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Geruchsvernichter - Rutronik sorgt für frische Luft

Zigarettenrauch und Schweiß, Schwefel, altes Fett, angebranntes Essen – niemand will das riechen. Wo Frischluftzufuhr nicht möglich ist, kommen Filter zum Einsatz. Besonders wirkungsvoll sind UV-unterstützte, photokatalytische Modelle. Auf dieser Technologie basiert auch der erste Geruchsvernichter-Demonstrator von Rutronik.

Inside Rutronik60www.rutronik.comPowered by2020Committed to ExcellenceGeruchsvernichter Rutronik sorgt für frische Luft Zigarettenrauch und Schweiß, Schwefel, altes Fett, angebranntes Essen - niemand will das riechen. Wo Frischluftzufuhr nicht möglich ist, kommen Filter zum Einsatz. Besonders wirkungsvoll sind UV-unterstützte, photokatalytische Modelle. Auf dieser Technologie basiert auch der erste Geruchsvernichter-Demonstrator von Rutronik. Viele Geruchsbestandteile sind flüchtige organische Verbindungen (Volatile Or­ganic Compounds, VOC), etwa Kohlen­wasserstoffe (z.B. Methan), Alkohole (z.B. Ethanol) und organische Säuren (z.B. Essig­säure). Sie kommen in vielen Gegenständen, Reinigungsmitteln und Kosmetika vor, werden von Lebewesen ausgeschieden und entstehen bei verschiedenen Prozessen, etwa der Zerset­zung organischer Stoffe ohne Sauerstoff (Fäulnis). VOCs können nicht nur unange­nehme Gerüche auslösen, sondern auch die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leis­tungsfähigkeit beeinträchtigen. Umgekehrt bedeutet eine schadstofffreie Luft ein großes Plus an Lebensqualität und Gesundheit.

Methoden für saubere Luft

Wo sich die Konzentration an VOCs in der Luft nicht einfach durch Frischluftzufuhr re­duzieren lässt, sind wirkungsvolle Luftreini­ger eine wichtige Maßnahme. Einige von ih­nen filtern nicht nur unangenehme Gerüche und Schadstoffe, sondern können auch Gase neutralisieren und Krankheitserreger ver­nichten. Auf Basis ihrer Funktionsweise las­sen sich verschiedene Geräteklassen unter­scheiden: Luftwäscher führen die Luft durch Wasser­walzen. Dadurch bleiben Staubteilchen am Wasserfilm hängen und werden so aus der Luft gefiltert. Luftwäscher sind auch als Luft­befeuchter bekannt, da Wassermoleküle durch den Prozess in die Umgebungsluft übergehen. Ionisatoren erzeugen negativ geladene Teil­chen, die sich an positiv geladene Partikel in der Luft anheften. Damit erhöht sich deren Masse und sie sinken zu Boden. Ein erhebli­cher Nachteil bei der Ionisierung ist die Ent­stehung von Ozon, das in erhöhter Konzen­tration gesundheitsschädlich ist. Filtersysteme führen die Luft durch mehrere Filter. Durch ihre große Oberfläche adsorbie­ren diese unerwünschte Partikel, Erreger und Gerüche. Aktuell am bekanntesten sind der HEPA­Filter (High Efficiency Particulate Air Filter) und der Aktivkohlefilter (z.B. bei Was­serfiltern). Zusätzlich wirkt der Filter als Re­duktionsmittel, das Ozon oder Chlor aufneh­men kann. Bei photokatalytischen Filtern kommen Ti-tandioxid-Platten zum Einsatz, die mit UV-Licht bestrahlt werden (UV-unterstützte Ti-tandioxid-Photokatalyse, UVTP). Dabei bilden sich freie Radikale, die organisches Material wie die VOCs, aber auch Bakterien und Viren zersetzen.

Licht gegen Krankheitserreger und Gerüche

Die UV-unterstützte TiO2-Photokatalyse hat sich in der Wasser- und Abwasserbehandlung bereits etabliert, vor allem, um die Qualität von Trinkwasser sicherzustellen. In Luftreini-gern sind sie noch wenig verbreitet. Diese kommen in der Baubranche und in einigen Städten zum Einsatz, um giftige Schadstoffe in der Luft zu reduzieren. Jüngste Erkenntnis-se deuten darauf hin, dass sich mittels UVTP auch die mikrobiologische Sicherheit von Le-bensmitteln gewährleisten lässt.

Gefahr erkannt, Gestank gebannt

Dass diese Art der Photokatalyse außerdem äußerst effektiv gegen Gerüche ist, haben kürzlich zwei Studien des japanischen Kana-gawa Institute of Industrial Science and Tech-nology (KISTEC) mit einem UVTP-basierten Geruchsneutralisator gezeigt. Die Ergebnisse wurden durch die Japan Food Research Labo-raties bestätigt. Bei den Studien wurde Ace-taldehyd, ein Gas mit beißendem Geruch, in einen 36-Liter-Tank geleitet, bis eine Konzen-tration von 10 ppm entstanden war. Dann wurde der Geruchsneutralisator aktiviert und die Konzentration über einen Zeitraum von 60 Minuten mit einem photoakustischen Mul-ti-Gas-Monitor gemessen. Das Ergebnis: Nach 14 Minuten betrug der Anteil an Acetaldehyd nur noch 0,1 ppm, nach 23 Minuten noch 0,05 ppm. Der Vorgang wurde mehrfach wie-derholt, stets mit demselben Verlauf. Zum Ver-gleich setzte das Institut im gleichen Aufbau einen Ionisator ein. Damit konnte die Acetal-dehyd-Konzentration innerhalb von einer Stunde nur um 40 % reduziert werden. Ohne jeglichen Einsatz von Luftreinigung waren nach einer Stunde noch rund 95 % des Ace-taldehyds vorhanden. Ein fast identisches Bild ergab sich bei den-selben Versuchen mit Ammoniak (Geruch nach Urin), Methylmercaptan (Geruch nach Exkre-menten) sowie Formaldehyd (Geruch scharfer Reinigungsmittel) (Bild 2). Nur in den Testrei-hen von Hydrogensulfid (Fäulnis- und Schwe-felgeruch) und Trimethylamin (Fischgestank) musste für ein vergleichbares Ergebnis der Ge-ruchsneutralisator länger eingesetzt werden. Doch nach zwei Stunden waren auch hier fast keine dieser VOCs mehr messbar.Als UV-Quelle erwies sich die UV-A-LED NDU1104ESE-365 von Stanley mit einer Wel-lenlänge von 365 nm in den Studien als ef-fektivstes Modell. UV-A-LEDs mit 385 nm bzw. 395 nm neutralisierten deutlich weniger VOCs. Auch ihr Antriebsstrom von 500 mA macht die NDU1104ESE-365 wirkungsvoller als andere Modelle mit geringeren Werten. Denn mit dem Strom steigt auch die Lichtleis-tung.

Geruchsvernichter von Rutronik

Auf Basis dieser Erkenntnisse hat Rutronik ei-nen Geruchsvernichter-Demonstrator entwi-ckelt. Am Boden seines quaderförmigen Ge-häuses (48 mm × 48 mm × 60 mm) strömt die Luft in das Gerät. Ein Lüfter sorgt dafür, dass sich die Luft von unten nach oben durch das Gehäuse bewegt. Dabei strömt sie durch einen photokatalytischen Filter, der sich zwischen zwei UV-A-LEDs mit einer Wellenlänge von 365 nm und einem Antriebsstrom von 500 mA befindet (Bild 3). Zur Bestimmung des Gehalts an VOCs nutzt Rutronik den MOX-Sensor SGP von Sensirion. Er ist neben der LED angebracht und basiert auf der sogenannten Chemisorption von Ga-sen in Gegenwart von Sauerstoff. Dabei gehen die endotierten O2-Atome des Metalloxids (MOx) eine Bindung mit den Geruchsmolekü-len ein. Die bei dieser Reaktion freigesetzten Elektronen führen zu einer Änderung des elek-trischen Widerstands eines Films aus Metall-oxid-Nanopartikeln. Auf diese Weise detek-tiert der Sensor eine Vielzahl an VOCs und andere Gase, die für Gerüche und die Qualität der Raumluft entscheidend sind. Überschreitet die Anzahl der VOCs einen be-stimmten Wert, wird die LED aktiviert. Die Be-strahlungszeit richtet sich nach der Art und Menge der VOCs. Optional lassen sich die Messwerte des Sensors auch anzeigen, sodass Nutzer stets die Luftqualität ablesen können. Der Lithium-Ionen-Akku des Geruchsvernich-ters mit einer Betriebsdauer von zwei Stunden lässt sich an einer haushaltsüblichen Steck-dose, am PC und an Auto-Ladegeräten aufla-den. Damit ist er mobil und flexibel einsetzbar. So können Unternehmen seine Wirkung über-all ausprobieren, sei es in öffentlichen oder mobilen Toiletten, im Müllraum, in der Groß-küche oder im Fitnessstudio. Der Rutronik-Geruchsvernichter befindet sich noch in der Erprobungsphase - sollte er sich aber als praxistauglich erweisen, wäre das ein wichtiger Schritt bei der Bekämpfung unan-genehmer und schädlicher Gerüche. Dann können Lufterfrischer, Duftbäume und Raum-sprays einpacken.

 

Komponenten gibt es auf www.rutronik24.de.

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Figure 1: Many odor components can be quickly neutralized using photocatalysis and UVA light.
Bild 1: Mittels Photokatalyse und UV-A-Licht lassen sich viele Geruchsbestandteile schnell neutralisieren.