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Dokumentenidentifikation DE69626313T2 27.11.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0873143
Titel DESAKTIVIERUNG VON ORGANISCHEN MIT POLYCHROMATISCHEM HOCHINTENSITÄTSPULSLICHT
Anmelder Purepulse Technologies, Inc., San Diego, Calif., US
Erfinder DUNN, E., Joseph, Vista, US;
CLARK, Wayne, Reginald, Del Mar, US;
BUSHNELL, H., Andrew, San Diego, US;
SALISBURY, J., Kenton, San Diego, US
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69626313
Vertragsstaaten CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.10.1996
EP-Aktenzeichen 969364660
WO-Anmeldetag 16.10.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/16437
WO-Veröffentlichungsnummer 0097015332
WO-Veröffentlichungsdatum 01.05.1997
EP-Offenlegungsdatum 28.10.1998
EP date of grant 19.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.11.2003
IPC-Hauptklasse A61L 2/08
IPC-Nebenklasse A23L 3/26   C02F 1/32   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Deaktivieren von Mikroorganismen in einem Fluid, bei welchem vorgesehen sind; ein fluiddichtes Gehäuse, das eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist; und eine rohrförmige Lichtquelle, die in dem fluiddichten Gehäuse angeordnet ist. Solch ein System ist in der US-A-5,037,618 offenbart.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung zur Desinfektion oder Dekontamination von Nahrungsmitteln, Wasser, Luft und Packungsmaterialien und, genauer, zum Deaktivieren oder zum Abtöten von Organismen, wie zystenformende Protozoen, wie Cryptosporidium parvum, oder Viren, wie Poliovirus, in Nahrungsmitteln, Wasser oder Luft oder in Verpackungsmaterial, ist aber nicht hierauf begrenzt. Noch genauer (aber nicht hierauf begrenzt) betrifft die vorliegende Erfindung die Deaktivierung von solchen Organismen unter Verwendung von Impulsen von kurzer Dauer und hoher Intensität von breitbandigem, polychromem Licht.

Die Ausdrücke "Deaktivieren" oder "Dekontaminieren", wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich auf das Abtöten und Sterilisieren, d. h. das Stoppen des Vermehrens von Mikroorganismen.

Wesentliche technische Bemühungen wurden gerichtet auf das Erhöhen des Maßes an mikrobiologischer Dekontamination von Wasser, Luft, Nahrungsmitteln und anderen mikrobiologisch anfälligen Produkten sowie Verpackungsmaterialien, um diese Produkte gegen mikrobiologische Verunreinigungen zu schützen und/oder eine Infektion der Nutzer zu verhindern. Die Bemühungen schlossen sowohl die Behandlung der Produkte und der Verpackungsmaterialien als auch die Entwicklung von Verpackungstechniken zur Konservierung ein.

Die fotobiologischen Wirkungen von Licht, einschließlich infrarotem Licht (780 nm bis 2.600 nm; d. h. 3,9 · 10¹&sup4; Hz bis 1,2 · 10¹&sup4; Hz), sichtbarem Licht (380 bis 780 nm; d. h. 7,9 · 10¹&sup4; Hz bis 3,9 · 10¹&sup4; Hz), nahem ultraviolettem Licht (300 bis 380 nm; d. h. 1,0 · 10¹&sup5; Hz bis 7,9 · 10¹&sup4; Hz) und fernem ultraviolettem Licht (170 bis 300 nm; d. h., 1,8 · 10¹&sup5; Hz bis 1,0 · 10¹&sup5; Hz) wurden untersucht und insbesondere wurden Bemühungen unternommen, dieses Licht zur Inaktivierung von Mikroorganismen bei Nahrungsprodukten, Behältern für Nahrungsprodukte oder medizinische Vorrichtungen zu verwenden. Siehe z. B. US-Patent Nrn. 4,871,559; 4,910.,942 und 5,034,235, von Dunn et al. (die '559, '942 und '235 Patente).

Andere Studien zu den fotobiologischen Wirkungen von Licht wurden berichtet von Jagger, J., "Introduction to Research in Ultraviolet Photobiology", Prentice Hall, Inc., 1967. US- Patent Nr. 2,072,417 beschreibt das Bestrahlen von Substanzen, wie Milch mit aktiven Strahlen, wie ultravioletten Strahlen; US-Patent Nr. 3,817,703 beschreibt das Sterilisieren von lichtdurchlässigem Material unter Verwendung von pulsierendem Laserlicht; und US-Patent Nr. 3,941,670 beschreibt ein Verfahren zum Sterilisieren von Materialien einschließlich Nahrungsmitteln durch Aussetzen der Materialien einer Laserbelichtung, um Mikroorganismen zu inaktivieren. Diese Verfahren haben allerdings verschiedene Nachteile, wie eine begrenzte Durchlaufkapazität, begrenzte Wirksamkeit beim Abtöten von Mikroorganismen (insbesondere zystenformenden Protozoen und Viren), negative Effekte auf die Nahrungsmittel (z. B. negativen Einfluss auf den Geschmack oder auf das Aussehen der Nahrungsmittel), ineffiziente Energieumwandlung (Elektrisch zu Licht) und ökonomische Nachteile.

Insbesondere im Bereich der Wasserdekontamination sind bisher bekannte Verfahren zum Abtöten von zystenbildenden Protozoen in vielen Fällen ineffizient und ineffektiv, d. h. sie brauchen übermäßig lange oder sind sehr teuer. Ein allgemein verwendetes Verfahren zur Wasserdekontamination ist der Zusatz von Chlor zu Wasser zum Zwecke des Abtötens der Mikroorganismen. Unglücklicherweise ist das Chlor in Mengen die für Menschen nicht toxisch sind, beim Abtöten von einigen zystenbildenden Protozoen ineffektiv. In den letzten Jahren hat z. B. ein Ausbruch von Cryptosporidium parvum (C. parvum) eine Erkrankung von hunderttausenden von Menschen verursacht und eine Anzahl wurden getötet. Solche Ausbrüche sind häufig in der Führjahrs- und Sommerregenzeit, wenn das Wasser von Wasserquellen und dgl. ungewünschterweise mit öffentlichen Wasserquellen vermischt werden. Daher ist kein kostengünstiges Verfahren zum Abtöten von C. parvum bisher erhältlich.

Ein Versuch das C. parvum aus Wasser zu entfernen beinhaltet das Aussetzen des kontaminierten Wassers gegenüber ultraviolettem Licht. Wenn auch ein begrenzter Erfolg bei der Verwendung von ultraviolettem Licht und speziellen Verfahren zur Erhöhung der Belichtungszeit oder der Intensität (wie das Einfangen von Oocyten in mechanischen Filtern und das Aussetzen der mechanischen Filter gegenüber ultraviolettem Licht) beobachtet werden kann, um geringe Konzentrationen von C. parvum zu erhalten, d. h. ca. 2 log Zyklusreduktion, erfordern solche Verfahren, dass das Wasser ultraviolettem Licht mit einer Intensität von 15 W/s für über zwei Stunden, d. h. ca. 150 Minuten, ausgesetzt wird. Somit zeigte es sich, dass die Verwendung von ultraviolettem Licht keine mögliche Art zum Auslöschen C. parvum in öffentlichen Wasseraufbereitungsanlagen ist. Was benötigt wird ist ein Verfahren zum Auslöschen von C. parvum neben anderen zystenbildenden Protozoen und anderen Mikroorganismen, wie Viren, das sowohl schnell ist, d. h. das in der Praxis in einer Wasseraufbereitungsanlage verwendet werden kann und zudem sehr wirksam ist, d. h. sehr wirksam ist große Mengen von C. parvum zu inaktivieren, d. h. mehr als 2 oder 3 log Zyklen.

Im Bereich der Luftdekontamination sind durch Luft verbreitete Mikroorganismen, insbesondere Viren und selbst chemische Verunreinigungen ein Hauptproblem. Um wirksam zu sein muss der Ansatz zur Luftbehandlung so sein, dass sich bewegende Luft, wenn sie sich aus dem verunreinigten Raum in einen nicht kontaminierten oder einem sterilen Bereich bewegt, behandelt wird. Bisher war das häufigste Verfahren zur Luftbehandlung die Verwendung von Mikrofiltern, wie HEPA- Filtern, um eine Zuleitung um physikalisch partikuläre Kontaminationen aus der sich bewegenden Luft zu entfernen. Unglücklicherweise stellen die verwendeten Mikrofilter ein signifikantes Hindernis für den Luftfluss dar und daher benötigen sie die Verwendung von Hochleistungsventilatoren und dgl., um die Luft durch die Luftfilter zu pumpen. Da sich immer mehr partikuläre Verunreinigungen in den Mikrofiltern über die Zeit absetzen, erhöht sich das Abbremsen des Luftflusses. Weiterhin stellt ein Lecken der Luft um den Filter einen signifikanter Faktor bei ihrer Entwicklung dar, aufgrund des relativ hohen Widerstandes der Mikrofilter auf den Luftfluss. Solche Filter können zurückgehaltene Kontaminationen in die Leitung freisetzen, wenn sie zum Entfernen ersetzt werden, und solche freigesetzten Kontaminationen können anschließend durch die Leitung in Bereiche gebracht werden, die an sich durch die Filter geschützt werden sollen. Weiterhin sind einige Mikrofilter nicht in der Lage, besonders kleine kontaminierende Teilchen zu entfernen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System, wie es anfänglich definiert ist, bereitgestellt, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Ablenkvorrichtung, die innerhalb des flussdichten Gehäuses angeordnet ist, um ein im wesentlichen gleichförmigen, wirbelfreien Fluss des Fluids in eine Richtung im wesentlichen parallel zu der Lichtquelle zu lenken; einen Mantel, der die rohrförmige Lichtquelle umgibt, um darum eine fluiddichte Sperre zur Verfügung zu stellen; und eine Vorrichtung zum Umwälzen eines Kühlmaterials zwischen dem Mantel und der rohrförmigen Lichtquelle innerhalb der fluiddichten Sperre zum Kühlen der rohrförmigen Lichtquelle.

Das im folgenden beschriebene System richtet sich vorteilhafterweise auf die oben beschriebenen Bedürfnisse, genauso wie andere Bedürfnisse, in dem ein Verfahren bereitstellt wird zum Deaktivieren von zystenbildenden Protozoen, wie Cryptosporidium parvum und Viren, wie Poliovirus, in dem es Impulse kurzer Dauer und sehr intensivem breitbandigem polychromen Licht verwendet. Die Anwendung von Impulsen kurzer Dauer, hoher Intensität eines inkohärenten polychromen Lichts stellt ein sehr effizientes, sehr effektives Hoch-Durchsatz-Bearbeiten dar und führt zu vielen praktischen und wirtschaftlichen Vorteilen.

Im allgemeinen erlaubt das unten beschriebene System das Deaktivieren von Mikroorganismen einschließlich zystenbildenden Protozoen und Viren durch Aussetzen der Mikroorganismen gegenüber mindestens einen kurz andauernden Impuls von inkohärentem polychromen Licht einer Energiedichte im Bereich von ca. 0,01 bis ca. 50 Joule pro Quadratzentimeter unter Verwendung einer Wellenlängenverteilung so, dass mindestens ca. 50% und bevorzugt mindestens ca. 70% oder selbst 95% der elektromagnetischen Energie verteilt ist in einen Wellenlängenbereich von 170 nm bis 2.600 nm und einer Dauer im Bereich von ca. 1 · 10&supmin;&sup6; bis ca. 1 · 10&supmin;¹ Sekunden, bevorzugt weniger als 10 Millisekunden.

Wenn möglich, sollte mindestens ca. 40% und üblicherweise mehr als ca. 70% der Energie der Lichtimpulse vom kontinuierlichen Emissionsspektrum sein. Jedoch steigende Impulse von Quellen, die signifikante Linienemissionsspektrum enthalten, können ebenfalls vorteilhaft in bestimmten Verfahren verwendet werden. Solche kurzen intensiven, inkohärenten Lichtimpulse können bereitgestellt werden durch gepulste, gasgefüllte Blitzlampen, Elektronentladungsvorrichtungen oder anderen gepulsten inkohärenten Lichtquellen.

Gepulste, gasgefüllte Blitzlampen stellen breitbandiges Licht her, wenn ein elektrischer Stromimpuls durch die Blitzlampe entladen wird, dies ionisiert das Gas und führt zu einem intensiven Signal von kontinuierlicher und Linienemission über einen breiten Spektralbereich. Solche Blitzlampen verwenden üblicherweise inerte Gase, wie Xenon oder Krypton, aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit bei der elektrischen zu optischen Energieumwandlung. Die Verwendung von anderen Gasen oder Gasmischungen und Gasentladesystemen ist möglich und kann für spezifische Anwendungen wünschenswert sein.

Wenn möglich, wird die Intensität einer bestimmten Wellenlängenverteilung ausgewählt, um mindestens eine Reduktion von anfänglich vorhandenen koloniebildenden Einheiten auf der Oberfläche bereitzustellen oder über das gesamte Volumen eines Flüssigmediums, das zu behandeln ist, um einen Faktor von mindestens 10 (1 log Reduktion, Basis 10) und bevorzugter mindestens 1.000 (3 log Zyklenreduktion, Basis 10) nach Behandlung mit intensiven Lichtimpulsen. Die Reduktion der koloniebildenden Einheiten mit einem Faktor von mindestens einer Million oder mehr (6 log Zyklenreduktion, Basis 10), bis zur kompletten Sterilisierung kann erfindungsgemäß bereitgestellt werden.

Neben den festen Nahrungsprodukten, die deutliche Verbesserung in ihrer Lagerfähigkeit und Stabilität als Ergebnis der enzymatischen und mikrobiellen Inaktivierung aufzeigen, können auch aseptisches Material, Fluide, wie Luft oder Wasser, und medizinische Verbrauchsmaterialien, wie chirurgische Instrumente intensiven, kurzen Impulsen von polychromen inkohärenten Licht unterworfen werden. Gemäß solcher Verfahren sind mindestens ca. 5% und bevorzugt mindestens ca. 10% der Energie der Lichtimpulse bei einer Wellenlänge von kürzer als 300 nm. Solche Impulse haben typischerweise relativ geringe Gesamtenergiedichten, wie im Bereich von ca. 0,01 bis ca. 15 Joule pro Quadratzentimeter und üblicherweise von ca. 0,1 bis ca. 3 Joule pro Quadratzentimeter. Ein einzelner Impuls eines solchen Lichts mit einem breiten Spektralbereich kann effektive Sterilisation eines gewünschten Substrats produzieren und kann von einem weiten Bereich von verschiedenen Gruppen von Mikroorganismen absorbiert werden und dabei diese tödlich schädigen. Gemäß verschiedenen Verfahren können Nahrungsprodukte, Fluide, wie Wasser, Säfte oder Luft, oder Verpackungsmaterialien mit intensiven, polychromen, inkohärenten Lichtimpulsen mit mindestens ca. 90% der Energieverteilung zwischen 170 und 2.600 nm und einer Blitzdauer im Bereich von ca. 0,001 bis ca. 100 msec mit einer Energiedichte auf dem Nahrungsmittel- oder der Verpackungsbereichoberfläche oder durch das zu behandelnde Volumen im Bereich von ca. 0,01 bis ca. 20 Joule pro Quadratzentimeter behandelt werden. Neben Blitzlampen können andere Impulslichtentladungsvorrichtungen, die entsprechende Breitbandspektren und Intensitäten produzieren, erfindungsgemäß in den beschriebenen Verfahren verwendet werden.

Typischerweise werden die Nahrungsoberflächen, Fluide und Verpackungssubstrate zwischen ca. 1 und ca. 20 Impulsen hoher Intensität, kurzer Dauer, von inkohärentem Licht ausgesetzt, wobei die Verwendung von einer Vielzahl von mindestens zwei Impulsen besonders vorteilhaft ist. In verschiedenen Ausführungsformen können die Nahrungsmittel oder die Fluide in einem Verpackungsmaterial, das ausreichend transparent gegenüber den gewünschten Behandlungsspektren ist, vor dem Aussetzen ihrer Oberflächen den Lichtimpulsen enthalten sein. In diesem Zusammenhang lässt vorteilhaft das Verpackungsmaterial, das die Nahrungsmittel, Saft, Wasser oder andere zu behandelnde Produkte enthält, mindestens ca. 1% oder bevorzugter mindestens ca. 50% der Energie der Lichtimpulse über einen vorher bestimmten Behandlungswellenbereich von weniger als ca. 320 nm durch.

Bei der Behandlung von Fluiden (wie Luft oder wässrigen Fluiden, wie Getränken oder Wasser), die ungewünschte Mikroorganismen enthalten können, können intensive inkohärente polychrome Lichtimpulse bereitgestellt werden, die eine bestimmte Energiedichte (wie hierin beschrieben) über das zu behandelnde Fluidvolumen in einen Behandlungsbereich haben. In diesem Zusammenhang sollte mindestens ein spezifisches minimales Energieniveau des gepulsten Lichts durch das behandelnde Volumen vorhanden sein, welches ausreichend ist, das gewünschte Niveau an Desinfektion herzustellen. Diese Verfahren können statisch in einem festgelegten Behandlungsvolumen des Fluids sein oder, können bevorzugt kontinuierlich sein, wobei das Fluid durch eine Behandlungszone mit einer Rate geführt wird, das sicher stellt, dass das gesamte Volumen des Fluids, das die Behandlungszone passiert, einem vorgeschrieben minimalen Niveau an gepulster Lichtbehandlung unterworfen wird (in Verbindung mit der Lichtimpulsrate, d. h. der Pulswiederholungsrate), d. h. einer vorgeschriebenen minimalen Zahl an Impulsen. Dieses Verfahren ist insbesondere geeignet zur Verwendung in Anwendungen wie in öffentlichen Wasseraufbereitungsanlagen.

Verschiedene Fluide, wie im wesentlichen reine Luft und Wasser haben einen hohen Grad an Transparenz gegenüber breiten Wellenbereichen, einschließlich den sichtbaren und ultravioletten Spektralbereichen, so dass die Behandlungsvolumen und die Raten für solche Fluide relativ hoch sein können. Andere Liquide, wie klare Zuckerlösungen, Wein, usw. haben eine stärker begrenzte Transparenz, dieses kann durch Verwendung von entsprechend geringeren (z. B. in der (den) Ausbreitungsrichtung(en) der Lichtimpulse dünneren) Behandlungsvolumen angepasst werden. Es ist bevorzugt, dass das Fluid eine Lichttransparenz hat, so dass mindestens die Hälfte des auftreffenden Lichts bei 260 nm durch 0,025 cm Fluiddichte geht. Bevorzugt sind die Fluide im wesentlichen frei von festen Bestandteilen, partikulären Materialien (z. B. reine Liquide oder Liquidmischungen, oder Lösungen, in denen die Feststoffe in einem liquiden Lösungsmittel gelöst sind), wenn fluide Materialien behandelt werden, so dass, wenn ein mikrobieller und/oder enzymatischer Gehalt in dem Fluid dem intensiven Lichtfeld maximal ausgesetzt wird, kein schattengebender Effekt auftritt. Es kann ebenfalls auch feste Materialien, wie geschnitten; geschnittene oder partikuläre Nahrung (z. B. getrocknetes Gemüse) befriedigend in einem fluiden Suspensionsmedium (z. B. Wasser) behandelt werden, bevorzugt mit Mehrfachimpulsen, diese haben bevorzugt mehrfache Ausbreitungsrichtungen, um sicherzustellen, dass alle festen Oberflächen behandelt werden.

Zusätzlich zu der Behandlung von Fluiden durch Bereitstellen einer geeigneten Intensität von gepulstem inkohärentem Licht durch das Volumen das zu behandelnden Fluids kann das Fluid ebenfalls behandelt werden durch Bereitstellen von mehrfach gepulsten Lichtbehandlungen durch Mischen (bevorzugt Wirbelvermischen) des Fluids zwischen den einzelnen Impulsen. Während aber solche Behandlungsverfahren die mikrobiellen und/oder abbauenden Enzymgehalte reduzieren können, sind sie weniger wünschenswert und weniger wirksam als die Gesamtvolumenbehandlungsverfahren.

Eine Vielzahl von nahe beieinanderliegenden Impulsen von intensivem Licht und in einigen Fällen eines einzelnen Impulses, führt zu einer wesentlichen Reduktion der Population von lebenden Mikroorganismen, wie zystenbildenden Protozoen und Viren, üblicherweise größer einem Bereich von einem Magnitude (Basis 10) und bevorzugt mindestens zwei oder mehr Magnituden. Höhere Reduktionsniveaus (einschließlich kompletter Sterilisierung) können bei entsprechenden Energieniveaus und Impulszahlen zur Behandlung erreicht werden. Üblicherweise werden zwischen ca. 1 bis ca. 50 Lichtimpulse verwendet, um Nahrung, Fluid, medizinische Vorrichtungen oder Oberflächen von Verpackungsmaterialien ausreichend zu behandeln und bevorzugt zwischen ca. 1 bis ca. 20 Impulse. Typischerweise zwischen 1 und 10 Blitze werden verwendet, z. B. 2, 5 oder 10 Blitze. Es ist im allgemeinen wünschenswert, dass eine Vielzahl von mindestens 2 der Lichtimpulse mit hoher Intensität angewendet werden.

Die Zeit zwischen den auf die Oberfläche aufgebrachten Impulsen liegt wünschenswerterweise im allgemeinen zwischen 0,001 Sekunden und ca. 30 Sekunden (z. B. 0,1 bis 5 Sekunden) und ist bevorzugt weniger als ca. 2 Sekunden bei kommerziellen Behandlungsanwendungen. Wenn die Impulse durch eine einzelne Blitzlampe (oder eine Blitzlampenanordnung einer Mehrzahl von Lampen, die gleichzeitig blitzen) bereitgestellt wird, ist die maximale Wiederholungsrate aus praktischen Gründen durch den individuellen Lampenabkühlungsparameter bestimmt, diese erlauben üblicherweise einer Wiederholungsrate im Bereich von ca. weniger als 1 bis ca. 1.000-mal pro Sekunde. Die effektive Wiederholungsrate kann aber erhöht werden durch Verwenden von mehreren Blitzlampen, die nacheinander entweder einzeln oder in Gruppen, wie in Paaren, blitzen und durch Bereitstellen einer relativen Bewegungen zwischen der Blitzlampe und der zu behandelnden Oberfläche oder dem Volumen.

Inkohärentes gepulstes Licht von ausreichender Intensität, genauso wie mit ausreichendem Dauer- und Wellenlängenverteilung ist erhältlich mit einem Blitzlampensystem. Ein geeignetes Blitzlampensystem wird durch PurePulse Technologies, Inc. unter dem Handelsnamen PUREBRIGHT vertrieben. Ein besonderes Modell, das PUREPBRIGHT-Modell PBS1-3, besteht aus einem DC-Netzgerät, das Energiespeicherkondensatoren auflädt, einem Schalter um das Entladen dieser Kondensatoren zu regulieren, einem Steuerpulsgenerator, um den Schalter in vorher programmierten Zeitintervallen umzuschalten (automatische Einstellung) oder wenn ein Knopf durch den Benutzer gedrückt wird (manuelle Einstellung), ein Satz von Hochspannungskoaxialkabeln, die die Entladungsimpulse von der Kondensator-Umschalter- Anordnung aufnehmen und eine bis vier Blitzlampen in Reflektoren, die das emittierte Licht der Lampen leiten.

Ein Verfahren zur Deaktivierung von zystenbildenden Protozoen, Viren oder dgl. beinhaltet das Bestrahlen der zystenformenden Protozoen, Viren oder dgl. unter Verwendung von mindestens kurz andauerndem Impulses hoher Intensität eines breitbandigem polychromen Lichts. Bei Variationen dieses Verfahrens hat das Licht eine Intensität von mindestens 0,1 J/cm², z. B. von zwischen ca. 0,5 bis ca. 1,5 J/cm², die Dauer des Impulses ist zwischen ca. 10 Nanosekunden und 10 Ms und/oder mindestens 50% der Pulsenergie wird mit einem Licht mit einer Wellenlänge von zwischen ca. 170 und 2.600 nm ausgestrahlt.

Vorteilhaft sind die zystenbildenden Protozoen Cryptosporidium parvum, die durch herkömmliche Wasserbehandlungen, wie Chlor, unverändert bleiben und gegenüber die sich kontinuierliches ultraviolettes Licht als kaum oder unwirksam herausstellt. Die Viren können Poliovirus, Rotavirus oder andere virale Mittel sein.

Ein weiteres Verfahren zur Dekontamination von Wasser oder Luft enthaltend Mikroorganismen, beinhaltet das Bestrahlen des Wassers oder der Luft mit mindestens einem Impuls kurzer Dauer und hoher Intensität aus breitbandigem polychromem Licht. Bei Variationen dieses Verfahrens hat das Licht eine Intensität von mindestens 0,1 J/cm², z. B. von zwischen ca. 0,5 bis 1,5 J/cm²; die Dauer des Impulses ist von zwischen ca. 10 Nanosekunden und 10 Millisekunden; und/oder mindestens 50% Impulsenergie wird mit einem Licht mit Wellenlängen von zwischen ca. 170 und 2.600 nm ausgestrahlt.

Vorteilhaft enthält das Wasser Cryptosporidium parvum Oocyten, Viren oder andere Mikroorganismen und solch ein Verfähren ist wirksam diese Cryptosporidium parvum Oocyten, Viren und anderer Mikroorganismen zu deaktivieren. Die Luft kann solche Mikroorganismen enthalten und dieses Verfahren ist ebenfalls wirksam diese Mikroorganismen in der Luft zu deaktivieren.

Im Betrieb kann das Wasser oder die Luft durch eine Behandlungszone fließen und die Bestrahlung kann in dieser Behandlungszone stattfinden. Nachdem das Wasser oder die Luft in der Behandlungszone beleuchtet wurde, fließt das Wasser oder die Luft aus der Behandlungszone heraus. Das Fliessen des Wassers oder der Luft kann erzielt werden, indem das Wasser oder die Luft in den entsprechenden Leitungen enthalten ist und durch Pumpen des Wassers oder der Luft in und/oder aus der Behandlungszone gebracht wird. Das Fliessen des Wassers oder der Luft kann kontinuierlich durchgeführt werden, wobei das Bestrahlen wiederholt wird mit einer Blitzwiederholungsrate die so ausgewählt ist, dass das gesamte Wasser oder die gesamte Luft, die durch die Behandlungszone geht, bestrahlt wird, bevor sie die Behandlungszone verlässt.

Vorteilhaft kann eine Auslassöffnung der Behandlungszone so angebracht sein, dass ein Impuls kurzer Dauer und hoher Intensität des polychromen Lichts in einem breiten Spektrum erreicht wird, um die Mikroorganismen, die in der Auslassöffnung vorhanden sind, zu deaktivieren, da diese sonst dekontaminiertes Wasser, das die Behandlungszone verlässt, wieder kontaminiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

Die obigen und weiteren Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genaueren Beschreibung deutlicher, diese werden in Verbindung mit den folgenden Abbildungen dargestellt:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Bearbeitungsapparats mit gepulstem Licht, dieser behandelt pumpbare Produkte, wie Wasser oder Luft, die longitudinal durch einen Mantel, der eine verlängerte, inkohärent pulsierte Lichtquelle umgibt, fließt;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Variante des verarbeitenden Apparates mit gepulstem Licht der Fig. 1, die pumpbare Fluide behandelt, wie Wasser oder Luft, die parallel zu einer oder mehreren verlängerten inkohärenten Lichtquellen fließt;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Verarbeitungsapparates zur Behandlung von Produkten, die durch eine Behandlungsstation mit intensivem inkohärentem gepulstem Licht fließt;

Fig. 4 ist ein Querschnitt eines Verarbeitungsapparats zur Behandlung von Wasser, wobei dieses durch eine Behandlungskammer, die aus zwei konzentrischen zylindrischen Strukturen aufgebaut ist, fließt, in diese eine verlängerte, inkohärent pulsierende Lichtquelle entlang der Zentralachse positioniert;

Fig. 5 ist ein Querschnitt einer Modifikation des Verarbeitungsapparats mit pulsivem Licht gemäß Fig. 4, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, worin ein Quarzmantel verwendet wird, um die verlängerte, inkohärent pulsierende Lichtquelle zu umgeben und durch das Luft oder Wasser fließen kann, um die verlängerte, inkohärent pulsierende Lichtquelle zu kühlen;

Fig. 6 ist ein Querschnitt einer weiteren Modifikation des Verarbeitungsapparats mit pulsierendem Licht gemäß Fig. 4, die allerdings keine Ausführungsform der Erfindung darstellt, die Auslassöffnung ist so angeordnet, um Impulse kurzer Dauer und hoher Intensität aus breitbandigem polychromem Licht, emittiert von einer Blitzlampe, zu erhalten; und

Fig. 7 ist eine perspektivische Zeichnung eines Verarbeitungsapparats mit pulsierendem Licht, der Luft, die durch eine Leitung fließt, in der eine verlängerte, inkohärent pulsierende Lichtquelle quer zum Luftfluss angeordnet ist, behandelt.

Der Anhang ist eine Sammlung der Testergebnisse, erhalten gemäß den Verfahren, ausgeführt in Beispiel I unten.

Entsprechende Referenzzeichen bezeichnen entsprechende Komponenten in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die folgende Beschreibung der derzeit am besten angesehenen Ausführungsform der Erfindung ist nicht als begrenzend anzusehen, sondern ist nur zum Zweck der Beschreibung des allgemeinen Prinzips der Erfindung dargestellt. Der Umfang der Erfindung sollte bestimmt werden unter Bezugnahme auf die Ansprüche.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 kann ein Blitzlampensystem, das z. B. ein Blitzlampensystem wie das PUREBRIGHT-Modell Nr. PL-320, erhältlich von PurePulse Technologies, Inc., San Diego, Kalifornien, USA, sein kann, eine pulsgebende Vorrichtung (nicht gezeigt), das ein DC-Netzteil enthält, welches die Kondensatoren auflädt (nicht gezeigt); einen Schalter (nicht gezeigt), der zur Entladung der Kondensatoren beiträgt; ein Trigger-Kreis (nicht gezeigt), das verwendet wird, um den Schalter in vorprogrammierten Zeitintervallen auszulösen in Antwort auf Sensoren, die eine Liquid-Flussrate oder dgl. nachweisen oder in Antwort auf einen heruntergedrückten Knopf und ein Set von Hochspannungskoaxialkabeln (nicht gezeigt), die die Entladungsimpulse von der Kondensatorschalteranordnung zu einer Blitzlampenanordnung überträgt. Die Blitzlampenanordnung schließt ein bis vier oder mehr Blitzlampen 504 ein, die sich in Metallreflektoren 502 befinden, um direkt polychromes Licht, das von den Blitzlampen 504 emittiert wird, Richtung Fluid, z. B. Wasser, flüssige Nahrungsprodukte oder Luft, das durch eine Behandlungsleitung fließt, richtet, so dass das Fluid dem Licht ausgesetzt wird.

Diese Beleuchtung deaktiviert, d. h. tötet oder sterilisiert im wesentlichen alle Mikroorganismen (d. h. mehr als 50%, z. B. 90%) im Fluid, das durch die Behandlungsleitungen fließt.

Die intensiven (d. h. 0,01 bis 50 J/cm², z. B. zwischen 0,5 und 1,5 J/cm², Energiedichte gemessen an der Oberfläche der Metallreflektoren 502) Kurzzeitimpulse des breitbandigen polychromen Lichts (d. h.. 170 bis 2.600 nm; 1,8 · 10&sup4; Hz bis 1,2 · 10&sup5; Hz) sind bevorzugt zwischen 0,001 ms bis 100 ms, z. B. zwischen 10 Nanosekunden bis 10 ms Dauer und haben eine Impulswiederholungsrate von 1 bis 100 Impulsen, z. B. 10 Impulsen pro Sekunde.

Es wird angemerkt, dass das Licht auch kontinuierliche Wellen und monochromes oder polychromes Licht mit Wellenlängen außerhalb des breiten Spektrums enthalten kann. Mindestens 50% bis 60%, bevorzugt mindestens 70% bis 90% oder mehr der Lichtenergie sollen aber vom Licht stammen mit Wellenlängen innerhalb des oben definierten Breitbands.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Apparats zur Behandlung von pumpbaren Produkten, wie Luft, Wasser oder liquider Nahrungsprodukte, wie Fruchtsäfte mit Impulsen von intensivem inkohärent gepulstem Licht. Der Apparat 50 umfasst eine reflektierende, zylindrische Umfassung, definierend einen Behandlungsraum (501) (auch als Behandlungskammer oder -zone bezeichnet), durch die das Fluid fließt und das eine Impulslichtquelle 504 umschließt, diese in Apparat 50 gezeigte kann eine Hochintensität-Xenon-Blitzlampe sein, bereitgestellt mit einer herkömmlichen, geeigneten Netzquelle (nicht gezeigt) für das Arbeiten mit Blitzlampen. Der reflektierende Behandlungsraum 501 diente zur Erhöhung der effektiven Energiedichte der Impulse des Lichts, das rückstrahlt, nachdem es das Volumen des pumpbaren Produkts durchläuft. Eine Umwälzpumpe 508 kontrolliert die Flussrate des pumpbaren Produkts durch den Behandlungsraum 501, diese ist mit der Impulswiederholdungsrate der Blitzlampen koordiniert, so dass in der Verweilzeit des Produkts in dem Behandlungsraum 501 das gesamte Produkt, das hindurchgeht, eine vorbestimmte Zahl des Impulses kurzer Dauer und hoher Intensität aus breitbandigem inkohärent polychromem Licht erhält.

Das den Behandlungsraum 501 verlassene Produkt wird daher im gewünschten Grad steril oder desinfiziert sein (bestimmt gemäß der Zahl der Impulse des Lichts und der Energiedichte der Impulse des Lichts durch das Behandlungsvolumen).

Bei einigen Variationen ist die Behandlungskammer 501 entsprechend so angeordnet, dass sie abgetrennt ist von der Blitzlampe 504, damit das Produkt nicht in Kontakt kommt mit der Blitzlampe 504. Der Durchmesser des Behandlungsraums 501 variiert in Abhängigkeit von vielen Faktoren, einschließlich den spezifischen Lichtabsorptionseigenschaften des zu behandelnden Produkts innerhalb des breiten Spektrums, ist aber nicht auf dieses begrenzt. Der Durchmesser des Behandlungsraums 501 variiert auch als Funktion der physikalischen und Arbeitseigenschaften der Blitzlampen und dem Grad des Vermischens des Produkts, wie er zwischen einzelnen Impulsen erwartet wird.

Der Behandlungsraum 501 schließt bevorzugt die Metallreflektoren 502 (auch als Reflektoranordnung bezeichnet) als äußere Wand oder als einen externen Reflektor ein, um eine Belichtung, die durch das Produkt gegangen ist, zurück in Richtung der Blitzlampe zu reflektieren. Es wird angemerkt, dass die Fluide, wie Luft und Wasser relativ transparent gegenüber Licht sind. Entsprechend tritt nur eine geringe Dämpfung durch Absorption in diesem Produkten auf, wobei die Flux-Dichte sich nur als Funktion des Abstands von der Blitzlampe stark erhöht. Für Fluide die allerdings eine signifikante Absorption haben, wie einige liquide Nahrungsprodukte, wie Säfte, erniedrigt dieser Faktor die Flux-Dichte des von der Blitzlampe emittierten Lichts als Funktion der Entfernung von der Blitzlampe. Auf jedem Fall sollte die gewünschte minimale Flux-Dichte, wie vorher beschrieben, bevorzugt für den gesamten Behandlungsraum aufrechterhalten werden oder alternativ muss ein Vermischen stattfinden, um sicherzustellen, dass das gesamte Fluid einer entsprechenden minimalen Flux-Dichte einer Mehrzahl von Impulsen unterworfen ist.

Gemäß Fig. 2 können sich ein oder mehrere Blitzlampen ebenfalls oder alternativ außerhalb der Behandlungskammer 501 oder im alternativen Apparat 521 neben der Blitzlampe 556, die sich innerhalb der Behandlungskammer 501 im Apparat 50 befindet (Fig. 1), befinden. Bei einem alternativen Entwurf, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Fluid, z. B. liquides Nahrungsprodukt, Wasser oder Luft, das zu behandeln ist, durch eine transparente Behandlungsleitung geführt (z. B. eine Quarzglasröhre) 552, die an einem Fokus eines elliptischen Reflektors 554 angeordnet ist. Eine Blitzlampe 556 ist an einem anderen Fokus des elliptischen Reflektors 554 angeordnet. Mehrere elliptische Segmente (nicht gezeigt), die jeweils eine Lampe in einem Fokus und die Quarzröhre 552 im anderen Fokus hat, können, wenn gewünscht, verwendet werden. In dieser Weise wird eine Kompensation für de Lichtabsorption durch das zu behandelnde Liquid erzielt, so dass das gesamte Liquid einer mehr einheitlichen Lichtbehandlung unterworfen wird, da das von der Blitzlampe 556 emittierte Licht in Richtung des Zentrums der Behandlungskammer fokussiert ist.

Die Blitzlampe 556 ist ummantelt in z. B. einen Quarzumhang oder -mantel zur Luft- oder Wasserkühlung und zu gegebenenfalls spektralen Filtern (wie die Blitzlampe 504 in Fig. 1).

Gemäß Fig. 3 wird ein Apparat gezeigt mit einer intensiven inkohärenten Lichtverbarbeitungsstation 60 mit einem gepulsten Lichtquelle/Reflektor-Feld 602, durch das das Produkt 601 verläuft, z. B. in Quarzröhren (nicht gezeigt). Das Blitzlampen/Reflektor-Feld 602 ist verbunden durch Kabel mit einem elektrischen Impuls gegebenen Netzwerk 603 oder einem Pulsator, der das Blitzlampenfeld entweder simultan oder nacheinander auflädt und einer Kühlungs-/Filterungs- Umwälzpump 604, das das liquide Medium durch eine Mantelanordnung, die sich extern von jeder Lampe zur Kühlung und oder spektralen Filter befindet, selektiert durch Verwendung von ausgewählten Lösungen mit den gewünschten spektralen Übertragungs-/Absorptionseigenschaften. Zum Hochleistungsarbeiten sind Hochleistungsdichten werden die Blitzlampen unter Verwendung eines Wasser-enthaltenden Quarzmantels gekühlt.

Das Blitzlampen-/Reflektor-Feld 602 umfasst eine Vielzahl von Lampen und Reflektoren, die intensive, kurz-andauernde Lichtimpulse in dem Behandlungsbereich zwischen dem oberen und unteren Hälften der Blitzlampen-/Reflektor-Feld 602 generiert. Während die dargestellte Verarbeitungsstation 60 gerade angeordnete Lampen und Reflektorelemente verwendet, sind andere Anordnungen möglich. Z. B. können die Blitzlampen in irgendeiner Form konstruiert sein, so wie Neonleuchtzeichen auch irgendeiner Form sein können. In ähnlicher Weise können die Reflektorelemente aus vielen verschiedenen Materialien in verschiedenen Geometrien hergestellt sein, um ein Beleuchten durch die Blitzlampenquelle auf das Behandlungsprodukt mit der gewünschten Energiedichteverteilung zu ermöglichen. "The Optical Design of Reflectors" Second Edition, Wiliam B.

Elmer, publiziert von Jon Wiley and Sons, Inc., New York, USA ist eine entsprechende Quelle als Einführung zu den Grundsätzen des Entwurfs von Reflektoren.

Obwohl die vorliegende Beschreibung viele verschiedene Anwendungen zur Reduktion von Organismen, Mikroben oder Virenzahlen oder der enzymatischen Aktivität bei der Konservierung von Nahrungsprodukten einschließt, stellt die Verwendung von Hochintensitäts-Kurzzeitlichtbehandlung zur Sterilisation von Wasser bei der Wasseraufbereitung und der Luft bei der Luftbehandlung ein wesentlicher Aspekt der Erfindung dar. Z. B, führen selbst bei hohen Organismusdichten (bis zu 1 · 10&sup6; /ml bis 1 · 10&sup7; mM Cryptosporidium parvum Oocyts M1) nur zwei Blitze mit einer Energiedichte von 1 J/cm² pro Blitz zur Sterilisierung von Cryptosporidium parvum.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Wasserbehandlungszelle 700, die selbst nicht erfindungsgemäß ist, dargestellt. Gezeigt sind ein äußeres zylindrisches Gehäuse 702, eine zylindrische Ablenkvorrichtung 704, eine erste Endplatte 706 und eine erster Lampenhalter 708, eine zweite Endplatte 710 und einen zweiten Lampenhalter 712, ein Wassereinlass 714 und ein erster und ein zweiter Wasserauslass 716, 718. Koaxial zu dem äußeren zylindrischen Gehäuse 702 und der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 ist eine Blitzlampe 722, wie sie oben beschrieben wurde.

Das äußere zylindrische Gehäuse 702 bildet zusammen mit der ersten und zweiten Endplatte 706, 710 einen wasserdichten Container, in das Wasser durch den Wassereinlass 714 einfließt und durch das Wasser durch die ersten und zweiten Wasserauslasser 716, 718 ausfließt. Koaxial zum äußeren zylindrischen Gehäuse 702 ist die zylindrische Ablenkvorrichtung 704. Die zylindrische Ablenkvorrichtung 704 befindet sich an der zweiten Endplatte 710 und endet kurz vor der ersten Endplatte 706, so dass das Wasser aus einem Bereich innerhalb des wasserdichten Containers außerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704, um ein Ende 720 der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 nahe der ersten Endplatte 706 und in einen Bereich innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 fließen kann.

Diese Anordnung stellt ein Fluidflussmuster wie folgt dar: Wasser fließt in den wasserdichten Container durch den Wassereinlass 714 und in den Bereich außerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704; als nächstes fließt das Wasser entlang der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 (links in der Fig. 4) und um das Ende 720 der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704; dann fließt das Wasser innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 zurück zu der zweiten Endplatte (rechts in Fig. 4) und verlässt das zylindrische Gehäuse durch die Wasserauslässe 716, 718.

Die oben beschriebene Konfiguration stellt einen im wesentlichen gleichförmigen, wirbelfreien Fluss des Wassers im Bereich innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 bereicht. Dies liegt im wesentlichen an der Fliessgleichförmigkeit, dadurch erzielt, dass das Wasser über das Ende 720 der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 in den Bereich innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung fließt. Als Ergebnis wird eine gleichförmige Behandlung mit dem kurzzeitigen, hoch-intensiven Impulsen des breitbandigen Lichts erreicht. Die Bildung einer gleichförmigen Fliessdynamik in dem Bereich innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 wird weiterhin erzielt durch Verwendung zylindrischer Ablenkvorrichtung, die sich zwischen der kreisringförmigen Ablenkvorrichtung 726 und dem äußeren zylindrischen Gehäuse 702 ca. 5 cm von der Einlassöffnung 714 befindet. Diese kreisringförmige Ablenkvorrichtung 726 hilft das durch die Einlassöffnung 714 einfließende Wasser in den Bereich zwischen der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 und dem äußeren zylindrischen Gehäuse 702 zu verteilen.

Während der Verweilzeit innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 wird das Wasser kurzzeitigen Impulsen hoher Intensität von polychromem Licht emittiert von der Blitzlampe 722 ausgesetzt. Vorteilhaft wirkt die innere Oberfläche 724 der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 reflektierend, so dass das von der Blitzlampe 702 ausgesendete Licht durch das Wasser in den Bereich innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 zurück in Richtung der Blitzlampe 722 reflektiert wird. Das reflektierte Licht geht damit durch das Wasser zurück und erhöht somit die wirksame Energiedichte, die das Wasser in dem Bereich innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 ausgesetzt ist. Die wirksame Energiedichte wird weiterhin erhöht dadurch, dass das Licht bevorzugt hin und zurück mehrere Male innerhalb des Bereichs der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 reflektiert wird bevor es durch die Mikroorganismen absorbiert wird oder durch andere Partikel innerhalb des Wassers mit Hilfe der reflektierenden inneren Oberfläche der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704, usw.

Bevorzugt ist die Energiedichte, die das Wasser innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung ausgesetzt ist, zwischen 0,01 J/cm² und 50 J/cm², z. B. zwischen 0,5 J/cm² und 1,5 J/cm². Die Impulsdauer der kurzzeitigen Impulse hoher Intensität von polychromem Licht ist von 0,001 ms bis 100 ms, z. B. zwischen 10 Nanosekunden und 10 ms und die Impulswiederholungsrate ist von 1 Hz bis 100 Hz für eine zylindrische Ablenkvorrichtung mit einer Länge von zwischen 50 mm und 500 mm, z. B. 220 mm und ein Durchmesser von zwischen 25 mm und 250 mm, z. B. 114 mm. Bevorzugt emittiert die Blitzlampe mindestens 50 bis 60%, z. B. 70 bis 90% seines Lichts bei Wellenlängen von zwischen 170 nm bis 2.600 nm. Weiterhin ist zwischen 1% und 1%, z. B. 10% der Energiedichte des von der Blitzlampe emittierten Lichts konzentriert auf Wellenlängen von zwischen 200 nm bis 320 nm, z. B. 260 nm.

In Fig. 5 ist ein Querschnitt eines Wasserbehandlungssystems (oder Zelle) 700 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gezeigt sind das äußere zylindrische Gehäuse 702, die ersten und zweiten Endplatten 706, 710 und die Lampenhalter 708, 712, der Wassereinlass 714, die ersten und zweiten Wasserauslässe 716, 718, die zylindrische Ablenkvorrichtung 704, die Blitzlampe 722 und der Quarzmantel 725.

Mit Ausnahme des unten beschriebenen ist die Ausführungsform der Fig. 5 im wesentlichen gleich zu dem Apparat von Fig. 4.

Der Quarzmantel 725 stellt eine wasserdichte Barriere dar, der die Räume innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 abtrennt von einem Raum unmittelbar neben der Blitzlampe 722. Diese Anordnung erlaubt, dass Luft oder Kühlwasser innerhalb des Bereichs, der sich unmittelbar der Blitzlampe 722 anschließt, zu zirkulieren, um die Blitzlampe 722 zu kühlen oder um das von der Blitzlampe 722 emittierte Licht spektral zu filtrieren. Vorteilhaft stellt die Ausführungsform gemäß Fig. 5 eine längere Lebenszeit, der Blitzlampe zur Verfügung, ein mehr bevorzugtes Frequenzspektrum und/oder eine kürzere Impulswiederholungsrate (aufgrund der erhöhten Blitzlampenkühlung zwischen den Blitzen) als sie mit dem Apparat der Fig. 4 möglich ist.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Wasserbehandlungssystems 700 gezeigt. Gezeigt sind das äußere zylindrische Gehäuse 702, die ersten und zweiten Endplatten 706, 710 und die Lampenhalter 708, 712, der Wassereinlass 714, die zylindrische Ablenkvorrichtung 704, die Blitzlampe 722 und eine kreisringförmige Ablenkvorrichtung 726.

Mit Ausnahme des unten beschriebenen ist der Apparat der Fig. 6 im wesentlichen gleich zu der Ausführungsform von Fig. 5.

Die ersten und zweiten Wasserauslässe 716, 718 der Fig. 4 sind ersetzt in der Ausführungsform der Fig. 6 mit einem einzelnen kegelförmigen Auslass 902, der durch die Seite der zylindrischen Ablenkvorrichtung 704 geht und somit ermöglicht, dass das Licht von der Blitzlampe 722 das Innere des kegelförmigen Auslasses 902 bestrahlt.

Diese Anordnung verhindert Kontaminationen, die innerhalb des kegelförmigen Auslasses 902 überleben und dekontaminiertes Wasser kontaminiert, wenn dieses das Behandlungssystem 700 verlässt. Ein rezirkulierender Schlauch 904 nimmt Wasser vom kegelförmigen Auslass 902 auf, wenn dekontaminiertes Wasser oder Luft nicht benötigt wird und recycled dieses Wasser durch das Wasserbehandlungssystem 900. Wenn der rezirkulierende Schlauch 904 entfernt wird, fließt dekontaminiertes Wasser durch den kegelförmigen Auslass und kann entsprechend verwendet werden.

Diese Anordnung ist insbesondere geeignet zur Laborverwendung, wo Wasser wiederholt aus dem Wasserbehandlungssystem 900 entfernt wird und eine Verunreinigung des Wassers nach Verlassen des Wasserbehandlungssystems 900 eine besondere Sorge darstellt. Verschiedene Verwendungen der erfindungsgemäßen Ausführungsform sind allerdings möglich.

In Fig. 7 wird eine perspektivische Darstellung eines Luftbehandlungssystems 800 gezeigt, dies ist nicht im Einklang mit der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist die Behandlungsregion 802 einer Luftleitung 804, einschließlich einer reflektierenden inneren Oberfläche 806, einer diagonal angeordneten Blitzlampe 808, einer Ablenkvorrichtung- Ausgangsregion 810 der Luftleitung 804 und eine Auslassleitung 812.

Im Gebrauch fließt Luft in die Behandlungsregion 802 durch die Luftleitung 804 aufgrund eines Vakuumdrucks, der durch einen Ventilator erzielt wird (nicht gezeigt) in der Auslassleitung 812. Die Luft fließt in die Behandlungsregion 802 der Luftleitung 804 und geht dabei an der Blitzlampe 808 vorbei. Während seiner Verweilzeit in der Behandlungsregion 802 wird die Luft ein oder mehrere Male mit kurzzeitigen Impulsen hoher Intensität von breitbandigem polychromem Licht, das von der Blitzlampe 808 emittiert wird, ausgesetzt. Vorteilhaft wird die effektive Energiedichte, die die Luft in seiner Verweilzeit im Behandlungsraum 808 ausgesetzt ist, deutlich erhöht durch die Anwesenheit von reflektierender innerer Oberfläche der Behandlungsregion 802, dies führt dazu, dass von der Blitzlampe 808 emittiertes Licht, das durch die Luft in der Behandlungsregion geht, zurück in die Luft in der Behandlungsregion reflektiert wird.

Nach Durchlaufen der Behandlungsregion 802 geht die Luft in die Ablenkvorrichtungen 814 und dann in Ausgangsbereich 810. Der Ausgangsbereich 810 enthält z. B. drei Ablenkvorrichtungen 814, die die Ausgangsregion 810 in vier unterschiedliche Luftwege trennt. Die Ablenkvorrichtungen 814 helfen sicherzustellen, dass ein gleichförmiger Luftstrom auftritt, wenn die Luft die Lustleitung 804 verlässt und, noch wichtiger, dient dazu zu verhindern, dass Blitzlampe 808 emittiertes Licht den Behandlungsraum 802 verlassen kann. Um weiter zu verhindern, dass Licht aus der Behandlungsregion 802 entweichen kann, ist eine innere Oberfläche von jeden der vier unterschiedlichen Luftwege in mattschwarz gestrichen.

Wenn gewünscht, kann ein Eingangsbereich, durch den der Luftfluss geht bevor er die Behandlungsregion 802 erreicht, ebenfalls Ablenkvorrichtungen enthalten, wie die in der Ausgangsregion 810, und diese Ablenkvorrichtungen können ebenfalls in mattschwarz gestrichen sein. Die Ablenkvorrichtungen am Eingangsbereich (nicht gezeigt), führen ebenso wie die Ablenkvorrichtungen im Ausgangsbereich 810 dazu, das von der Blitzlampe 808 emittiertes Licht den Behandlungsraum nicht verlassen kann.

Nach Verlassen der Luftleitung 804 durch den Ausgangsbereich 810 wird die behandelte Luft in die Ausgangsleitung 812 gesogen, wo sie dann zu einem Räum, in der die sterile Luft gewünscht ist, verbracht wird. Die Auslassleitung 812 ist entsprechend verbunden mit der Luftleitung 804, so dass verhindert wird, dass unbehandelte Luft in die Auslassleitung 812 eintreten kann.

Nachdem die vorliegende Erfindung allgemein beschrieben wurde, werden nun verschiedene Aspekte der Erfindung ausführlich mit Hilfe von bestimmten Beispielen beschrieben. Diese Beispiele demonstrieren qualitativ und quantitativ die Wirksamkeit der Erfindung zur Dekontaminierung von Fluiden, insbesondere Wasser und Luft durch Reduzieren oder Eliminieren von Mikroorganismen, insbesondere zystenbildende Protozoen und Viren, genauer von Cryptosporidium parvum Oocyten und Poliovirus und dgl.

BEISPIEL 1

Fünf Röhrchen, die jeweils 1 ml von 1 · 10&sup7;/ml einer Suspension von Cryptosporidium parvum Oocyten enthalten und fünf Gefäße jeweils 1 ml einer 1 · 10&sup6;/ml Suspension von Cryptosporidium parvum Oocyten enthalten, wurden erhalten.

Vier Röhrchen der Oocytenkonzentrationen wurden wie folgt bearbeitet. Ein Vial jeder Konzentration wurde jeweils den folgenden Mengen an gepulstem breitbandigem polychromem Licht sehr hoher Intensität ausgesetzt: 0 Blitze, 2 Blitze, 5 Blitze und 10 Blitze, alle bei 1 Joule/cm². Ca. 800 ul jeder ursprünglichen Suspension (10 ul) wurden gewonnen und in neue Gefäße überführt (markiert, silizonisierte Mikrofugenröhrchen). Jede Oocytenpräparation wurde durch Zentrifugation auf ca. 200 ul kondensiert und Neonatalmäusen in 25 ul-Volumen verabreicht. Nach ca. einer Woche (6¹/&sub2; Tage) wurden die Mäuse durch Kohlenstoffdioxidinhalation betäubt. Ein Stück Enddarm (ca. 1 cm) wurde von jeder neonatalen Maus entfernt und in ein Mikrofugenröhrchen, enthaltend 400 ul 2,5% iges Kaliumdichromat (W/V in deionisiertem Wasser) verbracht. Ein verbleibender Teil des Verdauungstrakts wurde aus einer neonatalen Maus entfernt und mit den Verdauungstrakten der jeweils anderen neonatalen Maus innerhalb der entsprechenden Behandlungsgruppen gepoolt (gemäß der Zahl der Blitze an Lichter die jeder Probe verabreicht wurden). Die Enddarmproben wurden kräftigt gevortext und die Überstände wurden über einen diskontinuierlichen Suchrosegradienten verarbeitet um Oocyten zu gewinnen und zu isolieren. Die Proben wurden mit Cryptosporidium-oocyten-spezifischen monoklonalen Antikörpern, der mit Fluoreszinisothiocyanat (OW 50-FITC) konjugiert war, inkubiert und mittels Durchflusszytometrie analysiert.

Ein entsprechendes logisches gate identifizierte die Oocyten, die sich in 100 ul in der jeweiligen Probensuspension befanden. Dieses Volumen stellt ca. 1/12 des ursprünglichen Probenvolumens dar. Die Rohdaten (Zahl der Ereignisse in dem entsprechenden Oocyten-darstellenden Gate) für jede Probe zusammen mit beispielhaften Durchflusszytometriedarstellungen für positive und negative Proben sind im Anhang angefügt, auf Seiten 3-4 bzw. 1-2. Ein dreidimensionales Säulendiagramm, das sich ebenfalls im Anhang auf Seite 5 befindet, zeigt die durchschnittliche Oocytenzahl für jede Behandlungsgruppe (und einer nicht-infizierten Kontrollgruppe).

Die gepoolten Därme jeder Gruppe wurden in Kaliumdichromat homogenisiert und das Homogenat wurde in ähnlicher Weise wie oben für die Enddarmsegmente beschrieben untersucht. Der Zweck der gepoolten Darmassays ist der versuch geringe Zahlen von Oocyten in den gepoolten Proben nachzuweisen, die möglicherweise in den einzelnen Enddarmproben übersehen wurden. Die Oocytenzahlen sind für diese Beispiele im Anhang auf Seite 6 dargestellt.

Wie man aus den Informationen, die sich in Anhang befinden, ersehen kann, findet sich kein Nachweis einer Infektion in den Darmproben von Mäusen die mit Oocyten angeimpft wurden, die irgendeine getestete Menge einer Behandlung von gepulstem, breitbandigem, polychromem Licht in hoher Intensität erhalten haben, während Mäuse, die die Kontrolloocyten erhielten, große Mengen von Oocyten in ihren Darmproben aufzeigten.

Diese Test zeigen, dass selbst bei hohen C. parvum Oocytenkonzentrationen diese nicht-infektiös gemacht werden können, wie mit Hilfe der in vivo Infektionsassays gemessen.

BEISPIEL 2

Mit Hilfe einer 100 ul-Pipette wurden aus einer 700 ul- Lösung, enthaltend ca. 25 · 10&sup6; Cryptosporidium-Oocyten, ca. 200 ml in 1 mm dicken Raum zwischen zwei Quarzscheiben verbracht. Die Scheiben wurden vorsichtig ausgerichtet bis die Cryptosporidium-Oocyten-enthaltendene Lösung in das Zentrum der Scheiben positioniert wurde. Die Scheiben wurden auf einem Laborständer verbracht, so dass die Cryptosporidium-Oocyten-enthaltende Lösung unter einem Blitzlampenset zentriert wurde, das 0,1 Joule/cm² Energiedichte, gemessen an der Cryptosporidium-Oocytenenthaltenden Lösung, bereitstellt. Eine Blitzzahl wurde von der Blitzlampe mit einer Impulsdauer von 300 Mikrosekunden und einer Impulswiederholungsrate von 1 Blitz pro Sekunde emittiert. Die Cryptosporidium-oocyten-enthaltende Lösung wurde dann aus den Quarzscheiben unter Verwendung einer sterilen Pipette entfernt und in ein steriles, markiertes Gefäß verbracht. Kontrollsuspensionen wurden ebenfalls hergestellt durch Überführen der Cryptosporidium-Oocytenenthaltende Lösung in die Quarzscheiben und anschließendes verbringen in das Gefäß ohne Behandlung mit gepulstem Licht.

Die Kontrollsuspensionen wurden für Verdünnung hergestellt mit 10&sup6;, 10&sup5; und 10&sup4; Cryptosporidium parvum-Oocyten pro Milliliter, z. B. ein 50 ul Aliquot Kontrollsuspension wurde in 450 ul Gewebekultur-reiner phosphatgepufferter Lösung (T-PBS) verdünnt, was zu einer 1/10-Verdünnung führte. Die Kontrolle und die behandelten Cryptosporidium parvum-Oocyten- Suspensionen wurden titriert um Oocyten zu suspendieren und wurden in Vier-Tag-Kulturen von Maden-Darby Canine Kidney (MDCK)-Zellen (in Ultrakultur) dispensiert. Jede Oocyten- Suspension wurde in 100 ul-Volumen in doppelten Kammern dispensiert (zwei pro Behandlung). Die verbleibenden Oocyten- Suspensionen wurden bei 4ºC gelagert. Die Vier-Tage-Kulturen wurden bei 37ºC inkubiert (5% CO&sub2;). Jede Kammer wurde nach drei Stunden PI mit T-PBS gewaschen und frisches Kulturmedium wurde hinzugegeben. Das Frischkulturmedium wurde wieder zugegeben nach 24 Stunden PI. Nach 48 Stunden PI wurden die Kammern mit T-PBS dreimal gewaschen und mit Bouings-Lösung für ca. 1 Stunde fixiert (2,0 ml pro Kammervertiefung).

Die Bouings-Lösung wurde entfärbt durch fünf aufeinanderfolgendes Waschen mit 70% Ethanol innerhalb einer Stunde. Die Kammern wurden mit T-PBS gewaschen und das T-PBS wurde ersetzt mit phosphatgepufferter Lösung/Rinderserumalbumin (PBS/BSA) und für 30 Minuten inkubiert. Das PBS/BSA wurde ersetzt durch Fluorchrommarkierte monoklonale Antikörperlösung (C3C3-CyC, 1/500stel Verdünnung, 300 ul pro Kammer). Die Kammern wurden dann für 90 Minuten bei Raumtemperatur im Dunkeln auf einer Schüttelplattform inkubiert. Die Kammern wurden dann dreimal mit T-PBS gewaschen. Das T-PBS wurde abgezogen und zwei Tropfen Polyvinylalkohol/Anti-Quenching-Mittel (PVA II/DABCO) wurden zu jeder Kammer gegeben (das Anti-Quenching-Mittel ist 1,4-Diazabicyclo-[2,2,2]octan von Sigma Chemical Company). Deckgläschen (18 mm²) wurden aufgelegt, wobei sichergestellt wurde, dass keine Luftblasen eingeschlossen wurden. Überschüssiges T-PBS oder PCA II/DABCO wurden abgesaugt. Die Parasitenentwicklung wurde dann mikroskopisch für jede Lösung und für jede desinfizierende Behandlung ausgezählt.

Die Kontrolle und die behandelte Oocyten-Präparationen wurden titriert und in Mikrozentrifugenröhrchen dispensiert (100 ul pro Röhrchen). Ein gleiches Volumen von DMEM-Basismedium mit 1,5% NaT wurde hinzugefügt und die Röhrchen wurden bei 37ºC für 45 Minuten inkubiert. Excystation wurde bewertet durch Herstellung von feuchten Abdeckungen und Scannen der Objekträger auf freie Sporozyten und leere und teilweise leere Oocytenwände.

Wie man aus den in Tabelle 1 dargestellten Informationen entnehmen kann, führt eine in vitro Kultur dazu, dass alle Behandlungsniveaus mit Ausnahme eines Einzelblitzes bei 0,11 Joule/cm² wirksam Oocyten inaktiviert und die Infektivität reduziert auf ein Niveau unterhalb von ca. 100 Oocyten, dies ist die Nachweisgrenze für die erhaltenen Ergebnisse.

TABELLE 1

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Oocyten-Infektiösität, um zwischen 3 und 5 log Zyklen oder größer bei zwei Blitzen von 0,11 Joule/cm² oder alternativ ein Blitz bei 0,22 Joule/cm² Minimalbehandlung, reduziert wurden. Während bei 0,11 Joule/cm² und 0,22 Joule/cm² ein oder zwei Blitzbehandlungen mindestens einige Sporozyten durch excystesierten Oocyten dargestellt sind, wie in Tabelle 2 unten gezeigt, scheint es so in den dargestellten Ergebnissen zu sein, dass freigesetzte Sporozyten aus Zwei- Blitzbehandlung mit 0,11 Joule/cm² oder größer die Oocyten nicht mehr in die Lage versetzt in Wirtzellen-Monolayern infektiös zu wirken und/oder zu wachsen.

TABELLE 2

BEISPIEL 3

Eine experimentelle Vorrichtung wurde ähnlich wie die Vorrichtung in Fig. 7 gezeigt, hergestellt, mit dem Zusatz eines Ultraschallsprühers, der ein Bacillus pumilus-Sporenenthaltendes Spray in die Luft einführt, wenn diese in die Luftleitung fließt und mit dem Zusatz von Sammelplatten, die sich zwischen der Luftleitung und der Auslassleitung sich befindet zum Sammeln der Bacillus pumilus-Sporen nach Behandlung.

Die Blitzlampe blitzte mit einer Impulswiederholungsrate von ca. 2,5 oder ca. 5,0 Blitzen pro Sekunde. Ungefähr eine Sekunde nachdem das Blitzen der Blitzlampe begonnen hatte, sprühte der Ultraschallsprüher 180 ul (oder 160 ul im Falle des 5,0-Blitzen pro Sekunde Impulswiederholungsrate) Sporen in die Luft, die durch die Leitung geht. Nach Sprühen der Sporen blitzte die Blitzlampe für weitere 20 Sekunden um sicherzustellen, dass die Luftleitung frei von Sporen ist, bevor das Blitzen der Blitzlampe beendet wurde. Die Luft, die eine mittlere Geschwindigkeit von 0,5 m pro Sekunde hatte, trägt die Sporen durch die Behandlungskammer entlang der Blitzlampe und in den Ausgangsbereich. Nach Verlassen der Luftleitung, werden die Sporen auf Sammelplatten, die sich zwischen der Luftleitung und der Auslassleitung befinden, gebracht.

Nach jedem Experiment wurden verschiedene Durchläufe durchgeführt, wobei der Ultraschallsprüher Sporen in den Luftstrom spürt, die Blitzlampe aber nicht blitzt, um eine Grundmessung der Deaktivierung der Sporen bereitzustellen.

Das Ergebnis eines experimentellen Satzes, der gemäß diesem Verfahren durchgeführt wurde, ist in Tabelle 3 gezeigt.

TABELLE 3

BEISPIEL 4

Laborständer wurden am Anfang auf ein 0,8 Joule/cm²-Fliess- Niveau gebracht (dies ergibt sich aus einem 120 mm-Abstand zwischen einem Quarzfenster und einer Blitzlampenquelle zu einer unteren Quarzscheibe). Ein Gefäß vom Polyvirus wurde kräftig geschüttelt. Unter Verwendung einer 100ul-Pipette wurde 150 ul Probe auf das Poliovirus aus dem Gefäß auf einen 1 mm-Raum zwischen Quarzplatten gebracht. Die Platten wurden vorsichtig ausgerichtet bis die 150 ul-Probe sich ungefähr im Zentrum der Scheiben befindet. Die Scheiben wurden dann auf den Laborständer gebracht. Für die unbehandelte Kontrollprobe wurden die Scheiben von dem Laborständer genommen und die 150 ul-Probe wurde aufgenommen und in ein steriles Röhrchen gebracht. Für die weiteren Proben wurden zwei Blitze von 0,8 Joule/cm² der 150 ul-Probe ausgesetzt. Weitere Proben wurden mit zwei Blitzen von 0,6 Joule/cm², 0,4 Joule/cm² und 0,2 Joule/cm² durch Einstellen des Laborständer behandelt. Die behandelten Proben wurden entsprechend entfernt und in sterile Röhrchen gegeben. Die Poliovirus-Suspensionen wurden dann unter Verwendung von Gewebekulturplaque-Titerassays quantifiziert.

Tabelle 4 stellt die Ergebnisse der Virusassays dar.

TABELLE 4

Probe Titer (Plaque-bildende Einheiten/ml

0,8 J/cm² 2,3 · 10²

0,6 J/cm² 85

0,4 J/cm² 2,2 · 10&sup4;

0,2 J/cm² 1,6 · 10³

Kontrolle (nicht-behandelt) 9 · 10&sup8;

Somit zeigen die obigen Beispiele die Wirksamkeit der hierin beschriebenen Verfahren zur Deaktivierung von Mikroorganismen, wie zystenbildenden Protozoen, insbesondere Cryptosporidium parvum in Fluiden, wie Wasser und Luft, und gegenüber Viren, insbesondere Poliovirus.

ANHANG 1 DURCHFLUSSCYTOMETRIEDARSTELLUNG NEGATIV (BEHANDELTE PROBE)
ANHANG 2 DURCHFLUSSCYTOMETRIEDARSTELLUNG POSITIV (BEHANDELTE PROBE)
ROHDATEN (SEITE 1 VON 2) ANZAHL DER EREIGNISSE IN DEN ENTSPRECHENDEN BEREICHEN, DIE DIE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM-OOCYTEN DARSTELLEN (NICHT GESAMMELT)
ROHDATEN (SEITE 2 VON 2) ANZAHL DER EREIGNISSE IN DEN ENTSPRECHENDEN BEREICHEN, DIE DIE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM-OOCYTEN DARSTELLEN (NICHT GESAMMELT)
ANHANG 5 3-DIMENSIONALS DIAGRAMM, DAS DIE DURCHSCHNITTLICHE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM OOCYTENZAHL FUER JEDE BEHANDLUNGSGRUPPE ANZEIGT
ROHDATEN (SEITE 1 VON 1) ANZAHL DER EREIGNISSE IN DEN ENTSPRECHENDEN BEREICHEN, DIE DIE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM-OOCYTEN DARSTELLEN (GESAMMELTE PROBEN)


Anspruch[de]

1. System zum Deaktivieren von Mikroorganismen in einem Fluid, bei welchem vorgesehen sind:

ein fluiddichtes Gehäuse (702), das eine Einlassöffnung (714) und eine Auslassöffnung (716) aufweist; und

eine rohrförmige Lichtquelle (722) zum Aussenden zumindest eines Impulses kurzer Dauer und hoher Intensität aus breitbandigem, polychromem Licht, die in dem fluiddichtem Gehäuse angeordnet ist; gekennzeichnet durch:

eine rohrförmige Ablenkvorrichtung (704), die innerhalb des fluiddichten Gehäuses angeordnet ist, um einen im Wesentlichen gleichförmigen, wirbelfreien Fluss des Fluids in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Lichtquelle zu lenken;

einen Mantel (725), der die rohrförmige Lichtquelle umgibt, um darum eine fluiddichte Sperre zur Verfügung zu stellen; und

eine Vorrichtung zum Umwälzen eines Kühlmaterials zwischen dem Mantel und der rohrförmigen Lichtquelle innerhalb der fluiddichten Sperre zum Kühlen der rohrförmigen Lichtquelle.

2. System nach Anspruch 1, bei welchem:

die rohrförmige Ablenkvorrichtung (704) ein erstes und ein zweites Ende aufweist; und

die Einlassöffnung (714) und die Auslassöffnung (716) in der Nähe des zweiten Endes der rohrförmigen Ablenkvorrichtung angeordnet sind.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem:

die rohrförmige Ablenkvorrichtung (704) so angeordnet ist, dass sie das Fluid von der Einlassöffnung (714) in eine Richtung im Wesentlichen antiparallel zu der Lichtquelle (722) lenkt, und so angeordnet ist, dass sie das Fluid zu der Auslassöffnung (716) in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Lichtquelle lenkt.

4. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

die Einlassöffnung (714) so angeordnet ist, dass Fluid in das fluiddichte Gehäuse (702) von außerhalb der rohrförmigen Ablenkvorrichtung (704) fließt; und

die Auslassöffnung (716) so angeordnet ist, dass sie Wasser von dem fluiddichten Gehäuse (702) von innerhalb der rohrförmigen Ablenkvorrichtung (704) abzieht, wobei das Fluid um das erste Ende der rohrförmigen Ablenkvorrichtung fließt.

5. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

die Lichtquelle (722) im Wesentlichen entlang einer Zentrumsachse der rohrförmigen Ablenkvorrichtung (704) angeordnet ist.

6. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

die rohrförmige Ablenkvorrichtung (704) im Wesentlichen zylindrisch ist.

7. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

Das fluiddichte Gehäuse (702) im Wesentlichen zylindrisch ist.

8. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

eine innere Oberfläche der rohrförmigen Ablenkvorrichtung (704) reflektierend ausgebildet ist, um von der rohrförmigen Lichtquelle (722) ausgesandtes Licht zu reflektieren.

9. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, welches weiterhin aufweist:

eine kreisringförmige Ablenkvorrichtung (726), die in der Nähe der Einlassöffnung (714) angeordnet ist;

wodurch die kreisringförmige Ablenkvorrichtung die Verteilung des durch die Einlassöffnung fließenden Fluids unterstützt.

10. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

das Kühlmaterial so ausgebildet ist, dass es eine spektrale Filterung des Lichts von der rohrförmigen Lichtquelle (722) bewirkt.

11. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem:

die rohrförmige Ablenkvorrichtung (704) eine zylindrische Ablenkvorrichtung umfasst, die innerhalb des fluiddichten Gehäuses (702) angeordnet ist, welches zylindrisch ausgebildet ist, wobei ein erster Bereich zwischen der zylindrischen Ablenkvorrichtung und dem zylindrischen, fluiddichten Gehäuse vorgesehen ist, damit Fluid in einer ersten Flussrichtung fließt;

die zylindrische Ablenkvorrichtung (704) ein geschlossenes, zweites Ende aufweist, das an einem zweiten Ende des zylindrischen, fluiddichten Gehäuses (702) angebracht ist, sowie ein offenes erstes Ende, dass vor einem ersten, geschlossenen Ende des zylindrischen, fluiddichten Gehäuses endet, so dass dazwischen ein Spalt vorhanden ist;

die rohrförmige Lichtquelle (722) innerhalb der zylindrischen Ablenkvorrichtung (704) angeordnet ist, wobei ein zweiter Bereich zwischen der rohrförmigen Lichtquelle und der zylindrischen Ablenkvorrichtung vorgesehen ist, damit Fluid in einer zweiten Flussrichtung fließt;

die Einlassöffnung (714) in der Nähe des zweiten Endes der zylindrischen Ablenkvorrichtung (704) angeordnet ist, wodurch die Fluide in das System über die Einlassöffnung hineingelangen, sich in der ersten Flussrichtung zwischen dem zylindrischen, fluiddichten Gehäuse und der zylindrischen Ablenkvorrichtung bewegen, um den Spalt an dem ersten Ende der zylindrischen Ablenkvorrichtung herum, und sich in der zweiten Flussrichtung zwischen der zylindrischen Ablenkvorrichtung und der rohrförmigen Lichtquelle zu der Auslassöffnung bewegen, an welcher das Fluid das System verlässt.

12. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die Auslassöffnung (716) in dem zweiten Ende des zylindrischen, fluiddichten Gehäuses (702) zwischen der zylindrischen Ablenkvorrichtung (704) und der rohrförmigen Lichtquelle (722) angeordnet ist.

13. System nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wenn dieser von Anspruch 11 abhängt, wobei:

die zylindrische Ablenkvorrichtung (704) koaxial zu dem zylindrischen, fluiddichten Gehäuse (702) verläuft; und

die rohrförmige Lichtquelle (722) koaxial zu der zylindrischen Ablenkvorrichtung verläuft.







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