DIE TECHNOLOGIE

ULTRAVIOLETTE DESINFEKTION

Die Technologie der ultravioletten Desinfektion von Wasser, Luft und Oberflächen basiert auf der bakteriziden Wirkung der UV Strahlung.

Ultraviolette Strahlung ist wie auch das Licht Teil der elektromagnetischen Strahlung. Für das menschliche Auge sichtbares Licht ist im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 – 780 nm definiert. Darunter schließt sich die Ultraviolette Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 – 380 nm an.

Ultraviolett im Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung

UV-A: 315 - 380 (…405) nm

Verantwortlich für die Bräunung der Haut
Technischer Einsatz für verschiedenste photochemische Reaktionen
zumeist in der Druckfarben- und Klebstoffaushärtung sowie Abbau von mehrwertigen Chloriden

UV-B: 280 - 315 nm

Verantwortlich für Sonnenbrand bei zu hoher Dosis
Vitamin D bildend / Bildung von Antioxidantien in Pflanzen
Technischer Einsatz in der Medizintechnik und in der Pflanzenaufzucht

UV-C: 200 - 280 nm

Effiziente Zerstörung von DNA und RNA bei gleichzeitig sehr geringer eindringtiefe in Oberflächen
Technischer Einsatz in der Luft-, Oberflächen- und Wasserdesinfektion sowie in der Aushärtung von Klebstoffen und Druckfarben
UV-C Strahlung kann zudem zur Reduzierung von Einwertigen Chloriden, Ozon und Ethylen eingesetzt werden. Letzteres findet Anwendung in der Unterbindung von Fruchtreifeprozessen während der Lagerung.

Vakuum UV: 100 – 200 nm

Da das Luftgemisch in diesem Wellenlängenbereich bereits intransparent ist, erfolgt die Anwendung meist in Inertgasen oder im Vakuum. Daher spricht man von Vakuum – UV.
Strahlung dieser Wellenlänge in Reaktion mit Sauerstoff OZON-bildend.
OZON (O3) ist als freies Radikal hoch Reaktiv und wird technisch für verschiedenste Reaktion verwendet. Hauptanwendung ist die Aufspaltung von organischen Molekülen, wie z.B. Medikamentenresten in Wasser oder von Aromen zur Geruchsreduzierung

DAS PRINZIP DER UV DESINFEKTION

Vom gesamten Spektralbereich gilt der UV-C Sektor als harte UV Strahlung, die von DNA und RNA sowie von Eiweißmolekülen gut absorbiert wird. Wegen seiner hohen Desinfektionsleistung gegenüber Bakterien und Viren wird dieser Wellenlängenbereich oft auch als bakterizider Bereich bezeichnet.

Das Absorbtionsfenster für eine bakterizide Wirkung liegt im Bereich von 205 bis 280 nm, wobei das Maxima bei 265 nm liegt.

LIT setzt hierbei auf hocheffiziente Niederdruckstrahler, welche nahezu Ihre gesamte Strahlungsleistung bei 254 nm und damit sehr nah am Absorbtionsmaxima der DNA emittieren.

Die bakterizide Wirkung basiert auf der Photonenaufnahme durch DNA- und RNA-Moleküle. Infolge einer photochemischen Reaktion wird innerhalb des Erbgutes der Prozess der Dimerisation der Nukleinbasen eingeleitet. Hierdurch wird die DNA- und RNA-Struktur aufgespalten. Die Zelle ist damit nicht mehr vermehrungsfähig und damit inaktiv.

Mit der entsprechenden Dosis und Intensität der UV-C Strahlung wird zudem sichergestellt, dass die Dimerisation über weite Bereiche der Erbgutketten erfolgt und ein Selbstheilungsprozess der Mikroorganismen aber auch Mutationen ausgeschlossen sind.

Da es sich hierbei um ein physikalisches Wirkprinzip handelt, sind Resistenzbildungen der Zellen, wie sie gegenüber Medikamenten und Chemikalien auftreten können, ausgeschlossen.

DOSIERUNG

Die UV Dosis ist definiert als Produkt von Strahlungsleistung (Intensität) und Zeit.

LIT folgt hier der Philosophie, hohe Intensität und geringe Zeit, um sowohl Selbstheilungsprozesse zu unterbinden als auch sehr hohe Durchflussmengen des zu desinfizierenden Mediums zu erreichen.

Die Wahl der eingesetzten Dosis erfolgt nach neuesten Wissenschaftlichen Erkenntnissen und orientiert sich immer am Stand der Technik, vor allem nach den Regelwerken der EPA und UVDGM. LIT steht hier im permanenten Austausch mit Wissenschaftlern als Teil der Internationalen UV Society.

Verschiedene Keime benötigen aufgrund Ihres Zellaufbaus verschiedene UV Dosen zur signifikanten Reduzierung um mehrere log – Stufen.

Praktisch bedeutet dies, dass zum Beispiel ein Fäkalkeim wie E.Coli eine sehr viel geringere Dosis für eine Reduktion um 4 log Stufen, d.h. um 99.99% benötigt als zum Beispiel ein Virus oder das als chlorresistent geltende Cryptosporydium.

Zur Sicherstellung der Trinkwasserqualität wendet man nach Regeln der DVGW eine Dosis von 40 mJ/cm² äquivalent Bacillus Subtilus an. Äquivalent Bacilus Subtilus bedeutet, dass der Reaktor den Testkeim Bacillus Subtilus bei geforderter Wasserqualität und Durchfluss in gleichem Maße reduziert, wie es eine Bestrahlung desselben Keimes auf einer Petrischale mit der Dosis 40mJ/cm² tut.

Mit dem Erreichen dieser Dosis ist davon auszugehen, dass alle anderen im Wasser vorkommenden, gesundheitsgefährdenden Keime hinreichend reduziert sind und eine Unbedenklichkeit in der Nutzung als Trinkwasser besteht.

Anlagen von LIT für die Aufbereitung von Trinkwasser sind dementsprechend nach DVGW und Ö-Norm zertifiziert und unterliegen damit den weltweit strengsten spezifischen Vorschriften.

Für die Auslegung der UV Technologie für spezielle technische Anwendungen gilt zu beachten, dass die in der Literatur zu findenden Angaben von Dosen zur Reduzierung bestimmter Keime sich in der Regel auf Laborversuche unter definierten Bedingungen und Aufbauten beziehen.

Nach Stand der Technik lassen sich diese Dosen nicht direkt in die Reaktordimensionierung übertragen und es müssen je nach Keim bestimmte Korrekturfaktoren angewendet werden. Es ist daher unabdingbar, den Zielkeim und die angestrebte logarithmische Reduktion zu spezifizieren.

Nur so kann eine sichere Reaktorauslegung erfolgen.

LIT steht Ihnen hier gern beratend zur Seite.