Ultrazvuk velike snage za poboljšanu mikrobnu stabilnost boja
- Mikrobna razgradnja može oštetiti formulacije boja na bazi vode i na bazi otapala.
- Propisi o zaštiti okoliša ograničavaju uporabu biocida. Sonikacija je ekološki prihvatljiva i učinkovita metoda konzerviranja boja.
- Ultrazvuk velike snage omogućuje čak i recikliranje mikrobiološki pokvarenih boja i premaza.
Ultrazvučno konzerviranje boja
Konzerviranje boja obuhvaća sprječavanje rasta bakterija i drugih mikroorganizama. Formulaciji boje obično se dodaju biocidi kako bi se uništili mikroorganizmi. Uz sve veću potražnju za održivim, netoksičnim i ekološki prihvatljivim bojama, današnje formulacije boja proizvode se s nižim udjelom hlapljivih organskih spojeva (VOC) i često imaju veći udio vode. Nedostatak je tih održivih formulacija znatno veća podložnost mikrobiološkom kvarenju i razgradnji.
Ultrazvuk velike snage ekološki je prihvatljiva metoda konzerviranja boja i premaza. Učinkovito uništavanje stanica i liza mikroorganizama pomažu u proizvodnji boja s niskim udjelom hlapljivih organskih spojeva i biocida – ali uz dug rok trajanja i dobru stabilnost proizvoda.
Mikrobna razgradnja boje
Boje na bazi vode i na bazi otapala upotrebljavaju se zbog svojih dekorativnih i zaštitnih svojstava. Sustavi na bazi vode posebno su podložni mikrobnoj biorazgradnji.
Budući da propisi o zaštiti okoliša postaju sve stroži, količina biocida u bojama mora se smanjiti jer ti biocidi mogu biti štetni za okoliš i ljudsko zdravlje. Stoga su propisi o zaštiti okoliša znatno ograničili uporabu biocida. Biocidi se upotrebljavaju za sprječavanje i smanjenje mikrobiološkog kvarenja boja i premaza. Omogućuju znatno dulji rok trajanja i dulje čuvanje boje. Zbog smanjene uporabe biocida potrebna je alternativna metoda konzerviranja.
Ultrazvuk velike snage dobro je poznata tehnika razaranja stanica i konzerviranja te se pokazalo da smanjuje / zamjenjuje uporabu agresivnih antimikrobnih kemikalija.
Posljedice mikrobiološkog kvarenja
Kontaminacija boje nastaje rastom i/ili unošenjem neželjenih mikrobnih stanica u formulaciju te može uzrokovati sljedeće oblike degradacije:
- promjenu boje
- stvaranje plinova
- neugodan miris
- gubitak viskoznosti
- nitavost, plijesan, sluz
- razdvajanje faza
Mikrobna stabilnost boja važno je svojstvo kvalitete jer je poznato da svaki takav rast u proizvodu pakiranom u limenke narušava njegovu funkcionalnu uporabljivost. Ultrazvuk velike snage pomaže vam poboljšati mikrobnu i kinetičku stabilnost vaše formulacije boje!
Ultrazvučno recikliranje mikrobiološki razgrađenih boja
Ako su se boje već pokvarile zbog nedovoljnog konzerviranja, sonikacija vam omogućuje recikliranje boja i premaza u mokrom stanju. Kada bojama i premazima istekne rok trajanja, formulacija se može obnoviti sonikacijom. Nestabilnost i kvarenje formulacije mogu se poništiti: intenzivna sonikacija razara mikroorganizme, konzervira i stabilizira formulaciju tako da boja ponovno postaje proizvod koji se može prodavati. Reciklirani proizvod može se uvesti u tok formulacije i ponovno pakirati u limenke za prodaju.
Ovaj jednostavan postupak omogućuje vam recikliranje razgrađenih formulacija boja i sprječavanje ekonomskih gubitaka zbog kvarenja (uključujući troškove zbrinjavanja otpada).
Prednosti ultrazvuka velike snage:
Jedan korak – višestruki učinci
- Ultrazvuk velike snage konzervira vašu formulaciju boje razaranjem mikroorganizama, gljiva i algi
- Ultrazvuk melje, dispergira i deaglomerira čestice do mikrometarske i nanometarske veličine
- Sonikacija pomaže u otplinjavanju formulacije
- Recikliranje pokvarenih proizvoda kojima je istekao rok trajanja
Dobijte homogenu i stabilnu formulaciju boje uz ultrazvuk velike snage!
Jedan uređaj za provedbu 3 procesna koraka
Sonikacija je vrlo svestrana tehnika obrade. Jedan ugrađeni ultrazvučni homogenizator može provesti tri procesna koraka:
- mljevenje, deaglomeraciju i dispergiranje
- mikrobnu stabilizaciju i konzerviranje
- otplinjavanje formulacije
Industrijski ultrazvuk velike snage
Industrijski ultrazvučni uređaji tvrtke Hielscher mogu se jednostavno ugraditi i naknadno integrirati u postojeće proizvodne pogone. Za velike kapacitete obrade naše se robusne ultrazvučne jedinice uglavnom upotrebljavaju kao sustavi za obradu u toku. Formulacija boje može se dovoditi kroz sustav s jednim prolazom ili kroz recirkulacijski sustav. Broj prolazaka kroz područje intenzivne kavitacije u ultrazvučnom reaktoru može se prilagoditi proizvodu i posebnim zahtjevima.
Ultrazvučni sustavi tvrtke Hielscher, kao što su UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 ili UIP16000 , mogu se povezati u skupine tako da praktički nema ograničenja proizvodnog kapaciteta.
Svi sonikatori izrađeni su za rad 24/7 i zahtijevaju vrlo malo održavanja. Reaktorske komore lako se čiste zahvaljujući jednostavnoj geometriji i ugrađenom ultrazvučnom uređaju za čišćenje (CIP).
Ultrazvučni uređaj za zahtjevne uvjete rada UIP16000 (16kW)
Ultrazvuk velike snage za konzerviranje boja: UIP1500hd
Literatura i reference
- Downey, A. (2012): Uporaba biocida u konzerviranju boja. U: H.W. Rossmoore: Priručnik za uporabu biocida i konzervansa. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Analiza razgradnje boja djelovanjem gljivičnih i bakterijskih vrsta. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753–760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Mikrobiološka procjena i razgradnja boja i proizvoda na bazi boja. J. Environ. Biol. 30(5), 835–840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Biorazgradnja boja: trenutačno stanje. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977–1987.
Korisne činjenice
Dispergiranje pigmenata
- Kvašenje: suhi pigmentni prah mora se nakvasiti. Tijekom kvašenja površina čestica pigmenta i aglomerata oblaže se tekućinom.
- Deaglomeracija / razdvajanje: agregati i aglomerati moraju se razbiti kako bi površina svake pojedinačne čestice bila prekrivena tekućinom. Ultrazvuk velike snage vrlo je učinkovito sredstvo za mljevenje, dispergiranje i deaglomeraciju čestica radi dobivanja homogene formulacije. Nadalje, sonikacija potiče otplinjavanje formulacije.
- Stabilizacija: formulacija se stabilizira kako bi se održala veličina čestica. Učinkovita metoda mljevenja i dispergiranja pridonosi stabilnoj raspodjeli veličine čestica i stabilizaciji tijekom skladištenja.
Mikrobiološko kvarenje
Gram-negativni organizmi koji se često nalaze u kontaminiranoj boji na bazi vode uključuju Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. i Aerobacter sp.
U kontaminiranoj boji mogu se naći i gram-pozitivni organizmi Bacillus sp. Najčešće gljivične vrste koje se nalaze na kontaminiranom suhom filmu boje jesu Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium i Penicillium.
Uz sve veću potražnju za održivim, netoksičnim i ekološki prihvatljivim bojama, boje se formuliraju s nižim udjelom hlapljivih organskih spojeva (VOC) i često imaju veći udio vode.
Manje toksične, ekološki prihvatljive boje obično imaju kraći rok trajanja i pokazuju povećanu učestalost mikrobne kontaminacije.
Mikrobiološko kvarenje površinskih premaza na bazi vode može proizvođaču uzrokovati znatne ekonomske gubitke.
Učinci bakterijske i gljivične aktivnosti jesu gubitak viskoznosti, stvaranje plinova, neugodan miris i vidljiva degradacija. Osim toga, promjena boje uzrokovana enzimima koje proizvode mikroorganizmi može dovesti do promjena u proizvodu dugo nakon postupka formuliranja. Gubitak viskoznosti formulacije boje često se može uočiti kao posljedica razgradnje celuloznih zgušnjivača.
Formulacije boja
Boje na bazi vode i na bazi otapala upotrebljavaju se, primjerice, na vanjskim ili unutarnjim zidovima stambenih kompleksa. Te boje imaju dvije osnovne funkcije: zaštitu i dekoraciju. Mikrobna kontaminacija boje u mokrom stanju i osušenih filmova može uništiti te funkcije, što dovodi do degradacije, gubitka funkcionalnosti i optičkih / estetskih nedostataka. Konzervansi za boje kemijska su mogućnost za sprječavanje mikrobiološkog kvarenja ili njegovo zadržavanje na niskoj razini. Uobičajeni konzervansi za boje i premaze u ambalaži (biocidi / fungicidi / mikrobicidi) uključuju O-formals, N-formals, 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT), benzisothiazoline (BIT) i chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine). Zbog zaštite okoliša i zdravlja poželjno je smanjiti ili izbjeći uporabu tih kemikalija.
Ultrazvuk velike snage ekološki je prihvatljiva alternativa koja može zamijeniti uporabu biocida ili smanjiti količinu biocida potrebnu za konzerviranje boje u mokrom stanju.