Výkonový ultrazvuk pro pokročilou mikrobiální stabilitu barev
- Mikrobiální degradace může poškodit vodou ředitelné i rozpouštědlové formulace barev.
- Předpisy na ochranu životního prostředí omezují používání biocidů. Sonikace je ekologická a účinná metoda konzervace barev.
- Výkonový ultrazvuk umožňuje dokonce recyklaci mikrobiálně zkažených barev a nátěrových hmot.
Ultrazvuková konzervace barev
Konzervace barev spočívá v zabránění růstu bakterií a dalších mikroorganismů. Obecně se do formulace barvy přidávají biocidy, které mají mikroby usmrtit. S rostoucí poptávkou po udržitelných, netoxických a ekologických barvách se dnes formulace barev vyrábějí s nižším obsahem VOC a často mají vyšší obsah vody. Nevýhodou je, že tyto udržitelné formulace jsou výrazně náchylnější k mikrobiálnímu kažení a degradaci.
Výkonový ultrazvuk je ekologická metoda konzervace barev a nátěrových hmot. Účinná destrukce buněk a lyze mikrobů pomáhá vyrábět barvy s nízkým obsahem VOC a biocidů – a přesto s dlouhou trvanlivostí a dobrou stabilitou produktu.
Mikrobiální degradace barev
Vodou ředitelné a rozpouštědlové barvy se používají pro své dekorativní a ochranné vlastnosti. Zejména vodou ředitelné systémy jsou náchylné k mikrobiální biodegradaci.
Protože jsou předpisy na ochranu životního prostředí neustále přísnější, musí se množství biocidů v barvách snižovat, neboť tyto biocidy mohou škodit životnímu prostředí a lidskému zdraví. Předpisy na ochranu životního prostředí proto používání biocidů podstatně omezily. Biocidy se používají k prevenci a omezení mikrobiálního kažení barev a nátěrových hmot. Umožňují výrazně delší trvanlivost a skladovatelnost barevného produktu. Vzhledem k omezenému používání biocidů je zapotřebí alternativní metoda konzervace.
Výkonový ultrazvuk je dobře známá technika dezintegrace buněk a konzervace a bylo prokázáno, že snižuje / nahrazuje používání agresivních antimikrobiálních chemikálií.
Důsledky mikrobiálního kažení
Kontaminace barvy je způsobena růstem a/nebo vnesením nežádoucích mikrobiálních buněk do formulace a může vést k následující degradaci:
- změna barvy
- tvorba plynů
- zápach
- ztráta viskozity
- tvorba vláken, plísně, sliz
- fázová separace
Mikrobiální stabilita barev je důležitým znakem kvality, protože je známo, že jakýkoli takový růst v baleném produktu zhoršuje jeho funkční použitelnost. Výkonový ultrazvuk vám pomůže zlepšit mikrobiální a kinetickou stabilitu vaší formulace barvy!
Ultrazvuková recyklace mikrobiálně degradovaných barev
Pokud se barvy již zkazily v důsledku nedostatečné konzervace, sonikace vám dává možnost recyklovat barvy a nátěrové hmoty v mokrém stavu. Pokud barvy a nátěrové hmoty překročily svou trvanlivost, lze formulaci obnovit sonikací. Nestabilitu a zkažení formulace lze zvrátit: intenzivní sonikace rozrušuje mikroby, konzervuje a stabilizuje formulaci, takže se barva opět stane prodejným produktem. Recyklovaný produkt lze přivést zpět do proudu formulace a znovu naplnit do obalů k prodeji.
Tento jednoduchý proces vám umožňuje recyklovat degradované formulace barev a předcházet tak ekonomickým ztrátám v důsledku zkažení (včetně nákladů na likvidaci odpadu).
Výhody výkonového ultrazvuku:
Jeden krok – mnohostranné účinky
- Výkonový ultrazvuk konzervuje vaši formulaci barvy rozrušováním mikrobů, hub a řas
- Ultrazvuk mele, disperguje a deaglomeruje částice na mikro- a nanovelikost
- Sonikace pomáhá formulaci odplynit
- Recyklace zkažených produktů, které překročily svou trvanlivost
Získejte homogenní a stabilní formulaci barvy pomocí výkonového ultrazvuku!
Jedno zařízení pro 3 procesní kroky
Sonikace je velmi univerzální technika zpracování. Jeden instalovaný ultrazvukový homogenizátor může zajistit tři procesní kroky:
- mletí, deaglomerace a dispergace
- mikrobiální stabilizace a konzervace
- odplynění formulace
Průmyslový výkonový ultrazvuk
Ultrazvuková zařízení Hielscher pro průmyslové použití lze snadno nainstalovat a dodatečně zabudovat do stávajících výrobních zařízení. Pro vysokou kapacitu zpracování se naše robustní ultrazvukové jednotky většinou používají jako inline systémy. Formulaci barvy lze přivádět buď v jednoprůchodovém, nebo v recirkulačním uspořádání. Počet průchodů kavitačním hot-spotem v ultrazvukovém reaktoru lze přizpůsobit produktu a specifickým požadavkům.
Ultrazvukové systémy Hielscher, jako například UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 nebo UIP16000, lze sdružovat do clusterů, takže výrobní kapacita není prakticky nijak omezena.
Všechny sonikátory jsou konstruovány pro nepřetržitý provoz 24/7 a vyžadují jen velmi malou údržbu. Reaktorové komory se snadno čistí díky jednoduché geometrii a instalovanému ultrazvukovému čisticímu zařízení (CIP).
Literatura a reference
- Downey, A. (2012): Použití biocidů při konzervaci nátěrů. In: H.W. Rossmoore: Příručka použití biocidů a konzervačních látek. Praha: Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Analýza degradace nátěrových hmot podle plísňových a bakteriálních druhů. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753-760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Mikrobiální hodnocení a zhoršování kvality barev a nátěrových hmot. J. Životní prostředí. Biol. 30(5), 835-840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Biodegradace nátěrových hmot: současný stav. Indický J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977-1987.
Užitečná fakta
Disperze pigmentů
- Smáčení: Suchý pigmentový prášek musí být smočen. Během smáčení se povrch pigmentových částic a aglomerátů pokryje kapalinou.
- Deaglomerace / separace: Agregáty a aglomeráty musí být rozbity tak, aby byl povrch každé jednotlivé částice pokryt kapalinou. Výkonový ultrazvuk je velmi účinným nástrojem k mletí, dispergaci a deaglomeraci částic v homogenní formulaci. Sonikace navíc podporuje odplynění formulace.
- Stabilizace: Formulace se stabilizuje, aby se zachovala velikost částic. Účinná metoda mletí a dispergace napomáhá stabilní distribuci velikosti částic a stabilizaci během skladování.
Mikrobiální kažení
Mezi gramnegativní organismy, které se běžně vyskytují v kontaminovaných vodou ředitelných barvách, patří Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. a Aerobacter sp.
V kontaminované barvě se mohou vyskytovat také grampozitivní organismy rodu Bacillus sp. Nejběžnějšími druhy hub nalézanými na kontaminovaném suchém nátěrovém filmu jsou Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium a Penicillium.
S rostoucí poptávkou po udržitelných, netoxických a ekologických barvách se barvy formulují s nižším obsahem VOC a často mají vyšší obsah vody.
Méně toxické, ekologicky přijatelné barvy mívají kratší trvanlivost a vykazují zvýšený výskyt mikrobiální infekce.
Mikrobiologické kažení nátěrových hmot na vodní bázi může výrobci způsobit vážné ekonomické ztráty.
Důsledky bakteriální a houbové aktivity jsou ztráta viskozity, tvorba plynů, zápach a viditelná degradace. Změna barvy způsobená enzymy produkovanými mikroby může navíc vést ke změnám produktu dlouho po procesu formulace. Ztrátu viskozity formulace barvy lze často pozorovat v důsledku rozkladu celulózových zahušťovadel.
Formulace barev
Vodou ředitelné a rozpouštědlové barvy se používají např. na vnějších nebo vnitřních stěnách obytných komplexů. Tyto barvy mají dvě základní funkce: ochranu a dekoraci. Mikrobiální kontaminace barvy v mokrém stavu a na zaschlých filmech může tyto funkce zničit, což vede k degradaci, poruchám funkce a optickým / estetickým nedostatkům. Konzervační látky do barev jsou chemickou možností, jak mikrobiálnímu kažení zabránit nebo jej udržet na nízké úrovni. Mezi běžné konzervační látky pro konzervaci v obalu (biocidy / fungicidy / mikrobicidy) pro barvy a nátěrové hmoty patří O-formaly, N-formaly, 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT), benzisothiazoline (BIT) a chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine). Z environmentálních a zdravotních důvodů je vhodné používání těchto chemikálií omezit nebo se mu vyhnout.
Výkonový ultrazvuk je ekologická alternativa, která může nahradit používání biocidů nebo snížit množství biocidů potřebných ke konzervaci barvy v mokrém stavu.