James Prietzel, Produktmanager bei Intelligent LED Solutions (ILS)
James Prietzel ist der ILS-Produktmanager für den LED-Bereich und arbeitet seit 2012 bei ILS. Er widmet sich dem Verständnis der neuesten Technologien und Innovationen von führenden Anbietern in der Welt der Optoelektronik, von Optik über LEDs bis hin zu intelligenten LED-Treibern.
Ultraviolettes (UV-) Licht ist eine elektromagnetische Strahlung, deren Wellenlänge kürzer als die von sichtbarem Licht ist und daher für das menschliche Auge unsichtbar ist. Das UV-Spektrum reicht von 100-400 nm und kann in verschiedenen Wellenlängenbereichen eingeteilt werden.
• UV-A − Wellenlänge 315-400 nm Die langwellige UV-A-Strahlung ist die am wenigsten gefährliche UV-Strahlung und erreicht weitgehend ungehindert die Erdoberfläche. • UV-B − Wellenlänge 280-315 nm. Die UV-B-Strahlung ist etwas energiereicher als UV-A. Sie ist für die Vitamin-D-Synthese erforderlich, aber auch für Hautschäden (Sonnenbrand) verantwortlich. • UV-C − Wellenlänge 200-280 nm. Die UV-C-Strahlung wird vor allem für Desinfektionsanwendungen verwendet.
Die Desinfektion mit UV-C-Strahlung unterscheidet sich stark von anderen Desinfektionsmethoden, die auf Wärme oder Chemikalien basieren. Dank ihres breiten Anwendungsbereichs ist diese Desinfektionsmethode besonders seit dem Ausbruch der Corona-Pandemie Anfang 2020 immer beliebter geworden.
| Vorteile der UV-C-Desinfektion | Nachteile der UV-C-Desinfektion |
| Im Gegensatz zu chemischen Desinfektionsmethoden muss bei der Desinfektion mit UV-C-Strahlung die zu desinfizierende Fläche nicht gereinigt und abgewischt werden. | Kann bei übermässiger Exposition Gesundheitsschäden bei Menschen und anderen Lebewesen verursachen (akute/chronische Schäden durch UV-Strahlung). |
| Wirksam gegen Mikroorganismen, die gegen Chlor resistent sind. | Kann zu Verfärbung und Verschlechterung organischer Materialien führen, typischerweise Harz und Materialien auf Kunststoffbasis. |
| Führt nicht zur Bildung von Bakterien, die gegen UV-Strahlung resistent sind. | Stellen, die im Schatten liegen oder nicht vom Licht erreicht werden, können mit dieser Methode nicht desinfiziert werden. |
Wie funktioniert die UV-C-Desinfektion?
Bakterien und Viren vermehren sich durch Zellteilung bzw. indem sie ihre Erbinformation in Wirtszellen einschleusen und so Infektionen und Krankheiten verursachen. DNA und RNA enthalten die genetischen Informationen, die für diese Vermehrung notwendig sind. Die Bestrahlung mit UV-C verändert die Helixstruktur der DNA und RNA von Bakterien und Viren, wodurch sie inaktiviert werden, sodass sie sich nicht mehr vermehren können.
Welchen Einfluss hat die UV-Wellenlänge auf die Desinfektionsergebnisse?
Die Desinfektionswirkung auf DNA und RNA von Bakterien und Viren hängt stark von der UV-Wellenlänge ab. Innerhalb des UV-Bereichs hat UV-C die kürzeste Wellenlänge und bietet die beste Leistung zur Inaktivierung von Bakterien und Viren. Die UV-C-Strahlung ist mehr als 1.000 Mal effektiver als UV-A und mehr als 50 Mal effektiver als UV-B.
Dabei bietet eine UV-C-Wellenlänge von etwa 265 nm die höchste Inaktivierungseffizienz für die Desinfektion.
Wirksamkeit beim Coronavirus
Stanley Electric hat die Wirkung von UV-LEDs auf das Coronavirus (SARS-CoV-2) nachgewiesen. Die Ergebnisse der gemeinsam mit der Yamaguchi-Universität durchgeführten Bewertungstests (mit Associate Professor Horishi Shimoda und Professor Daisuke Hayasaka von der Abteilung für Veterinärmikrobiologie der Gemeinsamen Veterinärmedizinischen Fakultät) haben bestätigt, dass die UV-Desinfektion sehr wirksam ist. Bei der Überprüfung der Vorteile der einzelnen Wellenlängen wurde auch nachgewiesen, dass eine UVC-LED mit 265 nm eine um den Faktor 1,8 bessere Sterilisationsleistung als eine UVC-LED mit 280 nm aufweist.
Wie wird die UV-Desinfektionswirkung berechnet?
Die erforderliche Bestrahlungsmenge und die UV-Bedingungen hängen von der Art der Bakterien, Viren oder anderen Mikroorganismen ab. Im Allgemeinen wird die Desinfektionswirkung durch die kumulative Lichtmenge (oder UV-Dosis) bestimmt, die durch die Lichtstärke (Intensität) und der Dauer, mit der das UV-Licht auf das Objekt einstrahlt (Intensitätszeit), berechnet wird. Je länger die Intensitätszeit, desto mehr nimmt die kumulative Lichtmenge zu, was zu einer grösseren Desinfektionswirkung führt. Umgekehrt ist eine hohe UV-Leistungsintensität erforderlich, wenn die Desinfektion nur für eine kurze Zeit möglich ist.
Wie wird die kumulierte Lichtmenge berechnet?
Die Intensität hängt von der Entfernung ab.
Die Intensität (Lichtstärke) ändert sich in Abhängigkeit von der Entfernung des Lichts zum Objekt. Das bedeutet, je weiter das Objekt von der Lichtquelle entfernt ist, desto mehr nimmt die Intensität ab und umgekehrt.
Quelle: https://www.stanley.co.jp/e/product/uvc_product/effect
