UV-Strahlungsdosen für eine 90-99.99% Inaktivierung von verschiedenen Mikroorganismen wie Viren, Bakterien, Hefen, Pilzen, Schimmel und Parasiten

UV-Strahlungsexposition initiiert eine Foto-chemische Reaktion, die DNA schädigt und Mikroorganismen inaktiviert, indem Sie ihre Fähigkeit zur Reproduktion zu zerstören. Mikroben, die der UV-Bestrahlung ausgesetzt sind, unterliegen einer Exposition (Dosis), die eine Funktion der UV-Intensität multipliziert mit der Bestrahlungszeit ist:

Die relative Wirksamkeit der UV-Wellenlängen für diesen Prozess ist bekannt als keimtötendes Aktionspektrum, welches seinen maximalen „Peakpunkt“ bei einer maximalen Wellenlänge von 265 nm aufweist (Abbildung 1).
Es gibt eine Vielzahl von Mikroorganismen, die Verunreinigungen verursachen und Bakterien, Viren, Schimmelpilze, Hefen, Algen und Protozoen enthalten. Alle unterscheiden sich in ihrer Struktur und Empfindlichkeit gegenüber UV-C-Strahlung (Abbildung 2). Unterschiede in der UV-Strahlungsempfindlichkeit können abhängen von der Zellgröße, der Struktur der Zellwand oder der Membran, Pigmentierung oder der Existenz oder Kapazität von Reparaturmechanismen.
Die Auswahl oder die Auslegung einer UV-Desinfektionsanlage für eine bestimmte Anwendung hängt hauptsächlich von der erforderlichen UV- Bestrahlungsdosis ab, die für die erforderliche Reduzierung der Anzahl von Mikroorganismus-Typen benötigt wird. Die UV-Dosis, die zu einen 90%-igen Inaktivierungsgrad (10% Überlebensgrad) der spezifizierten Mikrobe führt, ist auch bekannt unter der Bezeichnung „D90“. Ebenfalls wird die Bezeichnung „D99“ für einen Inaktivierungsgrad von 99% verwendet.

Die nachstehende Tabelle zeigt die notwendigen UV-Bestrahlungsdosiswerte, die zu einem Inaktivierungsgrad von 90% - 99,99% von bestimmten Mikroorganismus-Typen führen. Weitere Faktoren sind die UV-Bestrahlungsfläche oder das Volumen, die Umwelt, die Prozessintegration und die Umgebungstemperatur.

Die notwendige UV Belichtung für viele Anwendungen reicht von 100 J/m² bis 1.000 J/m².

Die Inaktivierung von Mikroorganismen durch UV-Strahlung ist ein exponentieller Prozess.
Je höher die UV-Exposition (Dosis), desto höher wird der Anteil der inaktivierten Mikroorganismen, d.h.:
- Die notwendige UV-Bestrahlungsdosis, die 99% inaktiviert, ist 2 x der Wert der 90% inaktiviert.
- Die notwendige UV-Bestrahlungsdosis, die 99,9% inaktiviert, ist 3 x der Wert der 90% inaktiviert.
- Die notwendige UV-Bestrahlungsdosis, die 99,9% inaktiviert, ist 4 x der Wert der 90% inaktiviert.

* UV-Strahlungsdosen für eine 90-99.99% Inaktivierung von verschiedenen Mikroorganismen