Chemikalienfreie Desinfektion durch Plasma-Technologie

Die innovative Lösung bleibt über 300 Tage aktiv und eignet sich für Pharmazie, Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft.

Wissenschaftler des Fraunhofer FEP forschen an einer Technologie zur Herstellung von plasmabehandelten Flüssigkeiten (PBF), die als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen Desinfektionsmitteln eingesetzt werden können. In einer aktuellen Studie wird deren Eignung als Oberflächendesinfektionsmittel untersucht. Die Forschungsergebnisse zeigen eine Haltbarkeit von über zehn Monaten und eine gute antimikrobielle Wirksamkeit gegen E. coli.

Die Technologie nutzt Atmosphärendruck-Plasmaquellen zur Behandlung von Flüssigkeiten, wodurch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies entstehen. „Das plasmaaktivierte Wasser kann vorab behandelt und dann zum Einsatzort transportiert werden, ohne dass Plasmaquellen oder andere Behandlungsgeräte vor Ort benötigt werden", erläutert Linda Steinhäußer, Hauptautorin der Studie des Fraunhofer FEP.

Vergleich verschiedener Plasma-Verfahren

Im Vergleich zweier Plasma-Verfahren zeigte die Bogenentladung eine bis zu 4-fach höhere antimikrobielle Wirksamkeit gegenüber der dielektrischen Barriere-Entladung. Die Tests mit dem Modellorganismus E. coli zeigten eine Reduktion von bis zu 4 log-Stufen, abhängig von Material, Einwirkzeit und verwendetem PBF-Volumen.
Die plasmabehandelten Flüssigkeiten eignen sich für diverse Branchen.
• Pharmazie und Reinräume: Chemikalienfreie Desinfektion unter sterilen Bedingungen
• Lebensmittelindustrie: Cleaning-in-Place-Verfahren, z.B. für Milchtanks und ähnliche Anlagen
• Landwirtschaft: Mögliche Nutzung als Desinfektions- und Düngemittel durch Stickstoffspezies

Materialabhängige Wirksamkeit nachgewiesen

Die Studie dokumentiert erstmals eine materialabhängige antimikrobielle Wirksamkeit. Dafür wurden Polymeroberflächen (ABS, PVC) und Edelstahloberflächen vergleichend untersucht. Diese Erkenntnisse sind für die industrielle Anwendung relevant und ermöglichen eine gezielte Optimierung für verschiedene Oberflächenmaterialien und Einsatzszenarien.
„Die physikalisch-chemischen Parameter zeigen eine Haltbarkeit von über 300 Tagen bei längeren Plasma-Behandlungszeiten", so Steinhäußer. Während die Langzeitstabilität der physikalisch-chemischen Parameter nachgewiesen ist, wird die Korrelation mit der Desinfektionswirkung noch untersucht.
Das Fraunhofer-Team arbeitet bereits mit Partnern aus der Pharmaindustrie zusammen und ist offen für weitere Kooperationen.