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Luftreiniger gegen Viren und Keime - Die Technologie

Hocheffiziente UV-C-Sterilisation der Luft

Luftgetragene Bakterien und Viren erfordern zusätzliche Schutzmaßnahmen.

Lange gingen Wissenschaftler und Ärzte davon aus, dass sich gefährliche Viren wie das Coronavirus vor allem über eine Tröpfchen- und Schmierinfektion (Kontaktinfektion) verbreiten - hauptsächlich über die Atemwege bereits infizierter Personen, wenn beispielsweise beim Husten oder Niesen infektiöse Speicheltröpfchen ausgeworfen werden. Neuere Studien berichten hingegen, dass sich das SARS-CoV-2-Virus ebenso per Aerosol, also in Form mikroskopisch kleiner Schwebeteilchen, über die Luft verteilen und bis zu 3 Stunden lang infektiös bleiben kann.


Dies wiederum bedeutet, dass auch die Raumluft sauber und keimfrei gehalten werden sollte – zusätzlich zur bislang bekannten Sprüh- und Wischdesinfektion.Oberflächen sind laut aktuellem Kenntnisstand massgeblich an der Verbreitung von Krankheiten durch Bakterien und Viren beteiligt und sollten in Zeiten eines erhöhten Ansteckungsrisikos gut gereinigt werden. Jedoch stellt die Übertragung von Viren über Aerosole in der Raumluft

. Die Air Cleaner AG hat sich auf diese Herausforderung spezialisiert – die Inaktivierung von Viren und Bakterien.

Die UV-C-Luftreinigungsanlage eignet sich speziell für die Entkeimung kleiner bis mittelgrosser Räume, in denen sich Personen aufhalten und begegnen. Die Luftentkeimungsgeräte sorgen für eine effiziente Desinfektion der Raumluft und sind sehr flexibel einsetzbar.

So funktioniert UV-C-Sterilisation für hygienische Raumluftbedingungen

Der extra-leise, integrierte Axial-Ventilator transportiert die Umgebungsluft in die Reaktionskammer und leitet sie an leistungsfähigen UV-C-Röhren mit einer Strahlungswellenlänge von 253,7 nm vorbei. Mit dieser Technik ist kein Luftstrom im Raum notwendig. Die UV-C-Strahlung verändert die DNA/RNA von Mikroorganismen so, dass eine Reproduktion (Zellteilung) von Viren, Bakterien, Hefen oder auch Schimmel nicht mehr möglich ist – sie werden inaktiviert und unschädlich gemacht.  Als Resultat stösst das Gerät keimfreie, sterilisierte Luft in den Raum aus. Das Ergebnis des UV-C-Luftreinigungsystems ist eine sukzessive, hocheffiziente Reinigung der Raumluft von unerwünschten Keimen mittels UV-Licht mit einem Wirkungsgrad von bis zu 99,999 Prozent (Log 5).

Gesundheitlich unbedenklich

Für Personen ist die UV-C-Luftdesinfektion absolut unbedenklich. Die Konstruktionsweise des Gehäuses bietet einen Rundumschutz vor austretenden Lichtwellen.

Wissenswertes 

Wir konstruieren und fertigen sämtliche Teile der Air Cleaner in der Schweiz. Eine erfolgreiche Reinigung der Umgebungsluft setzt eine ausreichende UV-C-Dosis und die dazu erforderliche Gerätetechnologie voraus. Unsere Geräte basieren auf neusten wissenschaftlichen Nachweisen und unterliegen strengsten Kontrollen. Daher können wir zu 100% hinter unseren Produkten stehen.

Jährlich hohe Todesfallzahlen während Grippewellen

Jährlich sterben Hunderttausende Menschen an Viren und bakteriellen Infektionskrankheiten. Diese Krankheitserreger gelangen über Tröpfchen in der Luft in unsere Schleimhäute in Mund, Nase oder Augen. Gerade während der Winterzeit sind Schleimhäute durch trockene Heizungsluft anfälliger. Zudem werden der öffentliche Raum, Verkehrsmittel, Wartezonen oder Arbeitsplätze durch hohe Prävalenz in der Bevölkerung zur echten Gefahrenzone für unsere Gesundheit. Doch kann dagegen stellenweise etwas unternommen werden, indem die Luft auf beschränktem Raum entkeimt wird.

Wirkung der UV-C-Strahlen auf alle Art von Keimen

UV-C-Strahlen sind kurzwellige Strahlen, die einen stark keimtötenden Effekt auf Mikroorganismen wie Viren, Bakterien, Hefen oder auch Schimmel haben. Sie verändern die DNA/RNA von Mikroorganismen so, dass eine Reproduktion nicht mehr möglich ist. Der keimtötende Effekt tritt innert kürzester Zeit ein. Abhängig von Bestrahlungsstärke, Bestrahlungszeit und Art des Mikroorganismus werden diese schnell und zuverlässig inaktiviert. Bei Keimen, Viren, Hefen und Schimmelsporen geschieht dies mit einem Wirkungsgrad von bis zu 5 Log-Stufen (99,999 Prozent). Vielleicht sind Ihnen Namen pathogener Keime wie Enterokokken, Pseudomonas, SARS, Influenza oder EBOLA ein Begriff. Auch diese werden mit Erfolg bekämpft - ebenso wie Coronaviren.

Wichtigste Vorteile der UV-C-Luftdesinfektion

Indirekte UV-Desinfektion im Inneren eines UV-C-Luftentkeimungsgeräts hat den Vorteil, dass sich Personen während des Betriebes im Raum aufhalten können. Eine direkte UV-Strahlung findet einzig im Gerät statt. 


Ein weiterer wichtiger Vorteil der physikalischen UV Desinfektion ist, dass diese keine Resistenzbildung hervorruft. Die UV-C-Entkeimung funktioniert auch dann, wenn Keime bereits eine Resistenz gegen konventionelle Desinfektionsmassnahmen erworben haben. 


Des Weiteren funktioniert die UV-C-Entkeimung bei allen Mikroorganismen, egal ob es sich um häufig auftretende E.-coli-Bakterien, SARS, Legionellen oder Schimmel handelt.

Allgemeine Vorteile der UV-C-Desinfektion

Durch die UV-C-Strahlung werden die Raumluft und die angestrahlten Oberflächen sterilisiert. Dies geschieht bei Keimen einfacherer Struktur (Viren, Hefen, Schimmel) nachweislich mit einer Keimreduktion bis zu Log 5 und bis zu Log 3 (99.9%) bei komplexeren Mikroorganismen. Somit können auch die gefährlichen Krankenhauskeime Staphylococcus aureus, Enterobakterien, Enterokokken usw. in kürzester Zeit und ohne grossen Aufwand inaktiviert werden. 

Die Physik hinter der UV-C-Desinfektion

UV-Strahlen werden in drei Bereiche unterteilt:


UV-A (langwellig): 400 - 315 nm

UV-B (mittelwellig): 315 - 280 nm

UV-C (kurzwellig): 280 - 100 nm


Die langwelligen UV-A-Strahlen treffen als Teil der Sonneneinstrahlung auf die Erdoberfläche. Sie bewirken verschiedene photochemische Prozesse, haben eine kurzfristig pigmentbildende Wirkung (Sonnenbräune) und können indirekte DNA-Schäden und Melanome verursachen. UVA-Strahlen durchdringen Glas und transparente Kunststoffe. 


Die mittelwelligen UV-B-Strahlen zeigen eine verzögerte pigmentbildende Wirkung, die sich in einer vermehrten Melanin-Produktion äussert. Zudem können sie Erythem-Bildungen an der Haut in Form von Sonnenbrand verursachen. Zudem ist UV-B für die Bildung von Prävitamin D im menschlichen Körper verantwortlich. Diese Strahlung wird u.a. für therapeutische Zwecke genutzt, da sie antirachitisch wirkt. Auf Meereshöhe ist der Anteil an UV-B-Strahlen geringer als im Hochgebirge. Bereits normales Fensterglas ist für diese und kürzere UV-Strahlen nicht mehr durchlässig. 


UV-C-Strahlen sind kurzwelliger und energiereicher als UV-A- und UV-B-Strahlen. Sie umfassen den grössten Teil des gesamten UV-Bereichs und haben im Bereich 254 nm einen stark keimtötenden Effekt. Wie die sichtbaren Wellenlängen des Lichts bewegen sich UV-C-Strahlen nur geradlinig fort und nehmen mit zunehmender Entfernung von der Quelle in Intensität ab. Der Sonne werden seit Urzeiten heilende Kräfte zugesprochen. Aber erst 1878 erkannten die Forscher Arthur Downes und Thomas P. Blunt, dass sich Mikroorganismen unter starker Sonnenbestrahlung nicht weiter vermehren. 


Nach dieser Entdeckung dauerte es noch eine Weile, bis man eine spezifische Wellenlängenabhängigkeit mit einem Reaktionsmaximum für den Bereich von 250 bis 270 nm erkannte, einem Teil der UV-Strahlung aus dem kurzwelligen C-Band (UV-C). Der Schlüssel für eine Erklärung ist erst seit den 50er-Jahren vorhanden, als die Forscher James Watson und Francis Crick den strukturellen Aufbau der DNS als Doppelhelix entdeckt haben.


Warum aber tötet UV-C-Strahlung Keime? Die Doppelhelix-Struktur der DNS beruht auf einer Purin- und einer Pyrimidin-Basen-Paarung. Diese sind die eigentlichen Informationsträger mit den Nukleinbasen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Forschung der folgenden Jahre ergab, dass die kurzwellige und energiereiche UV-C-Strahlung primär bei den Thyminen einen photochemischen Effekt hervorruft. Diese dimerisieren, das bedeutet: Sie verketten und verkleben zwei nebeneinander liegende Informationsträger. Durch die molekulare Veränderung der Basen wird die DNS derart beschädigt, dass der Prozess der Transkription, der für die Replikation der DNS und somit auch für die Zellteilung essentiell ist, nicht mehr stattfinden kann.


Die Wirksamkeit einer Desinfektionsmethode auf Basis von UVC-Strahlen steht in direktem Zusammenhang mit der angewandten Dosis (= Zeit x eingestrahlte Energie / Fläche). Hohe Intensitäten während kurzer Zeit oder geringe Intensitäten über einen langen Zeitraum sind in der Wirkung der Desinfektion praktisch austauschbar und beinahe gleichwertig. Die Dosis als massgebliche Bestimmungsgrösse wird in µW*s/cm² angegeben, häufig auch in Js/m².

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