In einigen Industrieanlagen, beispielsweise in der Biopharma- und Lebensmittelindustrie, ist der Einsatz von UV-Lampen erforderlich. Bei der Beleuchtungsplanung von Reinräumen ist die Frage nach der Installation von UV-Lampen ein unverzichtbarer Aspekt. Die UV-Sterilisation ist eine Oberflächensterilisation. Sie ist geräuschlos, ungiftig und hinterlässt keine Rückstände. Sie ist wirtschaftlich, flexibel und komfortabel und bietet daher ein breites Anwendungsspektrum. Sie kann in Reinräumen, Tierräumen und Laboren, in Verpackungswerkstätten der pharmazeutischen Industrie sowie in Abfüll- und Verpackungsanlagen der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Im medizinischen Bereich findet sie Anwendung in Operationssälen, Spezialstationen und anderen Bereichen. Die Entscheidung für oder gegen die Installation von UV-Lampen richtet sich nach den individuellen Bedürfnissen des Betreibers.
1. Im Vergleich zu anderen Methoden wie Hitzesterilisation, Ozonsterilisation, Strahlungssterilisation und chemischer Sterilisation weist die Ultraviolettsterilisation eigene Vorteile auf:
a. Ultraviolette Strahlen sind gegen alle Bakterienarten wirksam und stellen eine Breitbandsterilisationsmaßnahme dar.
b. Es hat fast keine Auswirkung auf das Sterilisationsobjekt (das zu bestrahlende Objekt).
c. Es kann kontinuierlich sterilisiert werden und die Sterilisation kann auch in Anwesenheit von Personal erfolgen.
d. Geringe Investitionskosten für die Ausrüstung, niedrige Betriebskosten und einfache Bedienung.
2. Die bakterizide Wirkung von ultraviolettem Licht:
Bakterien sind Mikroorganismen. Mikroorganismen enthalten Nukleinsäuren. Nach Absorption der Strahlungsenergie ultravioletter Strahlung werden die Nukleinsäuren photochemisch geschädigt, wodurch die Mikroorganismen abgetötet werden. Ultraviolettes Licht ist eine unsichtbare elektromagnetische Welle mit einer kürzeren Wellenlänge als sichtbares violettes Licht und einem Wellenlängenbereich von 136–390 nm. Ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 253,7 nm wirken besonders bakterizid. Keimtötende Lampen basieren darauf und erzeugen ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 253,7 nm. Die maximale Absorptionswellenlänge von Nukleinsäuren liegt bei 250–260 nm, daher haben ultraviolette keimtötende Lampen eine gewisse bakterizide Wirkung. Die Durchdringungsfähigkeit ultravioletter Strahlen ist jedoch für die meisten Substanzen sehr gering. Sie eignen sich daher nur zur Desinfektion von Oberflächen und haben keine sterilisierende Wirkung auf nicht bestrahlte Bereiche. Zur Sterilisation von Utensilien und anderen Gegenständen müssen alle Teile – oben, unten, links und rechts – bestrahlt werden. Da die sterilisierende Wirkung der ultravioletten Strahlen nicht lange anhält, muss die Sterilisation je nach Situation regelmäßig durchgeführt werden.
3. Strahlungsenergie und Sterilisationswirkung:
Die Strahlungsleistung variiert mit Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und anderen Umgebungsfaktoren. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen ist auch die Leistung gering. Mit steigender Luftfeuchtigkeit nimmt die Sterilisationswirkung ab. UV-Lampen sind üblicherweise für eine relative Luftfeuchtigkeit von ca. 60 % ausgelegt. Steigt die Luftfeuchtigkeit in Innenräumen, muss die Bestrahlungsmenge entsprechend erhöht werden, da die Sterilisationswirkung abnimmt. Beispielsweise muss bei 70 %, 80 % und 90 % Luftfeuchtigkeit die Strahlungsmenge um 50 %, 80 % bzw. 90 % erhöht werden, um die gleiche Sterilisationswirkung zu erzielen. Auch die Windgeschwindigkeit beeinflusst die Leistung. Da die bakterizide Wirkung von ultraviolettem Licht je nach Bakterienart variiert, muss die UV-Bestrahlungsmenge entsprechend angepasst werden. Beispielsweise ist die zur Abtötung von Pilzen benötigte Bestrahlungsmenge 40- bis 50-mal höher als die zur Abtötung von Bakterien. Daher darf die Installationshöhe bei der Betrachtung der Sterilisationswirkung von UV-C-Lampen nicht vernachlässigt werden. Die Sterilisationswirkung von UV-Lampen nimmt mit der Zeit ab. Die Nennleistung beträgt 100 Watt, die durchschnittliche Lebensdauer entspricht dem Erreichen von 70 % der Nennleistung. Überschreitet die Lampe diese durchschnittliche Lebensdauer, ist die gewünschte Wirkung nicht mehr gegeben und sie muss ausgetauscht werden. Die durchschnittliche Lebensdauer von UV-Lampen für den Hausgebrauch beträgt in der Regel 2000 Stunden. Die Sterilisationswirkung von UV-Strahlen hängt von der Strahlungsmenge ab (bei UV-C-Lampen wird die Strahlungsmenge auch als Sterilisationsleistung bezeichnet). Die Strahlungsmenge entspricht der Strahlungsintensität multipliziert mit der Bestrahlungszeit. Um die Sterilisationswirkung zu erhöhen, muss daher entweder die Strahlungsintensität erhöht oder die Bestrahlungszeit verlängert werden.
Veröffentlichungsdatum: 13. September 2023