DE19831768A1 - Vorrichtung zur Bestrahlung einer Flüssigkeit - Google Patents
Vorrichtung zur Bestrahlung einer FlüssigkeitInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung, insbesondere zur UV-Bestrahlung, einer Flüssigkeit. Die Bestahlung findet dabei unter genau definierten und reproduzierbaren Betriebsbedingungen statt. Die Vorrichtung weist einen rotierenden Zylinder mit einem oberen Zufluß, einem unteren Abfluß und einer Bestrahlungseinheit auf, wobei der Zylinder einen Neigungswinkel (alpha) mit der Horizontalen einschließt. Ferner weist der untere Abfluß zwei Anschlüsse zur Weiterleitung der Flüssigkeit auf, wobei ein Anschluß mit Hilfe einer ersten Steuereinheit verschließbar ist, wenn die Bestrahlung der Flüssigkeit von den definierten Bedingungen abweicht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung, insbesondere zur
UV-Bestrahlung, einer Flüssigkeit. Dabei findet die Bestrahlung unter genau
definierten Bedingungen statt. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet
sich deshalb insbesondere zur Inaktivierung von Viren und anderen pathoge
nen Erregern in biologischen Flüssigkeiten, insbesondere in Blutseren.
Es ist bekannt, biologische Flüssigkeiten zur Inaktivierung von Viren und
anderen pathogenen Erregern mit intensivem ultraviolettem Licht zu bestrah
len. Andere Methoden sind beispielsweise die Gamma-Bestrahlung und die
Mikrowellenbehandlung. Die Absorptionsrate von Seren und anderen biologi
schen Flüssigkeiten liegt um mehrere Größenordnungen über der des norma
len Wassers, das häufig ebenfalls zur Entkeimung mit UV-Licht bestrahlt
wird. Aufgrund der hohen Absorptionsrate werden die Seren in Form einer
dünnen Schicht bestrahlt, um die vollständige Inaktivierung zu gewährleisten.
Die Schichtdicke der Seren während der UV-Bestrahlung liegt im allgemei
nen in der Größenordnung von unter 0,5 mm. Ferner wird das Spektrum
des eingestrahlten UV-Lichts so moduliert, daß eine Proteinschädigung
vermieden wird.
Ein Gerät zur Durchführung der beschriebenen Behandlung von Seren wurde
bereits 1947 (Habel, Sockrider, Journal of Immunology 56 (1947) 273-279)
beschrieben. Es handelt sich dabei um einen leicht gegen die Horizontale
geneigten, rotierenden Zylinder. Die zu bestrahlende Flüssigkeit wird auf die
Innenseite des rotierenden Zylinders aufgetragen. Durch die Zentrifugalkraft
wird sie dann in Form der benötigten dünnen Schicht an die Innenwand
gedrückt. Aufgrund der Neigung des Zylinders wird die Flüssigkeit langsam
durch diesen hindurchgeleitet und verläßt ihn nach etwa 8 Sekunden. Entlang
der Achsen des rotierenden Zylinders sind ortsfest eine oder mehrere
UV-Lampen angeordnet.
In einem weiteren Gerätetyp werden letztlich einzelne Volumenteile der
Flüssigkeit in Form einer dünnen Schicht dem UV-Licht ausgesetzt, vgl.
US 5,133,932. Dabei kann nicht sichergestellt werden, daß die Bestrahlung
alle Volumenteile erfaßt und somit die Viren in der Flüssigkeit vollständig
abtötet.
Bei einem weiteren Gerätetyp wird die Flüssigkeit durch dünne, um die
UV-Lampe herumgewendelte Kapillare geleitet, vgl. US 4,748,120. Es werden
dabei Kapillardurchmesser von unter 1 mm verwendet. Dadurch erreicht man
allerdings nur einen geringen Durchsatz.
Unter Berücksichtigung dieser Punkte werden heute häufig Geräte der
erstgenannten Kategorie zur Inaktivierung von Viren und anderen pathogenen
Erregern in biologischen Flüssigkeiten verwendet, d. h. Geräte, die auf der
Publikation von Habel et al. von 1947 beruhen. In US 5,567,616 wird
ebenfalls eine Vorrichtung offenbart, die in ihrem Aufbau im wesentlichen
dem Prinzip des bereits 1947 beschriebenen Geräts entspricht.
Bei Verwendung dieses Gerätetyps mit einem rotierenden geneigten Zylinder
wurden jedoch aufgrund fehlerhafter Betriebsbedingungen wiederholt nicht
alle Viren abgetötet. Bei diesen Fällen mußten nachträglich erhebliche
Mengen an möglicherweise fehlerhaft behandeltem Blutpräparaten aus dem
Handel genommen werden, ohne aber hinreichende Sicherheit über die
Ursache und den Umfang der fehlerhaften Bestrahlung zu erlangen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur
Bestrahlung von Flüssigkeiten, insbesondere biologischen Flüssigkeiten, wie
Seren zu schaffen, die Sicherheitseinrichtungen zur Vermeidung oder Früh
erkennung einer Fehlbestrahlung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst. Diese
Vorrichtung zur Bestrahlung einer Flüssigkeit unter definierten Bedingungen
weist einen rotierenden Zylinder mit einem oberen Zufluß, einem unteren
Abfluß und einer Bestrahlungseinheit auf, wobei der Zylinder einen Nei
gungswinkel (α) mit der Horizontalen einschließt. Der schräg stehende
Zylinder rotiert um seine eigene Achse. In den oberen Zufluß wird die zu
bestrahlende Flüssigkeit eingeleitet. Durch die Zentrifugalkraft wird die
eingeleitete Flüssigkeit an die Zylinderinnenwand gepreßt und bildet dort die
benötigte dünne Schicht. Entlang der Achse des Zylinders sind mehrere
UV-Lampen zur Bestrahlung der Flüssigkeitsschicht angebracht, die für eine
intensive Bestrahlung der Flüssigkeit sorgen. Zur Inaktivierung der Viren
und pathogenen Erregern in biologischen Flüssigkeiten, wie zum Beispiel in
Blutseren, wird UV-Licht, insbesondere UVC-Licht, verwendet. Hierbei wird
bevorzugt Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm verwendet. Bestrahlung
mit dieser Wellenlänge führt einerseits zu einer relativ geringen Protein
schädigung und andererseits aber auch zu einer effektiven Virusinaktivierung.
Darüber hinaus können dabei auch Quecksilberlampen eingesetzt werden, die
dieselbe Wellenlänge abstrahlen. Ferner kann auch Laser-Licht eingesetzt
werden.
Erfindungsgemäß weist der untere Abfluß zwei Anschlüsse zur Weiterleitung
der Flüssigkeit auf, wobei ein Anschluß mit Hilfe einer ersten Steuereinheit
verschließbar ist, wenn die Bestrahlung der Flüssigkeit von den definierten
Bedingungen abweicht. In diesem Fall kann die Flüssigkeit nur den zweiten,
d. h. den unverschließbaren Anschluß passieren. Somit kann die Flüssigkeit
nach dem Verschließen des ersten Anschlusses, also nach dem Auftreten
einer Störung bei der Bestrahlung, in ein anderes Behältnis umgeleitet, das
heißt von der bereits unter Normalbedingungen bestrahlten Flüssigkeitsmenge
getrennt aufgefangen werden. Korrekt und möglicherweise inkorrekt bestrahlte
Flüssigkeitsmengen werden somit getrennt, so daß eine Kontamination von
zuverlässig bestrahltem Serum mit Viren ausgeschlossen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine zweite Steuereinheit vor
gesehen, die die Bestrahlungseinheit abschaltet und/oder den oberen Zufluß
unterbricht, wenn die Bestrahlung von den definierten Bedingungen abweicht.
Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform eine Kontroll- und Dokumentationseinheit für mindestens
einen, vorzugsweise alle folgenden Parameter auf:
- a) Intensität der Bestrahlung,
- b) Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders,
- c) Neigungswinkel (α) des Zylinders,
- d) Temperatur der Flüssigkeit vor und nach der Bestrahlung,
- e) Schichtdicke der Flüssigkeit innerhalb des Zylinders;
- f) Durchflußrate der Flüssigkeit durch den Zylinder.
Diese Parameter werden in frei einstellbaren Zeitintervallen gemessen und
dokumentiert, womit eine lückenlose zeitliche Dokumentation des Betriebszu
standes erhalten wird. Vorzugsweise werden diese Betriebsdaten zweifach
protokolliert, nämlich sowohl auf einem Drucker als auch auf einem Spei
chermedium, beispielsweise eine wechselbare Festplatte oder einem Zip-
Laufwerk, die versiegelt werden können und dessen Band in festen Ab
ständen ausgetauscht werden kann. Das Speichermedium wird benötigt, um
die Parameterspeicherung bei einem Ausfall des Druckers sicherzustellen.
Desweiteren kann die Aufzeichnung auf dem Speichermedium als fälschungs
sicherer Beweis der Betriebsbedingungen dienen, der nur ausgewählten
Personen, etwa des Geräteherstellers, zugänglich ist. Ferner kann die dau
erhafte Speicherung auf einem Datenträger auch dazu dienen, dem Benutzer
eine statistische Übersicht über seine Parameter zur Verfügung zu stellen.
Somit wird erreicht, daß die jeweiligen Betriebsbedingungen später jederzeit
und chargenweise rekonstruiert werden können.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Kontroll- und Dokumentationseinheit
mit der ersten und, falls vorhanden, auch der zweiten Steuereinheit derart
gekoppelt, daß bei Unterschreitung eines vorgebenen Mindestwertes bzw. bei
Überschreitung eines vorgebenen Höchstwertes für ein oder mehrere der
Parameter, die erste Steuereinheit den verschließbaren Anschluß des unteren
Abflusses verschließt und die zweite Steuereinheit die Bestrahlungseinheit
abschaltet. Sind beispielsweise die Lampen zu schwach oder ganz ausgefal
len, so wird die Bestrahlung automatisch unterbrochen. Gleichzeitig wird der
Zufluß der Flüssigkeit in den rotierenden Zylinder beendet. Durch die erste
Steuereinheit wird ferner der verschließbare Anschluß am unteren Abfluß
verschlossen, so daß die sich zu diesem Zeitpunkt im Zylinder befindliche
Restflüssigkeit durch den zweiten Anschluß am unteren Abfluß in einen
separaten Behälter umgeleitet wird. Dadurch wird eine Verunreinigung der
bereits bestrahlten Flüssigkeitsmenge vermieden. Der zweite Anschluß ist
vorzugsweise am unteren Abfluß so angeordnet, daß die aus dem Zylinder
abfließende Flüssigkeit nur dann den zweiten Anschluß passiert, wenn der
erste verschließbare Anschluß verschlossen ist. In der Praxis kann dies
beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der zweite Anschluß mit einer
ausreichend großen Neigung nach oben gerichtet ist, während der erste
verschließbare Anschluß zumindest eine geringere Neigung nach oben hat,
bevorzugt aber nach unten weist, so daß die Flüssigkeit aus Gravitations
gründen bei unverschlossenem ersten Anschluß immer durch diesen abfließt.
Die Erfassung der Intensität der Bestrahlung kann beispielsweise durch eine
Messung des Lampenstroms und einen Rückschluß auf die dann ausgegebene
Intensität erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht in der Anordnung von
Meßsensoren in der Nähe der Lampen, wobei die Intensität direkt gemessen
werden kann, so daß Rückschlüsse mit den damit verbundenen Unsicherheiten
nicht notwendig sind.
Die Rotationsgeschwindigkeit und der Neigungswinkel des Zylinders können
auf herkömmliche Weise mit geeigneten mechanischen oder elektronischen
Sensoren gemessen werden.
Durch entsprechende, in der Kontroll- und Dokumentationseinheit vorgesehe
ne Sensoren wird auch, wie bereits erwähnt, die Temperatur der Flüssigkeit
vor und nach der Bestrahlung gemessen und überwacht. Die optimale
Temperatur, die die zu bestrahlende Flüssigkeit während der Bestrahlung hat,
liegt in einem Bereich zwischen 4°C und 8°C. Wird die Temperatur zu
hoch, so kann dies zu dauerhaften Schädigungen der Proteine führen, wird
sie zu niedrig, so verändert sich die Viskosität der Flüssigkeit, so daß die
Bildung einer homogenen Flüssigkeitsschicht erschwert wird. Weicht nun die
Temperatur an den, vorzugsweise am Zu- und Abfluß angeordneten Tempe
ratursensoren von den optimalen Temperaturwerten ab, so wird in einer
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Lei
stung der Kühlung so verändert, daß die optimale Temperatur wieder ange
strebt wird. Ist dies nicht möglich, so wird über die bereits erwähnte
erfindungsgemäße Kopplung zwischen der Kontroll- und Dokumentationsein
heit mit der ersten und zweiten Steuereinheit die Bestrahlung beendet und
die sich zu diesem Zeitpunkt im Zylinder befindliche Flüssigkeit über den
zweiten Anschluß des unteren Abflusses in einen separaten Behälter umgelei
tet. Die obere Grenztemperatur liegt bei etwa 25°C, die untere Grenztempe
ratur bei etwa 0°C.
Desweiteren wird mittels der erfindungsgemäßen Kontroll- und Dokumenta
tionseinheit auch die Dicke der Flüssigkeitsschicht ständig gemessen und
kontrolliert. Normalerweise sollte die Dicke der Flüssigkeitsschicht in der
Größenordnung unter 0,5 mm liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Schichtdicke mit Hilfe eines Interferometers gemessen. Das Inter
ferometer besteht aus einem Senderbaustein, der beispielsweise an dem
oberen Ende des rotierenden Zylinders eingebaut werden kann und einem
Empfängerbaustein, der beispielsweise an dessen unteren Ende angebracht
werden kann. Der Sender besteht im allgemeinen aus einem Laser, dessen
Lichtstrahl schräg auf die Oberfläche der bestrahlten Flüssigkeit auftrifft. Ein
Teil dieses Lichtstrahl wird direkt an der Oberfläche der Flüssigkeit reflek
tiert, der Rest dringt in die Flüssigkeit ein und wird an der Grenzfläche
Flüssigkeit/Zylinderinnenwand reflektiert. Die beiden reflektierten Teilstrahlen
treffen auf den Sensor. Die Verschiebung des zweiten Lichtstrahl relativ zum
ersten ist proportional zur Dicke der Flüssigkeitsschicht. Das System Laser/Sensor
arbeitet in einem Wellenlängenbereich, der von der vorzugsweise ver
wendeten UVC-Bestrahlung nicht beeinflußt wird, um eine Störung der
Schichtdickenmessung zu verhindern. Diese Art der Schichtdickenmessung hat
damit auch den Vorteil von allen anderen Parametern der Vorrichtung
unabhängig zu sein. Bisher wurde die Schichtdicke meistens durch Intensi
tätsmessungen des für die Bestrahlung der Flüssigkeitsschicht verwendeten
Lichts nach Transmission durch die Flüssigkeitsschicht bestimmt. Dies hatte
einerseits zur Folge, daß der entsprechende Sensor hinter der Flüssigkeits
schicht und somit außerhalb des Zylinders angeordnet werden mußte, was
für die Handhabung der Vorrichtung nicht sehr praktisch war und außerdem
unterlag dadurch die Schichtdickenmessung auch dem Einfluß anderer Para
meter, nicht nur dem der realen Schichtdicke. Transmissionsmessungen
können beispielsweise durch Dicken bzw. Dichteschwankungen der Zylin
derwand verfälscht werden, ebenso wie durch eine meist unvermeidliche, im
Laufe der Zeit auftretende Drift der Lampen. Außerdem muß bei einer
solchen Transmissionsmessung bei jedem Wechsel der zu bestrahlenden
Flüssigkeit eine neue Kalibrierung auf diese spezielle Flüssigkeit durchgeführt
werden. Demgegenüber benötigt man bei der Interferometrie lediglich den
leicht bestimmbaren Brechungsindex der jeweils zu bestrahlenden Flüssigkeit.
Alternativ zu einer festen Montage des Interferometers innerhalb des Zylin
ders, kann das Interferometer auch beweglich innerhalb des Zylinders mon
tiert werden, so zum Beispiel rotierend und auf- und abwärtsbewegbar auf
der Innenachse des Zylinders. Dadurch wird es möglich die Schichtdicke der
Flüssigkeitsschicht an jeder Stelle der Zylinderinnenwand zu bestimmen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsmäßigen
Vorrichtung wird die Schichtdicke alternativ zur interferometrischen Methode
kapazitiv bestimmt. Realisiert werden kann dies beispielsweise durch die
Anordnung eines zylinderförmigen Drahtnetzes um die Zylinderachse der
Vorrichtung mit einem definierten Abstand zur Innenwand des Zylinders.
Das Drahtnetz und der rotierende Zylinder stellen einen Kondensator dar,
dessen Kapazität u. a. vom Medium zwischen seinen beiden Kondensator
platten bestimmt wird. Dieses Medium besteht in diesem Fall aus Teilen der
Gasatmosphäre, die im Inneren des Zylinders vorhanden ist, und der Flüs
sigkeitsschicht, deren dielektrische Eigenschaft die Kapazität des Kondensators
somit mitbestimmt. Ändert sich die Schichtdicke der Flüssigkeit, so ändert
sich auch die Kapazität des Kondensators; die Kapazität dieses Kondensators
kann jederzeit durch eine Schwingkreisschaltung gemessen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung weise die Vorrichtung einen Motor zur Verstellung des Nei
gungswinkels (α) des Zylinders auf. Dieser Motor ist vorzugsweise mit der
erfindungsgemäßen Kontroll- und Dokumentationseinheit gekoppelt. Nimmt
die Intensität der UVC-Bestrahlung der Lampen als Folge des natürlichen
Alterungsprozesses der Lampen ab, so wird erfindungsgemäß mit Hilfe des
Motors auch die Neigung des Zylinders in Richtung auf eine flachere
Einstellung verändert. Die Aufenthaltszeit der zu bestrahlenden Flüssigkeit in
dem Zylinder wird dadurch verlängert. Unterschreitet der Neigungswinkel
einen vorher eingestellten Mindestwert, der im allgemeinen bei etwa 2°
liegt, so wird eine Fehlermeldung ausgelöst und die Bestrahlung wird mit
Hilfe der zweiten Steuereinheit beendet.
Falls sich spontan oder unter dem Einfluß des gerade beschriebenen Regel
kreises von UV-Sensor und Neigungswinkelmotor die Dicke der Flüssigkeits
schicht verändert, so wird vorzugsweise die Leistung der Pumpe, d. h. die
Pumprate, angepaßt. Sollte die Schichtdicke trotz verringerter Pumpleistung
noch zu groß sein, so wird die Bestrahlung wiederum über die zweite
Steuereinheit beendet und/oder der obere Zufluß unterbrochen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ebenfalls
über eine Kopplung der Pumpe mit der Kontroll- und Dokumentationseinheit
dafür gesorgt, daß bei einer Abweichung der Durchflußrate der Flüssigkeit
von einem vorgegebenen Wert, die Leistung der Pumpe so verändert wird,
so daß der vorgebene Wert für die Durchflußrate wieder erreicht wird. Ist
dies nicht möglich, so wird die Bestrahlungseinheit abgeschaltet und/oder der
obere Zufluß für die Flüssigkeit unterbrochen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine
Alarmeinheit vorgesehen, die immer dann Alarm auslöst, wenn ein vor
gegebener Mindest- oder Höchstwert für einen oder mehrere oben genannter
Parameter, nämlich für die Intensität der Bestrahlung, für die Rotations
geschwindigkeit des Zylinders, für den Neigungswinkel (α) des Zylinders, für
die Temperatur der Flüssigkeit vor und nach der Bestrahlung und für die
Schichtdicke der Flüssigkeit innerhalb des Zylinders, unter- bzw. überschrit
ten wird. Dadurch erhält der Anwender der erfindungsmäßigen Vorrichtung
bei einer auftretenden Störung, unabhängig von der automatischen Abschal
tung der Bestrahlung durch die zweite Steuereinheit und der automatischen
Umleitung der fehlerhaft bestrahlten Flüssigkeit, die sich zum Zeitpunkt der
Störung innerhalb des Zylinders befand, durch den unverschließbaren An
schluß an dem unteren Auslaß in ein separates Behältnis, sofort Nachricht
von der Störung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestrah
lung einer Flüssigkeit;
Fig. 2 Vergrößerte Ansicht eines erfindungsgemäßen Abflusses des
Zylinders einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Bestrahlung einer Flüssigkeit.
In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1
dargestellt. Die hier gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besteht aus
einem Zylinder 2, der drehbar auf einer Stützvorrichtung 3 montiert ist.
Mittels eines Motors 4 läßt sich der Neigungswinkel α, den der Zylinder 2
mit der Horizontalen einschließt, in weiten Grenzen beliebig einstellen.
Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel etwa 10°. Der Zylinder 2 läßt
sich durch einen weiteren Motor in Rotation um die Zylinderachse 5 ver
setzen. Entsprechend der veränderbaren Leistung des Motors kann die
Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders 2 variiert werden. In der Regel
beträgt die Geschwindigkeit etwa 150 Umdrehungen pro Minute. Durch den
oberen Zufluß 6 in dem Zylinder 2 wird die zu bestrahlende Flüssigkeit
eingeleitet. Durch die durch die Rotation des Zylinders 2 bewirkte Zen
trifugalkraft wird die eingeleitete Flüssigkeit an die Innenwand des Zylinders
2 gepreßt und bildet dort die benötigte dünne Schicht. In Abhängigkeit von
der Neigung des Zylinders 2 fließt die Flüssigkeit mit entsprechender
Geschwindigkeit entlang der Innenwand des Zylinders 2 bis zum Abfluß 7.
Der Abfluß 7 weist zwei Anschlüsse 8 und 9 auf, wobei Anschluß 8 ver
schließbar ist, beispielsweise durch ein Ventil. Es ist eine erste Steuereinheit
10 vorgesehen, mit deren Hilfe sich Anschluß 8 verschließen läßt. Entlang
der Zylinderachse 5 sind mehrere UV-Lampen 11 fest montiert, mit deren
Hilfe die Flüssigkeitsschicht bestrahlt wird. Die UV-Lampen 11 werden mit
einer separaten Versorgung 12 versorgt. Zur Inaktivierung der Viren und/-
oder anderer pathogener Erreger wird vorzugsweise Licht mit einer Wellen
länge im Bereich um 254 nm verwendet. Mit Hilfe einer zweiten Steuer
einheit 13 kann die Bestrahlung abgestellt werden, das heißt die UV-Lampen
11 können dadurch abgeschaltet werden. Beide Steuereinheiten 10 und 13
sind mit einer erfindungsgemäßen Kontroll- und Dokumentationseinheit 14
gekoppelt. Die Kontroll- und Dokumentationseinheit 14 weist verschieden
artige Sensoren auf, mit deren Hilfe die verschiedenen, für die effektive
Bestrahlung der Flüssigkeit wesentlichen Parameter gemessen werden können.
Die Intensität der Bestrahlung, das heißt die Intensität der UV-Lampen 11
wird beispielsweise über eine Messung des Lampenstroms bestimmt; das ent
sprechende Signal wird somit durch ein Amperemeter geliefert. Es könnten
hier auch UVC-Sensoren verwendet werden. Die Rotationsgeschwindigkeit
und der Neigungswinkel des Zylinders 2 werden mittels elektronischer oder
mechanischer Sensoren bestimmt, die Temperatur mit geeigneten Thermoele
menten, bzw. Temperaturfühlern und die Schichtdicke mit einem Interferome
ter 15. Das Interferometer 15 besteht aus einem Senderbaustein 16 nämlich
einem Laser, der am oberen Ende des Zylinders 2 eingebaut ist, und einem
Empfängerbaustein 17, der am unteren Ende des Zylinders 2 angebracht
werden kann. Die Kontroll- und Dokumentationseinheit 14 weist ferner einen
Drucker und ein weiteres versiegelbares Speichermedium auf, um die Be
triebsdaten protokollieren und reproduzieren zu können.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des unteren Abflusses 7
am Zylinder 2. Erkennbar sind neben dem Einlauf 18 aus dem Innenraum
des Zylinders 2 die zwei Anschlüsse 8 und 9 des Abflusses 7 des Zylinders
2, wobei Anschluß 8 verschließbar ist, zum Beispiel mittels eines Ventils.
In der hier dargestellten vorzugsweisen Ausführungsform ist die geometrische
Anordnung der Anschlüsse 8 und 9 dergestalt, daß Anschluß 8 senkrecht
nach unten weist während der unverschließbare Anschluß 9 schräg nach
oben weist. Dadurch wird erreicht, daß bei geöffnetem Anschluß 8 die
bestrahlte Flüssigkeit aus Gravitationsgründen immer durch diesen Anschluß
abfließt und nur dann, wenn Anschluß 8 verschlossen ist, den Weg durch
Anschluß 9 sucht.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Bestrahlung einer Flüssigkeit unter definierten Bedingun
gen mit einem rotierenden Zylinder mit einem oberen Zufluß, einem
unteren Abfluß und einer Bestrahlungseinheit, wobei der Zylinder einen
Neigungswinkel (α) mit der Horizontalen einschließt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der untere Abfluß zwei Anschlüsse zur Weiterleitung der Flüssigkeit
aufweist, wobei ein Anschluß mit Hilfe einer ersten Steuereinheit
verschließbar ist, wenn die Bestrahlung der Flüssigkeit von den definier
ten Bedingungen abweicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Steuer
einheit, die die Bestrahlungseinheit abschaltet und/oder den oberen
Zufluß unterbricht, wenn die Bestrahlung von den definierten Bedingun
gen abweicht.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Kontroll- und Dokumentations
einheit zur Überwachung und Aufzeichnung von mindestens einem der
folgenden Parameter aufweist:
- a) Intensität der Bestrahlung,
- b) Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders,
- c) Neigungswinkel (α) des Zylinders,
- d) Temperatur der Flüssigkeit vor und nach der Bestrahlung,
- e) Schichtdicke der Flüssigkeit innerhalb des Zylinders,
- f) Durchflußrate der Flüssigkeit durch den Zylinder.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon
troll- und Dokumentationseinheit mit der ersten und, falls vorhanden,
zweiten Steuereinheit derart gekoppelt ist, daß bei Über- bzw. Unter
schreitung eines vorgegebenen Mindest- bzw. Höchstwertes für einen
oder mehrere der Parameter a) bis e), die erste Steuereinheit den
verschließbaren Anschluß des unteren Abflusses verschließt und die
zweite Steuereinheit die Bestrahlungseinheit abschaltet und/oder den
oberen Zufluß unterbricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung eine Alarmeinheit aufweist, die Alarm auslöst, wenn ein
vorgebener Mindest- bzw. Höchstwert für einen oder mehrere der
Parameter a) bis e) über- bzw. unterschritten wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch ein Interferometer zur Messung der Schichtdicke der Flüssigkeit
innerhalb des Zylinders.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
eine kapazitive Meßvorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke der
Flüssigkeit innerhalb des Zylinders.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Motor zur Verstellung des
Neigungswinkels (α) des Zylinders aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor
zur Verstellung des Neigungswinkels (α) des Zylinders derart mit der
Kontroll- und Dokumentationseinheit gekoppelt ist, daß der Neigungs
winkel (α) des Zylinders in Abhängigkeit von der Intensität der Be
strahlung angepaßt wird.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Pumpe zum Einleiten der Flüs
sigkeit in den oberen Zufluß des Zylinders aufweist, die derart mit der
Kontroll- und Dokumentationseinheit gekoppelt ist, daß die Leistung der
Pumpe in Abhängigkeit von der Schichtdicke der Flüssigkeit angepaßt
wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe
derart mit der Kontroll- und Dokumentationseinheit gekoppelt ist, daß
bei einer Abweichung der Durchflußrate der Flüssigkeit von einem vor
gegebenen Wert die Leistung der Pumpe so verändert wird, so daß der
vorgebene Wert für die Durchflußrate wieder erreicht wird.
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