KULTIVIEREN - LUFTQUALITÄT

Im legalen Cannabis-Sektor können unerwünschte Mikroben
im Luftstrom große Investitionen in Rauch auflösen.


CANNABIS ANBAUEINRICHTUNGEN:
DIE ROLLE VON UV-C BEIM SCHUTZ KULTUREN & EFFIZIENZ

Der Cannabismarkt ist einer der am schnellsten wachsenden Märkte in den Vereinigten Staaten, insbesondere seit der vollständigen Legalisierung in mehreren Staaten. Laut einem neuen Bericht von New Frontier Data, der im Forbes Magazine zitiert wird, wird für den legalen Cannabismarkt mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 17 % zu rechnen. Bis 2020, wird der Umsatz mit medizinischem Cannabis voraussichtlich 13,3 Milliarden Dollar betragen und 11,2 Milliarden Dollar für den Freizeitbereich liegen. Im gleichen Zeitraum wird die Branche voraussichtlich mehr als 25 Millionen Arbeitsplätze schaffen. Da sich die Branche von kleinen, unregulierten Anbauräumen zu größeren kommerziellen Betrieben, die der Aufsicht unterliegen, wird die Cannabisproduktion wird die Cannabisproduktion immer anspruchsvoller. Ein Teil dieses Übergangs umfasst den Schutz der Pflanzen vor schädlichen Mikroorganismen in der Luft, die sich in der Raumluft vermehren und die Pflanzen mit Schimmel und Mehltau bedecken.

Solche Mikroben können nicht nur die Ernte ruinieren, sondern sie können sie können auch dazu führen, dass die gesamte Anlage aufgrund von Gesundheitsverstößen geschlossen werden muss.

BEDROHUNGEN FÜR DAS CANNABISWACHSTUM


Es gibt eine Vielzahl von natürlich vorkommenden Mikroorganismen in der Luft die dazu führen können, dass Pflanzen Schimmel oder Mehltau entwickeln und sie damit wertlos machen. Standard-HVAC-Systeme können diese Gefahr sogar erhöhen, da in diese feuchten und dunklen Systeme einen perfekten Nährboden für  mikrobielles Wachstum bieten. 

Schlimmer noch: Lüftungsanlagen sind sehr effizient bei der Verbreitung mikroskopischer Sporen in einem Gebäude. Die Abbildung rechts zeigt eine Aufschlüsselung der am häufigsten vorkommenden Schimmelpilze in Innenraumluft.

Luftfiltersysteme können den Innenanbaubereich frei halten von
Pilzsporen in der Luft. Botrytis cinerea-Sporen (gemeinhin bekannt als bekannt als Grauschimmel) haben einen Durchmesser von etwa 11-12 Mikrometern (Gull 1971), und Sporen dieser Größe werden von Filtern mit einem MERV-Wert von 12 und höher zurückgehalten. Selbst ein Staubfilter der niedrigsten (MERV 6-8) können 50 % der Sporen aus der Luft entfernen, bei mehrmaligem Durchströmen (mit Umluft) können die Sporen vollständig entfernt werden (Kowalski 2006 & 2009).

Die Luftfiltration bietet zwar Schutz vor Sporen in der Luft, hat aber hat aber einen Nachteil für die landwirtschaftliche Produktion. Die für das Gedeihen von Cannabispflanzen notwendige Luftfeuchtigkeit, die für das Gedeihen von Cannabispflanzen notwendig ist, kann das Filtermaterial feucht werden, was die Vermehrung der eingefangenen Mikroben begünstigt. Die Sporen von Botrytis cinerea stammen aus der freien Natur und werden durch Schuhe und Kleidung in die Innenräume gebracht. Sie werden auch als häufige Kontaminanten in etwa der Hälfte der Innenräume in den USA gefunden, mit mittleren Konzentrationen von etwa 45-49 KBE/m3 (Shelton 2002).

Daher ist es wichtig, dass sich die Arbeitnehmer vor dem Betreten eines sterilen Anbaus reinigen und dekontaminieren bevor sie eine sterile Kulturumgebung betreten. Normale Desinfektionsverfahren, wie sie in Krankenhäusern verwendet werden, können für Anbauräume angepasst werden. Andere Methoden zur Bekämpfung von Botrytis cinerea umfassen traditionelle Fungizide. Aber einige dieser Methoden können gefährliche Rückstände hinterlassen die für den Verzehr durch schwerkranke Patienten nicht geeignet sind (Cervantes 2006). Es werden auch organische Methoden untersucht, darunter die Verwendung von konkurrierenden oder parasitären Mikroorganismen (Wu 2013, Schumacher 2011, Costa 2013).

Die Luftqualität in den Anbauräumen kann ebenfalls durch Luftfiltration und Überdruck kontrolliert werden, während die Desinfektion der Innenräume mit Chemikalien wie Bleichmittel durchgeführt werden kann.

Obwohl die oben genannten Methoden bei der Bekämpfung von mikrobielle Bedrohungen für die Cannabisproduktion wirksam bekämpfen, ist der sauberste und direkteste Weg, sie zu inaktivieren. Dazu wird die Verwendung von ultravioletter keimtötender Bestrahlung (UV-C) empfohlen.

UV-C IN KULTURANLAGEN


Ultraviolette keimtötende Energie oder Lichtenergie in der UV-C-Wellenlänge (253,7 nm) löst molekulare Bindungen auf und desinfiziert dadurch organische Materialien desinfiziert und zersetzt, was sie zu einem idealen Mittel um Mikroben wie Botrytis cinerea dauerhaft zu inaktivieren. In der Tat haben Wissenschaftler noch keinen Mikroorganismus gefunden, der völlig der gegen die zerstörerische Wirkung von UV-C immun ist, einschließlich Superbugs und alle anderen antibiotikaresistenten Mikroorganismen.

Es gibt zwei Ansätze zur Verwendung von UV-C zur Kontrolle von Schimmel und Vermehrung von Bakterien in Cannabis-Innengärten:

1) UV-C-Luftstrom Desinfektionssysteme und
2) UV-C-Oberflächendesinfektionssysteme.


LUFTSTROM-DESINFEKTION


Luftstrom-Desinfektionssysteme verwenden UV-C-Lampen zur Bekämpfung von Krankheitserregern aus der Außen- und/oder Abluft (die luftgetragene Krankheitserreger enthalten).

Es wurden Abtötungsquoten von über 99,9 % beim ersten Durchgang modelliert und da die Luft im Kreislauf geführt wird, werden die Konzentrationen bei jedem weiteren Durchgang ("Mehrfachdosierung") weiter reduziert.

HVAC-OBERFLÄCHENREINIGUNG


Oberflächenreinigende UV-C-Systeme bieten eine 24/7-Bestrahlung von HVACR Komponenten, um Bakterien, Viren und Schimmel zu zerstören, die sich auf die sich auf Spulen, Luftfiltern, Kanälen und Ablaufwannen ansiedeln und vermehren.

UV-C verhindert dass diese Bereiche zu mikrobiellen Reservoirs für das Wachstum von Krankheitserregern werden die sich schließlich in die Luftströme ausbreiten. Sie können auch eine Abtötung von Krankheitserregern in der Luft von bis zu 30 % mit zusätzlichen Sauberkeit, der Effizienz des Wärmeaustauschs und des Energieverbrauch (ASHRAE 2011- Fencl 2013/2014).

Latorre et al. (2012) testeten die Wirksamkeit von UV-A, UV-B, und UV-C-Bestrahlung auf Botrytis cinerea und stellten fest, dass UV-C das wirksamste Spektrum ist. In der Studie wurde ein Philips-Modell F15T8BLB mit einer UV-Leistung von 20 W.

Die Ergebnisse zeigten kein Überleben von Konidien (Sporen) bei der höchsten UV-Dosis von 1.100 J/m2. Mercier et al. (2001) verwendeten eine UV-C-Bestrahlung im Bereich von 400- 4.500 J/m2 mit einer General Electric G30T8 UV-Lampe (30 W UV Leistung) zur Bekämpfung der durch Botrytis cinerea verursachten Fäulnis an Paprika. Die Sporenkeimung wurde sowohl in vivo als auch in vitro gehemmt, mit Sporenüberlebensraten von 0-5 % nach einer UV Gesamtdosis von 4.400 J/m2. Marquenie (2002) bestrahlte Botrytis cinerea-Sporen mit fünf fluoreszierenden UV-Lampen mit je 8 W UV-Leistung bestrahlt, und die Ergebnisse zeigen die Ergebnisse zeigen eine einstufige Kurve bis zur maximalen getesteten Dosis von 1.000 J/m2.

Die nebenstehende Abbildung fasst die Ergebnisse der drei vorgenannten Tests zusammen, die eine klassische zweistufige Abklingkurve zeigen. Die erste Stufe des Abklingens, die bei Desinfektionsanwen-dungen oft die wichtigste ist, variiert von kf = 0,0022 - 0,0093 m2/J. Der Mittelwert für der Zerfallskonstante der ersten Stufe von Botrytis cinerea ist daher k = 0,0052 m2/J.

 

Die Spanne der D90-Werte, d. h. der für eine 90%ige Desinfektion der Sporen erforderlichen Dosis "Desinfektion" der Sporen erforderlich ist, liegt bei etwa 440-2.000 J/m2. Dieser Bereich der UV-Empfindlichkeit ist gut vergleichbar mit anderen Pilzsporen wie wie Aspergillus oder Penicillium (Kowalski 2009)

Ein entscheidender Aspekt bei der Gestaltung von Innenräumen für den Anbau von medizinischem Marihuana ist die Kontrolle von Pilzsporen in der Luft, und obwoh die meisten bestehenden Einrichtungen schlecht geeignet sind, um das Eindringen von Pilzsporen zu verhindern, können sie normalerweise mit Luftfiltern, Fentilatoren und UV-Systemen nachgerüstet werden, um sie relativ frei von Sporen zu machen. Es ist jedoch wichtig, dass die Einrichtung luftdicht ist und unter Überdruck steht, um das hohe Maß an Sauberkeit aufrechtzuerhalten, das notwendig ist, um Ausbrüche von Schimmel zu vermeiden. Und idealerweise sollte jedes Anbauzentrum über einen Vorraum mit Überdruck haben, in den keine Sporen aus dem Freien eindringen können oder in den Außenbereich gelangen. Betriebsprotokolle und regelmäßige Dekontamination sind sind notwendig, um ein hohes Maß an Sauberkeit und Desinfektion zu gewährleisten.


FALLBEISPIEL:

LÖSUNGEN FÜR BESCHLEUNIGTES WACHSTUM

Conor Guckian, ein 20-jähriger Veteran im Vertrieb von HLK-Anlagen, gründete das in Sacramento ansässige Unternehmen Accelerated Growth Solutions, um Klima- und Umweltkontrollgeräte für die aufstrebende Cannabis-Industrie anzubieten.
"Die Legalisierung von Cannabis hat dazu geführt, dass Unternehmer ihre die Art und Weise, wie sie ihre Anbauanlagen gestalten", erklärt Guckian. "Die Züchter bauen ihre Anlagen in einem viel größeren Anlagen in größerem Maßstab und mit Blick auf die langfristige Leistung und investieren zunehmend in Technologien, die ihre Gesamterträge maximieren."
Die Accelerated Growth (AG) Systeme von Guckian sind darauf ausgelegt diesen steigenden Anforderungen gerecht zu werden, indem sie die Temperatur, die Feuchtigkeit und Dampfdruckunterschiede, um die Bedürfnisse der Pflanzen während jedem Entwicklungsschritt gerecht zu werden. "Unsere AG-Systeme modulieren, um eine präzise Temperatur und
Luftfeuchtigkeit, unabhängig von der Belastung des Raums, und bieten so eine Umgebung, in der die Pflanzen gedeihen können", sagt Guckian.

Eine standardmäßig in alle AG-Systeme eingebaute Funktion ist die keimtötende UV-C Bestrahlung von UV Resources aus Santa Clarita, Kalifornien. Die 253,7 nm C-Band-Wellenlänge inaktiviert praktisch alle Mikroorganismen die sich auf HVACR-Kühlschlangen bilden. Bleiben diese Mikroben unkontrolliert, können sie können diese Mikroben Schimmel und Mehltau verursachen und ganze Ernten ruinieren.

"Die Anbringung von UV-C-Lampen direkt über den Kühlschlangen ist entscheidend für um eine gesunde, erfolgreiche Anlage zu erhalten", erklärt Guckian.

"Ein zusätzlicher Vorteil ist das desinfizierte Kondensat aus der Kühlschlange Kühlschlange, das für andere Zwecke in der Anlage wiederverwendet werden kann." Zu den Alternativen zu UV-C gehören mechanische Reinigungen, die die in einer überfüllten Anlage oft umständlich und schwierig sind, oder der Einsatz von oder der Einsatz von Pestiziden, die von den Züchtern wegen der die sie für viele medizinische Marihuana-Patienten darstellen. Laut Guckian bietet UV-C das einfachste und effizienteste Mittel, um eine Cannabispflanze vor Schimmel zu schützen. Er verweist auf eine Anbauanlage in Desert Hot Springs, CA als Beispiel. Die 40.000 Quadratmeter große Anlage hatte zuvor Luftentfeuchter in Verbindung mit Klimaanlagen verwendet, um die um die Wachstumsumgebung zu kontrollieren. Diese bestehende Anlage war nicht nur nicht in der Lage, eine ideale Wachstumsumgebung effektiv zu regulieren und aufrechtzuerhalten, sondern das Fehlen einer UV-C-Desinfektion bedeutete auch, dass Schimmel immer eine drohende Gefahr darstellte.

Um die Erträge zu verbessern, installierte der Betrieb ein Dutzend 35-Tonnen-AG Klimageräte, die jeweils einen Produktionsraum mit 70 Lampen versorgen. "Die Installation ist denkbar einfach", erklärt Guckian. "Die Einheiten werden
auf dem Boden außerhalb des Lichtraums montiert. Ein kleines Loch wird in die Wand für die Rückluft geschnitten, und die Zuluft wird in ein Kanalsystem geleitet."

Nach sieben Monaten Betrieb hat die Anlage ihre Ertrag um etwa 60 % gesteigert - von zwei Pfund pro Lampe auf etwa 3,25 Pfund pro Lampe.

"Das ist ein relativ kostengünstiger Schutz für eine unglaublich teure Ernte", sagt Guckian.
"Man sollte nicht einmal eine Anlage ohne errichten. Das ist nicht einmal eine Frage."

Wir freuen uns, wenn Sie diesen Artikel in Ihrem Netzwerk teilen:


Unser Beratungs Team

Persönliche Beratung ist uns wichtig!

Wir beraten Sie gerne vor Ort. Bei einem Rundgang kann einfach und schnell entschieden werden,

welche Möglichkeiten bestehen um Ihre Produktion keimfrei zu halten.

Eveline Heiniger (Aussendienst)

Eveline Heiniger ist für die Beratung vor Ort Ihre Ansprechpartnerin. Sie erreichen Frau Heiniger per E-Mail [email protected] oder per Telefon +41 79 711 73 73

Zuständig für: ZH/GR/LU/SZ/SH/TG usw.

Company team

Andrea Seiler (Aussendienst)

Andrea Seiler ist für Sie für die Beratung vor Ort die richtige Ansprechpartnerin. Sie erreichen Frau Seiler per E-Mail [email protected] oder per Telefon +41 79 848 73 73

Zuständig für: AG/BE/BS/BL/SO/FR usw.

Dr. Felix Joho

Felix Joho ist bei uns im Innendienst für Sie da. Sie erreichen Herrn Joho per E-Mail  [email protected] oder per Telefon +41 52 345 02 02

Company team

Claude Haltiner

Claude Haltiner ist  Geschäftsführer  und Inhaber von PMI Labortechnik GmbH. Mit seiner langjährigen Erfahrung im Labor-Fachhandel unterstützt er das Aussendienst-Team.

Literatur

Der Inhalt dieser Seite ist aus dem Engeneering Systems, Ausgabe Juni 2018




Referenzen / Quellen

Borchardt, D. (2017, March 01). "Marijuana Industry Projected To Create More Jobs Than Manufacturing By 2020." Retrieved . September 28, 2017

Boyd-Wilson, K., Perry, J., und Walter, M. (1998). "Persistenz und Überleben von saprophytischen Pilzen antagonistisch zu Botrytis cinerea auf kiwifruit leaves." Proc of the 51st Conf of the New Zealand Plant Prot Soc, Inc. 96-101. 

Cervantes, G. (2006). Marihuana-Gartenbau: The Indoor/Outdoor Medical Grower's Guide. Van Patten Publishing. 
Cleanlightdirect (2016). "Töten Sie Mehltau und Knospenfäule mit UV light." Costa, L., Rangel, D. E. N., 

Morandi, M. A. B., and Bettiol, W. (2013). "Auswirkungen von UV-B-Strahlung auf die antagonistische Fähigkeit
of Clonostachys rosea to Botrytis cinerea on strawberry leaves." Biological Control 65, 95-100.

Gull, K., und Trinci, A. P. J. (1971). "Feinstruktur der Sporenkeimung in Botrytis cinerea." J Gen Microbiol 68, 207-220.

Heuvelink, E. (2006). "Reduzierung von Botrytis in Gewächshauskulturen: periodische UV-Licht-Behandlung bei Tomatenpflanzen". Universität Wageningen, Horticultural Production Chains, Wageningen, Niederlande.

Kowalski, W. J., Bahnf leth, W. P., Witham, D. L., Severin, B. F., und Whittam, T. S. (2000). "Mathematische Modellierung von UV-C für die Luftdesinfektion". Quantitative Mikrobiologie 2(3), 249-270.

Kowalski, W. J. (2006). Aerobiological Engineering Handbook: A Guide to Airborne Disease Control Technologies. McGraw-Hill, New York.

Kowalski, W. J. (2009). Handbuch zur ultravioletten keimtötenden Bestrahlung: UVGI für Luft- und Oberflächen-desinfektion. Springer, New York.