Mikroorganismen werden der Strahlung von speziellen und hoch effizienten Niederdrucklampen ausgesetzt, die einen starken Strahlungspeak bei 254 nm (Nanometer) aufweisen. Dieser ist nicht mit dem häufig dargestellten türkisblauen Lichtanteil zu verwechseln, den diese Emitter ebenfalls abgeben! Die Wellenlänge von 254 nm liegt sehr nahe am Absorptionsmaximum biologischer Zellen, welches bei ca. 260 nm liegt. Diese Strahlung wird im Zellkern der Organismen – genauer gesagt in der DNA oder RNA – absorbiert, es kommt zu einer nachhaltigen photochemischen Veränderung, sodass die Erbsubstanz der exponierten Zellen geschädigt wird. Die Mikroben sind nach ausreichender Exposition nicht mehr in der Lage die photochemischen Veränderungen – man spricht hier von Dimerisation oder Dimerbildung – zu reparieren, die Zellteilung unterbleibt und sie sterben letztlich ab.

Bei der Luftentkeimung wird die Luft in einem zentralen Luftkanal oder dezentralen Umluftsystem an einer oder mehreren UVC-Röhren vorbeigeführt und so desinfiziert. Gebräuchlich sind auch Wand- und Deckenarmaturen mit einer einzelnen UVC-Röhre, bei welchen der Lufttransport von Keimen über die natürliche oder technisch verursachte Konvektion gewährleistet wird. Alle Formen luftgetragener Mikroorganismen – also Bakterien, Viren, Sporen, Schimmel und Hefen – werden auf die eine oder andere Weise in den direkten Strahlungsbereich der UV-Quellen gebracht und so wirkungsvoll und nachhaltig inaktiviert und abgetötet. Bei ausreichender UVC-Dosis geschieht dies innert Bruchteilen von Sekunden oder aber, bei geringer UV-Strahlungslast, über die Zeit.

Das bedeutet, die Effizienz eines Verfahrens zur Luftentkeimung hängt von der Stärke der UVC-Strahlung, der Expositionsdauer, der Luftgeschwindigkeit, der Luftfeuchtigkeit und letztlich auch der Art der Mikroorganismen ab. Denn nicht jeder Mikroorganismus ist gleich. Es gibt solche, die nur sehr wenig UVC-Strahlung vertragen und solche, die deutlich widerstandsfähiger sind. Optimal ausgelegte UV-Systeme können jedoch zuverlässig und sicher alle Formen luftgetragener Mikroben wirkungsvoll dezimieren.

Gegenüber alternativen Methoden bietet die UVC-Luftentkeimung eine ganze Reihe von Vorteilen: Sie ist sehr effektiv in der Abtötung, bzw. Inaktivierung von Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, Hefen oder sonstigen Sporenträgern, da die UVC-Strahlung direkt in deren DNA oder RNA einwirkt und diese so zerstört. Zudem spielen Mutationen von Mikroorganismen, bspw. die gefürchteten Krankenhauskeime wie MRSA (Methicillinresistenter Staphylococcus aureus) oder andere Antibiotika resistenten Erreger, überhaupt keine Rolle. Die Technik funktioniert allein über das Unterbinden der Zellteilung. Und wenn diese unterbleibt, kann auch keine ursprüngliche oder veränderte DNA-Information weitergegeben werden. Das unterscheidet die UVC-Luftentkeimung wesentlich von chemischen Desinfektionsmethoden.

Hinzu kommt, dass UVC-Emitter der Luft nichts hinzusetzen oder diese mit irgendetwas anreichern, was z.B. auch allergische Reaktionen oder anderen gesundheitliche Probleme verursachen könnte. Weil der Luft nichts hinzugefügt oder weggenommen wird, kann die Technik auch in sehr sensiblen Bereichen wie z.B. der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Hier sind die Möglichkeiten zur Luftentkeimung prinzipiell sehr eingeschränkt, da hohe Sicherheitsauflagen gelten und man keine Biozide, Gase oder Säuren zur Verbesserung der Lufthygiene vernebeln darf. Eine hohe Lufthygiene ist jedoch zur Verbesserung der Haltbarkeit und Produktsicherheit zentral, will man die Ware vor mikrobiellem Verderb schützen.

Die UVC-Luftentkeimung ist eine aktive Methode zur Luftverbesserung, die ohne weitere Aufsicht und Auflagen 24/7 wirkungsvoll alle Formen unerwünschter Mikroben dezimiert. Sie ist ausgesprochen wartungsarm und zuverlässig, sofern es keine ausserordentliche Luftbelastung durch Fette, Öle oder Reinigungsmittel gibt. Eine UVC-Luftentkeimung ist hochgradig wirksam, insbesondere gegenüber kleinen und kleinsten Mikroorganismen, also Bakterien und Viren. Das heisst, eine UVC-Entkeimung ist umgekehrt proportional Wirksam gegenüber einer Filteranlage. Denn je feiner die Porengrösse eines Filtersystems, desto höher der Druck- und Energieverlust. UVC-Niederdrucklampen in einem Lüftungssystem verursachen jedoch so gut wie gar keinen Druckverlust. Auch können sich die UV-Lampen nicht zusetzen, wodurch der Staudruck nur noch weiter steigt. Häufig werden daher UVC-Systeme in Kombination mit hochwertigen Filteranlagen eingesetzt, denn eines können UVC-Lampen nicht: Partikel zurückhalten.

Letztlich muss erwähnt werden, dass eine UVC-Luftentkeimung besonders energiesparsam und wartungsarm ist. Sie verursacht, abgesehen von den initialen Installationskosten und dem gelegentlichen Austausch der Lampen, nur sehr geringe laufende Kosten.

Ja, eine UVC-Luftentkeimung ist für den Menschen absolut sicher, sofern die Geräte ordnungsgemäss installiert und betrieben werden. Es ist wie mit einem Küchenmesser: Dieses eignet sich hervorragend zum Schneiden von Gemüse, man kann sich bei unsachgemässen Umgang damit aber auch verletzen. Bei UVC-Anlagen ist es ganz ähnlich: UV-Strahlen werden von exponierten Zellen absorbiert und es kommt zu deren Schädigung. Das ist das definierte Ziel, so wie ein Messer möglichst scharf sein muss, um Tomaten zu schneiden.

Als Mensch sollte man von daher auch niemals ungeschützt in eine leuchtende UVC-Quelle hineinschauen, denn UVC-Strahlung kann bei ausreichender Leistung schädlich für Haut und Augen sein. Luftentkeimungs-Systeme sind daher so konzipiert, dass die Strahlung in geschlossenen Gehäusen oder Luftkanälen bleibt, sodass kein direkter Kontakt möglich ist. Offene Wand- und Deckengeräte sind meist nachtgeschaltet oder verfügen über vorgelagerte Rasterlamellen. Wichtig ist, dass Installation und Wartung von Fachleuten ausgeführt werden. Bei korrekter Anwendung stellt die UVC-Luftentkeimung absolut keine Gefahr für Mensch oder Tier dar.

Grundsätzlich gilt: UVC-Strahlung ist sehr energiereich und kurzwellig, sie durchdringt daher keine festen Stoffe, keine feste Kleidung und auch keine normalen Glasscheiben oder eine Acrylglasplatte. Bereits eine grossflächige Arbeitsschutz-Brille schützt die Augen zuverlässig.

Prinzipiell kann ein UVC-Luftentkeimungssystem überall dort eingesetzt werden, wo eine erhöhte Lufthygiene vonnöten ist. Ob in Labor, Lagerung oder Produktion, die Einsatzbereiche sind vielfältig. Heute ist der primäre Einsatzbereich die Lebensmittelindustrie, bzw. das Lebensmittel produzierende Gewerbe. Denn ein hohe Lufthygiene trägt zur Verbesserung der Haltbarkeit und Sicherheit von Lebensmitteln bei, da das Risiko einer mikrobiellen Kontamination erheblich reduziert wird. Gerade in der Lebensmittelproduktion machen sich Luftentkeimungssysteme wirtschaftlich sofort bemerkbar. Investitionskosten sind innerhalb weniger Monate amortisiert, es gibt weniger Verschnitt und Ausfall. UVC-Luftentkeimungssysteme können sowohl in Verarbeitungsräumen, Verpackungsbereichen sowie in Lager- und Reiferäumen eingesetzt werden. Überall reduzieren solche UV-Systeme zuverlässig und im 24/7-Verfahren die Verbreitung von und Kontamination durch Hefen, Bakterien und Schimmelsporen.

Eine UVC-Luftentkeimung ist grundsätzlich sehr effektiv und Entkeimungsraten von 99,999 % sind möglich. Das gilt sowohl für Labore, Spitäler und andere hoch sensible Bereiche, aber insbesondere für die Lebensmittelindustrie. Denn hier gibt es nicht nur besondere Auflagen, was die Hygiene bei Fertigung und Lagerung angeht, sondern gerade hier spielen UVC-Systeme ihren wirtschaftlichen Vorteil besonders aus. Durch die Zerstörung der DNA oder RNA in den Mikroorgansimen verhindert die UVC-Strahlung gezielt deren Vermehrung und Ausbreitung in den hoch sensiblen Bereichen. Haben sich Listerien oder Schimmel erst einmal in einer Produktions- und Lagerstätte festgesetzt, so ist der finanzielle Schaden erheblich. UVC-Systeme können das verhindern und aktiv bekämpfen. Darüber hinaus trägt die erhebliche Verbesserung der Luftqualität in Produktions- und Lagerbereichen zu einem minimierten Kontaminationsrisiko bei. Dadurch werden die Haltbarkeit und Sicherheit der Lebensmittel erhöht, während gleichzeitig die Einhaltung strenger Hygiene- und Sicherheitsstandards gewährleistet wird.

Dies lässt sich sehr kurz und prägnant mit NEIN beantworten. Denn aus Marketinggründen wird bei UVC-LEDs heute gerne mit den Merkmalen von LEDs aus der Beleuchtungsindustrie geworben, was jedoch irreführend und meist falsch ist. Die leistungsfähigsten High-Power-LEDs generieren heute unter Laborbedingungen initial etwa 100 mW_uvc @ 350 mA und haben eine Energieeffizienz von ca. 5 %. Im Vergleich dazu kommt eine konventionelle UVC-Niederdrucklampe unter gleichen Voraussetzungen auf 18.000 mW_uvc @ 225 mA und weist eine Energieeffizienz von 40 % auf.

Ursächlich für die geringe Ausbeute ist das für sehr hohe Frequenzen notwendigen Halbleitermaterial Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN), eine für LEDs typische Sperrspannung von ~7 V und die grosse Hitzeentwicklung von bis zu 90° C. Gerade die zwingende Kühlung solcher Hochleistungs-LEDs verhindert die Bildung von LED-Arrays mit hoher Dichte; eine homogene Bestrahlung von Flächen mit hoher Intensität ist folglich nicht möglich. Zudem: Je höher die Temperatur einer LED, desto geringer die zu erwartende Lebens-/Nutzdauer. Sehr kurzwellige LEDs mit 260 nm weisen beispielsweise einen Leistungsverlust von bis zu 50 % nach nur 300 Betriebsstunden auf. Heisst: Je geringer die Wellenlänge, desto schlechter die Energiebilanz, Leistung und Lebensdauer!

Bedenkt man letztlich die schlechte Recyclingmöglichkeit von LEDs, es kommen Materialien wie Antimon, Arsen, Chrom, Kupfer, Gallium, Gold, Indium, Eisen, Blei, Nickel, Phosphor, Silber und Zink zum Einsatz sowie den umweltschädlichen Abbau, der für die Herstellung benötigten Seltenen Erden wie Europium (Eu), Terbium (Tb) und Yttrium (Y), so schmelzen die gerne vorgetragenen ökologischen Vorteile von LEDs rasch dahin.

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