Berechnung der Redoxpotentiale errechnet. Die überspannungseffekte können je nach Materialbeschaffenheit der Elektroden - auch die Redoxreihe ändern, so dass andere Ionen oxidiert oder reduziert werden als dies nach dem Redoxpotential zu erwarten gewesen wäre. Kurz nach Abschaltung einer Elektrolyse kann man mit einem Amperemeter einen Stromausschlag in die andere Richtung feststellen. In dieser kurzen Phase setzt der umgekehrte Prozess der Elektrolyse, die Bildung einer galvanischen Zelle ein. Hierbei wird nicht Strom für die Umsetzung verbraucht, sondern es wird kurzzeitig Strom erzeugt; dieses Prinzip wird bei Brennstoffzellen genutzt.
Wenn man durch eine Elektrolyse eine Trennung einzelner Moleküle oder Bindungen erzwingt, wirkt gleichzeitig ein galvanisches Element, dessen Spannung der Elektrolyse entgegenwirkt. Diese Spannung wird auch als Polarisationsspannung bezeichnet.
Elektroden
Es gibt nur wenige Anoden-Elektroden, die während der Elektrolyse innert bleiben - also überhaupt nicht in Lösung gehen. Platin, Kohle resp. Diamant sind Materialien, die sich während einer Elektrolyse überhaupt nicht auflösen. Es gibt auch Metalle, die sich trotz stark negativem Redoxpotentials nicht auflösen. Dies wird als „Passivität" bezeichnet. Eine Eisenanode, die mit konzentrierter Salpetersäure behandelt wurde, löst sich nicht auf und es gehen keine Eisen (II) oder (ffl)-Kationen in Lösung; sie hat „Passivität".
Hemmungserscheinungen an der Anode, die bei der Sauerstoffbildung zu einer überspannung führen, beobachtet man bei Diamant und Platinanoden (überspannung: 0,44 V). Bei diesen entsteht bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung Chlor statt Sauerstoff. An Zink-, Blei-(überspannung: 0,78 V) und besonders Quecksilberkathoden (0,80 V) zeigen Wasserstoffprotonen eine erhebliche überspannung und die Bildung von Wasserstoff erfolgt erst bei einer viel höheren Spannung. Die erhebliche überspannung von Wasserstoff an der
Quecksilberkathode, in der das Natrium als Amalgam gebunden wird und daher dem Gleichgewicht entzogen wird, nutzt man zur technischen Herstellung von Natronlauge. Durch die erhebliche überspannung an dieser Elektrode bei der Wasserstofϊbildung ändert sich die Redoxreihe und statt Wasserstoffprotonen wandern nun Natrium-Kationen zur Quecksilberkathode.
Elektrolyse von Wasser
Die Elektrolyse von Wasser besteht aus zwei Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden ablaufen. Die Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe von etwas Kochsalz besser leitend gemacht wird, wobei dann anstatt Sauerstoff Chlor gewonnen wird.
Positiv geladene Hydronium-ϊonen (H3O+) wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoff-Molekül vereinigen. übrig bleiben Wasser-Moleküle.
2 H3O+ + 2 e- → H2 + 2 H2O
Der abgeschiedene, gasförmige steigt an der Kathode auf.
Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern die negativgeladenen Hydroxid-Ionen.
Jedes Hydroxid-Ion gibt ein Elektron an den Plus-Pol ab, so dass Sauerstoff-Atome entstehen, die sich zu Sauerstoff-Molekülen vereinigen resp. bei NaCl Zugabe zu Chlor-Molekülen.
Die übrig bleibenden H+-Ionen werden umgehend von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen neutralisiert.
4 OH- → O 2 + 2 H 2 O + 4 e-
Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als farbloses Gas an der Anode auf. Die Gesamtreaktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser lautet:
4 H 3 O+ + 4 OH- → 2 H 2 + O 2 + 6 H 2 O
Die auf der linken Seite stehenden Hydronium- und Hydroxid-Ionen entstammen der Autoprotolyse des Wassers:
8 H 2 O → 4 H 3 O+ + 4 OH-
Man kann die Elektrolysegleichung daher auch folgendermaßen schreiben:
8 H 2 O → 2 H 2 + O 2 + 6 H 2 O
bzw. nach Kürzen des Wassers:
2 H 2 O → 2 H 2 + O 2
Hydroxidion
Das Hydroxidion ist ein negativ geladenes Ion, das entsteht, wenn Basen mit Wasser reagieren. Seine chemische Formel lautet OH-.
Eine allgemeine Base B reagiert nach folgendem Schema mit Wasser:
-I- H 2 O ^ v+ H OH "
Anhand der Konzentration der Hydroxidionen kann man den pH- Wert der entstandenen Lösung ermitteln. Dazu berechnet man erst den so genannten pOH-Wert.
pOH = -hg c(OH " )
Und daraus den pH- Wert:
pH = k - pOH
Zu jeder Temperatur gibt es jeweils ein k.
Unter Normbedingungen ist k= -14.
Hydroxidionen sind auch in reinem Wasser bei 2O 0 C in einer Konzentration von 10 "7 mol • l "1 enthalten. Das hängt mit der Autoprotolyse des Wassers nach folgender Reaktionsgleichung zusammen:
H 2 O + H 2 O ^ H ä 0 + + OH "
Zulassung
Die innovative Verwendung von Diamant Elektroden — Technologie in der Elektrolyse erhielt vor kurzem grosse Aufmerksamkeit von zahlreichen Universitäts- - Forschungsteams für den Einsatz in der Oberflächen -Desinfektion von Geflügel, Fisch und Fleisch, von Früchten und Gemüse in der Verarbeitungs-Industrie.
Frühe eigene Versuche und Versuchsergebnisse führten zur Einreichung von Bewilligungs- Gesuchen bei der FDA (Food and Drug Administration, USA), welche im Dezember2002 die Bewilligung für die neue Technologie erteilte und mit dem Status"GRAS" (Generally Regarded as Safe) auszeichnete.
Elektrolysiertes oxidatives Wasser erhielt FDA (USA Food and Drug Administration, USDA (United Status Department of Agriculture) und EPA (USA Environmental Protection Agency) - Zulassung für allgemeine Applikationen im Nahrungsmittel-Bereich, für die Nahrungsmittel- Oberflächen Desinfektion, für Milch-, Fleisch- und Restaurant- technische Anwendungen.
Die entsprechenden Seiten der Bewilligungsnummern der FDA und USDA lauten 21 CFR 173, 178, 182, 184 & 198.
Die EPA Bewilligungs- und Publikations-Seite lautet 40 CFR 180.940 und die des National Organic Programms ist 21 CFR 178.1010.
Ozoniertes Wasser
Das durch den Ozongenerator erzeugte Ozon wird mittels verschiedenen Mischsystemen wie zum Beispiel einem Venturi Ventil, einem Vortex- oder Zyklonmischer, einem
Feinblasenmischer (Bubble Mixer) in einem vorzugsweise zylinderförmigen Reaktionstank aus rostfreiem Stahl oder einem anderen Ozon resistenten Material bei vorzugsweise 4,4 bar Druck gemischt. Je nach Wasserqualität kann eine Konzentration des Ozons im Wasser von ca. 8 - 35 ppm respektive ca. 8-35 mg Ozon pro Liter Wasser erreicht werden. Diese Ozon- Wassermischung ist sehr labil und das Ozon wandelt sich rasch wieder in Sauerstoff um.
Deshalb muss Ozonwasser zur Desinfektion in Hygieneanwendungen immer frisch hergestellt werden.
Befeuchtung mittels Mikrozerstäubung
Eine Mikro-Zerstäubung von Ozonwasser oder EOW-Wasser (elektrolytisch hergestellte oxidative Radikale aus Wasser) besteht aus einer oder mehreren Luft assistierten Mikro- Spraydüsen und einem Luftventilator mittels Rotoren. Die Befeuchtungsdistanz eines solchen Ventilators kann bis zu 30 Metern und mehr reichen.
Die Befeuchtung mittels Mikro-Zerstäuber Ventilator wird über ein elektronisch gesteuertes Hygrometer automatisch gesteuert und kann je nach Applikationsbedarf programmiert werden von 0 bis 100 relative Feuchtigkeit der umgebenden Raumluft.
überdruckventilation zur Verhinderung des Eindringens von Pathogenen in die Sterilzonen
Um zu verhindern, dass keine Bakterien, Viren, Insekten und kontaminierter Staub oder kontaminierte Wasser-Mikrotropfen in einen Hygiene- Bereich, wie Stall, Raum oder Gebäude von aussen eindringen können, muss die Hygiene-Zone sehr gut abgedichtet werden, speziell an Fensterrahmen und Türen oder Toren.
Der überdruck wird durch ein Ventilations-Gebläse erzeugt, das gefilterte Aussenluft, die nicht nur mit Staub- und Bakterienfilter gereinigt ist, sondern auch je nach Bedarf Wärme und Feuchtigkeits- konditioniert wird.
Durch die eingeblasene konditionierte Luft entsteht im Raum ein überdruck, der über ein automatisches Luft-Ausström-Ventil entweichen kann. Wenn ein Fenster oder eine Türe im Raum geöffnet wird entweicht nun ebenfalls Luft mit einer minimalen Geschwindigkeit von 1.5 -2 Metern pro Sekunde. Damit wird verhindert, dass keine Bakterien, Viren, Insekten und kontaminierter Staub oder kontaminierte Wasser-Mikrotropfen in einen Hygiene- Bereich, wie Stall, Raum oder Gebäude von aussen eindringen können.
Dekontamination von Fahrzeugen
Es ist essentiell für die Aufrechterhaltung einer ständigen Hygiene in Sterilbereichen, dass keine Kreuzkontaminationen stattfinden können.
Deshalb müssen auch Transportfahrzeuge für Tierbetreuer, Besucher und Tiere selbst, jedes Mal vor und nach Gebrauch und Kontakt mit der Aussenwelt und für Tiere vor und nach der Ein-
und Ausstallung mit EOW Wasser mit einer minimalen Konzentration von 250 ppm gereinigt und desinfiziert werden.
Dekontamination von Personen und Tieren
Zur Verhinderung der Einschleppung von Keimen in einen hygienisierten Stall oder eine Sterilzone ist es ebenfalls unumgänglich, dass die Tiere vorher unter der Vieh- oder Geflügel- Dusche und im Hufen-Bad mit ozoniertem Wasser von 8 ppm/Liter oder EOW - Wasser mit einem ROP (Redoxpotential) von im Minimum 920 mV gewaschen, gereinigt und desinfiziert werden. Das gilt immer auch für alle Personen, die einen Stall, eine Hygienezone oder einen Sterilraum betreten, dass sie sich vorher zwingend mit Ozonwasser duschen und desinfizieren.
Dekontamination von Material
Die gleichen Bedingungen gelten für alles Material, das in eine Hygiene-Zone hineingebracht wird, oder von dort herausgelangt. Mit Ozonwasser oder EOW- Wasser werden alle Utensilien, Kisten und Materialien gründlich mit dem Hochdruckreiniger, falls nötig, gereinigt und gleichzeitig desinfiziert mit dem CIP Prinzip (Cleaning in Place)
Dekontamination von Innen und Aussenflächen
Alle Wände, Boeden, Dielen und andere Oberflächen von Tischen Mobiliar, Maschinen und anderen Einrichtungen werden mit dem Hochdruckreiniger oder anderen Hilfsmitteln mit EOW regelmässig gewaschen und desinfizier. Damit diese Desinfektion auch Fugentief geschieht und an Stellen, wo konventionelle Geräte nicht hinkommen, werden UV-C Lampen mit Schutzschild oder in Belüftungs- Textil-Schläuchen integriert, die während der Nacht oder durch den Tag eine Ozonkonzentration von 0,1 ppm pro Liter Luft aufrecht erhalten können. Die Anzahl der Lampen richtet sich nach dem Raumvoiumen. Man kann bei einer 330 W UV-C Ozon produzierenden Lampe damit rechnen, dass 1 Lampe pro 100 m3 für diesen Fumigations- Zweck ausreichend ist.
Desinfektion durch Waschung
Es ist darauf zu achten, dass sämtliches Material, Utensilien, Maschinen und Einrichtungen regelmässig, d.h. täglich einmal und in Lebensmittel- und Kleintieranwendungen alle 4 Stunden erfolgt.
Reinigungen und Waschungen können mit Ozonwasser oder EOW- Wasser erfolgen.
Desinfektion durch Fumigation
Die Desinfektion von Hygiene- Zonen und Sterilräumen, vollen und leeren Futtersilos, auch zur
Futterdesinfektion, vorzugsweise durch eine Fumigation mit Ozon-Gas, das mit Katoden- Entladung produziert wird, oder durch Ozone produzierende UV-C Lampen bewerkstelligt.
Dabei ist zu beachten, dass die Konzentration des Ozongases im Minimum 300 ppm beträgt, um eine vollständige Desinfektion auch in Ritzen und Spalten zu erreichen. Bei diesem Vorgang ist es wichtig, dass mittels des Feinnebel- Zerstaeubers mit EOW- Wasser eine Luftfeuchtigkeit im
Raum von 100% erreicht werden kann, was die Reaktionseffizienz des Ozons wesentlich verbessert (1-2 log bessere Keimreduktion).
Desinfektion durch UV-C Bestrahlung
Die Desinfektion mit UV-C Bestrahlung erfolgt mit UV-C Lampen im Strahlungsbereich von einer Wellenlänge von 254 nm. Diese Methode der Desinfektion wird vor allem verwendet um mittels eines Balken- Sprüh- und Bestrahlungs- Wagens über einen Tierbestand wie Geflügel oder Schweine zu fahren, um durch die Direktstrahlung die Tiere in Kombination mit Ozonwasser oder EOW- Wasser zu duschen.
Gleichzeitig werden die Tiere mit genügend Sonnenlicht, respektive UV-Strahlung versorgt, die wichtig ist für den Calcium und Vitamin C Stoffwechsel. Geflügel, Rinder und vor allem Schweine reagieren postiv auf diese Behandlung, da damit eine optimale Versorgung der Knochen mit Calcium garantiert und deshalb weniger Bein- und Standprobleme auftreten. Ebenfall ist dieser Umstand in der Eierproduktion bei Auslauf- Legehühnern zu berücksichtigen, und bringt wesentliche Vorteile für die Ei- Schalen- Qualität und die Legeleistung.
LOESUNG DER ERFINDUNG
Die erfinderische Lösung zur Erreichung und Implementierung der Parameter zur rückstandsfreien Desinfektion, Dekontamination, Hygienisierung und Krankheitsprävention von Tieren, Personen und in Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen und zur Quarantäne-Dekontamination und Hygienisierung von Ställen, von Tierhaltern,Gegenständen,
Tränkewasser, Fahrzeugen und anderen relevanten kontaminierten Objekten und Oberflächen ist durch die Merkmale der unabhängigen Patent- Ansprüche definiert.
Gemäss der Erfindung weist ein Verfahren zur Anwendung in der Desinfektion, der
Dekontamination, der Hygienisierung und der Krankheitsprävention für Tiere und Personen in Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen und in der Quarantäne-Dekontamination und Hygienisierung von Ställen und Tierhaltern, Gegenständen, Tränkewasser, Fahrzeugen,
Melkanlagen und Melkgeschirr und anderen relevanten kontaminierten Objekten und
Oberflächen gegen schädliche Mikroorganismen und Insekten die Art und Weise der Bioeide
(Ozon und UV-C-Strahlung, elektrolysiertes oxidatives Wasser EOW) und deren Herstellung auf und die Art und Weise der Applikations-Technologie und Hilfsmittel in der korrekten
Prozessabfolge für einen effizienten Einsatz.
Die Erfindung bildet ein integriertes System, in welchem die technischen Komponenten zur Ozon- , der UV-C Erzeugung und die Herstellung von elektrolysiertem oxidativen Wasser EOW und die Applikationstechnologie und der folgerichtigen Hilfsmittel in Form von Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und überdruck- Ventilations- und Befeuchtungs-Technik zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche integriert sind.
Dabei liegt der Schwerpunkt der Innovation nicht nur in der Kombination von Ozon und UV-C - Strahlung und elektrolysiertem oxidativen Wasser als neue Anwendung und Hürden- Technologie zur Bekämpfung von durch Mikroben und Insekten etc. hervorgerufenen Infektionen und Kontaminationen, sondern auch in den kombinierten neuen Applikationstechniken und Hilfsmittel mittels Luft assistierter elektrostatischer Spraytechnologie und überdruck- Ventilations- und Befeuchtungs-Technik zur Durchführung des Verfahrens.
Die neue kombinierte Applikationstechnik ist essentiell für den erfolgreichen Einsatz von Ozon und UV-C Bestrahlung und elektrolysiertem oxidativem Wasser EOW und erfüllt alle Parameter zur optimalen Wirkungsweise des neuen Desinfektions- und Dekontaminations- Verfahrens zur Hygienisierung und Krankheitsprävention von Tieren, Personen und in Geflügel- und Viehställen und anderen öffentlichen und privaten Einrichtungen.
Ohne die speziellen Anwendungstechniken ist die Wirkung von Ozonwasser und UV-Strahlung und elektrolysiertem oxidativem
Wasser EOW ungenügend, da die Wirkungsdauer von Ozon wegen der hohen Molekular- Instabilität sehr volatil und nur sehr kurz ist.
Weiter ist die Erfindung innovativ bezüglich des Verfahrens zur Ozonierung des Wassers mittels eines Venturi Ventils und nachfolgendem Vortex Injektionszyklons und dem Feinblasenmischer speziell
für diesen Anwendungszweck entwickelt worden ist und der die Ausgasung des Ozons aus dem Wasser während dem Spray vorgang verhindert.
Mit dieser neuen Injektions-Technik, der innigen Vermischung von Ozon-Gas mit dem Spraywasser, in Kombination mit den speziellen Luft assistierten elektrostatischen Niederdruck- Spray-Düsen (< 1 atm Spray-Druck) kann die Ozon-Konzentration im Sprüh- und Desinfektionswasser bis zu 15 ppm resp. 15 mg/Liter Ozon- Wasser gehalten werden, was den Desinfektionsprozess enorm begünstigt und verbessert. Dadurch kann die Verbleibdauer des desinfizierenden Ozon-Gases im Wasser verdreifacht werden (bis 1 Stunde). Ohne dass sich Ozon-Gas in Sauerstoff umwandelt. Damit kann der Wirkungsgrad von Ozon als Bioeid und Desinfektionsmittel wesentlich gesteigert werden.
Ausführung der Erfindung
Zur Ausführung des Verfahrens und zur Darstellung der verwendeten Applikationstechniken zur rückstandsfreien Desinfektion, von Haustieren, Geflügel- und Viehställen und anderen Einrichtungen mit Ozon, Ozonwasser, elektrolytischen oxidativen Radikalen, UV-C Bestrahlung, elektrostatischer Spraytechnologie, überdruck- Ventilation und Luft-Befeuchtungs- Technik soll der Einsatz der neuen holistischen, rückstandsfreien Desinfektionstechnologie am Beispiel einer grossen Geflügel Masthalle mit Bodenhaltung gezeigt werden.
Die Masthalle für Geflügel
Dimensionen: 60 m x 20 m, Giebel - Höhe, 2500 m3
Die Halle verfügt über 2 Haupttore an der Front und Hinterseite.
Die Halle verfügt über ein seitliches Kippfensterband mit Verdunkelung an beiden Lateralseiten.
In der Frontsektion der Halle sind Desinfektionsraum, Garderobe und Hygieneschleuse untergebracht.
Ebenfalls befindet sich in dieser Zone zum einen der Maschinenraum mit allen Technischen Einrichtungen und Steuerungs- und Kontroll- Kästen, sowie die 2 Lüftungsventilatoren.
Der Raum für die Technischen Einrichtungen enthält folgende Geraete und Einrichtungen:
1. Ozonerzeuger, vorzugsweise mit Kathodenentladung, bestehend aus Luftkompressor, Luftentfeuchter, Sauerstofferzeuger, Ozonmesssonde, Ozon- Alarm für Ozongehalt in
Luft, Ozongaskompressor, Ozongasdrucktank (15 atm) und dazugehörenden Zu- und Ableitungen, Gasflussmeter, Druckmanometern Elektrischer Steuerung, Ozonkonzentrations- Messgerät.
2. Elektrolysenanlage zur Herstellung von oxidativen Radikalen im Wasser, die entweder sowohl mit Diamant- wie auch mit anderen Elektroden-Typen aus Platin oder
Legierungen funktionieren, oder aus anderen geeignete Materialien hergestellt sind.
Dabei können Elektrolyseanlagen, welche mit Diamant beschichteten Elektroden in einer elektrolytischen Reaktions- Kammer arbeiten, oder elektrolytische Zylinder - Reaktoren mit Diaphragma und Platin beschichteten Elektroden, verwendet werden.
3. Steuerungseinheit zur automatischen oder manuellen Kontrolle und Synchronisation des Desinfektion - Prozesses mit ozoniertem Wasser, Ozon-Gas, Wassernebel mit oxidativen Radikalen, UV-C direkt und indirekt Bestrahlung in den Wellenlängen 185 nm (Ozon erzeugend) und 254 nm (biozid in direkt und indirekt Bestrahlung).
4. Elektrisches Versorgungssystem mit Generator und/oder Sonnenkollektoren, und/oder mit elektrischer Netzversorgung vorzugsweise mit einem Leistungsbedarf von 150 KVA oder auf Projekt-Grösse abgestimmt.
5. 2 Kunststoff - Tanks mit Belüftung in genügender Grosse und Druckresistenz bis zu 4 bar zur Aufnahme und Produktion von ozoniertem Wasser, und für das elektrolysierte oxidative Wasser inklusive Mischsysteme über Venturi-, Vortex- und Bubble -Mixer, und katalytischem, thermischen oder chemischem Rest-Ozon, Chlorgas und Wasserstoff- Vernichter.
6. Waschanlage für Fressgeschirre, andere Gegenstände und Transport-Käfigen mit oxidativen Radikalen im Wasser, mit saurer und/oder alkalischer Spül - Möglichkeiten zur Implementierung der CIP Putz-Methode ( Cleaning in Place)
7. Luftventilatoren zur Erzeugung eines überdrucks und zur Lüftung im Stall oder in geschlossenen Räumen, mit Heizungs- oder Kühlungselementen.
8. Luftkompressoren - Anlage für 20 m3/min Leistung
In der Masthalle sind folgende Einrichtungen und Geräte untergebracht:
1. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nm in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
2. 2 Automatisch elektronisch gesteuerte Luftbefeuchter mit vorzugsweise 8 Luft- Jet Düsen mit Ventilatoren zur Vernebelung von Ozonwasser oder EOW (elektrolytisch hergestelltes oxidatives Wasser), gesteuert mit elektronisch schaltbaren Hygrometern zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit je nach Bedarf, Temperatur, meteorologie und Applikation.
3. 1 Fahrbare Balkensprayanlage mit elektrostatischen, Luft assistierten Düsen, mit unten angebrachten UV-C Lampen (mit 254 nm Strahlungs- Wellenlänge) bestückt.
4. 80 elektrostatische Spraydüsen mit Niederdruck und grossvolumiger Luftunterstützung mittels Luftkompressor, zur Feintropfen-Erzeugung und eingebauter Elektrode zur induktiven Aufladung der Spraytropfen mit einer Tropfengrösse von idealer weise nicht mehr als 50 Mikron, die eine Aufladung der Mikrotropfen von ca. 600 V oder 3-5 mOhm (Milli-Ohm) pro Liter erlaubt, inklusive der entsprechenden Elektronik zur Erzeugung
des DC - Ladungsstroms der Elektroden und automatischer oder Hand-Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden.
5. Ozon emittierende UV-C Lampen im Wellenbereich von 185 nra in genügender Anzahl zur Erreichung einer Ozon-Gaskonzentration von Vorzugsweise 0,1 - 10 ppm pro Liter Luft oder mehr.
6. Tränkebecken und Tränkeleitungen mit Nippeln.
7. Fussbadbecken für Personen und Tiere mit elektrolysiertem oxidativem Wasser (EOW) gefüllt.
8. Hochdruckreiniger mit oxidativem Wasser (EOW) betrieben.
9. 6 Kamin- Lüftungs- Schächte
10. 6 überdruck- Ventilklappen zur überdruck- Lüftung
11. Beleuchtungsstrahler und Wärme Lampen
Beschreibung des Mastbetriebs unter spezieller Berücksichtigung der Hygiene- und Desinfektions- Aspekte und der Krankheitsprävention und des allgemeinen Wohlbefindens der Mast- Hühner
1. Bevor der Stall mit Mast-Hähnchen bestückt werden kann muss eine intensive Stallreinigung mit anschliessender Desinfektion aller Teile und Einrichtungen vorgenommen werden.
Dies geschieht zuerst mit einer Grobreinigung, die einem Besen reinen Zustand entspricht.
Anschliessen werden alle Wände, Seitenpannele, Fenster, Dielen, Boden und alle Einrichtungen und Gegenstände mit EOW Wasser von im Minimum 250 ppm gelösten Radikalen pro Liter Wasser mit 10 bar Druck abgewaschen. Die Desinfektion is nach einer Kontaktzeit von 10 Minuten abgeschlossen.
2. Abschliessend wird mittels reinem Ozongas eine Fumigation durchgeführt, die 24-48 Stunden dauert. Die Konzentration des Ozons in der Luft beträgt für diesen Prozess im
Minimum 300 ppm und die Umgebungsluft muss mit den Luftbefeuchtern immer auf 100 % gehalten werden.
3. Nach dieser erfolgreichen Fumigation müssen die Abstrich Resultate nach dem Test, Keimzahl massig gecheckt werden, die Resultate der Abstriche dürfen 10'0OO totale Keime nicht übersteigen.
4. Bevor die Streu aus Sägemehl in den Stall gebracht wird, muss diese mit Ozon unter einer Plastik Decke während 48 Stunden mit Ozon-Gas fumigiert werden.
5. Wenn die mikrobiologischen Proben den Anforderungen entsprechen, darf der Stall mit Kücken belegt werden.
6. Während der Belegung wird in den ersten 2 Tagen eine Ozonkonzentration im Stall von 0.2 ppm angestrebt. Zu diesem Zweck wird Ozon aus dem Ozon-Druckkessel über vorzugsweise eine Teflon-Leitung, die auf vorzugsweise ca. 2.50 -3 Metern über dem Boden auf der ganzen Länge des Stalles montiert ist. Alle 2 bis 5 Meter weist die Leitung eine Mikroöffnung von vorzugsweise 0.5 mm auf, wo das Ozon Gas ausströmen kann und sich mit der umgebenden Luft vermischt. Die Leitung hat einen Druck von vorzugsweise 4 atm.
Ebenfalls können Ozon erzeugende UV-C Lampen eingesetzt werden.
7. Durch diese Massnahme wird vermieden, dass die jungen Mastkücken durch Viren und Bakterien infiziert und krank werden. Nach 2-3 Tagen wird die Ozon-Konzentration in der Luft auf 0.1 ppm pro Liter Umgebungsluft reduziert.
8. Das Trinkwasser wird mit EOW Wasser mittels einer Dosier- Pumpe so gemischt, dass das Trinkwasser eine Konzentration von vorzugsweise 0.4 - 0.6 ppm oxidative Radikale enthält, die zu einer völligen Desinfektion des Trinkwassers führen und auch Algenbildung und bakterielle Mikrofilm-Bildung zu verhindern.
9. Nach vorzugsweise 10 Tagen werden die Mast-Kücken zum ersten mal mit der Balken- Spritzanlage mittels der elektrostatischen Düsen mit EOW Wasser besprüht. Die Geschwindigkeit beträgt vorzugsweise o.3 Meter pro Sekunde bei einer durchflussmenge pro Düse von vorzugsweise 80-120 ml pro Minute.
10. Die Befeuchtungsanlage im Maststall schaltet automatisch aus, wenn die Balkenspritzanlage in Betrieb genommen wird. Ebenfalls werden die Wärmelampen automatisch eingeschaltet, damit die Mast-Kücken schnell abtrocknen und sich nicht erkälten.
11. Der Sprayvorgang wird pro Tag je nach Bedarf vorzugsweise 2-3 Mal wiederholt.
12. Diese Behandlung in Form einer Mikrodusche erfüllt nicht nur eine Art gerechte Wasserdusche für das Geflügel, sondern dient auch zur Desinfektion und Körper- und Gefieder - Reinigung und verhindert somit auch den befall von Geflügel-Ungeziefer.
13. Dank diesen Massnahmen kann die Sterblichkeitsrate von Junggeflügel um 80% reduziert werden und das Wohlbefinden der Tiere wesentlich gesteigert werden, was zu einer verbesserten Futteraufnahme um bis zu 30% führen kann.
14. Durch das desinfizierte Trinkwasser werden auch Durchfall und andere Darm- Krankheiten, welche durch Parasiten verursacht werden, vermieden.
15. Nach einer Mastzeit von 45 bis 60 Tagen werden die Mast-Kücken mit einem Schlachtkörper-Gewicht von 1200 bis 1500 gr. Erreicht. Die Mast-Kücken sind sauber und hygienisiert, wenn sie in die Schlacht-Boxen zum Versand vorbereitet werden.
16. Im Schlachthaus angekommen, sind die Tiere sauber und garantieren somit eine besonders hygienische Verarbeitung.
17. Nach der erfolgten Mast, wird die Masthalle entmistet und besenrein gereinigt und alsdann erneut mit EOW Wasser mit vorzugsweise 500 ppm Konzentration der oxidativen Radikale pro Liter Wasser mit einem Hochdruck-Reiniger ausgewaschen und desinfiziert und mit Ozon mit einer Konzentration von min. 300 ppm pro Liter Luft ausgegast.
18. Die eintrittsschleusen für das Personal und Geräte, die mit Desinfektions-Bassins ausgerüstet sind werden mit EOW Wasser gefüllt, das stetig im Pumpkreislauf erneuert wird.
19. Alle Geräte- und Garderobenräume werden täglich vorzugsweise 2 Mal mit Ozon-gas ausfumigiert und mittels Ozon produzierenden UV-C Lampen (185nm Strahlen-Länge) wird eine Ozon-Konzentration von 0.2 ppm ständig aufrecht erhalten.
Die Duschen für das Betriebspersonal sind ebenfalls mit EOW Wasser betrieben. Vor einer Arbeitsaufnahme im Stall ist Duschen für das Betriebspersonal obligatorisch.
Händewaschbecken sind ebenfalls mit EOW Wasser betrieben.
20. Dank der überdruck- Ventilation gelangen keine keime von aussen in die Hygienezonen und in den Masstall.
21. Dank der ständigen Einhaltung einer Ozon-Konzentration von 0,1 ppm mittels Ozon produzierenden UV-C Lampen (Wellenbereich 185 nm) werden ebenfalls schlechte
Gerüche von Ammoniak- und Schwefelverbindungen eliminiert, was sehr stark zum allgemeinen Wohlbefinden der Tiere führt und somit auch zur Ruhe im Stall beiträgt.
Zusätzlich trägt die Strahlung der UV-Lampen im UV-Bereich von 250nm bis 850nm Wellenlänge, im UV-A und UV-B Bereich im Zusammenhang mit dem Vitamin D zu einem optimalen Calcium-Stoffwechsel und somit auch zu einer soliden Knochenbildung bei.
21. Die Futtersilos werden vor der Bestockung mit Tieren mit EOW Wasser und Hochdruckreiniger gereinigt und während 24 Stunden mit Ozon-Gas fumigiert, bevor sie mit frischem Futter gefüllt werden.
Die Futtersilos werden dann alle 7 Tage immer während 8 Stunden mit Ozon, mit einer
Konzentration von min. 300ppm pro Liter Luft fumigiert, um Infektionen zu vermeiden und um die Bildung von toxischen Stoffen, die von Schimmelpilzen stammen zu unterbinden.
22. Sonnenkollektoren, vorzugsweise auf dem Stalldach montiert, werden zur Energiegewinnung eingesetzt, um die Stalltemperatur zu regeln und zur Reduktion des totalen
Energie- Verbrauches.