Bei der UVC-Oberflächendesinfektion kommen sehr kurzwellige Strahlen aus dem UV-Bereich zum Einsatz, konkret: UVC-Strahlen des Wellenlängenbereichs von 254 nm (Nanometer). Das ist die Primärstrahlung von UVC-Niederdrucklampen, welche sehr nahe dem Absorptionsmaximum von biologischen Zellen liegt (260 nm). Werden Mikroben einer solchen Strahlung ausgesetzt, so kommt es zu einer Unterbrechung der Zellteilung, die Zellen sterben ab. UVC-Strahlung wird im Zellkern in der DNA und/oder RNA absorbiert, es kommt zu einer photochemischen Verkettung, wodurch die Erbinformation für den Teilungsprozess nicht mehr gedoppelt werden kann. Man spricht daher auch von Inaktivierung. Dieser rein physikalisch induzierte Wirkmechanismus ist abhängig von der Dosis, also von Strahlungsleistung und Expositionszeit. Dabei ist es unerheblich, ob ein exponierter Mikroorganismus eine Bakterie, ein Virus, eine Hefe oder Schimmelspore ist. Alle Träger einer Erbsubstanz lassen sich durch UVC-Bestrahlung inaktivieren. Es ist lediglich eine Frage der UVC-Dosis.

Da bei der UVC-Oberflächenentkeimung die UV-Strahlung direkt und in kurzem Abstand auf die Oberflächen gerichtet wird, ist diese Verfahrenstechnik besonders effizient. Da es ein rein physikalisches Verfahren ohne Additive ist, hinterlässt die UV-Entkeimung keinerlei unerwünschte Rückstände auf der Oberfläche. Es ist eine besonders schnelle, energiesparsame und effiziente Methode zur Desinfektion von Oberflächen, die insbesondere in der Lebensmittelverarbeitung, aber auch in Laboren und der Klima- und Lüftungstechnik zum Einsatz kommt.

Die UVC-Oberflächenentkeimung bietet in der Lebensmittelproduktion mehrere Vorteile: Sie ist äusserst effektiv bei der Inaktivierung von Mikroorganismen wie Bakterien, Viren und Pilzsporen auf Oberflächen, indem sie deren DNA oder RNA schädigt. Dies geschieht rein physikalisch und ohne den Einsatz von Chemie. Es verbleiben keinerlei Rückstände von Additiven auf den Oberflächen, die ihrerseits eine potenzielle Kontamination verursachen könnten. Die Desinfektion erfolgt extrem schnell und in Echtzeit, ohne zusätzliche Trocknungs- oder Einwirkzeiten, was die Produktivität deutlich erhöht.

Zudem wird durch den Einsatz von UVC-Strahlung die Umweltbelastung reduziert. Nicht nur, weil keine chemischen Desinfektionsmittel verwendet werden, sondern weil diese Technik auch noch extrem energiesparsam ist. Zudem reduziert sie Kosten, da z.B. Reinigungszyklen von Verdampfern verlängert werden können, erhöht nachweislich die Produktionshygiene, Produktsicherheit und Haltbarkeit und kann zudem 24/7 auch während der normalen Arbeitszeiten eingesetzt werden. Die UVC-Oberflächendesinfektion unterstützt den Produzenten in der Lebensmittelverarbeitung grundsätzlich bei der Einhaltung der hohen Hygiene- und Sicherheitsstandards.

Diese Frage ist leider nicht mit Ja oder Nein zu beantworten und sehr komplex. Denn es gibt eine sehr grosse Variabilität in den jeweils länderspezifischen Verordnungen und Formulierungen, selbst innerhalb der Europäischen Union. Denn während beispielsweise die EU im Anhang I, Abschnitt II, Kapitel V der VERORDNUNG (EG) Nr. 854/2004 lediglich allgemein definiert, dass Fleisch als genussuntauglich zu erklären ist, wenn es "unzulässigerweise mit ionisierenden oder UV-Strahlen behandelt wurde", so sind die länderspezifischen Anweisungen teils wesentlich konkreter. Hier wird u. U. zwischen Schlachtkörper (UV-Bestrahlung zulässig) und einer unzulässigen Fleischbestrahlung unterschieden. Und während die Fischbestrahlung in skandinavischen Ländern statthaft ist, so gilt dies nicht für Deutschland.

In der relevanten und mehrfach novellierten deutschen Lebensmittelbestrahlungsverordnung LMBestrVO, bei der die UV-Bestrahlung 1958 mit der Elektronen-, Gamma und Röntgenstrahlung auf eine Stufe gesetzt wurde, ist explizit lediglich die UV-Bestrahlung von Trinkwasser, Hartkäse, Eiern, Obst- und Gemüseerzeugnissen zugelassen. Hier ist der Blick besonders auf die Formulierung „Erzeugnisse“ zu richten, denn während also die UVC-Bestrahlung eines Apfels – so sinnig sie sein mag – unzulässig ist, so ist die UV-Behandlung eines einmal geteilten Apfels oder von Apfelscheiben zulässig.

In der EU seit 2016 allgemein zugelassen ist die UVC-Behandlung von Brot- und Backwaren, wobei dies deklarationspflichtig ist. Ob die Richtlinie Nr. 258/97 national bereits umgesetzt wurde, ist zu prüfen. Bei dieser sogenannten „Novel Food Richtlinie“ ist die Zielsetzung hefegetriebene Backwaren (auch Kleingebäck) nach dem Backen mit Ultraviolett-Strahlen zu behandeln, um gezielt Ergosterol in Vitamin D2 (Ergocalciferol) umzuwandeln.

Aufgrund der häufig diffusen Rechtslage wird sich für die UVC-Energie in der Praxis daher meist auf die unbedenkliche Oberflächenbehandlung von Kontaktflächen und Verpackungsmaterialien fokussiert oder aber grundsätzlich auf die UVC-Entkeimung von Luft und der allgemeinen Produktionsumgebung. Es gilt also generell den Zustand eines einwandfreien Produkts während der Lagerung und Verarbeitung stabil zu halten.

Die UVC-Oberflächenentkeimung ist besonders vorteilhaft in Bereichen, in denen unter Anwendung höchster Hygienestandards produziert werden muss. Gerade in der Lebensmittelverarbeitung und -produktion spielt die UVC-Technologie daher eine ganz entscheidende Rolle. Ob in Schlachthöfen, Molkereibetrieben, Bäckereien oder ganz allgemein in der Convenience Food Herstellung, all diese Bereiche zeichnet ein besonders hoher Bedarf nach extremer Hygiene aus, denn niemand möchte verdorbene Lebensmittel zu sich nehmen oder beim Öffnen eines Convenience Food Produktes wie z.B. einem verpackten Fertigsalat von einem Schimmelteppich begrüsst werden. Dabei ist es egal, ob wir von der Obst-, Fleisch-, Fisch- oder Gemüseverarbeitung sprechen, in allen Bereichen muss unter Einhaltung höchster Hygienestandards produziert werden. Einerseits um die Haltbarkeit der Produkte zu maximieren und natürlich auch um das Risiko von Kreuzkontaminationen und Lebensmittelinfektionen zu vermeiden.

Die UVC-Oberflächenentkeimung steigert die Produktsicherheit und Qualität in der gesamten Lieferkette signifikant, nachweislich und sicher. Durch den Einsatz einer UVC-Oberflächendesinfektion können alle erdenklichen Keime wie Bakterien und Hefen, aber auch besonders resistente Sporenträger auf den typischen Kontaktflächen wie Förderbänder, Verpackungsmaschinen, Tiefzieh- und Deckfolien effektiv und ohne den Einsatz von Chemikalien abgetötet werden. Gegensätzlich zu Alkoholen und Wasserstoffperoxid (H₂O₂) ist die Behandlung mit UV-Strahlung sofort effektiv, sie hinterlässt keine unerwünschten Rückstände und benötigt nach der Behandlung auch keine Trocknungszeit.

Ja, die UVC-Oberflächenentkeimung kann sogar recht problemlos auch nachträglich in bestehende Produktionslinien integriert werden, vor allem in der Lebensmittelindustrie. Die Technologie ist nicht nur sehr flexibel, kompakt, robust und energiesparsam, sie ist sogar für den Einsatz in Nassbereichen geeignet. Qualitativ hochwertige Förderbandentkeimer sind heute IP69k geprüft, die Reinigung mit Hochdrucklanzen während der vorgeschriebenen Reinigungszyklen stellt folglich kein Problem dar.

Grundsätzlich können UV-Systeme an verschiedenen Punkten innerhalb von Produktionsstrecken eingesetzt werden. Dabei ist es egal ob, es sich um eine Förderstrecke in einem Schockfroster handelt, oder um die Gehänge in einem Gärschrank. Eine UV-Desinfektion macht überall Sinn und kann auch in solchen Extrembereichen wirkungsvoll eingesetzt werden, ein entsprechendes Know-how vorausgesetzt. Typischerweise werden die UVC-Lampen in speziellen Vorrichtungen oder in Form fertiger UVC-Geräte installiert. UV-Strahlung wird so gezielt auf eine kontaminationsfreudige Oberfläche appliziert und das Wachstum unerwünschter Mikroorganismen unterbunden. Ob an oder unter Förderbändern, gezielt auf Verpackungsfolien und Becher, selbst sehr dünne und wärmesensible Folien lassen sich mit UV-Systemen desinfizieren. Darüber hinaus macht es aber auch Sinn die Lufthygiene in einer Produktionslinie grundsätzliche zu gewährleisten, indem UV-Lampen zur Oberflächendesinfektion direkt im Bereich der Verdampferlamellen von Klima- und Kälteanlagen eingesetzt werden. Auf diese Weise wird der mikrobiologische Befall während der Abtauzyklen unterdrückt und Keime können erst gar nicht über die Raumluft verteilt werden. Die Einsatzbereiche von UVC-Oberflächenentkeimungsgeräten sind vielzählig.

Die Integration der UV-Oberflächenentkeimung erfordert zwar nicht immer, aber oft eine massgeschneiderte Anpassung an die spezifischen Bedürfnisse und Gegebenheiten eine Produktion. Es ist daher grundsätzlich wichtig Fachleute zu konsultieren und sich qualifiziert beraten zu lassen! Bei der Montage muss sichergestellt werden, dass die UVC-Strahlung effektiv und sicher angewendet wird, ohne die Produktionsabläufe zu beeinträchtigen. Wird dies beachtet, so steht dem wirkungsvollen und sehr effizienten Einsatz von UVC-Entkeimungssystemen innerhalb einer bestehenden Produktionslinie nichts im Wege und die Qualität und Sicherheit von Produkten wird massgeblich gesteigert.

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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