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    公开号:WO1987001560A1
    申请号:PCT/T1986/000057
    申请日:1986-09-16
    公开日:1987-03-26
    发明作者:Helmut Waritsch；Emanuel Oppitz
    申请人:Helmut Waritsch；
    IPC主号:A01M1-00
    专利说明:
    [0001] Ver ahren und-Vorrichtung-zur-Reinigung von-Substraten
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Substraten, insbesondere zum Abtöten von Schädlingen und zum Entkeimen, bei dem das Substrat durch Einwirkung eines Kraftfeldes bzw. eines Mediums durchdrungen und dabei erhitzt wird, worauf bei Erreichen einer voreinstellbaren Temperatur die Beeinflußung des Substrates beendet und das Substrat abgekühlt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
    [0003] Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Ent- keimen von Substraten, insbesondere zum Abtöten von Schädlingen und Keimen bekannt.
    [0004] Ein bekanntes Verfahren zur Behandlung, z.B. Entlausung, Trock¬ nung oder dgl. von formveränderlichem Gut - gemäß DE-PS 882334 - weist ein zwischen zwei Kondensatorelektroden erzeugtes Wechsel- feld auf. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Feldverteilung soll das zu behandelnde Gut vor oder während der Wechselfeidbehandlung flach zusammengedrückt werden. Durch das elektrische Wechselfeld werden in dem zu entlausenden bzw. trocknenden Gut Schädlinge, wie Läuse oder dgl. aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes abgetötet.
    [0005] Weiters ist eine Anordnung zur Bekämpfung von pflanzlichen und tierischen Schädlingen im Boden bekannt - gemäß DE-OS 2328705 -, mit welcher pflanzliche oder tierische Schädlinge im Boden ver¬ nichtet werden sollen. Dazu wird zwischen zwei Walzen eines Fahr¬ zeuges ein elektrisches Feld durch einen durch den Boden aufge¬ bauten Stromfluß erzeugt. Durch die entsprechend groß gewählte Stromdichte im Boden, insbesondere an den Berührungsstellen zwischen Walzen und Boden, sollen alle pflanzlichen Samen und alle pflanzlichen und tierischen Mi roorganismen während der Zeit in der die Walzen über den jeweiligen Bodenabschnitt rollen so stark geschädigt werden, daß sie entweder sofort absterben oder während der Keimungszeit zugrunde gehen. An die beiden Elektroden kann sowohl eine Gleichspannung als auch eine WechselSpannung angelegt sein. Damit ist es zwar möglich, im Oberfl chenbereich eines zu behandelnden Substrates eine Entkeimung bzw. eine Ver¬ nichtung von tierischen Schädlingen im Boden zu erzielen, eine durchgreifende Verbesserung in tieferliegenden Substratschichten ist jedoch damit nicht möglich.
    [0006] Desweiteren sind auch bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt - gemäß DE-AS 2306061 -, Tϊei welchen zur Zerstörung von uner¬ wünschten Samen und bzw. oder Pflanzen der zu behandelnde Bereich Wechselfeidem mit einer Frequenz zwischen 300 MHz und 300 GHz ausgesetzt wird. Die Energiedichte bei diesem Verfahren soll 150 Joule/cm2 bis 300 Joule/cm2 betragen. Durch die Erfindung ist es aufgrund der zugeführten Mikrowellen jedoch lediglich möglich, dieses zur Unkrautbeeinflußung bei Feldfrüchten, Gemüsen und Gärtnereien einzusetzen. Meist reicht diese Energie nicht aus, um hartn ckige tierische Schädlinge abzutöten bzw. eine ausreichende Entkeimung durchzuführen.
    [0007] Weiters sind jedoch auch bereits Mikrowellengeräte zur Entkeimung und zur Abtötung tierischer Schädlinge bekannt, die darauf auf- bauen, daß durch die Mikrowellenbehandlung eine möglichst hohe
    [0008] Temperatur des zu behandelnden Substrates erreicht wird. Aufgrund von Unregelmäßigkeiten im behandelten Substrat kommt es jedoch zu nicht vorhersehbaren Reflexionserscheinungen bzw. Ausblendungen, sodaß Teile des Substrates von den Mikrowellen nicht einwandfrei durchdrungen werden, sodaß eine ausreichende Entkeimung und Ab¬ tötung der tierischen Schädlinge nicht sichergestellt werden kann.
    [0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Substratmengen durchgehend mit hohem Wirkungsgrad entkeimt und von tierischen Schädlingen befreit werden können.
    [0010] Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Kraft¬ feld durch ein elektrisches Wechselfeld gebildet wird und die Elektroden des Kraftfeldes mit dem Substrat kontaktiert werden, worauf zwischen den Elektroden das Wechselfeld aufgebaut wird und das Wechselfeld so lange auf das Substrat einwirkt, bis eine vor¬ einstellbare Substrattemperatur und bzw. oder Stromaufnahme des Wechselfeides erreicht ist. Die überraschenden Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß durch die nahezu gänzliche Ausnutzung der dem elektrischen Feld zugeführten Ener¬ gie über die aufgrund des ETgenwiderstandes des Substrates ent¬ stehende Wärmeentwicklung jene Kleintiere bzw. Samen zerstört werden, die aufgrund der geringen Größe im Feld keinen so großen Spannungsabstand aufweisen, um sie aufgrund der Spannungsdiffe¬ renz abzutöten, während jene tierischen Schädlinge, wie Faden¬ würmer und dgl., die eine größere Länge aufweisen, aufgrund der Spannungsdifferenz im elektrischen Feld abgetötet werden. Durch die ideale Kombination des Zusammenwirkens der Vorteile aufgrund der Spannungsdifferenzen im elektrischen Feld und der vorteil¬ haften Wirkung der Entkeimung durch höhere Temperatur ist es nun¬ mehr möglich, das Substrat gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen bei geringeren Substrattemperaturen besser zu ent¬ keimen. Durch die geringere Substrattemperatur wird vor allem er- reicht, daß die im Substrat enthaltenen Nährstoffe nicht ge¬ schädigt bzw. vernichtet werden.
    [0011] Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal ist vorgesehen, daß das Substrat, bevor es in das elektrische Wechselfeld eingebracht wird, durchfeuchtet wird, wodurch ein homogener Feldaufbau und eine ausreichende Leitfähigkeit zwischen den beiden Elektroden hergestellt wird.
    [0012] Es ist aber auch möglich, daß dem elektrischen Wechselfeld eine Leistung zugeführt wird, um das zwischen den zwei Elektroden an¬ geordnete Substrat durch den Eigenwiderstand bei Stromdurchgang auf eine voreinstellbare Temperatur zu erwärmen, wodurch nicht nur die Wirkung des elektrischen Feldes aufgrund des Spannungs¬ abstandes ausgenutzt wird, sondern auch das Substrat selbst als "Heizwiderstand" verwendet werden kann und damit mit günstigen 5. Kosten und somit wirtschaftlich eine Beseitigung von Keimen und Schädlingen in kurzer Zeit erfolgen kann. Durch die Einstellbar¬ keit der gewünschten Temperatur und entsprechende Leistungsrege- Tung des elektrischen Wechselfeldes kann erreicht werden, daß die schädlichen Keime, Bakterien und dgl. in dem zu reinigenden Sub- 10 strat abgetötet werden, während die im Substrat vorhandenen Nähr¬ stoffe durch diese Temperaturbehandlung nicht zerstört werden.
    [0013] Von Vorteil ist es weiters, wenn eine WechselSpannung des Wechselfeides durch insbesondere mit Netzfrequenz auftretende
    [0014] T5 Spannungsspitzen oder Impulsspannungen gebildet ist, da durch die Impulsspannungen bzw. Spannungsspitzen auch bei geringeren Distanzen im elektrischen Feld ein höherer Spannungsabstand er¬ zielt wird und somit auch kleinere Tiere durch die hohe Spannung im elektrischen Feld abgetötet werden.
    [0015] 20
    [0016] Nach einer anderen Durchführungsvariante des Verfahrens ist vor¬ gesehen, daß insbesondere im Anschluß an die Einwirkung des Kraftfeldes und bzw. oder nach Erreichen der gewünschten Sub¬ strattemperatur an die Elektroden eine Gleichspannung mit gerin-
    [0017] 25 gen Spannungen und Strömen, z.B. 0-6 V. angelegt wird und vor¬ zugsweise die Schwermetalle zwischen der Elektrode und einer Diaphragmafolie galvanisch abgeschieden werden. Durch die zusätz¬ liche Einwirkung von Gleichstrom auf das zu reinigende Substrat kann in einfacher Weise erreicht werden, daß im Substrat befind-
    [0018] 30- liehe Schwer etallionen durch die Ionenwanderung im elektrischen Gleichfeld galvanisch abgeschieden werden. Von Vorteil ist es dabei, wenn zwischen dem Substrat und der Elektrode eine Diaphragmafolie vorgesehen ist, an der diese Schwermetallionen abgeschieden werden können und somit aus dem Substrat entfernt
    [0019] 35 sind. Es ist aber auch möglich, daß die Höhe der Spannung im Wechsel- feld in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit des Substrates ver¬ ändert wird, z.B. bei geringer Feuchtigkeit geringer ist als bei höherer Feuchtigkeit, wodurch die Spannungsabstände im Feld sowie die durch den Widerstand des Substrates erzeugte Heizleistung bei unterschiedlichen Einsatzfallen in etwa gleich gehalten werden kann.
    [0020] Von Vorteil ist es aber auch, wenn das Wechselfeld mit einer Hochfrequenzspannung aufgebaut wird, wobei vorzugsweise der
    [0021] Spannungsverlauf veränderbar bzw. voreinstellbar ist, da dadurch eine für den Benutzer sichere Arbeitsweise erreicht wird, da bei derartigen Hochfrequenzanlägen mit geringen Strömen das Auslangen gefunden werden kann.
    [0022] Nach einer anderen Variante des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Elektroden zum Aufbau des Wechselfeides unterhalb der Erd¬ oberfläche angeordnet sind, wobei eine Distanz zwischen den Elek¬ troden und der Erdoberfläche und bzw. oder zwischen den Elek- troden parallel zur Erdoberfläche in etwa einer Pflanztiefe von Blumenknollen entspricht, wodurch der Großteil des aufgebauten elektrischen Feldes unterhalb der Erdoberfläche zur Wirkung ge¬ langt und somit eine intensive und gute Substratbehandlung er¬ reicht wird.
    [0023] Weiters umfaßt die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Reinigen von Substraten, insbesondere zum Abtöten von Schädlingen und zum Entkeimen mit einer Einrichtung zum Aufbau eines Kraftfeldes zwischen zwei in Abstand voneinander angeordneten Elektroden, zwischen welchen sich ein Substrat befindet und mit einer Steuer¬ einrichtung zum Aufbau und zum Beenden eines Kraftfeldes zur Durchführung des Verfahrens.
    [0024] Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden den gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates zu¬ geordnet und bzw. oder in einem vorbestimmten Abstand voneinander und unterhalb der Erdoberfläche, insbesondere in einer der Pflanztiefe von Blumenknollen entsprechenden Distanz unterhalb der Erdoberfläche, angeordnet sind. Durch die entsprechende An¬ ordnung der Elektroden kann das sich etwa kugelförmig zwischen den beiden Elektroden ausbreitende elektrische Feld das zu be¬ handelnde Substrat intensiv durchdringen, wodurch ein hoher Wirkungsgrad bei der Reinigung des Substrates vor unerwünschten pflanzlichen und tierischen Schädlingen erreicht wird.
    [0025] Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die bei¬ den Elektroden gegenüberliegenden Seitenwänden eines quaderför i- gen Behälters zugeordnet sind, der eine schräg zu den Seitenwän¬ den verlaufende Bodenplatte und einen in etwa parallel zur Boden¬ platte verlaufenden Deckel aufweist, wobei insbesondere der Deckel um eine parallel zur Stirnkante der Seitenwände verlaufen¬ de Achse verschwenkbar ist und in der dem Behälter verschließen¬ den Ruhestellung diesem ein Stellungsgeber zugeordnet ist, der bei geschlossenem Deckel die Spannungsquelle mit den Elektroden verbindet. Damit kann das zu behandelnde Substrat einfach in die Vorrichtung eingebracht und aus dieser entfernt werden, wobei durch die Anordnung des Stellungsgebers eine Gefährdung der Be¬ dienungspersonen durch Stromschlag verhindert wird, da der Aufbau des elektrischen Feldes erst dann erfolgen kann, wenn der Deckel des Behälters geschlossen ist.
    [0026] Weiters ist es auch möglich, daß eine Seitenwand zumindest zwei¬ teilig ausgebildet ist und die beiden Teile gegeneinander ver¬ stellbar sind und eine Auslaßklappe bilden, wodurch ein einfacher Aufbau des Behälters erreicht wird.
    [0027] Von Vorteil ist es auch, wenn im Innenraum des Behälters ein Temperaturfühler angeordnet ist, der mit einem Anzeigegerät und bzw. oder der Steuervorrichtung zusammengeschaltet ist, da da¬ durch auch die gewünschte Endtemperatur des Substrates zur Steue- rung bei der Beseitigung von Keimen und Schädlingen mitherange¬ zogen werden kann. Nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die beiden Elektroden durch isoliert auf einem Traggestell angeord¬ nete Pflugscharen gebildet sind und die Oberkanten der Pflug¬ scharen 1n Höhe eines der Erdoberfläche zugeordneten Führungs- organes angeordnet sind, wodurch auch in einem kontinuierlichen zur Behandlung von Böden ohnehin erforderlichen Arbeitsvorgang gleichzeitig die Behandlung des Substrates zum Beseitigen von Keimen, Bakterien und anderen Schädlingen erfolgen kann.
    [0028] Es ist aber auch möglich, daß der Steuervorrichtung RegelVorrich¬ tungen für die Spannung und bzw. oder den Spannungsverlauf zuge¬ ordnet sind, wodurch in einfacher Weise der Spannungsabstand im elektrischen Feld an die abzutötenden Schädlinge und die aufzu¬ bringende Leistung an die gewünschte Endtemperatur und die Durch- dringung des Substrates angepaßt werden kann.
    [0029] Vorteilhaft ist es weiters, wenn der Steuervorrichtung ein Zeit¬ schalter zugeordnet ist, da dadurch die Behandlungsdauer unab¬ hängig von den anderen Steuerkriterien entsprechend beendet wer- den kann, um zu verhindern, daß es zu Überhitzungen der Vorrich¬ tung kommt.
    [0030] Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Steuervorrichtung einen insbesondere zwischen den Elektroden an- geordneten und dem Substrat zugeordneten Feuchtigkeitsfühler um¬ faßt, wodurch die Spannung und bzw. oder der Spannungsverlauf einfach geregelt und an das jeweils in der Vorrichtung befind¬ liche Substrat angepaßt werden kann.
    [0031] Schließlich ist es auch vorgesehen, daß zwischen den Elektroden und dem Substrat eine Diaphragmafolie, z.B. ein saugfähiges Vlies, angeordnet ist, wodurch vor allem dann, wenn zwischen den Elektroden ein elektrisches Gleichfeld aufgebaut wird, die aus dem Substrat galvanisch entfernten Schwermetallionen außerhalb des Substrates aufgefangen und gespeichert werden können, sodaß das Substrat nach der Behandlung einen geringeren Schwer etallan- teil aufweist.
    [0032] Zum besseren Verständnis der Erfindung ist diese im folgenden an¬ hand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
    [0033] Es zeigen:
    [0034] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beseitigen von un- erwünschten Keimen bzw. Schädlingen aus Substraten in sche atischer vereinfachter Darstellung in Seitenansicht, geschnitten; ""
    [0035] Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung im Schnitt gemäß den Linien II-II in Fig.l;
    [0036] Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Substrates mit durch Pflugscharen ge¬ bildete Elektroden in Stirnansicht und stark vereinfach- ter schematischer Darstellung;
    [0037] Fig. 4 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung in Seitenansicht mit zwischen den Elektroden und dem Substrat angeordneter Diaphragmafolie;
    [0038] Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit einem schwenkbaren Behälter zur Aufnahme des Substrates.
    [0039] In Fig.l ist eine Vorrichtung 1 zum Entfernen von pflanzlichen und bzw. oder tierischen Schädlingen 2 bzw. 3 aus Substraten 4, insbesondere einer humusreichen Erde 5 beschrieben. Bei diesen pflanzlichen Schädlingen handelt es sich vorwiegend um Unkraut, Pilze, mikrobiologische Schädlinge, unerwünschte Nutzpflanzen und dgl. Die tierischen Schädlinge 3 sind meist Würmer, Insekten, z.B. die Trauermücke und deren Larven, Schnecken und mikrobio¬ logische Schädlinge. Bei den Substraten 4 kann es sich um Erden, Kompost oder bei¬ spielsweise auch mit Feuchtigkeit angereicherten Strohballen und dgl. handeln.
    [0040] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfaßt einen quaderförmigen Behälter 6, der Seitenwände 7,8,9, eine Bodenplatte 10 sowie einen Deckel IT umfaßt. Der Deckel 11 ist um eine parallel zu einer Stirnkante einer Seitenwand 9 verlaufende Achse 12 ver¬ schwenkbar. Die Seitenwand 9 ist zweiteilig ausgeführt, wobei ein Teil 13 der Seitenwand gegenüber dem verbleibenden Teil in Rich¬ tung eines Pfeiles 14 verstellbar gelagert ist und somit eine Auslaßklappe für das Substrat 4 bildet. Auf den einander gegen¬ überliegenden Seitenwänden 7,9 sind Elektroden 15,16, beispiels¬ weise Eisenplatten, die auch verzinkt oder mit einem sonstigen Schutzanstrich versehen sein können, befestigt. Jede der beiden Elektroden 15,16 ist über Leitungen 17,18 über einen dem Deckel 11 zugeordneten Stellungsgeber 19, der als Ein- und Ausschalter funktioniert, mit einer Steuervorrichtung 20 verbunden. Die Energieversorgung der Steuervorrichtung 20 erfolgt beispielsweise aus einem Stromversorgungsnetz eines Elektroversorgungsunter- neh ens über Leitungen 21. Zum Aufbau eines als Kraftfeld dienen¬ den elektrischen Wechselfeides 22 zwischen den beiden Elektroden 15 und 16 ist in der Steuervorrichtung 20 eine RegelVorrichtung 23 vorgesehen, mit der die Spannung und bzw. oder der Spannungs- verlauf in den Leitungen 17,18 unabhängig von den mit der Leitung 21 vom Elektroversorgungsunterneh en übernommenen Werten ver¬ ändert werden kann. Dazu ist die RegelVorrichtung 23 mit Ein- stellorganen 24 versehen. Zum Aktivieren der RegelVorrichtung bzw. der Spannungsbeaufschlagung der Elektroden 15 und 16 ist ein Schalter 25 vorgesehen. In dem Schalter 25 kann weiters auch ein Hochspannungsgenerator 26 in handelsüblicher Form, beispielsweise unter Verwendung von Thyristoren, angeordnet sein.
    [0041] Um unabhängig von der manuellen Bedienung mittels des Schalters 25 eine Begrenzung der Einwirkdauer auf das Substrat 4 zu er¬ reichen, ist in der Steuervorrichtung 20 ein Zeitschalter 27 bzw. ein im Inneπrau des Behälters 6 angeordneter Temperaturfühler 28 vorgesehen. Der Temperaturfühler 28 ist über eine Steuer!eitung 29 mit der Steuervorrichtung 20 bzw. einem in dieser Steuervor¬ richtung vorgesehenen Anzeigegerät 30 verbunden.
    [0042] Zusätzlich ist es auch möglich, im Bereich des Temperaturfühlers 28 auch einen Feuchtigkeitsfühler 31 anzuordnen, der direkt mit der Steuervorrichtung 20 bzw. der RegelVorrichtung 23 verbunden sein kann. ιo:
    [0043] Das Verfahren zum Entfernen von pflanzlichen und tierischen Schädlingen 2 bzw. 3 aus dem Substrat verläuft folgendermaßen:
    [0044] Durch die im großen Umfang eingesetzten Monokulturen, insbeson- 15" dere im Zierpflanzen- und Gemüsebau ist eine starke Wechsel¬ wirkung zwischen Mikrofloren und dem WurzelSystem der Pflanzen gegeben; Diese führt aufgrund der Mikroflora, die sich zwischen den Pflanzen und den Nährstoffen aufbaut, zu Wachstumsstörungen und es entstehen Schäden durch geringere Ausbeute aufgrund der im 20 Boden enthaltenen Krankheitserreger, Bakterien, Viren, Pilze, Ne atomaden, etc. Um nun in derartigen Monokulturen eine Ver¬ besserung der Ertragsleistung zu erzielen und Wachstumsstörungen zu vermeiden, wird vor dem Anbau neuer Zierpflanzen bzw. vor dem Einbringen neuer Samen das aus Humus bzw. Erde 5 oder DorfmuH, 25 Strohballen oder dgl. bestehende Substrat bei geöffnetem Deckel 11 in den Behälter 6 eingefüllt. Der geöffnete Deckel 11 dient bei der dargestellten Ausführungsform gemeinsam mit der höher ge¬ zogenen Seitenwand 7 als Einfüllschurre.
    [0045] 30 Ist der Behälter 6 mit zu behandelndem Substrat 4 gefüllt, wird der Deckel 11 geschlossen und dadurch der Stellungsgeber 19 aus der in strichlierten Linien gezeichneten Position, in welcher die Leitungsverbindung zwischen den Leitungen 17 und 18 und der Steuervorrichtung 20 unterbrochen ist, in die in vollen Linien
    [0046] 35 gezeichnete Stellung verstellt, in der die Leitungsverbindung ge¬ schlossen ist. Der Stellungsgeber 19 dient hierbei als Sicher- heitsschalter, sodaß die im Behälter angeordneten Elektroden 15,16 nur nach dem Schließen des Deckels 11 aktiviert werden können, um Stro unfälle durch ein Hineingreifen von Personen in das elektrische Feld zu vermeiden.
    [0047] Entsprechend den mit der RegelVorrichtung 23 eingestellten Spannungswerten bzw. Spannungsverlauf wird die vom Netz bzw. einer Spannungsquelle über die Leitungen 21 zugeführte elek¬ trische Energie umgewandelt und den beiden Elektroden 15 und 16 zugeführt. Dadurch baut sich das schematisch durch Feldlinien 32 angedeutete elektrische Wechselfeld 22 auf. Sollte nach dem Ein¬ füllen des Substrates 4 in den Behälter 6 mittels des Feuchtig¬ keitsfühlers 31 festgestellt werden, daß das Substrat zu trocken ist, kann gegebenenfalls beispielsweise mittels einer Gießkanne Feuchtigkeit zugeführt werden, um einen gewünschten Leitwert des Substrates 4 zu erzielen. Bevorzugt sollte das Substrat so feucht sein, daß es knetfähig ist.
    [0048] Aufgrund einer einer Distanz 33 zwischen zwei Feldlinien 32 im elektrischen Wechselfeld 22 entsprechenden Spannungsdifferenz k- ann ein tierischer Schädling 3, beispielsweise ein Wurm, abge¬ tötet werden. Gleichzeitig stellt das Substrat 4 aufgrund seines Leitwertes einen Widerstand dar und erwärmt sich daher bei Strom¬ durchgang. Durch das Zusammenwirken der im Feld wirkenden elek- frischen Spannungen sowie der durch den Stromdurchgang bewirkten Erhitzung werden nun die verschiedenen im Boden enthaltenen tierischen und pflanzlichen Schädlinge abgetötet oder so stark geschädigt, daß sie anschließend an die Behandlung absterben oder während der Keimungszeit zugrunde gehen. Vor allem wird dadurch erreicht, daß mit geringeren Endtemperaturen des Substrates zum Beseitigen der tierischen und pflanzlichen Schädlinge 3 bzw. 2 das Auslangen gefunden werden kann, da diese eine höhere Tempe¬ ratur als beispielsweise 60° bis 70° C erfordernden Schädlinge meist tierische Schädlinge 3 mit größerer Körperlänge sind, wer- den diese durch die Wirkung des elektrischen Feldes aufgrund der Spannungsdifferenz im elektrischen Feld abgetötet. Der Fortgang der Entseuchung des Substrates 4 wird nun mittels des Temperaturfühlers 28 und gegebenenfalls anhand des Zeit¬ schalters 27 überwacht. Ist beispielsweise die gewünschte vorein- gesteilte Temperatur erreicht, so kann manuell mittels des Schal- ters 25 oder durch den Zeitschalter 27 oder durch den mit dem Temperaturfühler 28 erhaltenen Meßwert die Beaufschlagung der Elektroden 15,16 unterbrochen und beendet werden. Es ist dabei allerdings zweckmäßig, wenn das Substrat im Anschluß an die ge¬ wünschte Auf eizung noch einen gewissen Zeitraum im Behälter 6 verbleibt, um ein ausreichendes Nachdunsten des behandelnden
    [0049] Substrates zu ermöglichen. Es ist jedoch auch möglich, nach Be¬ endigung der Stromzufuhr zu~den Elektroden 15,16 das Substrat durch Öffnen des Teiles 13 der Seitenwand 9 zu entnehmen und an einer Lagerstelle, die isoliert von pflanzlichen bzw. tierischen Schädlingen gehalten ist, beispielsweise auf einer Plastikfolie oder einem Beton- oder AsphaltUntergrund nachdunsten zu lassen.
    [0050] Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß 30 Liter Substrat bei einer Temperatur von 60° C und bei einer Energiezufuhr von 2,5 KW innerhalb von 15 Minuten entkeimt werden können. Durch eine Auf- heizung des Substrates auf ca. 60° C wird vor allem erreicht, daß das Substrat entkeimt wird, d.h. daß die Unkrautsamen und andere Samen abgetötet werden. Gleiches gilt auch für Larven und Eier, die bereits bei einer Temperatur von 60° C vernichtet werden. Die tierischen Schädlinge 3, wie beispielsweise Würmer, werden da¬ gegen durch die im elektrischen Feld entstehende Spannungsdiffe¬ renz abgetötet.
    [0051] Somit ist es beispielsweise auch möglich, Substrate für Pilzkul- turen, Pflanzenerde aber auch Strohballen, wobei vor allem letztere vor der Behandlung mit Wasser zu sättigen sind, um einen entsprechenden Leitwert zu erhalten, zu entkeimen.
    [0052] Weiters hat sich bei einem Versuch gezeigt, daß bei einer Strom- zufuhr zu den Elektroden 15,16 von ca. 5 Ampere nach kurzer Ein¬ wirkdauer des elektrischen Feldes auf das Substrat 4 die als Elektrolyt dienende Flüssigkeit bei steigender Temperatur durch die Bodenmaterialien, insbesondere durch Zellzuplatzungen und Salze angereichert wird und durch die höhere Salzkonzentration eine Leitwerterhöhung eintritt und die Stromaufnahme, beispiels- 5 weise bei einer Versorgungsspannung von 220 Volt bis auf 10 Ampere ansteigt.
    [0053] Ähnliche Verhältnisse werden auch dann, wenn Hochspannung bei¬ spielsweise mit Impulsspannungen oder dgl. eingesetzt wird, er- T0 reicht. Bevorzugt ist es dabei auch mögTich, zur Spannungs- und Strombegrenzung vor allem bei hohen Leitwerten des Substrates Triac-Regler, wie sie aus der Elektrotechnik bestens bekannt sind, einzusetzen.
    [0054] 15 In Fig.2 ist gezeigt, daß sich die Elektrode 16 flächig über die Seitenwand 7 erstreckt und damit ein großflächiger, intensiver Feldaufbau zwischen den beiden Elektroden 15 und 16 - die Elek¬ trode 15 ist in gleicher Größe an der gegenüberliegenden Seiten¬ wand 9 befestigt - aufgebaut werden kann. Weiters ist aus dieser
    [0055] 20 Darstellung noch ersichtlich, daß der Temperaturfühler 28 über einen Haltearm 34 etwa im Kreuzungspunkt der Diagonalen des Innenraumes des Behälters 6 und somit etwa im Mittelbereich des zu behandelnden Substrates 4 angeordnet ist, um einen Überblick über die Temperatur im innersten Bereich des zu entseuchenden
    [0056] 25 bzw. zu behandelnden Substrates 4 zu erlangen.
    [0057] Zur besseren Übersichtlichkeit der Darstellung in Fig.2 ist das Substrat 4 weggelassen.
    [0058] 30 In Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 35 gezeigt. Diese Vorrichtung 35 umfaßt einen Pflug 36 mit als Elektroden 15,16 dienenden Pflugscharen 37,38,39 und 40. Die Pflugscharen sind über isolierende Zwischenstücke 41 auf einem Traggestell 42 des Pfluges 36 befestigt. Die Pflugscharen
    [0059] 35 37 bis 40 sind über Leitungen 43 und 44 mit einer Steuervorrich¬ tung 45 verbunden. Dieser Steuervorrichtung 45 kann auch eine Spannungsversorgungseinrichtung zugeordnet sein bzw. kann diese auch in der Steuervorrichtung 45 integriert sein. Die Steuervor¬ richtung 45 bzw. Spannungsversorgungseinrichtung stehen über Lei¬ tungen 21 mit einer Spannungsquelle, beispielsweise einer Netz- Versorgung bzw. einem Transformator oder einer Batterie, in Ver¬ bindung. Die Pflugscharen 37 bis 40 sind quer zur Fortbewegungs¬ richtung abwechselnd jeweils an der Leitung 43 bzw. 44 ange¬ schlossen, sodaß die Pflugscharen 37 und 39 mit der Leitung 43 und die Pflugscharen 38 und 40 mit der Leitung 44 verbunden sind und demgemäß die nebeneinanderliegenden Pflugscharen bzw. Elek¬ troden 15,16 ein unterschiedliches Potential aufweisen, wodurch sich, wie schematisch durch"die Feldlinien 32 angedeutet, zwi¬ schen den einzelnen Pflugscharen jeweils elektrische Wechselfei- der 46 aufbauen. Der Pflug 36 ist auf der Oberfläche des zu be- handelnden Substrates mit einem Führungsorgan 47, z.B. einer FührungsrolTe oder dgl. abgestützt. Die Oberkanten der Pflug¬ scharen 37 bis 40 sind dabei in etwa gleicher Höhe dieses auf der Erdoberfläche 48 abgestützten Führungsorganes angeordnet. Durch das tiefe Eindringen der Pflugscharen 37 bis 40 und den etwa kugelförmigen Verlauf des elektrischen Wechselfeides 46 wird nahezu über den gesamten Vegetationsbereich ein starkes elek¬ trisches Feld aufgebaut, welches die erfindungsgemäßen Vorteile ermöglicht. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß die Eindring¬ tiefe des elektrischen Wechselfeides 46 bzw. der Verlauf der Feldlinien 32 auf der von der Erdoberfläche 48 abgewandten Seite von einem Abstand 49 der Pflugscharen 37 bis 40 voneinander quer zur Fortbewegungsrichtung abhängig sind. Bei Versuchen hat sich als bevorzugte Größe für den Abstand 49 ein Maß von ca. 30 cm herausgesteTlt. Durch den kugelförmigen Verlauf des elektrischen Feldes wird damit bei einer entsprechenden Eindringtiefe bis in Höhe der Setzlinge eine ausreichende Entseuchung bzw. Entkeimung des Substrates im WurzeTbereich sichergestellt.
    [0060] In Fig.4 ist eine Vorrichtung 50 zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens gezeigt, bei der ein Behälter, beispielsweise ein Trog 51, auf dessen Innenseite Elektroden 52,53 angeordnet sind in einen Behälter 54 hineingestellt wird. Die Elektroden 52,53 sind mit auf der Außenseite des Troges 51 angeordneten Kontakt l chen 55 versehen, die über Leitungen 56,57 mit einer Steckvorrichtung 58 direkt gekuppelt sind. Den Kontaktfl chen 55 sind Kontaktblöcke 59 im Behälter 54 zugeordnet, die die Ver¬ bindung zwischen der Steckvorrichtung 58 und den Elektroden 52,53 herstellen. Die Verbindung der Leitungen 56,57 mit einer nicht dargestellten Steuervorrichtung bzw. Spannungsversorgungsvorrich- tung erfolgt über einen in einem Deckel 60 angeordneten Kupplungsteil 61 der Steckvorrichtung 58, sodaß eine Spannungs¬ beaufschlagung der Elektroden 52,53 nur dann erfolgen kann, wenn der Deckel 60 geschlossen iist.
    [0061] Überdies ist anhand dieser Zeichnung schematisch gezeigt, daß der Elektrode 53 beispielsweise eine Diaphragmafolie 62, beispiels¬ weise ein saugfähiges Faservlies vorgeordnet sein kann. Wird nun die Steuervorrichtung derart ausgebildet, daß nach der Einwirkung des Wechselfeides auf das Substrat 4 an die beiden Elektroden positives und negatives Potential einer Gleichspannungsquelle, z.B. positives Potential an die Leitung 56 und negatives
    [0062] Potential an die Leitung 57 angelegt wird, so wandern die im Substrat 4 enthaltenen Schwermetallionen, nämlich die positiven Metallionen, wie z.B. K+,CU2+,PB2+,Na+,Ca2+ zu der am negativen Potential anliegenden Elektrode 53. Um zu verhindern, daß diese Metallionen im zu reinigenden Substrat 4 verbleiben, ist zwischen dem Substrat 4 und der Elektrode 53 die Diaphragmafolie 62 ange¬ ordnet, die beispielsweise aus einem saugfähigen Vlies besteht.
    [0063] Die im Elektrolyten wandernden Ionen wandern daher aus dem Substrat 4 aus und werden in dem saugfähigen Vlies aufgefangen. Nach Entleerung des Behälters und Entfernung des Substrates 4 können diese schädlichen Metallionen durch Auswaschen aus der Diaphragmafolie 62 entfernt werden.
    [0064] Durch die an die Elektroden angelegte Gleichspannung kommt es zu einer Ionenwanderung zwischen den Elektroden, wobei die positiven Metallionen in Richtung der am negativen Potential anliegenden Elektrode wandern und dort galvanisch abgeschieden werden. Da¬ durch ist es möglich, nach erfolgter Entseuchung des Substrates auch die Schwermetalle aus dem erwärmten Substrat auszufiltern. Bevorzugt werden hierbei sehr geringe Spannungen und Ströme, bei¬ spielsweise Spannungen von ca. 3 bis maximal 6 Volt und Ströme von ca. 0,5 Ampere verwendet, um diese Ausscheidung der Metall¬ ionen zu ermöglichen.
    [0065] In Fig.5 ist eine schematische Skizze gezeigt, aus der ersicht¬ lich ist, daß ein Behälter 63 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 64 mit in dessen Inneren angeordneten Elektroden 65 auf einem Traggestell 66 um eine horizontale Schwenkachse 67 mit einem Handhebel 68 verschwenkbar ist. Das Substrat kann nach Öffnen des Deckels eingeschaufelt werden und nach erfolgter Entkeimung durch Kippen des Behälters 63 aus diesem entleert werden. Die Steuer¬ vorrichtung ist bevorzugt am Traggestell 66 befestigt und über eine drehbare Leitungsverbindung mit den im Inneren des Behälters 63 angeordneten Elektroden 65 verbunden.
    [0066] Die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele sind ledig¬ lich schematisch dargestellt, wobei zum besseren Verständnis die Proportionen vielfach stark verzerrt dargestellt sind. So ist beispielsweise der Behälterinhalt des Behälters 6 bzw. 63 bevor- zugt ca. 30 Liter für Kleingeräte, wie sie beispielsweise bei Hobbygärtner oder dgl. eingesetzt werden. Für die Anwendung im gewerblichen Bereich können die Behälter auch entsprechend größer ausgebildet sein, wobei die Zufuhr des Substrates über Förder¬ bänder und Entleerung durch Kippen des Behälters oder über Schurren und dgl. bzw. ein im Boden des Behälters angeordnetes Förderband erfolgen kann.
    [0067] Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle der beschriebenen manuellen Steuerung oder Einstellung der verschiedenen Steuerfunktionen diese über einen Mikroprozes¬ sor oder eine elektronische Ablaufsteuerung entsprechend den unterschiedlichen Programmen und Wünschen, beispielsweise unter¬ schiedliche Spannungshöhe und -verlauf, Wirkdauer, Substrat¬ temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und dgl. zu wählen. Dabei kann die Steuerung des Verfahrens auch vollautomatisch erfolgen. Bei derartigen vollautomatischen Anlagen ist es desweiteren auch mög¬ lich, die Befeuchtung des Substrates innerhalb der Behälter voll¬ automatisch durch entsprechend angeordnete Spritzeinrichtungen bzw. Spritzdüsen in Abhängigkeit von dem mit dem Feuchtigkeits¬ fühler 31 festgestellten Feuchtigkeitswert zu steuern.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zum Reinigen von Substraten, insbesondere zum Ab- töten von Schädlingen und zum Entkeimen, bei dem das Substrat durch Einwirkung eines Kraftfeldes bzw. eines Mediums durch¬ drungen und dabei erhitzt wird, worauf bei Erreichen einer voreinstellbaren Temperatur die Beeinflußung des Substrates beendet und das Substrat abgekühlt wird, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Kraftfeld durch ein elektrisches Wechsel¬ feld gebildet wird und die Elektroden des Kraftfeldes mit dem Substrat kontaktiert wefden, worauf zwischen den Elektroden das Wechselfeld aufgebaut wird und das Wechselfeld so lange auf das Substrat einwirkt, bis eine voreinstellbare Substrat- temperatur und bzw. oder Stromaufnahme des Wechselfeides er¬ reicht ist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat, bevor es in das elektrische Wechselfeld eingebracht wird, durchfeuchtet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrischen Wechselfeld eine Leistung zugeführt wird, um das zwischen den zwei Elektroden angeordnete Substrat durch den Eigenwiderstand bei Stromdurchgang auf eine voreinstell- bare Temperatur zu erwärmen.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine WechselSpannung des Wechselfeides durch - insbesondere mit Netzfrequenz auftretende Spannungsspitzen oder Impulsspannungen gebildet ist.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß insbesondere im Anschluß an die Einwirkung des Kraftfeldes und bzw. oder nach Erreichen der gewünschten Sub¬ strattemperatur an die Elektroden eine Gleichspannung mit ge- ringen Spannungen und Strömen, z.B. 0-6 V. angelegt wird und vorzugsweise die Schwermetalle zwischen der Elektrode und einer Diaphragmafolie galvanisch abgeschieden werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Höhe der Spannung im Wechselfeld in Ab¬ hängigkeit von der Feuchtigkeit des Substrates verändert wird, z.B. bei geringer Feuchtigkeit geringer ist als bei höherer Feuchtigkeit.
    TOT
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Wechsel eld mit einer Hochfrequenzspannung aufgebaut wird, wobei vorzugsweise der Spannungsverlauf ver¬ änderbar bzw. voreinstellbar ist.
    T5
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Elektroden zum Aufbau des Wechselfeides unterhalb der Erdoberfläche angeordnet sind, wobei eine Distanz zwischen den Elektroden und der Erdoberfläche und
    20 bzw. oder zwischen den Elektroden parallel zur Erdoberfläche in etwa einer Pflanztiefe von Blumenknollen entspricht.
    9. Vorrichtung zum Reinigen von Substraten, insbesondere zum Ab¬ töten von Schädlingen und zum Entkeimen mit einer Einrichtung
    25 zum Aufbau eines Kraftfeldes zwischen zwei in Abstand von¬ einander angeordneten Elektroden, zwischen welchen sich ein Substrat befindet und mit einer Steuereinrichtung zum Aufbau und zum Beenden eines Kraftfeldes zur Durchführung des Ver¬ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-
    30 zeichnet, daß die beiden Elektroden (15,16,52,53,65) den gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (4) zugeordnet und bzw. oder in einem vorbestimmten Abstand voneinander und unterhalb der Erdoberfl che (48), insbesondere in einer der Pflanztiefe von Blumenknollen entsprechenden Distanz unter-
    35 halb der Erdoberfl che (48), angeordnet sind.
    TO. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (15,16) gegenüberliegenden Seitenwänden (7,9) eines quaderförmigen Behälters (6) zugeordnet sind, der eine schräg zu den Seitenwänden (7-9) verlaufende Bodenplatte 5; (TO) und einen in etwa parallel zur Bodenplatte (10) ver¬ laufenden Deckel (11) aufweist, wobei insbesondere der Deckel (11) um eine parallel zur Stirnkante der Seitenwände (7-9) verlaufende Achse (12) verschwenkbar ist und in der dem Be¬ hälter (6) verschTießenden Ruhestellung diesem ein Stellungs- TO geber (19) zugeordnet ist, der bei geschlossenem Deckel (11) die Spannungsquelle mit den Elektroden (15,16) verbindet.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand (9) zumindest zweiteilig ausgebildet ist
    T5 und die beiden TeiTe gegeneinander verstellbar sind und eine Auslaßklappe bilden.
    12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Behälters (6) ein Tem-
    20 peraturfühler (28) angeordnet ist, der mit einem Anzeigegerät (30) und bzw. oder der Steuervorrichtung (20) zusammenge¬ schaltet ist.
    13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
    25 gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden durch isoliert auf einem Traggestell (42) angeordnete Pflugscharen (37-40) ge¬ bildet sind und die Oberkanten der Pflugscharen (37-40) in Höhe eines der Erdoberfläche (48) zugeordneten Führungs- organes (47) angeordnet sind.
    30
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuervorrichtung (20) Regelvorrich¬ tungen (23) für die Spannung und bzw. oder den Spannungsver¬ lauf zugeordnet sind.
    35
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuervorrichtung (20) ein Zeit¬ schalter (27) zugeordnet ist.
    16, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (20) einen ins¬ besondere zwischen den Elektroden (15,16) angeordneten und dem Substrat zugeordneten Feuchtigkeitsfühler (31) umfaßt.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ETektroden (52,53) und dem Substrat (4) eine DiaphragmafoTie (62), z.B. ein saugfähiges Vlies, angeordnet ist. ~~
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0238512A1|1987-09-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-03-26| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU BB BG BR CH DE DK FI GB HU JP KR LU NL NO RO SE SU US |
    1987-03-26| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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