In der heutigen Zeit, in der die Anforderungen an Hygiene und Sauberkeit in verschiedenen Branchen stetig steigen, gewinnt die Forschung nach umweltfreundlichen Desinfektionsmethoden zunehmend an Bedeutung. Eine vielversprechende Lösung stellt die Anwendung von plasmaaktiviertem Wasser dar, die am Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) entwickelt wird. Diese innovative Technologie hat das Potenzial, traditionelle chemische Desinfektionsmittel zu ersetzen und bietet zahlreiche Vorteile für verschiedene Industriezweige, darunter Pharmazie, Lebensmittelverarbeitung und Landwirtschaft.
Die Wissenschaftler am Fraunhofer FEP haben sich intensiv mit der Schaffung von plasmabehandelten Flüssigkeiten (PBF) beschäftigt. Diese Flüssigkeiten sind nicht nur umweltfreundlich, sondern auch äußerst effektiv in ihrer antimikrobiellen Wirkung. In einer aktuellen Studie wurde nachgewiesen, dass das plasmaaktivierte Wasser eine Haltbarkeit von über 300 Tagen aufweist und sich besonders gut gegen Bakterien wie Escherichia coli bewährt. Linda Steinhäußer, die Hauptautorin der Studie, erklärt, dass die Verwendung von Atmosphärendruck-Plasmaquellen zur Behandlung von Wasser führt, wodurch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies entstehen, die für die Desinfektion verantwortlich sind.
Ein besonderer Vorteil dieser Technologie ist die Flexibilität in der Anwendung. Das plasmaaktivierte Wasser kann in großen Mengen vorab hergestellt und dann transportiert werden, ohne dass vor Ort spezielle Plasmaquellen oder Geräte benötigt werden. Dies ermöglicht eine einfache Anwendung in verschiedenen Umgebungen, von Reinräumen in der Pharmaindustrie bis hin zu Reinigungsprozessen in der Lebensmittelindustrie.
In einem Vergleich von unterschiedlichen Plasma-Verfahren zeigte sich, dass die Bogenentladung eine bis zu viermal höhere antimikrobielle Wirksamkeit aufweist als die dielektrische Barriere-Entladung. In den Tests konnte eine Reduktion von bis zu 4 log-Stufen bei E. coli-Bakterien festgestellt werden, was die Effizienz dieser Technologie unterstreicht. Die Wirksamkeit ist jedoch materialabhängig, was bedeutet, dass die Art des verwendeten Materials einen Einfluss auf die Desinfektionsergebnisse hat. Dies wurde in der Studie dokumentiert, die Polymeroberflächen (wie ABS und PVC) sowie Edelstahloberflächen verglich.
Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten des plasmaaktivierten Wassers sind ein weiterer Grund für das Interesse an dieser Technologie. In der Pharmazie kann es zur chemikalienfreien Desinfektion unter sterilen Bedingungen eingesetzt werden. In der Lebensmittelindustrie eignet es sich hervorragend für Cleaning-in-Place-Verfahren, beispielsweise zur Reinigung von Milchtanks. Auch in der Landwirtschaft hat das plasmaaktivierte Wasser Potenzial, sowohl als Desinfektionsmittel als auch als Düngemittel durch die enthaltenen Stickstoffspezies eingesetzt zu werden.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Forschung ist die Langzeitstabilität der physikalisch-chemischen Parameter des plasmaaktivierten Wassers. Die Studien zeigen eine Haltbarkeit von über 300 Tagen, was für industrielle Anwendungen von großer Bedeutung ist. Während die Langzeitstabilität nachgewiesen wurde, wird derzeit noch die genaue Beziehung zwischen diesen Stabilitätsparametern und der Desinfektionswirkung untersucht.
Das Fraunhofer FEP hat bereits Kooperationen mit Partnern aus der Pharmaindustrie etabliert und ist offen für weitere Zusammenarbeit. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Fachzeitschrift „Surface & Coatings Technology“ veröffentlicht und stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung nachhaltiger Desinfektionsmethoden dar.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die plasmaaktivierte Technologie eine vielversprechende chemikalienfreie Alternative zu herkömmlichen Desinfektionsmitteln bietet. Mit ihrer hohen Wirksamkeit und flexiblen Anwendbarkeit hat sie das Potenzial, verschiedene Industrien nachhaltig zu revolutionieren und einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Hygienepraktiken zu leisten. Auf der kommenden Messe parts2clean wird die Technologie vorgestellt, wobei die Forscher auch einen Vortrag über die Anwendung plasmabehandelter Flüssigkeiten in Reinigungsprozessen halten werden.
