Power-Ultrasound voor geavanceerde microbiële stabiliteit van verven
- Microbiële aantasting kan zowel verfformules op waterbasis als op basis van oplosmiddelen aantasten.
- Milieuvoorschriften beperken het gebruik van biociden. Sonificatie is een milieuvriendelijke, effectieve methode om verf te conserveren.
- Power ultrasound maakt zelfs de recycling van microbieel bedorven verven en coatings mogelijk.
Ultrasoon behoud van verf
Verfconservering houdt in dat de groei van bacteriën en andere micro-organismen wordt voorkomen. Over het algemeen worden biociden aan de verfsamenstelling toegevoegd om de microben te doden. Met de toenemende vraag naar duurzame, niet-giftige, milieuvriendelijke verven worden tegenwoordig verfsamenstellingen geproduceerd met lagere VOS-gehaltes en vaak met een hoger watergehalte. Als nadeel zijn deze duurzame formuleringen aanzienlijk vatbaarder voor microbieel bederf en aantasting.
Krachtig ultrageluid is een groene conserveringsmethode voor verf en coatings. De effectieve celvernietiging en lysis van de microben helpt bij de productie van verven met een laag VOS- en biocidegehalte. – maar met een lange houdbaarheid en goede productstabiliteit.
Microbiële aantasting van verf
Watergedragen en solventgedragen verven worden gebruikt voor hun decoratieve en beschermende eigenschappen. Vooral watergedragen systemen zijn gevoelig voor microbiële biodeterioratie.
Omdat de milieuwetgeving steeds strenger wordt, moet de hoeveelheid biociden in verf worden verminderd, omdat deze biociden schadelijk kunnen zijn voor het milieu en de menselijke gezondheid. Daarom heeft de milieuwetgeving het gebruik van biociden aanzienlijk beperkt. Biociden worden gebruikt om microbieel bederf van verf en coatings te voorkomen en te verminderen. Ze zorgen voor een aanzienlijk langere houdbaarheid en opslagcapaciteit van het verfproduct. Door het verminderde gebruik van biociden is er een alternatieve conserveringsmethode nodig.
Krachtig ultrageluid is een bekende techniek om cellen te verstoren en te conserveren en het is aangetoond dat het het gebruik van agressieve antimicrobiële chemicaliën kan verminderen/vervangen.
Gevolgen van microbiële bederf
Verfverontreiniging wordt veroorzaakt door de groei en/of introductie van ongewenste microbiële cellen in de formulering en kan leiden tot de volgende afbraak:
- verkleuring
- vergassing
- geur
- viscositeitsverlies
- roebelheid, schimmel, slijm
- fasescheiding
De microbiële stabiliteit van verf is een belangrijk kwaliteitskenmerk, omdat bekend is dat elke groei in het ingeblikte product het functionele gebruik ervan verslechtert. Power ultrasound helpt u de microbiële en kinetische stabiliteit van uw verfsamenstelling te verbeteren!
Ultrasone recycling van microbieel aangetaste verven
Als verf al slecht is geworden door onvoldoende conservering, biedt sonicatie de mogelijkheid om verf en coatings in natte toestand te recyclen. Als verven en coatings hun houdbaarheid hebben overschreden, kan de formulering door middel van sonicatie worden opgeknapt. De instabiliteit en het bederf van de formulering kunnen worden omgekeerd: Intense sonicatie verstoort de microben, conserveert en stabiliseert de formulering zodat de verf weer een verkoopbaar product wordt. Het gerecyclede product kan worden teruggevoerd in de formuleringsstroom en opnieuw worden ingeblikt voor verkoop.
Dit eenvoudige proces geeft je de mogelijkheid om verslechterde verfformuleringen te recyclen, waardoor economische verliezen door bederf worden voorkomen (inclusief de kosten voor afvalverwerking).
Voordelen van ultrageluid:
Een stap – veelvoudige gevolgen
- Power ultrasound houdt uw verfformule in stand door microben, schimmels en algen te verstoren
- Ultrageluid freest, dispergeert & deagglomereert deeltjes tot micron- en nanogrootte
- Sonificatie helpt de formulering te ontgassen
- Recycling van bedorven producten waarvan de houdbaarheidsdatum is overschreden
Krijg een homogeen en stabiel verfformulering met power ultrasound!
Eén apparaat voor 3 processtappen
Sonificatie is een zeer veelzijdige verwerkingstechniek. Eén geïnstalleerde ultrasone homogenisator kan drie processtappen uitvoeren:
- frezen, deagglomeratie & dispersie
- Microbiële stabilisatie & behoud
- ontgassing van de formulering
Industriële Vermogensechografie
Hielscher's Industriële ultrasone apparaten kunnen eenvoudig worden geïnstalleerd en achteraf worden ingebouwd in bestaande productiefaciliteiten. Voor hoge verwerkingscapaciteiten worden onze robuuste ultrasone eenheden meestal gebruikt als inline systemen. De verfformulering kan worden toegevoerd via een one-pass of een recirculatieopstelling. Het aantal passages door de cavitatie hotspot in de ultrasone reactor kan worden aangepast aan het product en de specifieke vereisten.
Hielscher's ultrasone systemen zoals de UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 of UIP16000 kunnen worden geclusterd, zodat de productiecapaciteit vrijwel onbeperkt is.
Alle sonicators zijn gebouwd om 24/7 te draaien en hebben zeer weinig onderhoud nodig. De reactorkamers zijn eenvoudig te reinigen dankzij de eenvoudige geometrie en de ingebouwde ultrasone reiniger (CIP).
Ultrasoonapparaat voor zwaar gebruik UIP16000 (16kW)
Krachtig ultrageluid voor verfconservering: UIP1500hd
Literatuur/referenties
- Downey, A. (2012): Het gebruik van biociden in verfconservering. In: H.W. Rossmoore: Handboek voor het gebruik van biociden en conserveringsmiddelen. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Analyse van verfafbraak door schimmels en bacteriën. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753-760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Microbiële evaluatie en aantasting van verf en verfproducten. J. Environ. Biol. 30(5), 835-840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Biologische afbraak van verf: een huidige status. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977-1987.
Wetenswaardigheden
pigmentdispersie
- Bevochtigen: Het droge pigmentpoeder moet bevochtigd worden. Tijdens het bevochtigen wordt het oppervlak van de pigmentdeeltjes en agglomeraten bedekt met de vloeistof.
- Deagglomeratie / scheiding: Aggregaten en agglomeraten moeten worden gebroken, zodat het oppervlak van elk afzonderlijk deeltje wordt bedekt met de vloeistof. Vermogensechografie is een zeer effectief middel om molen, verspreiden en deagglomeraat deeltjes in een homogene formulering. Bovendien bevordert sonicatie de ontgassing van de formulering.
- Stabilisatie: De formulering is gestabiliseerd om de deeltjesgrootte te behouden. Een effectieve frezen en Verspreiden De methode zorgt voor een stabiele deeltjesgrootteverdeling en stabilisatie tijdens opslag.
Microbiële bederf
Gram-negatieve organismen die vaak worden aangetroffen in verontreinigde watergedragen verf zijn Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. en Aerobacter sp.
Grampositieve organismen van de Bacillus sp. kunnen ook worden aangetroffen in verontreinigde verf. De meest voorkomende schimmelsoorten die worden aangetroffen op verontreinigde droge verffilm zijn Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium en Penicillium.
Met de toenemende vraag naar duurzame, niet-giftige, milieuvriendelijke verven, worden verven geformuleerd met lagere VOS-niveaus en hebben ze vaak een hoger watergehalte.
Minder giftige, milieuvriendelijke verven hebben vaak een minder lange houdbaarheid en een hogere incidentie van microbiële infecties.
Microbiologisch bederf van oppervlaktecoatings op waterbasis kan leiden tot ernstige economische verliezen voor de fabrikant.
De effecten van bacteriële en schimmelactiviteit zijn viscositeitsverlies, gasvorming, kwalijke geur en zichtbare degradatie. Daarnaast kan verkleuring door microbieel geproduceerde enzymen leiden tot veranderingen in het product lang na het formuleringsproces. Viscositeitsverlies van de verfformulering kan vaak worden waargenomen als gevolg van de afbraak van cellulosehoudende verdikkingsmiddelen.
Verfformuleringen
Watergedragen en solventgedragen verven worden bijvoorbeeld gebruikt op buiten- of binnenmuren van wooncomplexen. Deze verven hebben twee basisfuncties: bescherming en decoratie. Microbiële verontreiniging in de verf in natte toestand en op gedroogde lagen kan deze functies vernietigen, wat leidt tot aantasting, storingen en optische/esthetische gebreken. Verfconserveringsmiddelen zijn een chemische optie om microbieel bederf te voorkomen of tot een minimum te beperken. Gebruikelijke conserveringsmiddelen in blikken (biociden / fungiciden / microbiciden) voor verven en coatings zijn onder andere O-formulanten, N-formulanten, 5-chloor-N-methylisothiazolin-3-on (CIT), benzisothiazoline (BIT) en chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantaanchloride (adamantine). Om milieu- en gezondheidsredenen is het beter om het gebruik van deze chemische stoffen te verminderen of te vermijden.
Power ultrasound is een groen alternatief dat het gebruik van biociden kan vervangen of de hoeveelheid biociden kan verminderen die nodig zijn om de verf in natte toestand te behouden.