Die UV‑C-Bestrahlung etabliert sich immer mehr als wirksame Entkeimungstechnologie und wird zunehmend im Alltag eingesetzt. Im »Competence‑Center for the Assessment of Products with Ultraviolet Sterilization – CAmPUS UV‑C« werden die Kompetenzen der drei Fraunhofer‑Institute IBP, IGB und IPA im Bereich UV‑C in einer Serviceplattform mit abgestimmten Angeboten zu Entwicklung, Prüfung und Beratung für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vernetzt und ausgebaut.
UV‑C‑Bestrahlung etabliert sich immer mehr als wirksame Entkeimungstechnologie und wird zunehmend, über die bisherigen Anwendungsfelder hinaus, im privaten und beruflichen Alltag eingesetzt. Neben der Adaption bewährter Konzepte aus dem Gesundheitsbereich entstehen aktuell zahlreiche neue technische Lösungsansätze. Begleitend stellen sich planungs- und betriebstechnische Fragen wie Hygienic Design und Qualitätssicherung. Da UV‑C-Bestrahlung potenziell gesundheitsgefährdend ist, sind für adäquate Handhabungs- und Ausführungsempfehlungen weitere Anstrengungen erforderlich.
Im »Competence‑Center for the Assessment of Products with Ultraviolet Sterilization – CAmPUS UV‑C« werden die Kompetenzen der drei Fraunhofer‑Institute IBP, IGB und IPA im Bereich UV‑C in einer Serviceplattform mit abgestimmten Angeboten zu Entwicklung, Prüfung und Beratung für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vernetzt und ausgebaut.
Das Alleinstellungsmerkmal des »KMU akut«‑Clusters ist die ganzheitliche Unterstützung von KMU 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 KMU Fachwissen zugänglich gemacht, das aktuell am Markt nicht zu finden ist. Diese Plattform ist in Stuttgart einzigartig.
Am Fraunhofer IGB haben dafür das Innovationsfeld Funktionale Oberflächen und Materialien (Materialcharakterisierung und Strahlungsmessungen) und das Innovationsfeld Wassertechnologien und Wertstoffrückgewinnung (Mikrobiologie) in enger Zusammenarbeit verschiedene UV-C-Technologien physikalisch und hinsichtlich ihrer Entkeimungsleistung untersucht.
Im Rahmen des Projekts wurden in gesonderten Phasen Marktanalysen und Voruntersuchungen durchgeführt, um die konkreten Bedarfe von KMU zu ermitteln.
In der Kristallisationsphase wurden konkrete Anwendungsfelder und das Leistungsangebot der Fraunhofer-Institute definiert und kommuniziert. Im Rahmen des Clusters konnten zu mehr als 20 KMU-Kontakte aufgebaut und mit fünf KMU eigenständige Kristallisationsprojekte etabliert werden. Darauf aufbauend wurden Machbarkeitsstudien und Validierungsprojekte mit den Partnern durchgeführt, um Methoden und Werkzeuge zur Simulation und Evaluation mit entsprechendem Praxisbezug zu realisieren.
In der Validierungsphase wurden die Kristallisationsprojekte in Fallstudien und verschiedenen Prüf- und Optimierungsverfahren umgesetzt. Als Beispiel wurde die Implementierung von UV-Technologien in einer Customer Journey »Supermarkt« herangezogen. Hier standen innovative UV-Technologien in einem völlig neuartigen Anwendungszweck zur Entkeimung an neuralgischen Stellen in einem Supermarkt, z. B. an den Kassenbezahlsystemen, im Fokus.
In der letzten Phase des Projekts wurden nach validierten Entscheidungskriterien Einzelanwendungen ausgewählt, die in der Anwendung eines Supermarkts letztendlich validiert und wissenschaftlich begleitet wurden. So wurden am Fraunhofer IGB für Materialtestungen Funktionsprototypen von Testständen aufgebaut und vermessen, und Verfahren zur Bewertung der Bestrahlungseffektivität etabliert, die aber auch die Materialdegradation berücksichtigen. Zudem wurden verschiedene hygienische Beratungen angeboten und die biologische Wirksamkeit der UV-Entkeimung mit mikrobiologischen Methoden gezeigt. Anhand der Ergebnisse konnten Empfehlungen und Optimierungen der jeweiligen Technologien für die KMU ausgesprochen werden, um somit die Kundensicherheit, Leistung und Entkeimungseffektivität zu steigern.
Als Ergebnis von Campus UV-C werden insgesamt 15 Fact-Sheets (Kurzberichte) zu den einzelnen Themen und Kompetenzen veröffentlicht, die den KMU wichtige Einblicke in relevante Forschungsergebnisse gewähren. Insgesamt konnten über das Projekt hinaus strategisch wichtige Kontakte mit KMU zur Fortführung von Produktentwicklung, Optimierung und Validierung von UV-Technologien geknüpft werden.
Die Grundidee dieses Projekts bestand darin, ein Titandioxid (TiO2)-beschichtetes Glas, welches durch einen photokatalytischen Prozess reaktive Sauerstoffspezies erzeugt und damit die Viren- und Bakterienlast reduziert, zu einem praktisch anwendbaren transparenten Virenschutzelement weiterzuentwickeln.
Das Fraunhofer IBP hat in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IGB, das koordinativ und vor allem messtechnisch beteiligt war, und anderen Projektbeteiligten einen produktnahen Prototyp entwickelt, welcher mit Hilfe von Kanteneinkopplung von UV-A Strahlung über LEDs und Laser-Mikrostrukturierung diesen Effekt erhöht. Das Virenschutzglas kann an Verkaufstheken, in Küchen, in Kühlschränken aber auch im medizinischen Bereich die Hygiene verbessern.
CAmPUS UV‑C – Kompetenzzentrum für die Beurteilung von Produkten mit Ultraviolett‑Sterilisation
März 2021 – Dezember 2021
Wir danken der Fraunhofer-Gesellschaft für die Förderung des Projekts im Programm »KMU akut«.
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB