UV-Desinfektion statt Antibiotika: Neue Wege in der Tierhaltung

Geflügelhaltung und der Einsatz von Antibiotika sind Themen, die in der modernen Landwirtschaft und im öffentlichen Bewusstsein kontrovers diskutiert werden. In vielen industriellen Geflügelbetrieben werden Antibiotika routinemäßig eingesetzt, um Krankheiten vorzubeugen und das Wachstum der Tiere zu fördern. Obwohl dies kurzfristig wirtschaftliche Vorteile bietet, sind Bedenken hinsichtlich der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bei Bakterien entstanden, die auch für den Menschen relevant sein können.

Denn: Resistenzen können dazu führen, dass bestimmte Antibiotika bei der Behandlung von Infektionen beim Menschen weniger wirksam werden. Deshalb versucht man, den übermäßigen Einsatz von Antibiotika in der Geflügelproduktion zu reduzieren und alternative Haltungsmethoden zu fördern, die auf den prophylaktischen Einsatz von Antibiotika verzichten.

UV-Desinfektion, Photokatalyse und Partikelfiltration

Um diese Herausforderung zu bewältigen, entwickeln Forschende am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik AST, gemeinsam mit Partnern ein innovatives Gerät.

Auch die Luftqualität in Geflügelställen kann eine potenzielle Gefahr für die Gesundheit der Tiere und letztlich für den Menschen darstellen, da sie häufig durch Ammoniak und flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Compounds, VOCs) aus Tierabfällen beeinträchtigt wird.
Wie bereits erwähnt, erforschen Experten und Expertinnen am Fraunhofer IOSB-AST gemeinsam mit der PURION GmbH und der Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. (GMBU) eine vielversprechende Alternative zu Antibiotika. Dieses Projekt erhält finanzielle Unterstützung vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).

Flexibel in bestehende Geflügel- und Schweinezuchtanlagen integrieren

Es handelt sich um ein mobiles Gerät, das flexibel an der Decke installiert werden kann und Technologien wie UV-Desinfektion, Photokatalyse und Partikelfiltration nutzt. Dieses System zielt darauf ab, schädliche Keime und chemische Verbindungen effektiv zu reduzieren und somit das Risiko von Infektionskrankheiten, die eine Antibiotikabehandlung erfordern, zu mindern.

Das handliche Gerät lässt sich flexibel in bestehende Geflügel- und Schweinezuchtanlagen integrieren, insbesondere in geschlossenen Stallsystemen. Es bietet daher auch Anwendungsmöglichkeiten in der Schweinemast. Darüber hinaus kann es bei der Bekämpfung von Viruserkrankungen wie der Vogelgrippe, die insbesondere in den Wintermonaten auftritt, unterstützend wirken.

Effiziente Desinfektion mit UVC-LEDs

Das Gerät verwendet UVC-LEDs, um eine fortlaufende Desinfektion der Stallluft sicherzustellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Quecksilberdampflampen sind LEDs robuster gegen Vibrationen, bieten effektivere Wellenlängen für die Deaktivierung von Viren, Bakterien und Schimmelpilzen und benötigen keine Vorlaufzeit. Darüber hinaus sind sie frei von Quecksilber, was ihre Umweltverträglichkeit unterstreicht. Thomas Westerhoff vom Fraunhofer IOSB-AST in Ilmenau sagt dazu: „UV-Strahlung in spezifischen Wellenlängenbereichen ist äußerst mikrobiozid; Krankheitserreger werden durch Schädigung ihrer DNA inaktiviert.“

Zur kontinuierlichen Verringerung von chemischen Luftverschmutzungen durch Ammoniak und VOCs kommen derzeit meist UVA-LEDs zum Einsatz.

Photokatalyse und UVA-Strahlen

„UVA-Strahlen treffen auf im Gerät integrierte photokatalytisch aktive Oberflächen. Die Photokatalyse basiert darauf, dass bei diesem Vorgang aus der Feuchtigkeit der Luft hochreaktive Hydroxyl-Radikale gebildet werden, die organische Stoffe oxidieren bzw. verbrennen. Viele organische Verbindungen lassen sich mehr oder weniger gut abbauen“, wird der Wissenschaftler in einer Pressemitteilung zitiert.

Im Rahmen des Projekts werden verschiedene Methoden analysiert, um eine photokatalytisch aktive Oberfläche entsprechend anzupassen. Forschende evaluieren zudem, welcher der zahlreichen verfügbaren Photokatalysatoren am effektivsten und am besten geeignet ist, um die in der Stallluft enthaltenen chemischen Verbindungen abzubauen. Ein zentraler Aspekt sei diesen Informationen zufolge die Entwicklung eines Filtersystems, das darauf abzielt, die Ablagerung von Staubpartikeln auf der photokatalytischen Schicht zu reduzieren.

„Das Ziel unseres Projektes ist eine vollendete, mobile Apparatur als echte Innovation für die Geflügelzucht. Ein reduzierter Einsatz von Antibiotika senkt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens weiterer Resistenzen. Zudem verringert sich die Belastung der Geflügelprodukte mit Antibiotika. Dies gilt auch für die Belastung der Abwässer aus der Geflügelzucht“, so der Forscher.