Nagy teljesítményű ultrahang a festékek fokozott mikrobiális stabilitásáért
- A mikrobiális károsodás mind a vízbázisú, mind az oldószerbázisú festékformulációkat károsíthatja.
- A környezetvédelmi előírások korlátozzák a biocidek használatát. Az ultrahangos kezelés környezetbarát, hatékony módszer a festékek tartósítására.
- A nagy teljesítményű ultrahang még a mikrobiálisan romlott festékek és bevonatok újrahasznosítását is lehetővé teszi.
Festékek ultrahangos tartósítása
A festékek tartósítása a baktériumok és más mikroorganizmusok szaporodásának megakadályozását jelenti. A mikrobák elpusztítása érdekében általában biocideket adnak a festékformulációhoz. A fenntartható, nem mérgező, környezetbarát festékek iránti növekvő kereslet miatt napjainkban a festékformulációkat alacsonyabb illékony szervesvegyület-tartalommal (VOC) állítják elő, és gyakran magasabb a víztartalmuk. Hátrányuk, hogy ezek a fenntartható formulációk lényegesen érzékenyebbek a mikrobiális romlásra és károsodásra.
A nagy teljesítményű ultrahang környezetbarát tartósítási módszer festékek és bevonatok számára. A mikrobák hatékony sejtroncsolása és lízise segít alacsony VOC- és biocidtartalmú festékek előállításában – hosszú eltarthatóság és jó termékstabilitás mellett.
A festék mikrobiális károsodása
A vízbázisú és oldószerbázisú festékeket dekoratív és védő tulajdonságaik miatt használják. Különösen a vízbázisú rendszerek érzékenyek a mikrobiális eredetű biológiai károsodásra.
Mivel a környezetvédelmi előírások folyamatosan szigorodnak, csökkenteni kell a festékekben lévő biocidek mennyiségét, ugyanis ezek a biocidek károsak lehetnek a környezetre és az emberi egészségre. Ezért a környezetvédelmi előírások jelentősen korlátozták a biocidek használatát. A biocideket a festékek és bevonatok mikrobiális romlásának megelőzésére és csökkentésére használják. Jelentősen hosszabb eltarthatóságot és jobb tárolhatóságot tesznek lehetővé a festéktermék számára. A biocidek használatának csökkentése miatt alternatív tartósítási módszerre van szükség.
A nagy teljesítményű ultrahang jól ismert sejtfeltárási és tartósítási technika, amelyről kimutatták, hogy csökkenti / helyettesíti az agresszív antimikrobiális vegyszerek használatát.
A mikrobiális romlás következményei
A festék szennyeződését nemkívánatos mikrobiális sejtek szaporodása és/vagy a formulációba való bekerülése okozza, ami a következő károsodásokat eredményezheti:
- elszíneződés
- gázképződés
- kellemetlen szag
- viszkozitáscsökkenés
- szálhúzás, penész, nyálka
- fázisszétválás
A festékek mikrobiális stabilitása fontos minőségi jellemző, mivel a dobozba töltött termékben bekövetkező bármilyen ilyen szaporodásról ismert, hogy rontja annak rendeltetésszerű használhatóságát. A nagy teljesítményű ultrahang segít javítani festékformulációja mikrobiális és kinetikai stabilitását!
Mikrobiálisan károsodott festékek ultrahangos újrahasznosítása
Ha a festékek az elégtelen tartósítás miatt már megromlottak, az ultrahangos kezelés lehetőséget nyújt a festékek és bevonatok nedves állapotban történő újrahasznosítására. Ha a festékek és bevonatok eltarthatósági ideje lejárt, a formuláció ultrahangos kezeléssel felújítható. A formuláció instabilitása és romlása visszafordítható: az intenzív ultrahangos kezelés roncsolja a mikrobákat, tartósítja és stabilizálja a formulációt, így a festék ismét értékesíthető termékké válik. Az újrahasznosított termék visszavezethető a formuláció anyagáramába, és értékesítés céljából ismét dobozba tölthető.
Ez az egyszerű eljárás lehetővé teszi a károsodott festékformulációk újrahasznosítását, megelőzve a romlásból eredő gazdasági veszteségeket (beleértve a hulladékártalmatlanítás költségeit is).
A nagy teljesítményű ultrahang előnyei:
Egyetlen lépés – sokrétű hatás
- A nagy teljesítményű ultrahang a mikrobák, gombák és algák roncsolásával tartósítja festékformulációját
- Az ultrahang mikronos és nanoméretűre őrli, diszpergálja és deagglomerálja a részecskéket
- Az ultrahangos kezelés segít a formuláció gázmentesítésében
- A lejárt eltarthatóságú, romlott termékek újrahasznosítása
Állítson elő homogén és stabil festékformulációt nagy teljesítményű ultrahanggal!
Egyetlen készülék 3 eljárási lépés elvégzésére
Az ultrahangos kezelés rendkívül sokoldalú feldolgozási technika. Egyetlen telepített ultrahangos homogenizátor három eljárási lépést végezhet el:
- őrlés, deagglomerálás és diszpergálás
- mikrobiális stabilizálás és tartósítás
- a formuláció gázmentesítése
Ipari nagy teljesítményű ultrahang
A Hielscher ipari ultrahangos készülékei könnyen telepíthetők és utólag beépíthetők meglévő gyártólétesítményekbe. Nagy feldolgozási kapacitás esetén robusztus ultrahangos berendezéseinket többnyire sorba épített rendszerekként használják. A festékformuláció egyszeri áthaladású vagy recirkulációs elrendezésben vezethető át. Az ultrahangos reaktorban található intenzív kavitációs zónán való áthaladások száma a termékhez és az egyedi követelményekhez igazítható.
A Hielscher ultrahangos rendszerei, például a UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 vagy a UIP16000, csoportokba kapcsolhatók, így a gyártási kapacitás gyakorlatilag korlátlan.
Minden ultrahangos kezelőberendezés 24/7 üzemre készült, és nagyon kevés karbantartást igényel. A reaktorkamrák egyszerű geometriájuknak és a helyben telepített ultrahangos tisztítóberendezésnek (CIP) köszönhetően könnyen tisztíthatók.
Nagy igénybevételre tervezett ultrahangos kezelőberendezés UIP16000 (16kW)
Nagy teljesítményű ultrahang a festékek tartósítására: UIP1500hd
Szakirodalom és hivatkozások
- Downey, A. (2012): A biocidek használata a festékek tartósításában. In: H.W. Rossmoore: A biocidek és tartósítószerek használatának kézikönyve. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): A festék gomba- és baktériumfajok okozta károsodásának elemzése. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753–760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Festékek és festéktermékek mikrobiális értékelése és károsodása. J. Environ. Biol. 30(5), 835–840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): A festékek biológiai lebomlása: jelenlegi helyzet. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977–1987.
Hasznos tudnivalók
Pigmentdiszpergálás
- Nedvesítés: A száraz pigmentport meg kell nedvesíteni. A nedvesítés során a folyadék bevonja a pigmentrészecskék és agglomerátumok felületét.
- Deagglomerálás / szétválasztás: Az aggregátumokat és agglomerátumokat fel kell bontani, hogy a folyadék minden egyes részecske felületét befedje. A nagy teljesítményű ultrahang rendkívül hatékony eszköz arra, hogy a részecskéket őrölje, diszpergálja és deagglomerálja egy homogén formuláció kialakításához. Ezenkívül az ultrahangos kezelés elősegíti a formuláció gázmentesítését .
- Stabilizálás: A formulációt a részecskeméret fenntartása érdekében stabilizálják. Egy hatékony őrlési és diszpergálási módszer elősegíti a stabil részecskeméret-eloszlást és a tárolás alatti stabilizálást.
Mikrobiális romlás
A szennyezett vízbázisú festékekben gyakran előforduló Gram-negatív mikroorganizmusok közé tartoznak a Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. és Aerobacter sp.
A Bacillus sp. Gram-pozitív mikroorganizmusai szintén megtalálhatók a szennyezett festékben. A szennyezett, száraz festékfilmen leggyakrabban előforduló gombafajok az Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium és Penicillium.
A fenntartható, nem mérgező, környezetbarát festékek iránti növekvő kereslet miatt a festékeket alacsonyabb VOC-tartalommal formulálják, és gyakran magasabb a víztartalmuk.
A kevésbé mérgező, környezetvédelmi szempontból elfogadható festékek eltarthatósági ideje jellemzően rövidebb, és gyakrabban fordul elő bennük mikrobiális fertőződés.
A vízbázisú felületi bevonatok mikrobiológiai romlása súlyos gazdasági veszteséget okozhat a gyártónak.
A baktériumok és gombák aktivitásának következményei a viszkozitáscsökkenés, a gázképződés, a kellemetlen szag és a látható károsodás. Ezenkívül a mikrobák által termelt enzimek okozta elszíneződés még jóval a formulálási folyamat után is változásokat idézhet elő a termékben. A festékformuláció viszkozitásának csökkenése gyakran megfigyelhető a cellulózalapú sűrítőanyagok lebomlásának következményeként.
Festékformulációk
A vízbázisú és oldószerbázisú festékeket például lakóépület-együttesek külső vagy belső falain használják. Ezeknek a festékeknek két alapvető funkciójuk van: a védelem és a dekoráció. A nedves állapotú festékben és a megszáradt filmeken kialakuló mikrobiális szennyeződés tönkreteheti ezeket a funkciókat, ami károsodáshoz, működési zavarokhoz és optikai / esztétikai hiányosságokhoz vezet. A festéktartósító szerek kémiai lehetőséget kínálnak a mikrobiális romlás megelőzésére vagy alacsony szinten tartására. A festékek és bevonatok dobozon belüli tartósítására használt gyakori tartósítószerek (biocidek / fungicidek / mikrobicidek) közé tartoznak az O-formals, N-formals, 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT), benzisothiazoline (BIT) és chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine). Környezetvédelmi és egészségügyi okokból előnyös csökkenteni vagy elkerülni ezeknek a vegyszereknek a használatát.
A nagy teljesítményű ultrahang környezetbarát alternatíva, amely helyettesítheti a biocidek használatát, vagy csökkentheti a nedves állapotú festék tartósításához szükséges biocidek mennyiségét.