NL2000820C2 - Werkwijze voor het behandelen van vloeistoffen met elektromagnetische golven. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET BEHANDELEN VAN VLOEISTOFFEN MET ELEKTROMAGNETISCHE GOLVEN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze 5 voor het behandelen van vloeistoffen met elektromagnetische golven en / of een wisselend elektrisch veld en desgewenst gebruik van deze vloeistoffen voor unidirectionele of muitidirectionele energie- en informatie-overdracht 10 Inleiding

In de watersector en de procesindustrie worden grote hoeveelheden water gebruikt onder meer voor drinkwaterproductie, als koelwater en als procesvloeistof. Onlosmakelijk daaraan verbonden worden ook grote hoeveelheden 15 water gezuiverd om chemicaliën terug te winnen, water te hergebruiken of op een veilige manier terug te brengen in het milieu.

De drinkwaterketen bijvoorbeeld, bestaat uit een winningstap, 20 een productiestap waarin het water wordt gezuiverd en een distributiestap waarin het water via een complex leidingnetwerk naar de consument wordt getransporteerd. Bij de productie van drinkwater is het van belang om de nadelige effecten van een aantal processen die de productie kunnen 25 verstoren, zoals biofouling, scaling en corrosie in het leidingnetwerk en / of in zuiveringsinstallaties zoals reactoren, filters en membraaninstallaties en in het leidingnetwerk, te minimaliseren of zelfs te geheel te voorkomen. Verder kan een "low cost, low investment" 30 sensornetwerk van meetapparatuur in het distributienet een schat aan informatie leveren, over bijvoorbeeld de waterkwaliteit en de staat waarin de leidingen zich bevinden, waarmee het drinkwaterproductieproces geoptimaliseerd kan worden.

2

De onderhavige vinding maakt het mogelijk om, zonder gebruik van chemicaliën, scaling-, biofouling- en corrosieprocessen te sturen en zodoende processen in de watersector, de procesindustrie, chemische industrie en drinkwaterproductie 5 te optimaliseren. Tevens maakt de uitvinding het mogelijk om door leidingen waarin vloeistof wordt getransporteerd multidirectioneel informatie over te dragen en sensoren die op het leidingnet zijn aangesloten van energie te voorzien.

Op deze wijze kan een sensornetwerk zonder 10 electriciteitsdraden vanuit een centraal punt worden gevoed en kunnen de sensoren in het netwerk vanuit hetzelfde punt worden uitgelezen.

Zoals verderop uiteengezet beperkt de ontwikkelde technologie 15 zich niet tot bovengenoemde toepassingen. De technologie volgens de onderhavige vinding kan ook worden gebruikt om vloeistoffen te behandelen met als doel de biochemische processen die in die vloeistoffen plaatsvinden te sturen. Met de onderhavige vinding is het mogelijk om micro-organismen 20 geschikt te maken voor afbraak of vorming van organische moleculen die onder normale omstandigheden niet door deze organismen kunnen worden afgebroken dan wel worden gevormd. Onverwacht voordeel hierbij is dat de processen in de micro-organismen kunnen worden gestuurd zonder meetbare 25 andere effecten op de rest van het systeem te introduceren. Dit laatste in tegenstelling tot het aanbrengen van een laagfrequente wisselspanning tussen 2 electroden in de procesvloeistof die ook andere effecten zoals ongewenste ontleding van chemicaliën, inactivering van enzymen en 30 adsorptie van ionen teweeg kan brengen. Voor de vakman zal duidelijk zijn dat dit ongekende mogelijkheden biedt voor de bioprocesindustrie en de pharmaceutische industrie. Verder is het met de nieuwe technologie mogelijk om selectie van 3 micro-organismen toe te passen en de aldus verkregen cultuur in stand te houden.

Beschrijving van de technologie 5 In de open literatuur is bekend dat energie kan worden overgedragen door 1 enkele draad. Er worden in de literatuur 2 verklaringen gegeven waarom die energie-overdracht mogelijk zou zijn: 10 1. Klassieke antennetheorie die energie overdracht in een asymmetrisch gevoede dipool beschrijft.

2. Overdracht middels zogenaamde "scalar waves" waarbij de enkele draad als een soort "aardleiding" wordt toegepast.

15

De uitvinders van onderhavige vinding hebben een groot aantal experimenten uitgevoerd waaruit blijkt dat de in de onderhavige vinding beschreven energie- en signaaloverdracht door 1 enkele draad of door een vloeistof met klassieke 20 radiotechnologie, en theorie van een enkelzijdig gevoede dipoolantenne in het bijzonder, kan worden beschreven. In de nu volgende beschouwingen wordt er dan ook uitgegaan van de beschrijving middels klassieke radiotechnologie. De uitvinders sluiten echter hiermee het bestaan van en een 25 eventuele rol van scalar waves in de werking van de onderhavige vinding nadrukkelijk niet uit.

Figuur 1 laat een niet geoptimaliseerde opstelling zien voor energie-overdracht door 1 enkele draad.

Het deel van de opstelling op de linker foto bestaat uit een met een 9V batterij gevoede Colpitts oscillator die op een frequentie van 7.14 MHz werkt, een in klasse A geschakelde 30 4 lineaire versterker en een 1:1 luchttransformator die opmeen stuk PVC pijp is gewikkeld met een diameter van 4cm. De primaire en secundaire spoel van de 1:1 luchttransformator tellen elk 83 windingen van 0.5 mm geïsoleerd koperdraad. De 5 primaire zijde van de spoel is met de uitgang van de in klasse A geschakelde lineaire versterker verbonden. Aan de secundaire zijde van de primaire spoel is 1 aansluiting verbonden met een draad die een lengte heeft van circa 1 meter. De andere zijde van de spoel is verbonden met een 10 draad die een lengte heeft van 6 meter. Het uiteinde van deze laatste draad is verbonden met de 1:1 transformator die op de rechterfoto in figuur 1 te zien is. Eén van de aansluitingen van de primaire wikkeling van deze transformator is verbonden met de draad met een lengte van 6 meter. De andere 15 aansluiting van deze primaire wikkeling is verbonden met een stuk draad dat een lengte heeft van ongeveer 1 meter. De secundaire wikkeling van de luchtrafo op de rechterfoto in figuur 1 is verbonden met 2 anti-parallel geschakelde LEDs.

20 Indien de 9V batterij wordt aangesloten blijken beide LEDs op te lichten. Er is in dit geval energie overgedragen via 1 draad. Dit is mogelijk omdat de draad met een lengte van 6m zich als een dipoolantenne gedraagd. Deze antenne wordt aan het uiteinde gevoed via de luchttransformator en de draad van 25 circa 1 meter die aan de primaire zijde van de wikkeling is aangesloten zorgt ervoor dat het rf signaal op de juiste plek in de antenne wordt gekoppeld of anders gezegd dat de impedanties van de eindtrap van de lineaire versterker en het voedingspunt van de antenne ongeveer gelijk zijn. De rechter 30 luchttransformator in figuur 1 brengt het rf signaal over op de LEDs en ook hier zorgt de draad met een lengte van ca. 1 meter ervoor dat de transformator op de juiste plek wordt gekoppeld aan de antenne. Indien 1 van beide draden van 1 5 meter wordt verwijderd, gaan beide LEDs uit hetgeen erop wijst dat nauwelijks vermogen wordt overgedragen.

Indien de opstelling in figuur 1 in werking is en beide LEDs 5 branden, zullen deze doven zodra de draad met een lengte van 6 m (dit is de verbinding tussen beide foto's in figuur 1) wordt doorgeknipt. Indien de draad echter wordt onderbroken en vervolgens een condensator tussen beide draadeinden wordt geplaatst gaan beide LEDs weer branden mits de condensator 10 een voldoende hoge capaciteit heeft. In het specifieke geval van de opstelling in figuur 1 bedraagt de minimale capaciteit om de LEDs te doen oplichten circa 25 pF. In antennetermen hebben we nu een verkortingscondensator aangebracht. We vervangen de condensator tussen beide doorgeknipte 15 draaduiteinden nu door een bak met water waarin zich 2 electroden bevinden. Aangezien water een geleidbaarheid en ook een capaciteit heeft blijken beide LEDs ook in dit geval weer op te lichten. Opgemerkt wordt dat zowel de geleidbaarheid als de capaciteit van het water sterk 20 afhankelijk zijn van de aard en concentratie van de in het water aanwezige ionen. Voor de opstelling in figuur 1 bleken de LEDs op te lichten bij toepassing van kraanwater in een bak met een lengte van 25 cm en elektroden in de bak met elk een oppervlak van 42 cm2 waarbij de elektroden op een afstand 25 van 23 cm van elkaar verwijderd waren. Na plaatsen van een meetkop op 2 plekken in het water werd door gebruikmaking van een 10 MHz oscilloscoop vastgesteld dat een rf signaal met een frequentie van 7.14 MHz door het water verplaatst wordt en verderop in de opstelling om wordt gezet in elektrische 30 energie hetgeen door het branden van beide LEDs is aangetoond. Vervolgexperimenten hebben laten zien dat het mogelijk is om het 7.14MHz signaal amplitude te moduleren en op deze wijze informatie door het water over te dragen. Dit 6 is aangetoond met een audiosignaal (muziek) en met een sinus met een frequentie van 100 kHz.

Voor de volledigheid wordt opgemerkt dat in open literatuur 5 die energie-overdracht door 1 draad meldt door gebruikmaking van scalargolven, de spoelen in opstelling 1 vervangen zijn door transformators met spiraalgewonden spoelen. Dit kan bijvoorbeeld eenvoudig worden gerealiseerd door 1 kant van een printplaat te bedrukken met de primaire spoel en de 10 andere kant met de secundaire spoel. Verder zijn in de literatuur over energie-overdracht gebruikmakend van scalargolven de draden, die op zowel de linker foto als op de rechter foto in figuur 1 aan 1 draaduiteinde van de primaire spoel zijn bevestigd en die in het voorbeeld een lengte 15 hebben van 1 meter, vervangen door een draad met aan het uiteinde een metalen bol die zich in de lucht bevindt en dus geen contact maakt met de aarde. Een inrichting die gebruik maakt van zojuist beschreven spiraalgewonden spoelen en metalen bollen maakt nadrukkelijk deel uit van de onderhavige 20 vinding.

Verder zal de vakman duidelijk zijn dat de opstelling in figuur 1 slechts 1 van de vele configuraties is die kan worden gekozen om de onderhavige vinding in de praktijk toe 25 te passen. Zo kan de transformator waarop de zender is aangesloten bijvoorbeeld worden vervangen door een antennetuner waarop commercieel verkrijgbare zendapparatuur wordt aangesloten. De ontvanger in het ontvangstgedeelte kan eveneens op een antennetuner worden aangesloten. Ook kan 30 gebruik worden gemaakt van heel andere antennetypen dan de dipoolantenne of kunnen delen of het geheel van bijvoorbeeld een buis, een container gevuld met een vloeistof, een reactor uit de procesindustrie, een wasmachine rechtstreeks op de 7 uitgang van een zender worden aangesloten. Door gebruik te maken van een kooi van Faraday kan er ook voor gekozen worden om slechts een specifiek deel van een inrichting bloot te stellen het gewenste rf signaal. Hierdoor ontstaat de 5 mogelijkheid om zonder straling naar de omgeving een inrichting zoals een membraaninstallatie te onderwerpen aan grote rf vermogens.

Met bovenstaande experimenten als introductie wordt nu de 10 onderhavige vinding uitgelegd. Indien we, gebruik makend van bovenstaande opstelling, een rf signaal door een (kunststof) waterleiding sturen dan zal dit signaal worden overgedragen. Op deze wijze kunnen we energie door de waterleiding transporteren en sensoren die verderop in of aan de leiding 15 zijn aangebracht van energie voorzien. Verder kunnen we ook informatie i.e., commando's naar de sensoren sturen door de draaggolf te moduleren en het signaal in de sensor te demoduleren. Geschikte modulatietechnieken zijn amplitudemodulatie, frequentiemodulatie, fasemodulatie en 20 enkelzijbandmodulatie. Aangezien de sensor ook kan zenden, kunnen de metingen die de sensor verricht continu of na een opdracht naar het hoofdstation worden verzonden. Opgemerkt wordt dat het zendvermogen van de sensoren vele malen kleiner kan zijn dan het vermogen van het hoofdstation aangezien de 25 sensoren alleen informatie en geen energie hoeven over te dragen. Verder wordt ook opgemerkt dat communicatie tussen sensoren ook mogelijk is zodat kunstmatig intelligente netwerken kunnen worden gecreëerd. Voor de vakman zal duidelijk zijn dat dit op eenvoudige wijze te realiseren is 30 door gebruik te maken van protocollen zoals die ook bij packet radio worden toegepast. Het grote voordeel van de hier beschreven technologie is dat de sensoren niet middels electriciteitsdraden van voeding moeten worden voorzien en 8 dat de communicatie draadloos geschiedt met water als transportmedium. Deze techniek biedt ook de mogelijkheid om sensoren binnen in het leidingwerk aan te brengen zonder dat de bruikbaarheid van die sensoren wordt beperkt door een 5 beperkte levensduur van een batterij in de sensor aangezien deze overbodig wordt door de energievoorziening opstand..

De onderhavige vinding beperkt zich niet tot een manier van energie- en signaaloverdracht door water(leidingen). Door een 10 rf signaal te sturen door een leiding die water bevat, zal ook het oppervlak van die leiding worden blootgesteld aan het hoogfrequent signaal. Hierdoor is het mogelijk om processen als het hechten van biomassa aan de binnenkant van de leiding te voorkomen en de rf energie voor desinfectie toe te passen. 15 Ook de vorming van scaling, bijvoorbeeld van CaC03, kan op deze wijze worden voorkomen.Verder kan het optreden van corrosie worden geremd. Het is in de open literatuur bekend dat micro-organismen door middel van een wisselspanning efficiënt kunnen worden gedood indien de toegepaste 20 frequentie van de wisselspanning circa 100 kHz bedraagt.

Aangezien adsorptie en desorptie van ionen aan oppervlakken met name goed kan worden beïnvloed bij frequenties van deze orde grootte, heeft toepassing van een rf signaal van ordegrootte 100 kHz signaal de voorkeur boven signalen in het 25 MHz gebied of het GHz gebied. Deze laatste signalen hebben echter een aantal voordelen waaronder het voordeel dat ze zich beter kunnen verplaatsen in leidingen en geschikt zijn voor breedband signaaloverdracht. Een bijzondere toepassing van de onderhavige vinding is het moduleren van signalen in 30 het MHz of het GHz gebied met veel lagere frequenties namelijk frequenties in het 1 HZ gebied tot 100 KHZ gebied en / of het 100 KHz gebied tot het 1 MHz gebied en / of het 1 MHz tot 20 MHz gebied en / of het 20 MHz tot 100 MHz gebied 9 en / of het 100 MHz tot 1 GHz gebied. De draaggolf kan afhankelijk van de toepassing worden gemoduleerd met een signaal in 1 van bovenstaande gebieden of met combinaties van signalen uit verschillende gebieden. Als modulatievorm is 5 amplitudemodulatie bijzonder geschikt maar ook frequentiemodulatie, fasemodulatie en enkelzijbandmodulatie zijn voorkeursuitvoeringsvormen. Bijzondere voorkeuruitvoeringsvormen zijn gepulseerde amplitudemodulatie waarbij de modulatiediepte optioneel zo hoog wordt gekozen 10 dat de draaggolf verdwijnt en zogenaamde splatter optreedt en modulatie met blokgolven en zaagtanden. Een andere voorkeuruitvoeringsvorm is het toepassen van niet lineaire componenten in een ontvanger van het rf signaal die een significant deel van het door de zender afgegeven vermogen 15 opneemt. Een voorbeeld dergelijke niet-lineaire componenten zijn LEDs in de schakeling van figuur 1. Door aanwezigheid van de LEDs bedraagt de spanning over de LEDs door hun specifieke eigenschappen circa 2 Volt. Onder bepaalde omstandigheden veroorzaakt dit niet lineaire gedrag van de 20 ontvanger productie van hogere harmonischen van de draaggolf en zelfs chaotisch gedrag in de antenneleiding. Nog een voorkeursuitvoering van de onderhavige vinding is het versturen van een rf signaal voor energie-overdracht naar een sensornetwerk, het moduleren van het signaal om het 25 sensornetwerk aan te sturen en tegelijkertijd ook het moduleren van het signaal met nog een of meerdere andere gewenste frequenties die zodanig zijn gekozen dat biofouling en / of scaling en / of corrosie worden voorkomen. Aangezien het tegengaan van biofouling, scaling en corrosie van groot 30 belang zijn bij de besturing van een waterzuivering en -distributie, hebben we op deze wijze tegelijkertijd de mogelijkheden om scaling, biofouling en corrosie te detecteren en vervolgens met hetzelfde systeem door 10 specifieke modulatie van de draaggolf het proces te optimaliseren.

Zonder dat met de nu volgende uitleg enige beperking in de 5 draagwijdte van de onderhavige vinding wordt aangebracht hebben de uitvinders de volgende mogelijke verklaring voor de werking van een amplitudegemoduleerde draaggolf in leidingen voor desinfectiedoeleinden, om biofouling te voorkomen, om corrosie tegen te gaan en om scaling op de leidingen tegen te 10 gaan. Aan het oppervlak van een leiding waardoorheen water stroomt bevinden nagenoeg altijd micro-organismen. Deze micro-organismen hebben ionselectieve membranen met zeer speciale eigenschappen waaronder een asymmetrische mobiliteit van de ionen over het membraan. Eén van de gevolgen hiervan 15 is dat deze membranen rf signalen kunnen demoduleren. Dit betekent dat amplitudemodulatie van een 5 MHz draaggolf met bijvoorbeeld een frequentie van 100 kHz ertoe leidt dat de biomassa in het water een wisselspanning met een frequentie van 100 kHz ondervindt. Dit is bijzonder aangezien een met 20 100 kHz amplitudegemoduleerde 5 MHz draaggolf op te vatten is als een sinus met een frequentie van 5 MHz en zijbanden met een frequentie van 4.9 MHz en 5.1 MHz. In dit geval zorgt het micro-organisme er dus zelf voor dat de dodelijke 100 KHz wisselspanning door demodulatie wordt opgewekt. Opgemerkt 25 wordt dat in een bijzondere voorkeuruitvoeringsvorm de draaggolf een frequentie heeft kleiner dan 10 MHz en de amplitudemodulatie plaatsvindt met golven in het gebied van 1 Hz tot 500 kHz.

30 Opgemerkt moet ook worden dat bij desinfectie het beste met frequenties beneden 10 MHz gewerkt kan worden maar is daartoe niet beperkt. Communicatie gaat in breedband bij voorkeur met draaggolven boven 100 MHz en nog meer bij voorkeur boven 1 11 GHz maar is ook niet daartoe beperkt (indien slechts weinig data verstuurd hoeven te worden is communicatie via draaggolven beneden 100 MHz en zelfs beneden 1 MHz nog acceptabel). Verder is het ook van belang dat bij modulatie 5 met meer dan 1 frequentie, tegelijkertijd communicatie en desinfectie gerealiseerd kan worden.

Het gevolg van de demodulerende werking die de micro-organismen hebben op amplitudegemoduleerde rf signalen 10 is dat er een wisselspanning in het water wordt gegenereerd op de plek waar de meeste micro-organismen zich bevinden i.e., aan het oppervlak van de leiding. Hierdoor vindt doding van biomassa precies plaats op de plek waar het gewenst is. Doordat de gegenereerde wisselspanning een relatief lage 15 frequentie heeft, wordt adsorptie van ionen aan het oppervlak van de leidingen geremd. Hierdoor kan corrosie en /of scaling worden voorkomen. Opgemerkt wordt tevens dat aankorstingen op leidingen, ook scaling genoemd, uit een complex mengsel van biomassa, anorganische kristallen en geadsorbeerde ionen 20 bestaan. Het is zeer wel mogelijk dat naast levende biomassa ook dit complex systeem demodulerende eigenschappen heeft voor rf signalen hetgeen de werking van de onderhavige vinding versterkt. Verder is het mogelijk dat in uitzonderlijke gevallen, afhankelijk van de eigenschappen van 25 de scaling op de leiding, ook ongemoduleerde draaggolven een desinfecterende werking kunnen hebben dan wel scaling en corrosie kunnen voorkomen. Tot slot wordt opgemerkt dat de propagatie van het rf signaal kan verlopen door het water en langs het scheidingsgrensvlak tussen water en 30 transportleiding. Propagatie langs het scheidingsgrensvlak maakt de onderhavige vinding extra effectief. Verder wordt opgemerkt dat voor transport van het rf signaal ook gebruik gemaakt kan worden van het in de radiotechnologie bekende 12 golfpijp principe. In een golfpijp verloopt het elektrische veld tussen de wanden van de pijp en vindt golfvoortplanting plaats doordat de golven schuin binnentreden en steeds worden gereflecteerd door een wand die ze ontmoeten. De laagste 5 freguentie die bij toepassing van golfpijp propagatie kan worden toegepast, de zogenaamde cut-off freguency, volgt voor een ronde golfpijp uit die golflengte waarbij de diameter van de golfpijp gelijk is aan de helft van de golflengte. In de praktijk zal propagatie door gebruikmaking van het 10 golfpijpprincipe dus met name bij zeer hoge freguenties (GHz gebied) worden toegepast. Zowel toepassing van "normale propagatie" als propagatie middels het golfpijpprincipe maken deel uit van de onderhavige vinding. Het "normale propagatieprincipe" en het golfpijp principe kunnen worden 15 toegepast in zowel metalen als niet-metalen leidingen en in de meeste maar niet alle gevallen verhoogt een grote geleidbaarheid van de vloeistof in de leidingen de effecticiteit van het signaaltransport.

20 Bij voorkeur wordt er in bij de uitvinding gebruik gemaakt van een antenne, zoals bijvoorbeeld een dipoolantenne volgens de definitie in dit document, een dipoolantenne met aan beide uiteinden een metalen bolvormig lichaam, een dipoolantenne met ingebouwde filters (zogenaamde traps), een 25 paraboolantenne en/of een te behandelen object dat water bevat of het water in dat object wordt rechtstreeks of via een antennetuner of via een transformator aan een zender gekoppeld. Bij voorkeur zijn de zendmiddelen, bijvoorbeeld de antenne, zodanig ontworpen dat de door de zender 30 uitgestraalde elektromagnetische energie voor meer dan 1% door progagatie volgens het golfpijpprincipe wordt gerealiseerd.

13

Bij voorkeur omvat een inrichting volgens de uitvinding een inrichting die voorkomt dat een voor de wetgever en / of de directe omgeving onacceptabel grote hoeveelheid elektromagnetische golven in de omgeving terechtkomt, 5 bijvoorbeeld door toepassing van een kooi van Faraday of door leidingen te gebruiken die onder de grond liggen.

Nu de onderhavige vinding aan de hand van waterzuivering in detail is uitgelegd, zal de vakman duidelijk zijn dat de 10 vinding zich niet beperkt tot waterzuivering. De vinding kan bijvoorbeeld worden toegepast voor desinfectie in zwembaden, voor het schoonhouden van membraanmodules waarbij deze modules onderdeel uitmaken van een dipoolantenne dan wel als een golfpijp bedreven worden, voorkomen van scaling, en / of 15 corrosie en / of biofouling in leidingen die gebruikt worden bij zoutwinning door solution mining, leidingen die gebruikt worden bij oliewinning en in de ertsverwerkende industrie, het schoonhouden van scheepsrompen, het optimaliseren van ecosystemen inde tuinbouw door rf signalen door de grond te 20 sturen met name in kassen, het schoonhouden van leidingen in kassen, het gebruik van waterleidingen voor breedband internettoepassingen, het versturen van meetgegevens in fabrieken via de procesvloeistof in plaats van via bedrading en / of het voorzien van sensoren in de fabriek van energie 25 via de procesvloeistof in plaats van via bedrading, het sturen van regelkleppen in de procesindustrie via de procesvloeistof, het tegengaan van corrosie en / of biofouling op sluisdeuren, het schoonhouden van leidingen, de turbine en overige procesinstallatie bij 30 waterkrachttoepassingen, het toepassen van stalen constructies in havens onder en op de waterlijn om draadloos schepen in de haven tegen biofouling, corrosie en scaling te beschermen, het tegengaan van zogenaamde "accelerated low 14 water corrosion" in oude constructies door bescherming van deze constructies met gemoduleerde draaggolven, het voorkomen dat betonnen constructies in de tropen aangetast worden door micro-organismen, het draadloos en batterijloos realiseren 5 van sensornetwerken op zee om het ecosysteem en stroming in kaart te brengen, het voorzien van implantaten zoals pacemakers van energie, het voorzien van in vivo biosensoren van energie en het uitlezen van deze biosensoren, het beïnvloeden van de stofwisseling van micro-organismen dan wel 10 het selectief vernietigen van micro-organismen met behulp van selectief gemoduleerde draaggolven, data-overdracht via treinrails, het sturen van energie en informatie via grondwater, het niet destructief desinfecteren van levensmiddelen, het sturen van regelkleppen in de 15 procesindustrie via de procesvloeistof, het tegengaan van corrosie en / of biofouling op sluisdeuren, het schoonhouden van leidingen, de turbine en overige procesinstallatie bij waterkrachttoepassingen, het toepassen van stalen constructies in havens onder en op de waterlijn om draadloos 20 schepen in de haven tegen biofouling, corrosie en scaling te beschermen, het tegengaan van zogenaamde "accelerated low water corrosion" in oude constructies door bescherming van deze constructies met gemoduleerde draaggolven, het voorkomen dat betonnen constructies in de tropen aangetast worden door 25 micro-organismen, het draadloos en batterijloos realiseren van sensornetwerken op zee om het ecosysteem en stroming in kaart te brengen, het voorzien van implantaten zoals pacemakers van energie, het voorzien van in vivo biosensoren van energie en het uitlezen van deze biosensoren, het 30 beïnvloeden van de stofwisseling van micro-organismen dan wel het selectief vernietigen van micro-organismen met behulp van selectief gemoduleerde draaggolven, data-overdracht via treinrails, het sturen van energie en informatie via 15 grondwater, het niet destructief desinfecteren van levensmiddelen, het desinfecteren en / of behandelen van lichaamsdelen en wonden door deze onder te dompelen in een vloeistof die met de onderhavige technologie wordt behandeld, 5 de veredeling van hout, in reinigingsapparatuur waaronder wasmachines ter (gedeeltelijke) vervanging van waspoeder en als vervanging van onthardingsapparatuur of onthardingschemicalien aangezien met de onderhavige technologie scaling kan worden voorkomen, het sturen van de 10 kiemvorming, kristalgroeisnelheid, kristalgrootte, kristalvorm en kristalmodificatie in kristallisatieprocessen waaronder maar niet beperkt tot de produktie van zout, natriumsulfaat, soda, magnesiumsulfaat.

15 Een bijzondere toepassing is het sturen van biotechnologische reacties. Door middel van een bij voorkeur gemoduleerd rf signaal maar niet daartoe beperkt, is het onder meer mogelijk de permeabiliteit van de celmembranen van micro-organismen te beïnvloeden. Dit betekent dat er componenten in de cel van 20 het micro-organisme terechtkomen die daar onder normale omstandigheden niet zijn. Dit beïnvloedt het metabolisme van de cel waardoor biotechnologische processen kunnen worden geoptimaliseerd, componenten kunnen worden afgebroken door micro-organismen die onder normale omstandigheden niet 25 daartoe in staat zijn en ook componenten kunnen worden geproduceerd die het micro-organisme onder normale omstandigheden niet kan maken. Dit laatste is met name interessant voor de farmaceutische industrie. Ook is het mogelijk om met behulp van de onderhavige vinding 30 micro-organismen met gewenste eigenschappen te selecteren door opleggen van een bijvoorkeur gemoduleerd radiosignaal maar niet daartoe beperkt en eventueel de aldus verkregen cultuur in stand te houden met een radiosignaal door hiermee 16 de vermenigvuldiging van ongewenste micro-organismen te onderdrukken. Het grote voordeel van toepassing van een gemoduleerd rf signaal is dat dit signaal selectief ingrijpt op de micro-organismen aangezien deze het rf signaal 5 demoduleren tot een wisselspanning met een aanzienlijk lagere frequentie terwijl andere componenten in het systeem beperkt door het signaal worden beïnvloedt.

Een andere bijzondere toepassing is het selectief sturen van 10 de filtratie-eigenschappen van microfiltratie-, ultrafiltratie-, nanofiltratie-, omgekeerde osmosemembranen in het algemeen en ionselectievemembranen in het bijzonder. Zonder dat met de nu volgende uitleg enige beperking in de draagwijdte van de onderhavige vinding wordt aangebracht 15 hebben de uitvinders de volgende mogelijke verklaring voor het verschijnsel dat de filtratie-eigenschappen van membranen met behulp van gemoduleerde rf golven kunnen worden insteld. In analogie met membranen van micro-organismen hebben veel commercieel verkrijgbare membranen een asymmetrische 20 mobiliteit voor ionen over het selectieve deel van het membraan. Het gevolg hiervan is dat deze membranen (bijvoorbeeld amplitudegemoduleerde) rf golven kunnen demoduleren waardoor aan en in het membraan een wisselspanning ontstaat die de eigenschappen van het membraan 25 beïnvloedt. Door een juiste keuze van 1 of meerdere frequenties waarmee de rf draaggolf wordt gemoduleerd kan de selectiviteit van het membraan voor verschillende componenten op een gewenste waarde worden ingesteld alsmede de schijnbare diffusiecoefficient van verschillende componenten in het 30 membraan. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat met de onderhavige vinding ook ongewenste effecten zoals concentratiepolarisatie en / of biofouling op membraanoppervlakken en / of de vorming van scaling op en / 17 of in membranen, met name voor maar niet beperkt tot zouten van polyvalente ionen kunnen worden verminderd of geheel worden voorkomen. Hierdoor neemt de selectiviteit van de membranen toe en is deze selectiviteit instelbaar zodat 1 5 type commercieel verkrijgbaar membraan voor veel verschillende toepassingen geschikt kan worden gemaakt.

Verder verhoogt de onderhavige vinding de productiviteit van de membranen i.e., de hoeveelheid vloeistof die per vierkante meter membraan per tijdseenheid per bar transmembraandruk kan 10 worden gefiltreerd neemt toe zodat een toepassing met minder energiekosten, lagere investeringskosten en minder onderhoud kan worden gerealiseerd. Verder neemt ook door toepassing van de onderhavige vinding de levensduur van de membranen toe. Opgemerkt wordt dat deze technologie niet alleen voor het 15 zuiveren van water en processtromen uit de chemische industrie van groot belang is maar vooral ook voor de optimalisering van electrolyseprocessen, electrodialyseprocessen en omgekeerde electrodialyseprocessen. Zo kan bijvoorbeeld de efficiency 20 van een chloor-alkali membraanelectrolyse worden vergroot door met behulp van de onderhavige technologie tegelijkertijd zowel de selectiviteit van de toegepaste membranen te vergroten als de schijnbare diffusiecoefficient van ionen die door het membraan worden getransporteerd. Het resultaat is 25 een grotere zuiverheid van de natronloog die wordt geproduceerd en lagere energiekosten per ton product. Een voorkeursuitvoering voor het behandelen van membranen die zich in een vloeistof bevinden is een draaggolf met een frequentie van minder 100 GHz die gemoduleerd wordt met 30 tenminste 1 golf die een lagere frequentie heeft dan 1 GHz, een grotere voorkeur heeft toepassing van een draaggolf met een frequentie lager dan 1 GHz die gemoduleerd wordt met tenminste 1 frequentie lager dan 100 MHz en een nog grotere 18 voorkeur heeft een draaggolf met een freguentie kleiner dan 10 MHz die gemoduleerd wordt met tenminste 1 frequentie in het gebied van 1 Hz tot 5 Mhz.

Claims (16)

1. Werkwijze voor het overdragen van elektromagnetische golven in een vloeistof door een eerste inrichting, 5 waarbij de elektromagnetische golven een eerste frequentie omvatten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de elektromagnetische golven door modulatie tevens ten 10 minste een tweede frequentie omvatten, waarbij de tweede frequentie althans in hoofdzaak lager is dan de eerste frequentie.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de tweede 15 frequentie tussen de 1 Hz en 500 kHz ligt, bij voorkeur tussen de 50 kHz en de 200 kHz ligt en meer bij voorkeur tussen de 90 kHz en 110 kHz ligt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de eerste 20 frequente lager is dan ten minste 10 MHz en waarbij de eerste frequentie bij voorkeur ongeveer 5 MHz is.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 4, waarbij de frequenties tussen de 1 kHz en de 100

25 GHz liggen.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 5, waarbij ten minste een frequentie een resonantie-frequentie omvat waarbij micro-organismen de 30 elektromagnetische golven demoduleren.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 6 voor het gebruik bij het overdragen van elektrische energie door een vloeistof, waarbij stroom afkomstig van een stroomvoorziening in een eerste inrichting omgezet wordt in elektromagnetische golven en waarbij ten minste een tweede inrichting de golven 5 opvangt en waarbij de opgevangen golven omgezet worden in stroom ter voeding van de tweede inrichting.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 7 voor het communiceren tussen ten minste twee 10 inrichtingen, waarbij de eerste inrichting is ingericht om door modulatie een communicatiesignaal aan te brengen in ten minste een frequentie van de elektromagnetische golven en waarbij ten minste een tweede inrichting is ingericht om het communicatiesignaal te demoduleren. 15

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 8, waarbij althans een deel van de elektromagnetische energie volgens het golfpijpprincipe propageert in de vloeistof.

10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 1 tot en met 9, voor het bestrijden van micro-organismen in een vloeistof.

11. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 1 tot en met 10 voor het sturen van eigenschappen van membranen, bij voorkeur de filtratie-eigenschappen.

12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 1 tot 30 en met 11 voor het sturen van biotechnogische processen.

13. Inrichting voor het gebruik in een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 12, omvattende: a. Zendmiddelen voor het uitzenden en/of ontvangen van elektromagnetische golven; b. Omzetmiddelen voor het omzetten van elektromagnetische golven in elektrische stroom. 5

14. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij de zendmiddelen een dipoolantenne omvatten.

15. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, waarbij de 10 omzetmiddelen een transformator omvatten.

16. Inrichting volgens conclusie 13,14 of 15, waarbij de inrichting voorts voorzien is van (de)moduleermiddelen voor het (de)moduleren van de communicatiesignalen.