Ultrasuoni di potenza per una maggiore stabilità microbica delle vernici
- Il deterioramento microbico può danneggiare le formulazioni di vernici sia a base acquosa sia a base solvente.
- Le normative ambientali limitano l’uso dei biocidi. La sonicazione è un metodo efficace e rispettoso dell’ambiente per la conservazione delle vernici.
- Gli ultrasuoni di potenza consentono persino di riciclare vernici e rivestimenti deteriorati dai microrganismi.
Conservazione delle vernici mediante ultrasuoni
La conservazione delle vernici consiste nel prevenire la crescita di batteri e altri microrganismi. Generalmente, si aggiungono biocidi alla formulazione della vernice per uccidere i microrganismi. Con la crescente domanda di vernici sostenibili, non tossiche e rispettose dell’ambiente, oggi le formulazioni vengono prodotte con livelli inferiori di composti organici volatili (VOC) e spesso presentano un contenuto d’acqua più elevato. Uno svantaggio di queste formulazioni sostenibili è la loro suscettibilità significativamente maggiore all’alterazione e al deterioramento microbici.
Gli ultrasuoni di potenza sono un metodo ecologico per la conservazione di vernici e rivestimenti. L’efficace distruzione cellulare e lisi dei microrganismi contribuisce a produrre vernici con un basso contenuto di VOC e biocidi – mantenendo comunque una lunga durata di conservazione e una buona stabilità del prodotto.
Deterioramento microbico delle vernici
Le vernici a base acquosa e a base solvente vengono utilizzate per le loro proprietà decorative e protettive. In particolare, i sistemi a base acquosa sono suscettibili al biodeterioramento microbico.
Poiché le normative ambientali diventano sempre più severe, è necessario ridurre la quantità di biocidi nelle vernici, dato che queste sostanze possono essere dannose per l’ambiente e la salute umana. Le normative ambientali hanno pertanto limitato considerevolmente l’uso dei biocidi. I biocidi vengono utilizzati per prevenire e ridurre l’alterazione microbica di vernici e rivestimenti. Consentono di prolungare significativamente la durata di conservazione e la possibilità di stoccaggio della vernice. La riduzione dell’uso dei biocidi rende necessario un metodo di conservazione alternativo.
Gli ultrasuoni di potenza sono una tecnica ben nota per la disgregazione cellulare e la conservazione, che ha dimostrato di ridurre / sostituire l’uso di sostanze chimiche antimicrobiche aggressive.
Conseguenze dell’alterazione microbica
La contaminazione delle vernici è causata dalla crescita e/o dall’introduzione di cellule microbiche indesiderate nella formulazione e può provocare le seguenti forme di degradazione:
- alterazione del colore
- formazione di gas
- cattivo odore
- perdita di viscosità
- filamentosità, muffa, mucillagine
- separazione di fase
La stabilità microbica delle vernici è un’importante caratteristica qualitativa, poiché è noto che qualsiasi crescita di questo tipo nel prodotto confezionato ne compromette le proprietà funzionali durante l’uso. Gli ultrasuoni di potenza aiutano a migliorare la stabilità microbica e cinetica della formulazione della vernice!
Riciclo mediante ultrasuoni delle vernici deteriorate dai microrganismi
Se le vernici si sono già deteriorate a causa di una conservazione insufficiente, la sonicazione offre la possibilità di riciclare vernici e rivestimenti allo stato umido. Quando vernici e rivestimenti hanno superato la loro durata di conservazione, la formulazione può essere ripristinata mediante sonicazione. L’instabilità e l’alterazione della formulazione possono essere invertite: una sonicazione intensa disgrega i microrganismi, conserva e stabilizza la formulazione, rendendo nuovamente la vernice un prodotto vendibile. Il prodotto riciclato può essere reintrodotto nel flusso di formulazione e nuovamente confezionato per la vendita.
Questo semplice processo consente di riciclare formulazioni di vernici deteriorate, evitando perdite economiche dovute all’alterazione, compresi i costi di smaltimento dei rifiuti.
Vantaggi degli ultrasuoni di potenza:
Un solo passaggio – molteplici effetti
- Gli ultrasuoni di potenza conservano la formulazione della vernice disgregando microrganismi, funghi e alghe
- Gli ultrasuoni macinano, disperdono e deagglomerano le particelle fino a dimensioni micrometriche e nanometriche
- La sonicazione contribuisce al degasaggio della formulazione
- Riciclo di prodotti deteriorati che hanno superato la loro durata di conservazione
Ottieni una formulazione di vernice omogenea e stabile con gli ultrasuoni di potenza!
Un solo dispositivo per completare 3 fasi di processo
La sonicazione è una tecnica di trattamento molto versatile. Un solo omogeneizzatore a ultrasuoni installato può eseguire tre fasi di processo:
- macinazione, deagglomerazione e dispersione
- stabilizzazione microbica e conservazione
- degasaggio della formulazione
Ultrasuoni di potenza industriali
Hielscher: i dispositivi industriali a ultrasuoni possono essere facilmente installati e integrati negli impianti di produzione esistenti. Per elevate capacità di trattamento, le nostre robuste unità a ultrasuoni vengono utilizzate prevalentemente come sistemi in linea. La formulazione della vernice può essere alimentata attraverso una configurazione a passaggio singolo oppure a ricircolo. Il numero di passaggi attraverso la zona di massima attività cavitazionale nel reattore a ultrasuoni può essere adattato al prodotto e ai requisiti specifici.
I sistemi a ultrasuoni di Hielscher, come UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 o UIP16000 , possono essere raggruppati in modo da non porre praticamente alcun limite alla capacità produttiva.
Tutti i sonicatori sono costruiti per funzionare 24/7 e richiedono pochissima manutenzione. Le camere dei reattori sono facili da pulire grazie alla loro geometria semplice e alla pulizia a ultrasuoni in situ (CIP).
Sonicatore per impieghi gravosi UIP16000 (16kW)
Ultrasuoni di potenza per la conservazione delle vernici: UIP1500hd
Bibliografia e riferimenti
- Downey, A. (2012): L’uso dei biocidi nella conservazione delle vernici. In: H.W. Rossmoore: Handbook of Biocide and Preservative Use. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Analisi della degradazione delle vernici da parte di specie fungine e batteriche. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753–760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Microbial evaluation and deterioration of paints and paint-products. J. Environ. Biol. 30(5), 835–840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Biodegradation of paints: a current status. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977–1987.
Informazioni utili
Dispersione dei pigmenti
- Bagnatura: la polvere di pigmento secca deve essere bagnata. Durante la bagnatura, la superficie delle particelle di pigmento e degli agglomerati viene ricoperta dal liquido.
- Deagglomerazione / Separazione: gli aggregati e gli agglomerati devono essere disgregati affinché la superficie di ogni singola particella sia ricoperta dal liquido. Gli ultrasuoni di potenza sono uno strumento molto efficace per macinare, disperdere e deagglomerare le particelle in una formulazione omogenea. Inoltre, la sonicazione favorisce il degasaggio della formulazione.
- Stabilizzazione: la formulazione viene stabilizzata per mantenere le dimensioni delle particelle. Un metodo efficace di macinazione e dispersione favorisce una distribuzione granulometrica stabile e la stabilizzazione durante lo stoccaggio.
Alterazione microbica
Gli organismi Gram-negativi comunemente presenti nelle vernici a base acquosa contaminate comprendono Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. e Aerobacter sp.
Nelle vernici contaminate possono essere presenti anche organismi Gram-positivi del genere Bacillus sp. Le specie fungine più comuni presenti sul film secco di vernice contaminato sono Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium e Penicillium.
Con la crescente domanda di vernici sostenibili, non tossiche e rispettose dell’ambiente, le vernici vengono formulate con livelli inferiori di VOC e spesso presentano un contenuto d’acqua più elevato.
Le vernici meno tossiche e compatibili con l’ambiente tendono ad avere una durata di conservazione più breve e a presentare una maggiore incidenza di infezioni microbiche.
L’alterazione microbiologica dei rivestimenti superficiali a base acquosa può causare gravi perdite economiche al produttore.
Gli effetti dell’attività batterica e fungina sono la perdita di viscosità, la formazione di gas, il cattivo odore e la degradazione visibile. Inoltre, l’alterazione del colore causata dagli enzimi prodotti dai microrganismi può provocare cambiamenti nel prodotto molto tempo dopo il processo di formulazione. La perdita di viscosità della formulazione della vernice può essere spesso osservata come conseguenza della degradazione degli addensanti cellulosici.
Formulazioni di vernici
Le vernici a base acquosa e a base solvente vengono utilizzate, ad esempio, sulle pareti esterne o interne dei complessi residenziali. Queste vernici hanno due funzioni fondamentali: protezione e decorazione. La contaminazione microbica della vernice allo stato umido e dei film essiccati può compromettere queste funzioni, causando degradazione, perdita di funzionalità e difetti visivi / estetici. I conservanti per vernici sono un’opzione chimica per prevenire l’alterazione microbica o contenerla a un livello basso. I comuni conservanti per vernici e rivestimenti durante la conservazione in contenitore (biocidi / fungicidi / microbicidi) comprendono O-formali, N-formali, 5-cloro-N-metilisotiazolin-3-one (CIT), benzisotiazolina (BIT) e cloruro di cloroallil-3,5,7-azoniaadamantano (adamantina). Per ragioni ambientali e sanitarie, è preferibile ridurre o evitare l’uso di queste sostanze chimiche.
Gli ultrasuoni di potenza sono un’alternativa ecologica che può sostituire l’uso dei biocidi o ridurre la quantità di biocidi necessaria per conservare la vernice allo stato umido.