Auf dem Produktionsboden ist mikrobielle Kontamination im Prozesswasser keine hypothetische Möglichkeit – es handelt sich dabei um ein Problem, das die Produktion genau dann zum Stillstand bringt, wenn man es am wenigsten erwartet. Wenn eine kontinuierliche Desinfektion ohne Chemikalien erforderlich ist, kommt es darauf an, wie man eine ausreichende Menge an abtötender Strahlung in den fließenden Flussstoff bringt – und zwar schnell und konstant, von Schicht zu Schicht.
Was technisch entscheidend ist: Wir verwenden Hochintensitäts-UVC-Lampen mit einer Wellenlänge von etwa 254 nm – genau dort, wo Nukleinsäuren am stärksten absorbieren. In einer Durchflusskammer ist nicht die Leistung der Lampe entscheidend, sondern die abgegebene Strahlungsmenge in mJ/cm². Damit Bakterien und Viren vollständig inaktiviert werden können, muss das System auch entlang des schwierigsten Flusspfades die erforderliche Dosis an abtötender Strahlung liefern.
Typische Zielwerte für viele kommunale und industrielle Anwendungen liegen bei 20–60 mJ/cm². Doch die Leistung der Lampen muss auch die UV-Transmissionsrate sowie Verschmutzungen ausgleichen. Wir konstruieren unsere Lampen so, dass sie eine hohe Strahlungsleistung pro Längeneinheit liefern, eine stabile Positionierung des Lichtbogens haben und ihre Leistung über die gesamte Lebensdauer konstant bleibt. Zudem passen wir die Länge des Lichtbogens sowie die Transmissionsrate des Quarzschirms der Geometrie der Kammer an, damit das UV-Feld den gesamten Flussbereich abdeckt – nicht nur die Mitte.
Warum dieser Ansatz in der Praxis funktioniert: In einem echten Flusssystem ist die Verweildauer der Flüssigkeit der entscheidende Faktor. Hochintensive UVC-Strahlung ermöglicht eine kürzere Expositionszeit, während dennoch die erforderliche Strahlungsmenge erreicht wird. Dadurch können kompakte Anlagen eingesetzt werden, wodurch die Produktivität steigt – ohne dass Chemikalien verwendet werden müssen. Das Ergebnis ist vorhersehbar: Die Mikroorganismenkonzentrationen sinken auf den gewünschten Wert, und das System kann mit minimalem Operatoraufwand weiterlaufen. Die Energieverbrauch bleibt unter Kontrolle, da die Lampen je nach Bedarf eine hohe Strahlungsleistung liefern. Zudem sorgt die Konstruktion der Kammer dafür, dass die elektrische Energie effizient in abtötende Strahlung umgewandelt wird.
Einige wichtige Details, die man nicht außer Acht lassen darf: Die Wirksamkeit der UVC-Desinfektion hängt in erster Linie von der Hydrodynamik ab. Es ist notwendig, einen laminierten Fluss zu gewährleisten sowie geeignete Barrieren zu verwenden, um verdeckte Stellen oder Kurzschlüsse zu vermeiden – sonst erhalten bestimmte Bereiche des Flussstoffs nur eine unzureichende Dosis an Strahlung. Die Leistung der Lampen nimmt mit der Betriebszeit ab, daher sollte eine Überwachung oder regelmäßige Messung erfolgen. Außerdem müssen die Quarzschirme sauber gehalten werden – Ablagerungen und Biofilme können die UV-Transmission blockieren und selbst die leistungsstärksten Lampen wirkungslos machen.