فراصوت پرتوان برای ارتقای پایداری میکروبی رنگ‌ها
- تخریب میکروبی می‌تواند به فرمولاسیون‌های رنگ، هم بر پایه آب و هم بر پایه حلال، آسیب برساند.
- مقررات زیست‌محیطی استفاده از زیست‌کش‌ها را محدود می‌کنند. فراصوت‌دهی روشی مؤثر و سازگار با محیط‌زیست برای محافظت از رنگ در برابر فساد است.
- فراصوت پرتوان حتی بازیافت رنگ‌ها و پوشش‌های فاسدشده بر اثر فعالیت میکروبی را نیز امکان‌پذیر می‌کند.
محافظت از رنگ در برابر فساد با فراصوت
محافظت از رنگ در برابر فساد شامل جلوگیری از رشد باکتری‌ها و دیگر میکروارگانیسم‌هاست. معمولاً برای از بین بردن میکروب‌ها، زیست‌کش‌ها به فرمولاسیون رنگ افزوده می‌شوند. با افزایش تقاضا برای رنگ‌های پایدار از نظر زیست‌محیطی، غیرسمی و سازگار با محیط‌زیست، امروزه فرمولاسیون‌های رنگ با مقادیر کمتری از ترکیبات آلی فرّار (VOCs) تولید می‌شوند و اغلب محتوای آب بیشتری دارند. نقطه‌ضعف این فرمولاسیون‌های پایدار از نظر زیست‌محیطی، حساسیت بسیار بیشتر آن‌ها به فساد و تخریب میکروبی است.
فراصوت پرتوان روشی سبز برای محافظت از رنگ‌ها و پوشش‌ها در برابر فساد است. تخریب مؤثر سلولی و لیز میکروب‌ها به تولید رنگ‌هایی با محتوای کم VOC و زیست‌کش کمک می‌کند – با این حال، این رنگ‌ها ماندگاری طولانی و پایداری محصول مطلوبی دارند.
تخریب میکروبی رنگ
رنگ‌های بر پایه آب و حلال به دلیل ویژگی‌های تزئینی و حفاظتی خود استفاده می‌شوند. به‌ویژه سامانه‌های بر پایه آب در معرض تخریب زیستی ناشی از میکروب‌ها قرار دارند.
از آنجا که مقررات زیست‌محیطی پیوسته سخت‌گیرانه‌تر می‌شوند، مقدار زیست‌کش‌های موجود در رنگ‌ها باید کاهش یابد، زیرا این زیست‌کش‌ها می‌توانند برای محیط‌زیست و سلامت انسان مضر باشند. بنابراین، مقررات زیست‌محیطی استفاده از زیست‌کش‌ها را به میزان قابل‌توجهی محدود کرده‌اند. زیست‌کش‌ها برای پیشگیری از فساد میکروبی رنگ‌ها و پوشش‌ها و کاهش آن به کار می‌روند. آن‌ها ماندگاری و قابلیت انبارش محصول رنگ را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهند. با توجه به کاهش استفاده از زیست‌کش‌ها، به روشی جایگزین برای محافظت در برابر فساد نیاز است.
فراصوت پرتوان روشی شناخته‌شده برای تخریب سلولی و محافظت در برابر فساد است و نشان داده شده است که استفاده از مواد شیمیایی ضدمیکروبی قوی را کاهش می‌دهد یا جایگزین آن‌ها می‌شود.
پیامدهای فساد میکروبی
آلودگی رنگ بر اثر رشد و/یا ورود سلول‌های میکروبی ناخواسته به فرمولاسیون ایجاد می‌شود و ممکن است به موارد زیر از تخریب منجر شود:
- تغییر رنگ
- تولید گاز
- بوی نامطبوع
- کاهش گرانروی
- نخ‌کش‌شدن، کپک، لایه لزج
- جدایش فازی
پایداری میکروبی رنگ‌ها یکی از ویژگی‌های مهم کیفی است، زیرا مشخص شده است که هرگونه رشد میکروبی از این نوع در محصول داخل قوطی، عملکرد آن را هنگام استفاده مختل می‌کند. فراصوت پرتوان به شما کمک می‌کند پایداری میکروبی و سینتیکی فرمولاسیون رنگ خود را بهبود دهید!
بازیافت فراصوتی رنگ‌های تخریب‌شده بر اثر فعالیت میکروبی
اگر رنگ‌ها به دلیل محافظت ناکافی در برابر فساد از پیش خراب شده باشند، فراصوت‌دهی امکان بازیافت رنگ‌ها و پوشش‌ها را در حالت تر فراهم می‌کند. هنگامی که رنگ‌ها و پوشش‌ها از مدت ماندگاری خود گذشته‌اند، می‌توان فرمولاسیون را با فراصوت‌دهی بازسازی کرد. ناپایداری و فساد فرمولاسیون را می‌توان معکوس کرد: فراصوت‌دهی شدید میکروب‌ها را تخریب می‌کند، فرمولاسیون را در برابر فساد محافظت و پایدار می‌سازد تا رنگ دوباره به محصولی قابل‌فروش تبدیل شود. محصول بازیافتی را می‌توان به جریان فرمولاسیون وارد کرد و دوباره برای فروش در قوطی بسته‌بندی کرد.
این فرایند ساده به شما امکان می‌دهد فرمولاسیون‌های رنگ تخریب‌شده را بازیافت کنید و از زیان‌های اقتصادی ناشی از فساد، از جمله هزینه‌های دفع پسماند، جلوگیری کنید.
مزایای فراصوت پرتوان:
یک مرحله – اثرات متعدد
- فراصوت پرتوان با تخریب میکروب‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها، فرمولاسیون رنگ شما را در برابر فساد محافظت می‌کند
- فراصوت ذرات را آسیاب، پراکنده و کلوخه‌زدایی می‌کند و آن‌ها را به ابعاد میکرونی و نانویی می‌رساند
- فراصوت‌دهی به گاززدایی فرمولاسیون کمک می‌کند
- بازیافت محصولات فاسدشده‌ای که از مدت ماندگاری خود گذشته‌اند
به فرمولاسیون رنگی همگن و پایدار با فراصوت پرتوان دست یابید!
یک دستگاه برای انجام 3 مرحله فرایندی
فراصوت‌دهی یک روش پردازش بسیار چندمنظوره است. یک هموژنایزر فراصوتی نصب‌شده می‌تواند سه مرحله فرایندی را انجام دهد:
- آسیاب‌کردن, کلوخه‌زدایی و پراکنده‌سازی
- پایدارسازی میکروبی و محافظت در برابر فساد
- گاززدایی فرمولاسیون
فراصوت پرتوان صنعتی
محصولات Hielscher، دستگاه‌های فراصوت صنعتی، به‌راحتی قابل نصب و ادغام در تأسیسات تولیدی موجود هستند. برای ظرفیت‌های پردازش بالا، واحدهای فراصوت مستحکم ما عمدتاً به‌صورت سامانه‌های درون‌خطی استفاده می‌شوند. فرمولاسیون رنگ را می‌توان از طریق آرایش تک‌گذر یا بازگردشی تغذیه کرد. تعداد دفعات عبور از ناحیه متمرکز فعالیت کاویتاسیون در راکتور فراصوتی را می‌توان متناسب با محصول و الزامات خاص تنظیم کرد.
سامانه‌های فراصوتی Hielscher مانند UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 یا UIP16000 را می‌توان به‌صورت مجموعه‌ای به هم متصل کرد، به‌گونه‌ای که عملاً محدودیتی در ظرفیت تولید وجود نداشته باشد.
تمام سونیکاتورها برای کارکرد 24/7 ساخته شده‌اند و به نگهداری بسیار کمی نیاز دارند. محفظه‌های راکتور به دلیل هندسه ساده و وجود تمیزکننده فراصوتی در محل (CIP)، به‌راحتی تمیز می‌شوند.
منابع و مراجع
- داونی ، آ. (2012): استفاده از بیوسیدها در حفظ رنگ. در: H.W. Rossmoore: کتاب راهنمای استفاده از بیوسید و مواد نگهدارنده. اسپرینگر علمی 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): تجزیه و تحلیل تجزیه رنگ توسط گونه های قارچی و باکتریایی. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753-760.
- عبیدی، O.F.; ابوابا، O.O.; ماکانجولا، م.س.; Nwachukwu، S.C.U. (2009): ارزیابی میکروبی و زوال رنگ ها و محصولات رنگی. J. محیط زیست. Biol. 30(5)، 835-840 (2009).
- راویکومار، اچ آر. رائو ، اس اس. کاریگر، CS (2012): تجزیه زیستی رنگ ها: وضعیت فعلی. هند J. علمی فن آوری. 5/1 ، 2012. 1977-1987.
دانستنی‌های مفید
پراکنده‌سازی رنگ‌دانه
- ترشوندگی: پودر خشک رنگ‌دانه باید تر شود. در حین ترشوندگی، سطح ذرات و کلوخه‌های رنگ‌دانه با مایع پوشانده می‌شود.
- کلوخه‌زدایی / جداسازی: تجمعات و کلوخه‌ها باید شکسته شوند تا سطح تک‌تک ذرات با مایع پوشانده شود. فراصوت پرتوان ابزاری بسیار مؤثر برای آسیاب‌کردن, پراکنده‌سازی و کلوخه‌زدایی ذرات و ایجاد فرمولاسیونی همگن است. افزون بر این، فراصوت‌دهی به گاززدایی فرمولاسیون کمک می‌کند.
- پایدارسازی: فرمولاسیون برای حفظ اندازه ذرات پایدار می‌شود. یک روش مؤثر آسیاب‌کردن و پراکنده‌سازی به حفظ توزیع پایدار اندازه ذرات و پایدارسازی در طول انبارش کمک می‌کند.
فساد میکروبی
ارگانیسم‌های گرم‌منفی که معمولاً در رنگ‌های آلوده بر پایه آب یافت می‌شوند، شامل Pseudomonas sp.، Enterobacter sp.، Proteus sp.، Micrococcus sp. و Aerobacter sp. هستند.
ارگانیسم‌های گرم‌مثبت از Bacillus sp. نیز ممکن است در رنگ آلوده یافت شوند. رایج‌ترین گونه‌های قارچی موجود روی فیلم خشک رنگ آلوده عبارت‌اند از Aureobasidium، Alternaria، Aspergillus، Cladosporium و Penicillium.
با افزایش تقاضا برای رنگ‌های پایدار از نظر زیست‌محیطی، غیرسمی و سازگار با محیط‌زیست، رنگ‌ها با مقادیر کمتری از ترکیبات آلی فرّار (VOCs) فرموله می‌شوند و اغلب محتوای آب بیشتری دارند.
رنگ‌های کم‌سم‌تر و قابل‌قبول از نظر زیست‌محیطی معمولاً ماندگاری کوتاه‌تری دارند و موارد بیشتری از آلودگی میکروبی در آن‌ها مشاهده می‌شود.
فساد میکروبی پوشش‌های سطحی بر پایه آب می‌تواند زیان اقتصادی شدیدی به تولیدکننده وارد کند.
پیامدهای فعالیت باکتری‌ها و قارچ‌ها شامل کاهش گرانروی، تولید گاز، بوی نامطبوع و تخریب قابل‌مشاهده است. علاوه بر این، تغییر رنگ ناشی از آنزیم‌های تولیدشده توسط میکروب‌ها می‌تواند مدت‌ها پس از فرایند فرمولاسیون موجب تغییراتی در محصول شود. کاهش گرانروی فرمولاسیون رنگ اغلب در نتیجه تجزیه عوامل غلیظ‌کننده سلولزی مشاهده می‌شود.
فرمولاسیون‌های رنگ
رنگ‌های بر پایه آب و حلال، برای مثال، روی دیوارهای بیرونی یا داخلی مجتمع‌های مسکونی استفاده می‌شوند. این رنگ‌ها دو کارکرد اساسی دارند: حفاظت و تزئین. آلودگی میکروبی در رنگِ حالت تر و روی فیلم‌های خشک‌شده می‌تواند این کارکردها را از بین ببرد و به تخریب، اختلال در عملکرد و نقص‌های بصری / زیبایی‌شناختی منجر شود. نگهدارنده‌های رنگ یک گزینه شیمیایی برای پیشگیری از فساد میکروبی یا محدودکردن آن به سطحی پایین هستند. نگهدارنده‌های رایج داخل قوطی (زیست‌کش‌ها / قارچ‌کش‌ها / میکروب‌کش‌ها) برای رنگ‌ها و پوشش‌ها شامل O-formals، N-formals، 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT)، benzisothiazoline (BIT) و chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine) هستند. به دلایل زیست‌محیطی و بهداشتی، کاهش یا اجتناب از مصرف این مواد شیمیایی مطلوب است.
فراصوت پرتوان جایگزینی سبز است که می‌تواند جای استفاده از زیست‌کش‌ها را بگیرد یا مقدار زیست‌کش موردنیاز برای محافظت از رنگ در حالت تر را کاهش دهد.