(57)【要約】本発明は、紫外線光を流動性の反応媒体（３）に入射させるための反応器に関する。この反応器は少なくともハウジング（１５）を有している。このハウジング（１５）は管状の中空室を取り囲んでいる。紫外線光を発生させるための放射線源（１）と、内側の管（２）とが設けられている。この内側の管（２）はハウジング（１５）と共に特に環状の照射室（２６）を形成している。この場合、この照射室（２６）は少なくとも反応媒体（３）のための入口（１３）と出口（１４）とに接続されていて、反応媒体（３）によって管（２）の長手方向で通流される。この場合、照射室（２６）は、反応媒体（３）の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための手段を有している。
2004512912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線光を流動性の反応媒体（３）に入射させるための反応器であって、ハウジング（１５）が設けられており、該ハウジング（１５）が、管状の中空室を取り囲んでおり、紫外線光を発生させるための放射線源（１）と、内側の管（２）とが設けられており、該管（２）が、ハウジング（１５）と共に特に環状の照射室（２６）を形成しており、該照射室（２６）が、少なくとも反応媒体（３）のための入口（１３）と出口（１４）とに接続されていて、反応媒体（３）によって管（２）の長手方向で通流されるようになっている形式のものにおいて、照射室（２６）が、反応媒体（３）の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための手段（６，２５）を有していることを特徴とする、紫外線光を流動性の反応媒体に入射させるための反応器。
【請求項２】
放射線源（１）が、内側の管（２）内に配置されており、該内側の管（２）が、紫外線光に対して透過性に形成されている、請求項１記載の反応器。
【請求項３】
ハウジング（１５）の内壁が、ＵＶ放射線を反射する材料を備えた被覆層を有している、請求項２記載の反応器。
【請求項４】
放射線源（１）が、ハウジング（１５）の外部に配置されており、該ハウジング（１５）が、紫外線光に対して透過性に形成されている、請求項１記載の反応器。
【請求項５】
内側の管（２）の壁が、ＵＶ放射線を反射する材料を備えた被覆層を有している、請求項４記載の反応器。
【請求項６】
前記手段（６，２５）と照射室（２６）とが、横断面で見て扁平加工された、ＵＶ放射線に対して透過性の螺旋管（２７）によって形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項７】
螺旋管（２７）が、有利には丸み付けされた角隅を備えた方形、楕円形または半円形の横断面を有している、請求項６記載の反応器。
【請求項８】
前記手段（６，２５）が、円筒状の撹拌機、特に２〜１０枚の撹拌ブレードを備えたシリンダ型撹拌機（６）として形成されており、該撹拌機が、照射室（２６）内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項９】
前記手段（６，２５）が、１つまたはそれ以上の特に螺旋状の通路（２５）によって形成されるようになっており、該通路（２５）が、照射室（２６）の内壁および／または外壁、有利には照射室（２６）の外壁に全周にわたって配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項１０】
通路（２５）が、有利には丸み付けされた角隅を備えた方形、台形または半円形の横断面プロファイルを有している、請求項９記載の反応器。
【請求項１１】
通路（２５）が、横断面プロファイルで見て、１〜１００ｍｍの深さと１〜２００ｍｍの平均的な幅とを有している、請求項９または１０記載の反応器。
【請求項１２】
通路（２５）が螺旋状に形成されていて、３〜３０゜の傾きを有している、請求項９から１１までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項１３】
照射室（２６）が、内側の管（２）の管軸線の方向で一貫して開放して形成されている、請求項１、２、３、４、５、８、９、１０、１１または１２記載の反応器。
【請求項１４】
照射室（２６）の外壁と通路（２６）とが、波形チューブによって形成されるようになっている、請求項９から１３までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項１５】
照射室（２６）の壁に流れ遮断器（１２）が配置されている、請求項９から１４までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項１６】
反応媒体（３）が接線方向で照射室（２６）内に流入するように入口（１３）が形成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項１７】
当該反応器の長さとハウジングの直径との比率がＬ／Ｄ＜１００に制限されている、請求項１６記載の反応器。
【請求項１８】
反応媒体（３）が半径方向で照射室（２６）内に流入するように入口（１３）が形成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項１９】
反応媒体（３）が軸方向で照射室（２６）内に流入するように入口（１３）が形成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項２０】
放射線源（１）のＵＶ強度を測定するための測定装置を備えた少なくとも１つのＵＶセンサ（３０）が、当該反応器、特に当該反応器の上側の領域または下側の領域に設けられている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項２１】
照射室（２６）内のＵＶ強度を測定するための測定装置を備えた少なくとも１つのＵＶセンサ（３１）が、特に当該反応器の上側の領域または下側の領域に設けられている、請求項１から２０までのいずれか１項記載の反応器。
【請求項２２】
流動性の媒体への照射および該媒体の滅菌および特に微生物および／またはウィルスを有する液体への照射および該液体の滅菌、特に有利には食品、有利には乳製品または果汁製品または飲料水への照射および前記食品の滅菌、化学的なまたは薬学的な製品、特に有利にはウィルスワクチン、遺伝子工学的に生成された作用物質またはタンパク質、遺伝子導入動物または植物から成る作用物質またはタンパク質および血漿または血漿から得られた製品への照射および前記製品の滅菌のための、請求項１から２１までのいずれか１項記載の反応器の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、紫外線光を流動性の反応媒体に入射させるための反応器に関する。この反応器は少なくともハウジングを有している。このハウジングは管状の中空室を取り囲んでいる。紫外線光を発生させるための放射線源と、内側の管とが設けられている。この内側の管はハウジングと共に特に環状の照射室を形成している。この場合、この照射室は少なくとも反応媒体のための入口と出口とに接続されていて、反応媒体によって管の長手方向で通流される。この場合、照射室は、反応媒体の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための手段を有している。
【０００２】
液状の媒体の滅菌は、生物工学的なかつ食品工学的な製造法の使用に対する主要な出発前提条件である。目的は、微生物および／またはウィルスの確実なかつ完全な死滅と同時に価値物質の十分な維持に設定されている。使用物質（たとえば発酵のための培地）だけでなく最終製品（たとえば乳製品または薬学的な作用物質タンパク質）も滅菌される。食品産業では、特に品質維持期間を延長するために滅菌技術が使用されるのに対して、薬学的な産業では、滅菌技術の使用が厳密な品質安全性義務によって規制されている。したがって、人間または動物に由来する薬学的な製品を使用するためには、種々異なる作用原理に起因する複数のウィルス失活ステップが要求される。これらのウィルス失活ステップはウィルス死滅をその都度少なくとも４０乗だけ保証している。「ウィルス安全性」を保証するための必要性は当然ながら薬品にも当てはまる。この薬品は遺伝子工学的な方法によって製作される。
【０００３】
製品を保護するウィルス死滅法として、文献では特に紫外線光の照射が提案される。ＵＶ光による血漿または血液製剤の処理は基本的に周知である。すでに第二次世界大戦の間、大量の血漿が採集され、この血漿にＵＶ光が照射された。しかし、血液誘導物質のＵＶ処理は、外殻を有していない熱安定性のウィルスに向けられている。Ｃｈｉｎ　ｅｔ　ａｌ（Ｃｈｉｎ，Ｓ．，Ｊｉｎ，Ｒ．，Ｗａｎｇ，Ｘ．Ｌ．，Ｈａｍｍａｎ，Ｊ．，Ｇｅｒａｒｄ　Ｍａｒｘ，Ｘｌａｏｄｅ　Ｍｏｕ，Ｉｎｇｅｒ　Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ，Ｌａｒｓ−Ｏｌｏｆ　Ｌｉｎｄｑｕｉｓｔ，ａｎｄ　Ｂｅｒｎｈａｒｄ　Ｈｏｒｏｗｉｔｚ（１９９７）．Ｖｉｒｕｃｉｄａｌ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｌｏｏｄ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｉｔｈ　ＵＶＣ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌｏｇｙ　６５（３）：４３２〜４３５）は、ＵＶ光による血漿製品の処理によって、Ａ型肝炎ウィルスおよびパルボウィルスが失活ことを証明することができた。
【０００４】
ＵＶ照射の目的は、微生物またはウィルスの遺伝材料の突然変異に向けられている。微生物またはウィルスは最小照射量を超えてその増殖能を喪失する。本発明の課題は、これに対して、ＵＶ光を照射するための確実なかつ最適に有効な装置を開発することである。
【０００５】
紫外線光を液状の反応媒体に入射させるための反応器の使用時の問題は、放射線源からの距離の増加に伴って指数的に減少する、処理したい媒体に対する放射線強度によって生ぜしめられる。この理由に基づき、放射線源から比較的大きな間隔を置いて位置する微生物およびウィルスは、比較的ゆっくりと死滅させられるかもしくはもはや全く死滅させられない。媒体の光吸収能の増加に伴って著しく増幅されるこの効果によって、現在の公知先行技術によれば、たとえば薄膜型反応器に見いだされるように、極めて大きな照射表面が使用される。使用される薄膜型反応器は、困難にしか技術的な寸法に移行することができない。なぜならば、膜厚さのコンスタント維持と同時に寸法増大は、バッチに比例した直径増大によってしか実現することができないからである。このことは、技術的な寸法に関して、もはや操作することができないほど大きな反応器を生ぜしめる。さらに反応媒体へのＵＶ放射線の、たいていほんの僅かな入射深さの寸法により必然的に極めて薄い液体膜ひいては層流の液体膜の好ましくない滞留時間特性が不利な影響を形成している。この液体膜では、主流れ方向に対して横方向での移動が規定通りに考慮されない。壁に近い方の層は、壁に対して線形にゼロにまで減少する速度プロフィルのため、壁から遠い方の層よりも著しく長く滞留している。死滅のために必要となる最小照射量を、より迅速に流れる、壁から遠い方の液体層にも実現することができるようにするためには、膜の平均的な滞留時間が高められなければならない。しかし、このことは、高められた放射負荷ひいては製品のより大きな損害を招く。
【０００６】
いわゆる「環状ギャップ型反応器」が同じく知られていて記載されている。従来の構造のＵＶ環状ギャップ型反応器は管状の金属ハウジングから成っている。この金属ハウジング内には、棒状のＵＶ放射器を有する石英管が挿入されており、これによって、環状ギャップ状の室が形成される。この反応器タイプでは、反応媒体が軸方向でしか環状室を通流しない。このことは、良好な物質移動に関して薄膜型反応器に類似して同じく不利となる。
【０００７】
前述した反応器タイプの欠点は有利な流れ案内によって克服できることが望ましい。この流れ案内によって、狭い滞留時間スペクトルのほかに、主流れ方向に対して垂直方向での良好な液体移動も可能となる。このためには、特に接線方向で流入する環状ギャップ型反応器が提案される。ヨーロッパ特許出願公開第８０３４７２号明細書に基づき、たとえば照射区域としての環状室を備えた、紫外線光を反応媒体に入射させるための反応器が公知である。この公知の反応器では、反応媒体が接線方向で環状室内に流入するように入口が形成されている。
【０００８】
接線方向で流入する反応器の性能は「古典的な」環状ギャップ型反応器に比べて付随的な利点を有している。方法技術的な検査は、接線方向での流れプロフィルが、壁摩擦に基づき、すでに流入の直後に軸方向のプロフィルに変化することを示している。少なくとも接線方向上向きの流れの領域に対して理論的に要求される、環状ギャップの内部での反応媒体の横方向移動を強化するようになっているディーン渦流は、視覚的な研究およびＣＦＤ検査（流れシミュレーション）によれば存在していないので、接線方向で流入する、このような形式の環状ギャップ型反応器によって、確かに混合特性におけるある程度の改善が可能となるが、しかし、にもかかわらず、完全な変換は不可能となる。したがって、二次流れと、これに関連した改善された物質移動とは、入口付近の区域に制限されている。
【０００９】
この特性は、弱吸収性の反応媒体の処理（たとえば水処理）時には許容することができないことが分かった。なぜならば、このためには、混合が十分であり、この欠点を回避するためのＵＶ量が増加させられ得るからである。タンパク質溶液の処理に関連した使用事例では、このことは、不可能であるように思える。なぜならば、この場合、タンパク質が不可逆的な損害を被る恐れがあるからである。
【００１０】
したがって、新規的であると共に驚くべきことには、照射室がその長さにわたって、反応媒体の半径方向の付加的な流れ案内のための手段を有しており、かつ特にハウジングの直径に対して、規定された反応器長さが上回られない場合には、冒頭で述べた形式の反応器は、ウィルス汚染されたタンパク質溶液の処理のためにも適している。提案されたＬ／Ｄ比が１００未満であると有利である。
【００１１】
前述した議論から明らかとなるように、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良して、反応媒体に対して最適なかつ均一な混合特性を提供することである。
【００１２】
本発明の対象は、紫外線光を流動性の反応媒体に入射させるための反応器であって、ハウジングが設けられており、該ハウジングが、管状の中空室を取り囲んでおり、紫外線光を発生させるための放射線源と、内側の管とが設けられており、該管が、ハウジングと共に特に環状の照射室を形成しており、該照射室が、少なくとも反応媒体のための入口と出口とに接続されていて、反応媒体によって管の長手方向で通流されるようになっている形式のものにおいて、照射室が、反応媒体の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための手段を有していることによって特徴付けられている。
【００１３】
ＵＶ光を液体に入射させるための装置（反応器）は、その最適なかつ均一な混合特性に基づき、より良好な物質移動の点で優れている。これによって、確実なかつ効率のよい滅菌が達成される。装置は既存の設備内に良好に組み込むことができ、簡単に洗浄することができる。装置のコンパクトな構造も同じく有利である。
【００１４】
装置は、ＵＶ光に対して透過性の環状ギャップ通路内に特別な流れ条件が得られることによって特徴付けられている。この流れ条件によって、通路全長にわたって集中的な物質移動が生ぜしめられる。装置は、たとえば石英保護管（放射器被覆管）によって取り囲まれていてよい放射線源と、反応媒体が通流する、ＵＶ光に対して透過性の製品通路（照射室）とから成っている。この照射室の特別な特徴は、全長にわたって生ぜしめられた、製品流れの主方向に対して垂直な一様の集中的な横方向混合ならびに製品乱流によって制限された滞留時間分布である。
【００１５】
横方向混合によって、特に媒体が強光吸収性である場合にＵＶ放射線を全く獲得しないかまたは僅かに獲得する、放射源から離された液体層が、放射源の近くのＵＶ照射された層と集中的に交換されることが保証される。このことは、たとえば装置内の特殊な流れ案内によって達成される。この流れ案内によって、連続して接続された、いわばセル状の多数の循環流が発生させられる。これによって、反応通路層内での製品の所要の滞在時間が最小限に抑えられる。このことは、確実な滅菌時にもしくはウィルス失活時に、放射負荷による製品の最小限に可能な損害を招く。二次流れは撹拌によって、組込み体の周囲の製品の流過時にまたは螺旋状の通路の通流時に発生させられる。
【００１６】
有利な構成では、放射線源が、内側の管内に配置されており、該内側の管が、紫外線光に対して透過性であるように、リアクタが形成されている。
【００１７】
この場合、ハウジングの内壁が、ＵＶ放射線を反射する材料を備えた被覆層を有していると特に有利である。
【００１８】
択一的な有利な構成では、リアクタの放射線源が、ハウジングの外部に配置されており、該ハウジングが、紫外線光に対して透過性に形成されている。
【００１９】
この場合、内側の管の壁が、ＵＶ放射線を反射する材料を備えた被覆層を有していると特に有利である。
【００２０】
反応媒体の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための有利な手段が、円筒状の撹拌機、特に有利には２〜１０枚の撹拌ブレードを備えたシリンダ型撹拌機として形成されており、該撹拌機が、照射室内に配置されている。
【００２１】
穏やかなＵＶ処理のために有利に使用したい連続的に通流される、撹拌装置を備えた反応器は、横方向混合のために、有利には、半径方向流れおよびテイラー流れの形成もしくは両流れの組合せを使用している。テイラー渦流は、シリンダ型撹拌反応器内で内側のシリンダの駆動によって生ぜしめられる。正確な回転運動の理由に基づき、有利には金属材料から製造されなければならない、内部で駆動されるシリンダ型撹拌機の使用時には、ＵＶ照射が静的な外側の石英ガラスジャケットを通して行われてもよい。この石英ガラスジャケットを取り囲んでＵＶ管が位置決めされている。この装置は数多くのＵＶ放射器を要求していて、これによって、より大きな操作手間を生ぜしめる。さらに、ＵＶ放射線に対する総供給によって、ガラス壁に対して直角に吸収される成分しかほぼ損失なしに使用することができないのに対して、異なる入射方向への放射線は光屈折によって著しく弱化させられる。ＵＶ放射器を密に取り囲む内側シリンダによる中心の照射時には、この欠点は排除される。しかし、構造上の理由（特に回転する内側シリンダと容器との間の滅菌技術的に申し分のないシールならびにＵＶ放射器の接触なしの支承に関する問題を挙げることができる）に基づき、テイラー渦流を発生させるために必要となる、内側のガラスシリンダの駆動は技術的な手間をかけてしか実現することができない。
【００２２】
内部で励起される接線方向流れを形成するための著しく簡単な解決手段は、有利には０．２〜２０ｍｍの小さな壁間隔を置いて内側シリンダを中心として回転する、有利には２〜１０枚の撹拌ブレードを備えた有利なシリンダ型撹拌機を提供している。有利には０．５〜３０ｍｍの幅を備えた撹拌ブレードは、たとえば空洞状の切込みよって肉薄の精密管から加工することができる。
【００２３】
ＣＦＤ検査によって、驚くべきことに、接線方向流れを、横方向移動のさらなる改善の目的を備えた半径方向流れのために弱化させる、外側のシリンダ周面への付加的な流れ遮断器の選択的な組付けによって、滞留時間特性に不利な影響が与えられないことが分かった。撹拌機の駆動は外部のモータを介して、滑りリングシールされた撹拌軸によって行われるかまたは有利にはシールなしに電磁的に連結された駆動装置もしくは流入する製品流によって駆動される羽根車によって行われる。反応器の機械的に高められた洗浄は、閉鎖された状態で撹拌駆動装置の入力（スイッチオン）時に簡単に行うことができるかまたは内側のガラスシリンダの取外し後にブラシによって行うことができる。
【００２４】
アメリカ合衆国特許第５４３３７３８号明細書に基づき、水に照射するための照射反応器が公知である。この公知の照射反応器は、円形の横断面を備えた螺旋状の管路を有している。しかし、この照射反応器は、たとえばウィルス失活のために必要となる十分な横方向混合を有していないので、この照射反応器の使用はウィルス失活に対して不確実である。
【００２５】
以下に記載した、静的な組込み体を備えた連続的に通流される有利な環状ギャップ型反応器では、運動させられるエレメントを完全に省略することができる。この場合、横方向混合は、ディーン渦流、自由噴流および製品層転換によって生ぜしめることができる。ディーン渦流は螺旋状の管流れまたは通路流れに生ぜしめられる。いま、管フランクの、放射器に向かって扁平加工された横断面を備えた螺旋管の使用は、たとえば方形プロファイルまたはＤ字形プロファイルの使用時では、公知先行技術に基づき公知の円形の横断面に比べて、光反射による入射されたＵＶ光の弱化を回避するために優遇できることが分かった。
【００２６】
したがって、反応媒体の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための手段と照射室とが、横断面で見て扁平加工された、ＵＶ放射線に対して透過性の螺旋管によって形成されている反応器の構成は有利である。
【００２７】
螺旋管が、（有利には丸み付けされた角隅を備えた）方形、楕円形または半円形の横断面を有していると特に有利である。
【００２８】
しかし、螺旋管を備えた、このような形式の反応器の使用は、主として、極端な品質規制なしの綺麗な液体に制限されたままである。なぜならば、螺旋管に機械的な洗浄のために接近することができないかまたは接近することが難しいからである。
【００２９】
有利には、螺旋管流れが、内外で接触しそうにスライド可能な２つのシリンダの一方からの螺旋ピッチの加工によって発生させられてもよい。
【００３０】
したがって、本発明の別の有利な対象は、反応媒体の半径方向の付加的な流れ案内を形成するための手段が、１つまたはそれ以上の特に螺旋状の通路によって形成されるようになっており、該通路が、照射室の内壁および／または外壁、有利には照射室の外壁に全周にわたって配置されていることによって特徴付けられた反応器である。
【００３１】
通路が、有利には丸み付けされた角隅を備えた方形、台形または半円形の横断面プロファイルを有していると特に有利である。
【００３２】
通路が、横断面プロファイルで見て、特に１〜１００ｍｍ、有利には２〜５０ｍｍの深さと、１〜２００ｍｍ、有利には２〜５０ｍｍの平均的な幅とを有している。
【００３３】
通路が螺旋状に形成されていて、３〜３０゜、有利には８〜２０゜の傾き（傾角）を有している反応器の構造は特に有利である。
【００３４】
撹拌装置ならびに通路も備えた反応器の前述した構成では、照射室が、内側の管の管軸線の方向で一貫して開放して形成される。
【００３５】
照射は有利には内側のシリンダを通して行われるので、有利には１〜４０ｍｍの切込み深さを備えた螺旋状の凹設部が外側のシリンダから加工される。
【００３６】
螺旋管流れは、特殊に成形されたチューブによって発生させることもできる。このチューブは、本発明によれば、シリンダにわたって被せられる。したがって、照射室の外壁と通路とが、波形チューブによって形成されるようになっている反応器も有利である。
【００３７】
ガラス壁に対する螺旋の内側フランクの完全なシールは可能であるものの、チューブ（外側シリンダ）と石英ガラスとの間の接触区域を巡る、不都合に通流されるガセットにおけるファウリングを回避するために必ずしも見込まれていない。有利には０．１〜０．８ｍｍの範囲内にある、フランクとガラス壁との間の最小間隔を、小さな環状ギャップを形成して保証することによって、滑り流れが生ぜしめられる。この滑り流れは自由噴流として、上方に位置するねじ山ピッチに流入する。そこでは、滑り流れが、ディーン渦流と重畳されて横方向混合の強化に付加的に寄与している。チューブ（外側シリンダ）とガラス管との間の有利な間隔は、２〜２０ｍｍ、特に０．１〜１ｍｍの螺旋通路の幅に寸法設定されている。
【００３８】
軸方向にしか通流されない反応器では、螺旋管流れによって生ぜしめられるディーン渦流が完全に省略される。その代わりに、付加的な組込み体によって、特に有利には、約１０〜１００ｍｍの高さの環状ギャップ室が形成される。この環状ギャップ室は、有利には３〜１５ｍｍの内法の幅と、幅の２〜６倍の高さとを備えている。この高さの上側の制限部と下側の制限部とは、室深さに対して有利には５〜４０％のギャップ間隔を内側のガラスシリンダに向かって有している。製品流は、ギャップ流れにおける制限部の通過時により高い速度に加速させられる。自由噴流として後続の室内に導入されるこの製品流は、入口で周囲の液体を吸い込み、この液体を、固有の速度を減少させて加速させる。これによって、強力な二次渦流が生ぜしめられる。自由噴流が内側のガラスシリンダに接して流出すると、環状ギャップの外側の領域に逆流が生ぜしめられる。ディスクがガラスシリンダに対してシールされ、流入ギャップが環状ギャップの外側半径で開放されると、逆流区域は内側シリンダの近くに位置している。したがって、環状ギャップの内側半径および外側半径への流入ギャップの交互の配置時には、発生させられた渦流のほかに、内部から外部へのかつ逆に外部から内部への製品の複数回の交互の層転換を達成することができる。
【００３９】
反応器の有利な構成では、反応媒体が接線方向、半径方向または軸方向で照射室内に流入するように入口が形成されている。接線方向の入口を備えた構成は、特に一貫して開放した照射区域を備えた構造の場合に特に有利に使用される。
【００４０】
反応器の有利な構成では、放射線源のＵＶ強度を測定するための測定装置を備えた少なくとも１つのＵＶセンサが、反応器、特に反応器の上側の領域または下側の領域に、たとえば入口および／または出口の近くに設けられている。
【００４１】
反応器の別の有利な構成では、照射室内のＵＶ強度を測定するための測定装置を備えた少なくとも１つのＵＶセンサが、特に反応器の下側の領域または上側の領域に、たとえば反応器の入口および／または出口の近くに設けられている。
【００４２】
反応器の使用は、液体へのＵＶ照射および／または液体の滅菌のための種々異なる多数の使用事例に向けられている。
【００４３】
本発明のさらなる対象は、流動性の媒体への照射および該媒体の滅菌および特に微生物および／またはウィルスを有する液体への照射および該液体の滅菌、特に有利には食品、有利には乳製品または果汁製品または飲料水への照射および前記食品の滅菌、化学的なまたは薬学的な製品、特に有利にはウィルスワクチン、遺伝子工学的に生成された作用物質またはタンパク質、たとえば遺伝子導入動物または植物から成る作用物質またはタンパク質および血漿または血漿から得られた製品への照射および前記製品の滅菌のための本発明による反応器の使用である。
【００４４】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００４５】
例
例１
図２および図２ａに示したＵＶ反応器は、２５ｍｍの外径と８５０ｍｍの長さとを備えた、中心に組み込まれたＵＶランプ１（Ｈｇ蛍光管）を有している。このＵＶランプ１は、２６ｍｍの内径を備えた、上向きに開放された石英ガラスジャケット２（内側の石英ガラス管）を通って製品接触なしに導入することができると共に取り出すことができる。管２の、開放した側は、Ｏリング１１によってヘッドカバー１７内で滅菌技術的に申し分なくシールされている。ガラス管２を中心として、０．５ｍｍの僅かな間隔を置いて、８つの撹拌ブレードを装備したアンカ型撹拌機６が回転する。このアンカ型撹拌機６は、ヘッドカバー１７に滑り軸受け１８によって支承され、ボトムカバー１６にセンタリング先端部７によって支承される。駆動は電磁クラッチによって行われる。この場合、外部の電磁撹拌機構１０によって提供された出力は、撹拌軸５に対して横方向に組み付けられた対応磁石８に接触なしにひいてはシールなしに伝達されるようになっている。アンカ型撹拌機６とガラス管２との間の壁間隔を保証するためには、管２の軸線対称的な位置がセンタリングピン９によって確保される。このセンタリングピン９は軸５の内部に案内される。失活反応が行われる５ｍｍの環状ギャップ２６（照射室）は、内方で管２の外壁によって仕切られ、外方でジャケット管１５の、３ｍｍの幅に寸法設定された４つの流れ遮断器１２を選択的に装備した内壁によって仕切られる。ジャケット管１５の両端部には、ボトムカバー１６とヘッドカバー１７とを固定するためのフランジが溶接されている。
【００４６】
製品は１５０〜３００ｌ／ｈのバッチでボトムカバー１６の管片１３内に供給され、ヘッドカバー１７で管片１４を介して引き出される。
【００４７】
８つのブレードを備えた、図３に示した形のシリンダ型撹拌機６は、３１ｍｍの外径と０．８ｍｍの肉厚とを備えた精密管から空洞状の切欠きの切抜きによって製造される。この切欠きは、安定性理由に基づき、一貫して撹拌機全長にわたって延びておらず、ウェブ結合部１９にまで達している。アンカ型撹拌機６はディスク２１を介して撹拌軸５に結合されている。軸５内に到達したセンタリング開口２０は、下方で閉鎖されている管２をセンタリングするために働く。撹拌機自体はボトムカバー１６にセンタリング先端部７を介してセンタリングされる。
【００４８】
例２
図２に示した構造に設けられた電磁クラッチに対して択一的な構成として使用される、図４ａ（断面Ｂ−Ｂ）および図４ｂ（断面Ａ−Ａ）に示した、アンカ型撹拌機６のための同じくシールなしの羽根車駆動装置は、撹拌軸５に固定された、１０ｍｍの高さを備えた凸面状に湾曲させられた４つの羽根車２３から成っている。これらの羽根車２３の直径は３９ｍｍに寸法設定されている。駆動は、前置された環状室２４内に接線方向で導入された製品によって行われる。この製品は、内室に対して接線方向で当て付けられた、それぞれ０．８ｍｍのギャップ幅を備えた４つのギャップ２２を介して駆動羽根にガイドされる。
【００４９】
例３
図５および図５ａに示したＵＶ反応器は、２５ｍｍの直径を備えたＵＶランプ１を有している。このＵＶランプ１を巡って、８ｍｍの直径および４ｍｍの半径の半円形の横断面を備えた石英ガラス管２７が僅かな間隔を置いて巻き付けられている。図６および図６ａに示したＵＶ反応器は、２５ｍｍの直径を備えたＵＶランプ１を有している。このＵＶランプ１を巡って、８ｍｍの幅および４ｍｍの深さの長方形の横断面を備えた石英ガラス管２７が僅かな間隔を置いて巻き付けられている。螺旋流れ３に対して直角に二次渦流４、いわゆる「ディーン渦流」が生ぜしめられる。この二次渦流４は、照射したい物品の転動を管２７内で結果的に生ぜしめる。
【００５０】
例４
図７および図７ａに示したＵＶ反応器は、ヘッドカバー１７とボトムカバー１６とでＯリング１１によって反応室２６に対してシールされた、全周にわたって延びる一貫した石英ガラス管２を備えたＵＶ放射器１を有している。石英ガラス管２の外側で製品は螺旋状に上方に流れる。螺旋状の流れの輪郭は、外側シリンダ１５に設けられた通路２５によって設定される。この通路２５を形成するためには、外側シリンダ１５に４ｍｍの深さと６ｍｍの幅とを備えて円形ねじ山ピッチが切り込まれている。ガラス管２とシリンダとの間の最小の間隔は０．５ｍｍに寸法設定されている。このギャップは、ファウリング問題を減少させるために、製品流れの一部が自由噴流２９として、上方に位置する流れ通路内に流入することを許容している。螺旋状の主流れ３に対してほぼ垂直に向けられた自由噴流流れ２９（図７ａ参照）は、螺旋流れによって発生させられる両二次渦流の第１の二次渦流４を一層強化する。この装置によって、製品の、螺旋管に対して著しく改善された均一な照射が達成される。
【００５１】
例５
図８および図８ａに示したＵＶ反応器は、ヘッドカバー１７とボトムカバー１６とでＯリング１１によって反応室２６に対してシールされた、全周にわたって延びる一貫した石英ガラス管２を備えたＵＶ放射器１を有している。石英ガラス管２の製品側で製品は軸方向で上方に流れる。外側シリンダ１５の通路２５の鋸歯状の輪郭によって、３０ｍｍの高さと４ｍｍのギャップ幅とを備えた、互いに仕切られた多数の環状ギャップ室が、二次渦流４を形成するために提供される（図８ａ参照）。この二次渦流４は自由噴流２９によって励起される。この自由噴流２９は、０．７ｍｍの幅に寸法設定された環状ギャップに通路２５内への製品流の流入時に発生させられる。
【００５２】
例６
図９および図９ａに示したＵＶ反応器は、ヘッドカバー１７とボトムカバー１６とでＯリング１１によって反応室２６に対してシールされた、全周にわたって延びる一貫した石英ガラス管２を備えたＵＶ放射器１を有している。石英ガラス管２の製品側で製品は軸方向で上方に流れる。外側シリンダ１５の通路２５の固有の輪郭によって、４ｍｍの幅と３０ｍｍの高さとを備えた室が形成される。この室内には、自由噴流２９によって励起される逆方向の二次渦流４が発生させられる。この二次渦流４は、室の内側から外側への製品の交互の層転換を生ぜしめる。軸方向の自由噴流２９は、０．７ｍｍの幅に寸法設定された環状ギャップ内で室の内側のかつ外側の周面に発生させられる。
【００５３】
例７
図１０（部分図）に示したＵＶ反応器は、図７に示した反応器に比べて、ガラス管２と外側シリンダ１５との間のギャップが排除されている点で変更されている。
【００５４】
付加的にヘッド領域１７にＵＶセンサ３０が設けられている。このＵＶセンサ３０は、ＵＶ放射器１によって放出されたＵＶ放射線を直接測定する。これによって、たとえばＵＶ強度の調整が可能となる。
【００５５】
第２のＵＶセンサ３１は、反応器内の「ファウリングプロセス」を観察することができるようにするために、照射室内に配置されている。
【００５６】
反応器の基部には、上述した原理的に同じ目的のための別の２つのＵＶセンサが位置している（図示せず）。
【図面の簡単な説明】
【図１】
照射室の一部の概略的な断面図である。
【図２】
アンカ型撹拌機と、中心のＵＶ照射装置と、電磁駆動装置とを備えた環状ギャップ型撹拌反応器の縦断面図である。
【図２ａ】
図２の拡大詳細図である。
【図３】
磁石を備えた、図２に示した空洞状に形成されたアンカ型撹拌機を示す図である。
【図４ａ】
図２に示したアンカ型撹拌機のための羽根車駆動装置のＢ−Ｂ縦断面図である。
【図４ｂ】
図４ａに示した羽根車駆動装置のＡ−Ａ横断面図である。
【図５】
半円形の管横断面を備えた螺旋管反応器を示す図である。
【図５ａ】
図５の拡大詳細図である。
【図６】
長方形の管横断面を備えた螺旋管反応器を示す図である。
【図６ａ】
図６の拡大詳細図である。
【図７】
通路を備えた取外し可能な螺旋管反応器の縦断面図である。
【図７ａ】
図７の拡大詳細図である。
【図８】
台形の通路を備えた、環状ギャップの内径で励起される自由噴流反応器の縦断面図である。
【図８ａ】
図８の拡大詳細図である。
【図９】
環状ギャップの内径および外径に対する交互の製品付与を伴った層転換反応器を示す図である。
【図９ａ】
図９の拡大詳細図である。
【図１０】
ＵＶセンサを備えた環状ギャップ型反応器の上側の部分を示す図である。
【符号の説明】
１　ＵＶランプ、　２　石英ガラス管、　３　螺旋流れ、　４　二次渦流、　５　撹拌軸、　６　アンカ型撹拌機、　７　センタリング先端部、　８　対応磁石、　９　センタリングピン、　１０　電磁撹拌機構、　１１　Ｏリング、　１２　流れ遮断器、　１３　管片、　１４　管片、　１５　外側シリンダ、　１６　ボトムカバー、　１７　ヘッドカバー、　１８　滑り軸受け、　１９　ウェブ結合部、　２０　センタリング開口、　２１　ディスク、　２２　ギャップ、　２３　羽根車、　２４　環状室、　２５　通路、　２６　反応室、　２７　石英ガラス管、　２９　自由噴流、　３０　ＵＶセンサ、　３１　ＵＶセンサ
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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