Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intensives UV-Licht im Kampf gegen Bakterien in Packstoffen

16.12.2011
Damit ein Joghurt möglichst lange genießbar ist, müssen neben der Qualität des Joghurts bereits beim Abfüllprozess hohe hygienische Bedingungen erfüllt werden.

Gerade für mikrobiologisch anspruchsvolle Füllgüter wie Lebensmittel sind keimarme Packstoffe unerlässlich. Mit Hilfe vielfältiger Methoden können deren Oberflächen behandelt werden. Die Bestrahlung mit UV-Licht ist, im Vergleich zu chemischen und thermischen Verfahren, eine zuverlässigere und wirtschaftlichere Methode.


Die neuen Premium UV-Module sind jetzt noch intensiver und noch sicherer und das bei Anschaffungskosten von weniger als einem Cent pro zu entkeimendem Joghurtbecher. Bild: Heraeus Noblelight GmbH


Das 254 nm-Spektrum einer Premium UV-Lampe (blau) und Wirkungsspektrum zur Inaktivierung von Mikroorganismen (schwarz). Bild: Heraeus Noblelight GmbH

Entkeimung mit ultraviolettem Licht

Generell handelt es sich bei diesem Entkeimungsverfahren um eine Desinfektion - keine Sterilisation - von Packstoffen: Ultraviolettes Licht, im Wellenlängenbereich von 254 Nanometer (nm) ist energiereicher als das terrestrische UV-Licht der Sonne. Dieses besonders kurzwellige UV-Licht zerstört die DNS von Mikroorganismen. Viren werden binnen Sekunden inaktiviert und Mikroorgansimen wie Bakterien, Hefen und Pilze ohne Zugabe von Chemikalien umweltfreundlich abgetötet. Für eine ganze Reihe von Mikroorganismen ist die "tödliche Dosis" (letale Dosis) an UV-Strahlung bekannt, nach der die Zelle ihren Stoffwechsel nicht mehr aufrecht erhalten und sich auch nicht mehr vermehren kann. Aufgrund der Zellwandstrukturen ist die letale Dosis für die verschiedenen Erreger unterschiedlich hoch. Bakterien wie Salmonellen und Coli-Bakterien haben eine vergleichsweise dünne Zellwand. Sie sind deshalb äußerst UV-empfindlich, können das UV-Licht kaum abschirmen und werden sehr schnell inaktiviert. Schimmelpilzsporen schützen sich dagegen vor der UV-Strahlung mit einer dickeren Zellwand, die sogar pigmentiert sein kann. Für ihre Abtötung ist eine um 10- bis 100fach höhere UV-Dosis im Vergleich zu den Bakterien erforderlich.

Die notwendige letale UV-Dosis ist ein entscheidender Parameter bei der Auslegung und Auswahl der geeigneten UV-Lichtquelle. Geschwindigkeit der Maschine, Geometrie und Form des Packstoffes (zum Beispiel Becher oder Siegelfolie) sind weitere Kriterien für die Auslegung einer wirkungsvollen UV-Entkeimung.

Die erforderliche UV-Dosis errechnet sich aus der Bestrahlungsstärke (Intensität) der Lampe multipliziert mit der Bestrahlungsdauer. Die Intensität der UV-Bestrahlung ist wiederum von dem Abstand zwischen Modul und Packstoff abhängig. Darüber hinaus nimmt die UV-Intensität der Lampe mit zunehmender Anzahl der Betriebsstunden ab. Am Ende der Lampenlebensdauer muss noch eine ausreichend hohe UV-Intensität vorhanden sein, um in der definierten Bestrahlungszeit eine entsprechende Entkeimungsleistung, sowie die notwendige letale UV-Dosis sicherzustellen.

Erfahrungswerte bei der Joghurt-Abfüllung haben beispielsweise gezeigt, dass Becher mit einer Tiefe von 150 Millimeter (mm) innerhalb von vier Sekunden und Siegelfolie von zwei Sekunden bei gleicher Intensität wirkungsvoll entkeimt werden können.

UV-Entkeimung wird vor allem für Oberflächen von Packstoffen für kühlkettenabhängige saure Frischmilchprodukte wie beispielsweise Joghurt oder Kefir, genutzt, um deren Haltbarkeit zu verbessern. Molkereien profitieren von deutlich weniger Rückläufern von verdorbener Ware und sparen damit Zeit, Aufwand und Geld für deren Entsorgung.

Keimreduzierung bis zu 99,9 Prozent – Fraunhofer getestet

Äußerst intensiv und sicher werden die Anzahl der Keime auf der Oberfläche mit Premium UV-Modulen von Heraeus reduziert. Die neuen leistungsstarken Module wurden speziell zur UV-Entkeimung in der Lebensmittelindustrie entwickelt, sie reduzieren bis zu 99,9 Prozent der Keime. Das bestätigt auch der Prüfbericht des Fraunhofer-Institutes für Verfahrenstechnik und Verpackungen in Freising. Fraunhofer hat in Anlehnung an die Empfehlung des VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) die Entkeimungseffizienz von Premium UV-Modulen bei bestimmten Mikroorganismen (Konidiosporen von Aspergillus niger, Endosporen von Bacillus subtilis) ermittelt. In diesen Keimreduktionstests wurden bei einem Bestrahlungsabstand von 20 mm drei beziehungsweise fünf Logstufen innerhalb von zwei Sekunden erreicht.

Die hohen UV-Intensitäten und eine deutlich lange Lebensdauer der UV-Lampen sind auf die neuartige Strahlertechnologie zurückzuführen. Oftmals ist eine UV-Strahlerkassette ausreichend, die dann entsprechend den Serviceaufwand und die damit verbundenen Kosten reduziert. Zur Betriebskostenreduzierung tragen ebenfalls die kurzen Belichtungszeiten bei. Je nach Material und Geometrie ist eine zwei bis vier Sekunden lange UV-Behandlung ausreichend.

Die UV-Lampe ist praktisch das einzige Verbrauchsgut. Diese hat eine Lebensdauer von bis zu 12.000 Betriebsstunden und ist damit im 24 Stunden Betrieb zwei Jahre effektiv einsatzfähig. Auf einer achtbahnigen Maschine können in dieser Zeit etwa 173 Millionen Becher mit Premium UV-Modulen entkeimt werden. Damit betragen die Investitionskosten auf einen Becher herunter gerechnet nur 0,03 Euro Cent, also sehr viel weniger als einen Cent.

Einfache Handhabung – große Sicherheit

Neben den wirtschaftlichen Vorteilen zeichnen sich die Premium UV-Module durch ihre einfache Installation und Bedienung aus. Die Module können problemlos in vorhandene Füll- und Verschließanlagen eingebaut beziehungsweise in diesen nachgerüstet werden.

Durch die Integration in das jeweilige HACCP-Konzept werden die Quarzglasscheibe, Temperatur und Lampenfunktion automatisch überwacht. Die Quarzglasabdeckscheiben der UV-Kassetten sind mit einem von Heraeus patentiertem Bruchdetektor ausgestattet und damit Teil des HACCP-Konzeptes. Beim Bruch der Quarzglasabdeckscheibe sendet dieser ein Signal zum sofortigen Stopp der Abfüllanlage. Das Premium UV-Modul erfüllt die Anforderungen der Schutzklasse IP67, damit ist es auch in nasser Umgebung einer CIP-Anlage (CIP = Cleaning In Place) voll einsetzbar. Transparente Kunststofftüren, zum Beispiel aus Makrolon, sind als Strahlenschutz ausreichend.

Elektronisches Vorschaltgerät und Lüftung sind in einer neuen Medienbox vereint, so wird die Nachrüstung einfacher und der benötigte Platz geringer. Nach dem Baukastenprinzip können ein bis drei UV-Kassetten mit einer Medienbox betrieben werden. Statt mit einer aufwendigen Wasserkühlung werden Premium UV-Module mit Luftkühlung betrieben. Auch die Lüftung einer Medienbox ist ausreichend, um bis zu drei UV-Kassetten zu kühlen. Die Medienbox in Edelstahlausführung ist EMV-fest (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit) und kann weltweit bei einer Versorgungsspannungsfrequenz von 50/60 Hertz betrieben werden. Sie hat zwei 180-264 Volt Anschlüsse. Premium UV-Module sind mit einem Betriebsstundenzähler und einem An / Aus – Lampensignal ausgestattet, wodurch die gesamte Überwachung erleichtert wird.

Das Premium UV-Modul kann optional mit einer patentierten Schnellstartlösung ausgestattet werden. Sie verkürzt die Einbrennzeit der UV-Lampe von etwa fünf Minuten auf circa 30 Sekunden. Damit kann der Abfüllprozess schneller angefahren werden.

Intensiv und trotzdem kalt

Premium UV-Module werden aufgrund ihrer Kassettenlänge besonders in Langläuferabfüllmaschinen mit vier bis zwölf Becherreihen zur Packstoffentkeimung eingesetzt. Die Module sind standardmäßig in drei Größen erhältlich, können aber auch auf die jeweilige Maschinenumgebung speziell angepasst werden.

Obwohl die UV-Kassetten eine sehr hohe Bestrahlungsstärke erzeugen, ist die UV-Strahlung kalt. Der Packstoff wird also nicht erwärmt. Damit ist das Entkeimungsverfahren für wärmeempfindliche Materialien wie Kunststoffbecher oder Siegelfolien bestens geeignet.

Die UV-Entkeimung mit Premium UV-Modulen ist, unter Berücksichtigung der Auslegungskriterien und mit ausreichend hoher Bestrahlungsstärke, ein einfaches, schnelles und zuverlässiges Verfahren, das im kontinuierlichen Betrieb von Abfüllanlagen eingesetzt wird. Auch außerhalb der Lebensmittelproduktion, beispielsweise bei Packstoffen von Pharmazeutika oder Kosmetika, leistet die Oberflächenentkeimung mit UV-Licht einen wichtigen Beitrag, Verderbniserreger umweltfreundlich zu inaktivieren.

Heraeus Noblelight GmbH mit Sitz in Hanau, mit Tochtergesellschaften in den USA, Großbritannien, Frankreich, China und Australien, gehört weltweit zu den Markt- und Technologieführern bei der Herstellung von Speziallichtquellen. Heraeus Noblelight wies 2010 einen Jahresumsatz von 98,9 Millionen € auf und beschäftigte weltweit 689 Mitarbeiter. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt Infrarot- und Ultraviolett-Strahler für Anwendungen in industrieller Produktion, Umweltschutz, Medizin und Kosmetik, Forschung und analytischen Messverfahren.

Heraeus
Der Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein weltweit tätiges Familienunternehmen mit einer 160-jährigen Tradition. Unsere Kompetenzfelder umfassen die Bereiche Edelmetalle, Materialien und Technologien, Sensoren, Biomaterialien und Medizinprodukte, Dentalprodukte sowie Quarzglas und Speziallichtquellen. Mit einem Produktumsatz von 4,1 Mrd. € und einem Edelmetallhandelsumsatz von 17,9 Mrd. € sowie weltweit über 12 900 Mitarbeitern in mehr als 120 Gesellschaften hat Heraeus eine führende Position auf seinen globalen Absatzmärkten.
Weitere Informationen erhalten Sie bei:
Heraeus Noblelight GmbH
Heraeusstraße 12-14, D-63450 Hanau

Vertrieb:
Karl Brieden
P : +49 6181 35-9966
E: hng-uv@heraeus.com
Presse:
Juliane Henze
P: +49 6181 35-8539
E: juliane.henze@heraeus.com

Juliane Henze | Heraeus Noblelight GmbH
Weitere Informationen:
http://www.heraeus-noblelight.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Dual-Layer Spektral-CT: Bessere Therapieplanung beim Bauchspeicheldrüsenkrebs
18.05.2017 | Deutsche Röntgengesellschaft e.V.

nachricht MRT-Kontrastmittel: Neue Studie spricht für Sicherheit
17.05.2017 | Deutsche Röntgengesellschaft e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie