Tehoultraääni maalien mikrobistabiilisuuden parantamiseen
- Mikrobien aiheuttama pilaantuminen voi vahingoittaa sekä vesi- että liuotinpohjaisia maalikoostumuksia.
- Ympäristömääräykset rajoittavat biosidien käyttöä. Ultraäänikäsittely on ympäristöystävällinen ja tehokas menetelmä maalien säilyvyyden parantamiseen.
- Tehoultraääni mahdollistaa jopa mikrobien pilaamien maalien ja pinnoitteiden kierrätyksen.
Maalien säilyvyyden parantaminen ultraäänellä
Maalien säilyvyyden parantamiseen kuuluu bakteerien ja muiden mikro-organismien kasvun estäminen. Maalikoostumukseen lisätään yleensä biosideja mikrobien tuhoamiseksi. Kestävien, myrkyttömien ja ympäristöystävällisten maalien kysynnän kasvaessa maalikoostumuksia valmistetaan nykyään pienemmillä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) pitoisuuksilla, ja niiden vesipitoisuus on usein suurempi. Haittapuolena on, että nämä kestävät koostumukset ovat huomattavasti alttiimpia mikrobien aiheuttamalle pilaantumiselle ja vaurioitumiselle.
Tehoultraääni on ympäristöystävällinen menetelmä maalien ja pinnoitteiden säilyvyyden parantamiseen. Mikrobisolujen tehokas tuhoaminen ja lyysi auttavat valmistamaan maaleja, joiden VOC- ja biosidipitoisuudet ovat pienet mutta joiden säilyvyysaika on pitkä ja tuotestabiilisuus hyvä.
Mikrobien aiheuttama maalin pilaantuminen
Vesi- ja liuotinpohjaisia maaleja käytetään niiden koristeellisten ja suojaavien ominaisuuksien vuoksi. Erityisesti vesipohjaiset järjestelmät ovat alttiita mikrobien aiheuttamalle biologiselle vaurioitumiselle.
Ympäristömääräysten jatkuvasti tiukentuessa maalien biosidimäärää on vähennettävä, sillä nämä biosidit voivat olla haitallisia ympäristölle ja ihmisten terveydelle. Siksi ympäristömääräykset ovat rajoittaneet biosidien käyttöä huomattavasti. Biosideja käytetään estämään ja vähentämään maalien ja pinnoitteiden mikrobipilaantumista. Ne mahdollistavat maalituotteen huomattavasti pidemmän säilyvyysajan ja paremman varastoitavuuden. Biosidien käytön vähentyessä tarvitaan vaihtoehtoinen menetelmä säilyvyyden parantamiseen.
Tehoultraääni on tunnettu menetelmä solujen hajotukseen ja säilyvyyden parantamiseen, ja sen on osoitettu vähentävän voimakkaiden antimikrobisten kemikaalien käyttöä tai korvaavan sen.
Mikrobipilaantumisen seuraukset
Maalin kontaminaatio johtuu ei-toivottujen mikrobisolujen kasvusta koostumuksessa ja/tai niiden päätymisestä koostumukseen, ja se voi aiheuttaa seuraavia vaurioita:
- värimuutokset
- kaasunmuodostus
- paha haju
- viskositeetin aleneminen
- rihmamaisuus, home, lima
- faasien erottuminen
Maalien mikrobistabiilisuus on tärkeä laatuominaisuus, sillä tällaisen kasvun tiedetään heikentävän purkitetun tuotteen toimivuutta käytössä. Tehoultraääni auttaa parantamaan maalikoostumuksesi mikrobiologista ja kineettistä stabiilisuutta!
Mikrobien pilaamien maalien kierrätys ultraäänellä
Jos maalit ovat jo pilaantuneet riittämättömän säilyvyyden varmistamisen vuoksi, ultraäänikäsittely mahdollistaa maalien ja pinnoitteiden kierrätyksen märässä tilassa. Kun maalien ja pinnoitteiden säilyvyysaika on ylittynyt, koostumus voidaan kunnostaa ultraäänikäsittelyllä. Koostumuksen epästabiilisuus ja pilaantuminen voidaan kumota: voimakas ultraäänikäsittely hajottaa mikrobit, parantaa koostumuksen säilyvyyttä ja stabiloi sen, jolloin maalista tulee jälleen myyntikelpoinen tuote. Kierrätetty tuote voidaan syöttää koostumuksen valmistusvirtaan ja purkittaa uudelleen myyntiä varten.
Tämä yksinkertainen prosessi mahdollistaa pilaantuneiden maalikoostumusten kierrätyksen ja ehkäisee pilaantumisesta johtuvia taloudellisia menetyksiä, mukaan lukien jätteiden hävityskustannukset.
Tehoultraäänen edut:
Yksi vaihe – monia vaikutuksia
- Tehoultraääni parantaa maalikoostumuksesi säilyvyyttä hajottamalla mikrobeja, sieniä ja leviä
- Ultraääni jauhaa ja dispergoi hiukkasia sekä hajottaa niiden agglomeraatteja mikrometri- ja nanometrikokoon
- Ultraäänikäsittely auttaa poistamaan kaasua koostumuksesta
- Säilyvyysaikansa ylittäneiden pilaantuneiden tuotteiden kierrätys
Saat homogeenisen ja stabiilin maalikoostumuksen tehoultraäänellä!
Yksi laite 3 prosessivaiheen suorittamiseen
Ultraäänikäsittely on erittäin monipuolinen prosessointitekniikka. Yksi asennettu ultraäänihomogenisaattori voi suorittaa kolme prosessivaihetta:
- jauhatus, agglomeraattien hajotus ja dispergointi
- mikrobiologinen stabilointi ja säilyvyyden parantaminen
- kaasunpoisto koostumuksesta
Teollinen tehoultraääni
Hielscherin teolliset ultraäänilaitteet voidaan helposti asentaa ja jälkiasentaa olemassa oleviin tuotantolaitoksiin. Suurilla käsittelykapasiteeteilla kestäviä ultraääniyksiköitämme käytetään pääasiassa jatkuvatoimisina inline-järjestelminä. Maalikoostumus voidaan syöttää joko kertaläpivirtaus- tai kierrätysjärjestelyn kautta. Ultraäänireaktorin voimakkaan kavitaation alueen läpi kulkevien käsittelykertojen määrä voidaan mukauttaa tuotteen ja erityisvaatimusten mukaan.
Hielscherin ultraäänijärjestelmät, kuten UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 tai UIP16000, voidaan yhdistää ryhmiksi siten, että tuotantokapasiteetilla ei käytännössä ole ylärajaa.
Kaikki ultraäänikäsittelylaitteet on rakennettu toimimaan 24/7, ja ne tarvitsevat hyvin vähän huoltoa. Reaktorikammiot on helppo puhdistaa yksinkertaisen geometrian ja paikalleen asennetun ultraäänipuhdistimen (CIP) ansiosta.
Ultraäänikäsittelylaite raskaaseen käyttöön UIP16000 (16kW)
Tehoultraääni maalien säilyvyyden parantamiseen: UIP1500hd
Kirjallisuus ja lähteet
- Downey, A. (2012): Biosidien käyttö maalien säilyvyyden parantamisessa. Teoksessa: H.W. Rossmoore: Biosidien ja säilöntäaineiden käytön käsikirja. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Sieni- ja bakteerilajien aiheuttaman maalien vaurioitumisen analyysi. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753–760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Maalien ja maalituotteiden mikrobiologinen arviointi ja pilaantuminen. J. Environ. Biol. 30(5), 835–840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Maalien biologinen hajoaminen: nykytilanne. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977–1987.
Hyödyllistä tietoa
Pigmenttien dispergointi
- Kostutus: Kuiva pigmenttijauhe on kostutettava. Kostutuksen aikana pigmenttihiukkasten ja agglomeraattien pinnat peittyvät nesteellä.
- Agglomeraattien hajotus / erottaminen: Aggregaatit ja agglomeraatit on hajotettava, jotta jokaisen yksittäisen hiukkasen pinta peittyy nesteellä. Tehoultraääni on erittäin tehokas väline, jolla voidaan jauhaa, dispergoida ja hajottaa agglomeraatteja siten, että hiukkasista muodostuu homogeeninen koostumus. Lisäksi ultraäänikäsittely edistää kaasunpoistoa koostumuksesta.
- Stabilointi: Koostumus stabiloidaan hiukkaskoon säilyttämiseksi. Tehokas jauhatus- ja dispergointimenetelmä tukee stabiilia hiukkaskokojakaumaa ja stabilointia varastoinnin aikana.
Mikrobipilaantuminen
Kontaminoituneissa vesipohjaisissa maaleissa yleisesti esiintyviä gramnegatiivisia organismeja ovat Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. ja Aerobacter sp.
Kontaminoituneissa maaleissa voi esiintyä myös grampositiivisia Bacillus sp. -organismeja. Kontaminoituneessa kuivassa maalikalvossa yleisimmin esiintyviä sienilajeja ovat Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium ja Penicillium.
Kestävien, myrkyttömien ja ympäristöystävällisten maalien kysynnän kasvaessa maalit valmistetaan pienemmillä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) pitoisuuksilla, ja niiden vesipitoisuus on usein suurempi.
Vähemmän myrkyllisten, ympäristön kannalta hyväksyttävien maalien säilyvyysaika on yleensä lyhyempi, ja niissä esiintyy useammin mikrobikontaminaatiota.
Vesipohjaisten pintapinnoitteiden mikrobiologinen pilaantuminen voi aiheuttaa valmistajalle huomattavia taloudellisia menetyksiä.
Bakteerien ja sienten toiminnan vaikutuksia ovat viskositeetin aleneminen, kaasunmuodostus, paha haju ja näkyvä vaurioituminen. Lisäksi mikrobien tuottamien entsyymien aiheuttamat värimuutokset voivat johtaa tuotteen muutoksiin vielä kauan koostumuksen valmistusprosessin jälkeen. Maalikoostumuksen viskositeetin alenemista voidaan usein havaita selluloosapohjaisten sakeutusaineiden hajoamisen seurauksena.
Maalikoostumukset
Vesi- ja liuotinpohjaisia maaleja käytetään esimerkiksi asuinrakennusten ulko- tai sisäseinissä. Näillä maaleilla on kaksi perustehtävää: suojaaminen ja koristaminen. Mikrobikontaminaatio märässä maalissa ja kuivuneissa kalvoissa voi tuhota nämä tehtävät, mikä johtaa vaurioitumiseen, toimintahäiriöihin ja optisiin / esteettisiin puutteisiin. Maalien säilöntäaineet ovat kemiallinen vaihtoehto mikrobipilaantumisen estämiseen tai sen rajoittamiseen vähäiseksi. Maalien ja pinnoitteiden yleisiä purkkisäilöntäaineita (biosideja / fungisidejä / mikrobisidejä) ovat O-formals, N-formals, 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT), benzisothiazoline (BIT) ja chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine). Ympäristö- ja terveyssyistä näiden kemikaalien käyttöä on suotavaa vähentää tai välttää.
Tehoultraääni on ympäristöystävällinen vaihtoehto, joka voi korvata biosidien käytön tai vähentää märän maalin säilyvyyden varmistamiseen tarvittavaa biosidimäärää.