»CAmPUS UV-C« – Competence-Center for the Assessment of Products with Ultraviolet Sterilization in Stuttgart

Das Alleinstellungsmerkmal des »KMU akut«-Clusters ist die ganzheitliche Unterstützung von KMUs von der ersten Produkt- oder Anwendungsidee über die Konzeption bis hin zur Realisierung und Testung neuer Systeme. Durch Bündelung der Kompetenzen dreier Fraunhofer-Institute zu UV-C-Strahlung, Mikrobiologie, Materialcharakterisierungen, Hygienic Design sowie Aerosoltechnologie wird KMUs Fachwissen zugänglich gemacht, das aktuell am Markt nicht zu finden ist. Diese Plattform in Stuttgart ist einzigartig.

Die im Rahmen des Projekts durchgeführten und in Fact Sheets (FS) zusammengefassten Untersuchungen, sind im Folgenden aufgeführt. Einige der Fact Sheets können Sie frei herunterladen. Haben Sie an weiteren Fact Sheets Interesse, bitte wir Sie um Kontaktaufnahme.

A. Grundlagen

• FS #1 – Dosis, Wirkung und Organismen
  Darstellung der Abhängigkeiten der Entkeimung von Mikroorganismen durch UV-C-Strahlung. Betrachtung von Dosis, Log-Stufen, Bestrahlung, Resistenz von Mikroorganismen und Untersuchungsmatrizen.
• FS #2 – Aspekte der Strahlungssicherheit
  UV-C-Strahlung zeigt eine hohe biologische Wirksamkeit, die auch den menschlichen Organismus betrifft. Wesentliche Maßnahmen und weiterführende Literatur zum sicheren Betrieb von UV-C-Strahlern werden dargestellt.
• FS #3 – Messtechnik für UV-C-Strahler
  Zur Beurteilung von UV-C-Strahlern stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Die Methoden werden zusammengefasst und in aufbereiteter Form aufgezeigt.
• FS #4 – UV-C-Goniophotometer
  Beschreibung richtungsaufgelöster Messung der Strahlstärkeverteilung von UV-C-Lampen oder Strahlereinheiten.
• FS #5 – UV-C-Simulationsumgebung
  Beschreibung von UV-C-Simulationsumgebungen: Auf Komponentenebene aus Zemax für UV-C-Berechnungen inklusive Anbindung an das CAD-System SolidWorks und dem CFD-Framework OpenFOAM. Auf Raumebene aus Relux UV-C und IESS/ VEPZO.
• FS #6 – Bewertung von UV-C LEDs
  Vermessung dreier baugleicher UV-C-Module mit UV-C-LEDs von unterschiedlichen Herstellern bestückt.

B. Anwendung – Oberflächenentkeimung

• FS #7 – Photokatalytische Aktivierung von TiO₂-beschichteten Gläsern, Teil 1
  Darstellung der Grundlagen und Funktionsweise der photokatalytischen Aktivierung von Substraten, die mit TiO₂ beschichtet sind. Spektrale Empfindlichkeiten der Beschichtungen und biologische Wirksamkeiten.
• FS #8 – Photokatalytische Aktivierung von TiO₂-beschichteten Gläsern, Teil 2
  Für den Anwendungsfall von Virenschutzgläsern, z. B. an Kassen, werden zwei Aktivierungskonzepte rechnerisch ausgelegt. Zum einen handelt es sich um eine LED-Kanteneinkopplung mit Auskopplung über kleine Streuzentren, zum anderen um eine LED-Direktbestrahlung.
• FS #9 – Photokatalytische Aktivierung von TiO₂-beschichteten Gläsern, Teil 3
  Für den Anwendungsfall horizontaler Glastheken wird gezeigt, wie über ein normales Beleuchtungssystem mit einem im bläulichen Bereich (bei 405 nm) ausgeprägteren Spektrum spezieller LEDs eine durchgehende photokatalytische Wirkung erzielt werden kann. Schmierinfektionen kann hiermit z. B. vorgebeugt werden.
• FS #10 – Desinfektion von Tastenfeld EC-Kartenleser
  EC-Kartenleser weisen eine hohe Kundenfrequentierung auf, wodurch es zu Schmierinfektionen kommen kann. Eine prototypische UV-C-LED und Näherungssensoreinheit eines KMU-Partners wurde bzgl. der Bestrahlungsverteilung auf den PIN-Pads eines EC-Terminals simuliert und bewertet.
• FS #11 – Tastenfeld EC-Kartenleser
  Der Aufbau aus Fact Sheet #10 wurde optisch vermessen (reale Verteilung auf den PIN-Pads) und bzgl. der Entkeimungswirkung validiert. Es stellten sich je nach PIN und getesteten Mikroorganismen bis zu Log 4 Entkeimungsleistungen ein.
• FS #12 – UV-C-basierte Entkeimung von Einkaufswagen
  Griffe von Einkaufswagen weisen eine hohe Kundenfrequentierung auf, wodurch es ebenfalls zu Schmierinfektionen kommen kann. Im Rahmen der Fallstudie »Retail« wurden bereits am Markt befindliche Systeme gegenübergestellt.
• FS #13 – UV-A- / Blaulicht-Entkeimung von Frischwaren / Gemüsetheke
  UV-A wird eine reduzierte aber potentiell mögliche Entkeimungsfähigkeit zugesprochen. Hier wurde ein technischer Aufbau eines Beleuchtungssystems mit bläulichen Lampen (405 nm) in verschiedenen Abständen und gleichzeitigen mikrobiologischen Evaluierungen am IGB durchgeführt.

C. Anwendung – Luftentkeimung

• FS #14 – UV-C in Luftentkeimern, Teil 1
  Ein System mit UV-C-Strahler verfügt über unterschiedliche Öffnungen an der Geräteunterseite. Dort befinden sich HEPA-Filter sowie offenporige Schäume. Fragestellung war, ob durch diese Maßnahmen im Neuzustand UV-Strahlung austritt und wie sich diese zu den Grenzwerten verhält. Vermessung des Systems mittels geeichtem Messsystem.
• FS #15 – UV-C in Luftentkeimern, Teil 2
  Eine LED-Pendelleuchte mit integriertem Strömungskanal und UV-C-Strahler. Ziel der Untersuchung ist die Testung der Reduktion und Inaktivierung luftgetragener Surrogat-Viren in einem speziell ausgerüsteten Testraum.
• FS #16 – UV-C-Deckenluftsysteme, Teil 1
  UV-C-Deckenluftsysteme (»Upper Air« Systems) erzeugen unter der Decke, in Raumbereichen ohne Nutzereingriffe, ein Strahlungsfeld. Belastete Aerosole werden hier bei ausreichender Aufenthaltsdauer entkeimt. Test und Bewertung eines derartigen Systems in Laborräumen des IZS.
• FS #17 – UV-C-Deckenluftsysteme, Teil 2
  UV-C-Deckenluftsysteme sind nur bei bestimmten Luftströmungsverhältnissen wirksam. Diese hängen stark von Raumausbildung und -nutzung ab und sind in der Planung bisher nicht hinreichend genau zu bewerten. Kopplung Strahlungs- und strömungstechnischer Modelle und Diskussion anhand eines Beispiels.
• FS #18 – UV-C-Luftreiniger
  Entsprechend Fact Sheet #17 simulatorische Kopplung und Bewertung des Strahlungs- und Strömungsfeldes auf Geräteebene (UV-C-Luftentkeimer).
• FS #19 – UV-C-Luftentkeimungsrohr für Virentests
  Konstruktion, Aufbau und Test eines UV-C-LED-betriebenen durchströmten Rohres zur einstellbaren Entkeimung von Aerosolen im Luftstrom eines Versuchs im FhG-IGB-Virenlabor.