Ultrazvuk visoke snage za naprednu mikrobiološku stabilnost boja
- Mikrobiološko kvarenje može oštetiti formulacije boja na vodenoj i na otapalnoj osnovi.
- Ekološki propisi ograničavaju upotrebu biocida. Ultrazvučna obrada (sonikacija) ekološki je prihvatljiva i djelotvorna metoda konzerviranja boja.
- Ultrazvuk visoke snage omogućava čak i recikliranje boja i premaza koje je mikrobiološki pokvareno.
Ultrazvučno konzerviranje boja
Konzerviranje boja podrazumijeva sprječavanje rasta bakterija i drugih mikroorganizama. Biocidi se općenito dodaju formulaciji boje kako bi ubili mikrobe. Zbog sve veće potražnje za održivim, netoksičnim i ekološki prihvatljivim bojama, formulacije boja se danas proizvode s nižim udjelom hlapljivih organskih spojeva (VOC) i često imaju veći sadržaj vode. Kao nedostatak, te održive formulacije znatno su podložnije mikrobiološkom kvarenju i propadanju.
Ultrazvuk visoke snage zelena je metoda konzerviranja boja i premaza. Djelotvorno uništavanje ćelija i liza mikroba pomažu u proizvodnji boja s niskim sadržajem VOC-a i biocida – uz dug rok trajanja i dobru stabilnost proizvoda.
Mikrobiološko propadanje boje
Boje na vodenoj i na otapalnoj osnovi koriste se zbog svojih dekorativnih i zaštitnih svojstava. Osobito su sistemi na vodenoj osnovi podložni mikrobiološkoj biodeterioraciji.
Budući da ekološki propisi postaju stalno stroži, količina biocida u bojama mora se smanjiti, jer ti biocidi mogu biti štetni za okoliš i ljudsko zdravlje. Stoga su ekološki propisi znatno ograničili upotrebu biocida. Biocidi se koriste za sprječavanje i smanjenje mikrobiološkog kvarenja boja i premaza. Oni omogućavaju znatno duži rok trajanja i mogućnost skladištenja proizvoda boje. Zbog smanjene upotrebe biocida potrebna je alternativna metoda konzerviranja.
Ultrazvuk visoke snage dobro je poznata tehnika razgradnje ćelija i konzerviranja, a pokazalo se da smanjuje / zamjenjuje upotrebu agresivnih antimikrobnih kemikalija.
Posljedice mikrobiološkog kvarenja
Kontaminaciju boje uzrokuje rast i/ili unošenje neželjenih mikrobnih ćelija u formulaciju, a ona može dovesti do sljedećeg propadanja:
- promjena boje
- stvaranje plinova
- neugodan miris
- gubitak viskoznosti
- vlaknasta konzistencija, plijesan, sluz
- razdvajanje faza
Mikrobiološka stabilnost boja važna je odlika kvaliteta, jer je poznato da svaki takav rast u upakovanom proizvodu pogoršava njegovu funkcionalnu upotrebu. Ultrazvuk visoke snage pomaže vam da poboljšate mikrobiološku i kinetičku stabilnost formulacije vaše boje!
Ultrazvučno recikliranje mikrobiološki pokvarenih boja
Ako su se boje već pokvarile zbog nedovoljnog konzerviranja, ultrazvučna obrada (sonikacija) pruža vam mogućnost da boje i premaze reciklirate u mokrom stanju. Kada boje i premazi premaše rok trajanja, formulacija se može obnoviti sonikacijom. Nestabilnost i kvarenje formulacije mogu se preokrenuti: intenzivna sonikacija razgrađuje mikrobe, konzervira i stabilizira formulaciju tako da se boja ponovo pretvara u proizvod pogodan za prodaju. Reciklirani proizvod može se vratiti u tok formulacije i ponovo upakovati za prodaju.
Ovaj jednostavan proces omogućava vam da reciklirate pokvarene formulacije boja i spriječite ekonomske gubitke zbog kvarenja (uključujući troškove zbrinjavanja otpada).
Prednosti ultrazvuka visoke snage:
Jedan korak – višestruki učinci
- Ultrazvuk visoke snage konzervira formulaciju vaše boje razgradnjom mikroba, gljivica i algi
- Ultrazvuk melje, dispergira i deaglomerira čestice do mikronske i nanometarske veličine
- Ultrazvučna obrada (sonikacija) pomaže u otplinjavanju formulacije
- Recikliranje pokvarenih proizvoda kojima je istekao rok trajanja
Dobijte homogenu i stabilnu formulaciju boje pomoću ultrazvuka visoke snage!
Jedan uređaj za 3 procesna koraka
Ultrazvučna obrada (sonikacija) vrlo je svestrana tehnika obrade. Jedan instalirani ultrazvučni homogenizator može obaviti tri procesna koraka:
- mljevenje, deaglomeracija i dispergiranje
- mikrobiološka stabilizacija i konzerviranje
- otplinjavanje formulacije
Industrijski ultrazvuk visoke snage
Hielscher industrijski ultrazvučni uređaji mogu se lako instalirati i naknadno ugraditi u postojeće proizvodne pogone. Za visoku propusnost naše robusne ultrazvučne jedinice najčešće se koriste kao inline sistemi. Formulacija boje može se dovoditi kroz postavku s jednim prolazom ili kroz recirkulacijski sistem. Broj prolaza kroz kavitacijsku žarišnu zonu u ultrazvučnom reaktoru može se prilagoditi proizvodu i posebnim zahtjevima.
Ultrazvučni sistemi kompanije Hielscher, kao što su UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 ili UIP16000 mogu se grupisati u klastere tako da praktično nema ograničenja proizvodnog kapaciteta.
Svi sonikatori izrađeni su za rad 24 sata dnevno, 7 dana u sedmici, i zahtijevaju vrlo malo održavanja. Reaktorske komore lako se čiste zbog jednostavne geometrije i ugrađenog ultrazvučnog čistača (CIP).
Ultrazvučni uređaj za najzahtjevnije primjene UIP16000 (16 kW)
Ultrazvuk visoke snage za konzerviranje boja: UIP1500hd
Literatura/reference
- Downey, A. (2012): Upotreba biocida u očuvanju boje. U: HW Rossmoore: Handbook of Biocide and Preservative Use. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Analiza degradacije boje gljivičnim i bakterijskim vrstama. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753-760.
- Obidi, OF; Aboaba, OO; Makanjuola, MS; Nwachukwu, SCU (2009): Mikrobna evaluacija i propadanje boja i boja-proizvoda. J. Environ. Biol. 30(5), 835-840 (2009).
- Ravikumar, HR; Rao, SS; Karigar, CS (2012): Biorazgradnja boja: trenutno stanje. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977-1987.
Činjenice vrijedne znanja
Dispergiranje pigmenata
- Vlaženje: Suhi pigmentni prah mora se navlažiti. Tokom vlaženja površina pigmentnih čestica i aglomerata prekriva se tečnošću.
- Deaglomeracija / razdvajanje: Agregati i aglomerati moraju se razbiti kako bi površina svake pojedinačne čestice bila prekrivena tečnošću. Ultrazvuk visoke snage vrlo je djelotvoran alat za mljevenje, dispergiranje i deaglomeraciju čestica u homogenu formulaciju. Osim toga, ultrazvučna obrada (sonikacija) potiče otplinjavanje formulacije.
- Stabilizacija: Formulacija se stabilizira kako bi se zadržala veličina čestica. Djelotvorna metoda mljevenja i dispergiranja pomaže stabilnu raspodjelu veličine čestica i stabilizaciju tokom skladištenja.
Mikrobiološko kvarenje
Gram-negativni organizmi koji se često nalaze u kontaminiranoj vodenoj boji uključuju Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. i Aerobacter sp.
Gram-pozitivni organizmi roda Bacillus sp. također se mogu naći u kontaminiranoj boji. Najčešće vrste gljivica na kontaminiranom suhom filmu boje su Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium i Penicillium.
Zbog sve veće potražnje za održivim, netoksičnim i ekološki prihvatljivim bojama, boje se formuliraju s nižim udjelom VOC-a i često imaju veći sadržaj vode.
Manje toksične, ekološki prihvatljive boje obično imaju manje postojan rok trajanja i češće se mikrobiološki inficiraju.
Mikrobiološko kvarenje površinskih premaza na vodenoj osnovi može proizvođaču uzrokovati velike ekonomske gubitke.
Posljedice aktivnosti bakterija i gljivica su gubitak viskoznosti, stvaranje plinova, neugodan miris i vidljivo propadanje. Osim toga, promjena boje uzrokovana mikrobiološki proizvedenim enzimima može dovesti do promjena u proizvodu dugo nakon procesa formulacije. Gubitak viskoznosti formulacije boje često se može uočiti kao posljedica razgradnje celuloznih zgušnjivača.
Formulacije boja
Boje na vodenoj i na otapalnoj osnovi koriste se npr. na vanjskim ili unutrašnjim zidovima stambenih kompleksa. Te boje imaju dvije osnovne funkcije: zaštitu i ukrašavanje. Mikrobiološka kontaminacija boje u mokrom stanju i na osušenim filmovima može narušiti te funkcije, što dovodi do propadanja, kvarova te optičkih / estetskih nedostataka. Konzervansi za boje hemijska su opcija za sprječavanje ili suzbijanje mikrobiološkog kvarenja u maloj mjeri. Uobičajeni konzervansi za upotrebu u limenci (biocidi / fungicidi / mikrobicidi) za boje i premaze uključuju O-formale, N-formale, 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT), benzisothiazoline (BIT) i chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine). Iz ekoloških i zdravstvenih razloga poželjno je smanjiti ili izbjegavati upotrebu tih hemikalija.
Ultrazvuk visoke snage zelena je alternativa koja može zamijeniti upotrebu biocida ili smanjiti količinu biocida potrebnu za konzerviranje boje u mokrom stanju.