Luftdesinfektion
Die in der Luft befindlichen Mikroorganismen sind für die UV-Strahlen zugänglich, während konventionelle Luftdesinfektionsmethoden oft wirkungslos oder nicht anwendbar sind. Dies gilt insbesondere für die Desinfektion medizinischer Geräte, bei der UV-C-Technologie jedoch äußerst nützlich sein kann.

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Oberflächendesinfektion
Desinfektionsverfahren von Verpackungsmaterialien in der Lebensmittelindustrie sowie in der Fertigung.

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Die Möglichkeiten und Probleme im Bereich der Desinfektion hängen von vielen Bedingungen ab, die sich auf die Anlagen beziehen. Daher sind die angegebenen Werte nur als erster Schritt bei der Spezifikation einer Desinfektionsanlage zu betrachten. So viele der theoretisch angegebenen Werte wie möglich sollten durch praktische Prüfungen verglichen werden.

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Das Ergebnis einer Oberflächendesinfektion hängt stark von der Beschaffenheit des zu desinfizierenden Materials ab. Durch UV-Strahlung ist es – wie bereits erwähnt – nur möglich, die Bakterien zu inaktivieren, die von der Strahlung erreicht werden. Dies bedeutet, dass für die Anwendung der Strahlung zur Desinfektion berücksichtigt werden muss, dass die Desinfektion fester Objekte nur dann erfolgreich ist, wenn die gesamte Oberfläche des Objekts der Strahlung ausgesetzt ist und keine Unregelmäßigkeiten aufweist, in denen Bakterien sich verstecken und somit vor der Strahlung geschützt sind. Da jedoch die Oberflächenrauheit die Bildung von Mikroschatten verursacht, können viele Bakterien entkommen. Bakterien, die sich tief im Material befinden, werden aufgrund der geringen Eindringtiefe der Strahlung in der Regel überhaupt nicht erreicht. Aufgrund von Biegungen wird die Bildung von Mikroschatten jedoch etwas reduziert.

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In der Praxis muss die Desinfektion – oder besser gesagt – die Entfernung von Bakterien von festen Oberflächen und Verpackungsmaterialien (die aus verschiedenen künstlichen Materialien wie Glas, Metall, Karton, Folien usw. bestehen können) mit intensiver direkter Strahlung durchgeführt werden.

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Oft ist es sinnvoll, nach der UV-Strahlung eine weitere Desinfektion mit herkömmlichen Mitteln durchzuführen, um ein gutes Ergebnis zu erzielen. Es ist außerdem wichtig, dass sterilisiertes Material durch UV-Strahlung weiterhin weitgehend keimfrei bleibt, da der Keimgehalt in der Luft durch die gleichzeitig erreichte Luftstrahlung stark reduziert wird. Wenn die Desinfektion auf ähnliche Materialien beschränkt ist, ist der Schutz des Personals relativ einfach: Die Anlage ist vollständig geschützt. Auch indirekte (reflektierte) Strahlung sollte nicht nach außen dringen.

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Luftdesinfektion:
Bei der Luftdesinfektion wird die Gesamtkonzentration der luftgetragenen Bakterien in einem Raum erheblich reduziert. Da die natürliche Luftzirkulation zu einem bestimmten Zeitpunkt alle Luftschichten durch den Strahlungsbereich führt, werden ansteckende Quellen in der Luft entfernt, die für viele Krankheiten und Infektionen von erheblicher Bedeutung sind. Es muss jedoch stets bedacht werden, dass keimfreie Luft oder Luft mit einer reduzierten Anzahl von Keimen nicht von sich aus desinfizierend wirkt.

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Wasserqualität und Desinfektion:
Die Wasserqualität hat einen entscheidenden Einfluss auf die Wirksamkeit der Desinfektion. Substanzen, die das Wasser trüb machen, können die Effizienz beeinträchtigen. Der Vorteil der UV-C-Strahlung ist, dass sie nicht auf sichtbares Licht angewiesen ist. Entscheidend ist, ob kleine Partikel im Wasser die UV-C-Strahlung absorbieren oder reflektieren, da dies die Eindringtiefe beeinflusst. Wenn die Wasserqualität schlecht ist, kann die Sterilisation durch den Einsatz von Aktivkohle- oder Sandsfiltern verbessert werden. Wird der Grenzwert für Trinkwasser erreicht, ist eine vollständige UV-C-Sterilisation problemlos möglich!

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Algen:
Diese Beschreibung umfasst eine Vielzahl von Sporenpflanzen mit etwa 8000 lebenden Arten – von einzelligen bis zu größeren Typen.

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Einige wichtige Gruppen sind:

• Spaltalgen (Blaualgen)
• Diatomeen (Siliziumalgen)
• Grün-, Braun- und Rotalgen

Algen enthalten Chlorophyll, das manchmal durch andere Farbstoffe ergänzt wird, was bedeutet, dass sie sich durch Assimilation selbst ernähren können. UV-Dosiswerte für einige Algenarten sind hier aufgeführt. Ein bemerkenswertes Merkmal ist die sehr hohe Dosis, in einigen Fällen mit Potenzen auf höheren Ebenen als z. B. die Dosis für Bakterien.

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BAKTERIEN:
Bakterien sind eine große Gruppe von einzelligen Pflanzenorganismen, die sich durch Zellteilung vermehren. Sie verursachen Krankheiten, Fermentation und Alterung. Grundformen von Bakterienzellen sind:

• Kugeln (Coccus)
• Kleine Stäbchen (Bacillus und Bakterium im engeren Sinne)
• Korkenzieher (Spirillum, Vibrio, Spirochäte)

Unter günstigen Bedingungen bilden viele Bakterien resistente, dauerhafte Sporen (diese sporenbildenden Bakterien werden auch kollektiv als Bacillen (Keime) bezeichnet). Im Allgemeinen sind Sporen widerstandsfähiger gegenüber hohen Temperaturen und UV-Strahlung als Bakterien, weshalb es notwendig ist, die zehnfache Dosis zu wählen, die für die Zerstörung von Bakterien erforderlich wäre. Unter günstigen Bedingungen entwickelt sich die Spore zu einer neuen Bakterienzelle.

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Hefepilze
Hefepilze sind einzellige pflanzenähnliche Mikroorganismen (Saccharomyces und andere Verwandte der Schimmelpilze). Sie enthalten kein Chlorophyll und unterscheiden sich von Schimmelpilzen durch eine andere Fortpflanzung. Wie einige Bakterienarten können Hefepilze auch Sporen bilden. In der Praxis finden Hefepilze weit verbreitete Anwendung. Die wichtigsten Anwendungen sind Bierhefe (untere und obere Hefen), Hefe zum Brotbacken, Weinhefe und Lebensmittelhefe (getrocknete, gepresste Hefepilze).

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Das Reaktionsmuster von Hefepilzen auf UV-Strahlung ist ähnlich wie bei Schimmelpilzen, bei denen das Ziel die Zerstörung der „wilden“ Hefepilze ist.

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Schimmel
Diese Beschreibung umfasst eine Gruppe von Mikroorganismen, die durch Sporen verbreitet werden. Schimmelpilze bilden baumwollartige, verfilzte und bollenartige Gebilde auf pflanzlichem oder tierischem Material, was einen Fäulnisprozess (Verrottung) verursacht. Schimmelpilze gelten auch als Parasiten, die Krankheiten bei Menschen und Tieren verursachen.

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Einige Arten sind:

• Kopf-Schimmel (Mucor) auf Obst und Brot
• Flaschengeschirr (Spadix) oder Schüttkrüge (Aspergillus) auf feuchtem Pflanzenmaterial, Obst, Brot, Leder
• Pinsel-Schimmel (Botrytis cinerea), verderbliches Obst, insbesondere Erdbeeren und halbreife Trauben

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Andere Schimmelarten dienen als Grundlage für Antibiotika, darunter Penicillin und Streptomycin.

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Zunächst zeigen Schimmelpilze (und Hefepilze) eine Aktivierung, wenn sie mit niedrigen Dosen UV-Strahlung bestrahlt werden. Bei größeren Dosen werden sie abgetötet, wobei der spektrale Effekt ungefähr dem bei Bakterien entspricht. Auch hier sind die Sporen grundsätzlich widerstandsfähiger als vegetative Formen.

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Virus
Dieser Begriff umfasst eine Gruppe von Mikroorganismen mit weitgehend unbekannter Natur, die alle Krankheiten bei Menschen, Tieren und Pflanzen verursachen. Viren sind so klein, dass bakterienundurchlässige Filter sie nicht auffangen können. Erst durch den Einsatz des Elektronenmikroskops wurde es möglich, alle Arten von Viren zu beobachten. Alle Viren haben die Eigenschaft, nicht auf totem Material zu gedeihen, weshalb sie nur in lebenden Substanzen kultiviert werden können. Viren werden in ihrer Wirkung gestoppt, wenn sie UV-C 253,7 ausgesetzt werden.

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Es gibt wichtige Unterschiede in der Widerstandsfähigkeit gegenüber UV-C-Strahlung für verschiedene Arten von Mikroorganismen. Der Prozentsatz der abgetöteten Bakterien ist nicht proportional zur Dosis der Strahlung, wobei sie jedoch mit zunehmender Dosis ansteigt. In der Liste wird eine Sammlung der erforderlichen Dosen für eine bestimmte Desinfektionswirkung angegeben. Die Informationen stammen aus der aktuellen Literatur.

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Die Werte verschiedener Autoren weichen derzeit erheblich voneinander ab. Dies kann auf die unterschiedlichen Bakterientypen, die verschiedenen Wachstumsbedingungen und die betreffenden Temperaturen zurückzuführen sein. Berechnungen zur Inaktivierung von Mikroorganismen zeigen eine Variation in der Interpretation der Strahlungsbedingungen für erforderliche Dosiswerte.

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Dies bedeutet, dass z.B. mit einem Strahlungswert E, der über einen bestimmten Zeitraum T eine bestimmte Desinfektionswirkung erzielt, das gleiche Ergebnis erzielt wird, wenn die beiden Faktoren variieren, aber das Ergebnis E multipliziert mit T dasselbe ist. Es ist jedoch nur möglich, die Zeit T innerhalb bestimmter Grenzen zu ändern, da die Mikroorganismen bei zu lange dauernder Strahlung und zu niedrigem Strahlungswert E anfangs nur in der Lage sind, sich zu vermehren, da die UV-Dosis zu gering ist. Aus diesen Gründen wird die gewünschte Inaktivierungswirkung viel später erzielt, als es dieses Gesetz vorschreibt. Die Umgebung, in der Mikroorganismen vorkommen, beeinflusst das gewünschte Niveau der Desinfektion erheblich. In Wasser z. B. gibt es E.-coli-Bakterien, die 10-mal widerstandsfähiger sind als in der Luft. Ein erhöhter Feuchtigkeitsgehalt in der Luft erhöht die erforderliche Dosis erheblich.