Auf die richtige Beratung und Strahler-Anordnung kommt es an

Seit 2004 bietet oxytec Lösungen zur Entkeimung von Luft und Oberflächen mit der hochwirksamen UV-C-Technologie an. Oxytec hat seit über 15 Jahren Erfahrung mit der Auslegung und der Konzipierung dieser Technologie. Ihre Effektivität gegen Viren, Bakterien und Mikroorganismen ist lange bekannt und zweifelsfrei durch renommierte unabhängige Stellen belegt[1]. Auch die hohe Wirksamkeit bzgl. des pandemischen Erregers SARS-CoV-2 ist hinreichend nachgewiesen worden[2],[3]. UVC ist daher eine ebenso geeignete wie umfassend erprobte und bewährte Technologie zur Luftentkeimung in Innenräumen. 

Die UV-Strahlung mit Wellenlängen unterhalb von 280 nm werden aufgrund der hohen Energiedichte zur Abtötung von Mikroorganismen herangezogen. Die sehr hohe Energiedichte des UV-C-Lichtes löst bei den Mikroorganismen eine entsprechende Reaktion aus. Danach kommt es bei der Wellenlänge von 254 nm, abhängig von der Bestrahlungsdosis, zur Inaktivierung von Bakterien, Pilzen, Schimmel und Viren, sodass eine weitere Zellteilung unterbunden wird. Die Mikroorganismen werden inaktiviert. 

Die UV-C-Strahlung der Sonne wird bereits in der Stratosphäre absorbiert und gelangt somit nicht bis auf die Erdoberfläche. Daher haben weder Viren noch andere Organismen Abwehrstrategien gegen UV-C-Strahlung entwickelt. Auch wir Menschen müssen Augen und Haut vor direkter Bestrahlung mit UV-C-Licht schützen. 

Selbstverständlich halten unsere Anlagen und Geräte die aktuellen Sicherheitsstandards für die UV-C-Technologie ein. Bei ordnungsgemäßem Betrieb und fachmännischer Wartung bestehen daher keinerlei Risiken für Haut und Augen. 

Eine Veröffentlichung des Umweltbundesamtes (UBA) vom 12.08.2020 hat zu vielen Nachfragen hinsichtlich der Sicherheit der UV-C Anwendung geführt[4]. In dieser Veröffentlichung werden verschiedene UV-Technologien gleichgesetzt: Unter den Begriff UV-C fallen nämlich auch Lichtquellen, die Strahlen mit einer Wellenlänge von 185 nm emittieren. Bei Strahlern dieses Typs können durch photochemische Reaktionen Spaltprodukte wie z. B. Ozon entstehen, die für den menschlichen Organismus in entsprechender Konzentration schädlich sind. 

Die von oxytec verwendete UV-C-Technologie zur Luftentkeimung basiert auf einer Wellenlänge von 253,7 nm. Bei dieser Wellenlänge entstehen keine gefährlichen Spaltprodukte in der Raumluft[5]. Somit besteht kein Anlass für Bedenken bei einem Einsatz unserer UV-C-Technologie in Innenräumen. Unsere UV-C-Technologie eignet sich zum einen zur Integration in Lüftungssysteme von Bestands- oder Neuanlagen, zum anderen bietet oxytec eigenständige, im Raum montierte oder mobile Geräte an. 

Aus der einschlägigen Literatur sind die Letaldosen für die verschiedensten Mikroorganismen bekannt. Eine Dosis setzt sich aus der Bestrahlungsstärke und der Verweilzeit zusammen. Die Einheit ist: mWs/cm² oder J/m. Dazwischen liegt der Faktor 10. Die bekannte Letaldosis muss auf den etwaigen Anwendungsfall umgerechnet werden. 

• Hierbei spielt die Luftfeuchte für die Stabilität der Mikroorganismen eine wesentliche Rolle gegenüber der UV-C-Strahlung.
• Die Verweilzeit der Mikroorganismen im Strahlungsfeld ist zu bestimmen, wobei zu berücksichtigen ist, dass das Strahlungsfeld meistens nicht homogen ist, sondern sehr verschiedene Stärken im Laufe der Flugbahn des Mikroorganismus hat.
• Als drittes kommt dann noch die Strahlungsstärke des Strahlers mit der Schwächung auf den jeweiligen Anwendungsfall zum Tragen.
• Die Temperatur hat ebenfalls einen Einfluss auf die Strahlungsstärke. 
• Ein weiterer Einflussfaktor ist die Reflexion des Gehäuses, in das die Strahler eingebaut sind und die Alterung der Strahler. 

Eine große Rolle hinsichtlich der Effektivität der UV-C-Strahlung spielt die Anordnung der Strahler. Wir gehen von normierten Strahlern mit festen UV-C-Emissionen aus. Die Anordnung dieser Strahler z.B. im Kanal kann aber sehr unterschiedlich sein und hat einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis, den Entkeimungsgrad.

Anordnung an der Wandung des Gerätes:

Diese Variante ist zwar in der Realisierung sehr einfach, da die Leuchten ohne weitere Hilfsmittel installiert werden können. Der Nachteil besteht aber darin, dass die Strahler nur zu einer Seite, nämlich zur Mitte des Kanals, strahlen können. Die Wandreflektion beträgt aber nur 30%. Es gehen also ca. 35% (50% Strahlung zur Mitte des Kanals aber nur 30% von den 50% die reflektiert werden) der Wirkung verloren. Hinzu kommt, dass die Strahlungsstärke im Quadrat zum Abstand der Lampe abnimmt, so wird der Mikroorganismus im mittigen Kanal kaum bestrahlt bzw. erhält wahrscheinlich nicht die letale Dosis.

Anordnung der Strahler vereinzelt im Kanal:

Die Strahler werden vereinzelt über eine Strecke von ca. 1000 mm im Kanal installiert. Dabei wird eine gleichmäßige Bestrahlung über die Verweilzeit erreicht und die Dosis ist damit gut berechenbar. Jedoch ist die Bestrahlungsstärke nicht so hoch, da sich immer nur wenige Strahler in der Nähe des Mikroorganismus befinden.

oxytec: Anordnung der Strahler als UV-C Wand im Querschnitt des Kanals:

Hierbei werden die Strahler quasi als Wand, die durchströmt werden muss, in den Kanal eingefügt. Hierbei ist die Berechnung etwas schwieriger, da bei der Dosisberechnung der Mikroorganismus zu jedem Zeitpunkt einer anderen Strahlungsstärke ausgesetzt ist. Es bedarf also einer gewissen Erfahrung. Der Vorteil dieses Systems liegt aber in der hohen Bestrahlungsstärke, da jeder Mikroorganismus fast direkt an einem Strahler vorbeigeführt wird. Die Verweildauer ist dabei zwar gering, die Strahlung aber sehr hoch. Dies lässt sich positiv begründen, wenn man die Formel der Dosis betrachtet.

Dosis = Strahlungsstärke x Verweilzeit [mW/cm² x s]

Es kommen mehrere UV-C-Strahler mit mindestens 30 Watt UV-C zum Einsatz. Die Verweilzeit beträgt aber bei üblichen Luftgeschwindigkeiten von 2 m/s nur den Bruchteil einer Sekunde. Daraus ist erkennbar, dass die Strahlungsstärke einen wesentlich höheren Einfluss (siehe Einheit m Ws/cm²) als die Verweilzeit hat. Somit hat diese Anordnung die höchste Effektivität.

Anmerkung zur UV-C LED

Die vorangegangene Betrachtung verdeutlicht, dass die Leistung der UV-C Strahlung in Watt maßgebend ist. Es wird immer eine gewisse, den Verhältnissen angepasste Wattzahl benötigt. Daher ist es technisch nicht einleuchtend, warum eine UV-C LED, die im Milliwattbereich die UV-C Strahlung erzeugt, eine plausible technische Alternative sein soll. Anders als bei der Beleuchtung, wo bei der Lichterzeugung sehr viel Energie verloren ging (bis zu 95%) haben wir bei den UV-C Strahlern eine Ausbeute von bis zu 33%. Daher kommen die Vorteile der LED-Technik in diesem Bereich nicht zum Tragen.