Ultradźwięki dla zaawansowanej stabilności mikrobiologicznej farb
- Drobnoustroje mogą uszkodzić zarówno farby wodne, jak i rozpuszczalnikowe.
- Przepisy dotyczące ochrony środowiska ograniczają stosowanie biocydów. Sonikacja jest przyjazną dla środowiska, skuteczną metodą konserwacji farby.
- Ultradźwięki pozwalają nawet na recykling mikrobiologicznie zepsutych farb i powłok.
Ultradźwiękowa konserwacja farby
Konserwacja farby polega na zapobieganiu rozwojowi bakterii i innych mikroorganizmów. Ogólnie rzecz biorąc, biocydy są dodawane do składu farby w celu zabicia drobnoustrojów. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na zrównoważone, nietoksyczne i przyjazne dla środowiska farby, obecnie formuły farb są produkowane z niższymi poziomami LZO i często mają wyższą zawartość wody. Wadą tych zrównoważonych formuł jest to, że są one znacznie bardziej podatne na psucie i niszczenie przez drobnoustroje.
Ultradźwięki to ekologiczna metoda konserwacji farb i powłok. Skuteczne niszczenie komórek i liza drobnoustrojów pomaga w produkcji farb o niskiej zawartości LZO i biocydów – choć z długim okresem przydatności do spożycia i dobrą stabilnością produktu.
Mikrobiologiczne niszczenie farby
Farby wodorozcieńczalne i rozpuszczalnikowe są stosowane ze względu na ich właściwości dekoracyjne i ochronne. Szczególnie systemy wodorozcieńczalne są podatne na biodeteriorację mikrobiologiczną.
Ponieważ przepisy dotyczące ochrony środowiska stają się coraz bardziej rygorystyczne, ilość biocydów w farbach musi zostać zmniejszona, ponieważ mogą one być szkodliwe dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Dlatego też przepisy środowiskowe znacznie ograniczyły stosowanie biocydów. Biocydy są stosowane w celu zapobiegania i ograniczania mikrobiologicznego psucia się farb i powłok. Pozwalają one na znacznie dłuższy okres trwałości i możliwości przechowywania produktu malarskiego. Ze względu na ograniczone stosowanie biocydów, wymagana jest alternatywna metoda konserwacji.
Ultradźwięki mocy są dobrze znaną techniką rozbijania i konserwacji komórek i wykazano, że zmniejszają / zastępują stosowanie ostrych chemikaliów przeciwdrobnoustrojowych.
Konsekwencje zepsucia mikrobiologicznego
Zanieczyszczenie farby jest spowodowane wzrostem i/lub wprowadzeniem niepożądanych komórek drobnoustrojów do preparatu i może skutkować następującą degradacją:
- przebarwienie
- gazowanie
- nieprzyjemny zapach
- utrata lepkości
- szorstkość, pleśń, szlam
- separacja faz
Stabilność mikrobiologiczna farb jest ważną cechą jakościową, ponieważ wiadomo, że każdy taki wzrost w puszkowanym produkcie pogarsza jego funkcjonalne wykorzystanie. Ultradźwięki mocy pomagają poprawić stabilność mikrobiologiczną i kinetyczną preparatu farby!
Ultradźwiękowy recykling farb zniszczonych przez drobnoustroje
Jeśli farby już się zepsuły z powodu niewystarczającej konserwacji, sonikacja daje możliwość recyklingu farb i powłok w stanie mokrym. Gdy farby i powłoki przekroczyły okres przydatności do spożycia, preparat można odnowić za pomocą sonikacji. Niestabilność i psucie się preparatu można odwrócić: Intensywna sonikacja zakłóca działanie drobnoustrojów, zachowuje i stabilizuje preparat, dzięki czemu farba zamienia się z powrotem w produkt nadający się do sprzedaży. Poddany recyklingowi produkt może zostać wprowadzony do strumienia formulacji i ponownie zapuszkowany do sprzedaży.
Ten prosty proces umożliwia recykling zepsutych preparatów malarskich, zapobiegając stratom ekonomicznym spowodowanym zepsuciem (w tym kosztom utylizacji odpadów).
Korzyści z ultradźwięków mocy:
Jeden krok – różnorodne efekty
- Ultradźwięki o dużej mocy chronią formułę farby, niszcząc mikroby, grzyby i glony.
- Młyny ultradźwiękowe, dyspergatory & deaglomeruje cząstki do rozmiarów mikro i nano
- Sonikacja pomaga odgazować preparat
- Recykling zepsutych produktów, które przekroczyły okres przydatności do spożycia
Pobierz jednorodny i stabilny formuła farby z ultradźwiękami mocy!
Jedno urządzenie do wykonania 3 kroków procesu
Sonikacja jest bardzo wszechstronną techniką przetwarzania. Jeden zainstalowany homogenizator ultradźwiękowy może realizować trzy etapy procesu:
- frezowanie, deaglomeracja & dyspersja
- Stabilizacja mikrobiologiczna & ochrona
- odgazowanie sformułowania
Przemysłowe ultradźwięki mocy
Hielscher's Przemysłowe urządzenia ultradźwiękowe mogą być łatwo instalowane i modernizowane w istniejących zakładach produkcyjnych. W przypadku dużej przepustowości nasze solidne jednostki ultradźwiękowe są najczęściej używane jako systemy inline. Formuła farby może być podawana zarówno w konfiguracji jednoprzebiegowej, jak i recyrkulacyjnej. Liczba przejść przez kawitacyjny hot-spot w reaktorze ultradźwiękowym może być dostosowana do produktu i konkretnych wymagań.
Systemy ultradźwiękowe firmy Hielscher, takie jak UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 lub UIP16000 można łączyć w klastry, dzięki czemu wydajność produkcyjna jest praktycznie nieograniczona.
Wszystkie sonikatory są zbudowane do pracy 24/7 i wymagają bardzo niewielkiej konserwacji. Komory reaktora są łatwe do czyszczenia dzięki prostej geometrii i myjce ultradźwiękowej, która jest na miejscu (CIP).
Ultrasonograf o dużej wytrzymałości UIP16000 (16kW)
Ultradźwięki mocy do konserwacji lakieru: UIP1500hd
Literatura/Referencje
- Downey, A. (2012): Zastosowanie biocydów w konserwacji farb. W: 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): Analiza degradacji farby przez gatunki grzybów i bakterii. 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): Biodegradacja farb: aktualny stan. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977-1987.
Fakty, które warto znać
dyspersja pigmentu
- Zwilżanie: Suchy proszek pigmentowy musi zostać zwilżony. Podczas zwilżania powierzchnia cząstek pigmentu i aglomeratów jest pokrywana cieczą.
- Deaglomeracja / Separacja: Agregaty i aglomeraty muszą zostać rozbite, tak aby powierzchnia każdej pojedynczej cząstki była pokryta cieczą. Ultradźwięki mocy są bardzo skutecznym narzędziem do młyn, rozproszyć się i dezaglomerat cząstek do jednorodnego preparatu. Ponadto, sonikacja promuje odgazowanie sformułowania.
- Stabilizacja: Preparat jest stabilizowany w celu utrzymania wielkości cząstek. Skuteczny frezowanie i Dyspersacja Metoda zapewnia stabilny rozkład wielkości cząstek i stabilizację podczas przechowywania.
Zepsucie mikrobiologiczne
Organizmy Gram-ujemne, które powszechnie występują w zanieczyszczonej farbie wodnej, obejmują Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. i Aerobacter sp.
W zanieczyszczonej farbie można również znaleźć organizmy Gram-dodatnie z rodzaju Bacillus. Najczęstszymi gatunkami grzybów występującymi na zanieczyszczonej suchej powłoce farby są Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium i Penicillium.
Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na zrównoważone, nietoksyczne, przyjazne dla środowiska farby, farby są formułowane z niższymi poziomami LZO i często mają wyższą zawartość wody.
Mniej toksyczne, przyjazne dla środowiska farby mają zwykle krótszy okres trwałości i wykazują zwiększoną częstość występowania infekcji mikrobiologicznych.
Mikrobiologiczne psucie się wodnych powłok powierzchniowych może skutkować poważnymi stratami ekonomicznymi dla producenta.
Skutkami aktywności bakterii i grzybów są utrata lepkości, gazowanie, nieprzyjemny zapach i widoczna degradacja. Ponadto przebarwienia spowodowane przez enzymy wytwarzane przez drobnoustroje mogą prowadzić do zmian w produkcie na długo po zakończeniu procesu formułowania. Utrata lepkości preparatu farby może być często obserwowana w wyniku rozkładu celulozowych środków zagęszczających.
Formuły farb
Farby wodorozcieńczalne i rozpuszczalnikowe są stosowane np. na zewnętrznych lub wewnętrznych ścianach budynków mieszkalnych. Farby te pełnią dwie podstawowe funkcje: ochronną i dekoracyjną. Zanieczyszczenie mikrobiologiczne w stanie mokrym farby i na wyschniętych warstwach może zniszczyć te funkcje, co powoduje degradację, nieprawidłowe działanie i wady optyczne / estetyczne. Środki konserwujące do farb są opcją chemiczną zapobiegającą lub ograniczającą psucie mikrobiologiczne w niewielkim stopniu. Powszechne środki konserwujące w puszkach (biocydy / fungicydy / mikrobicydy) do farb i powłok obejmują O-formale, N-formale, 5-chloro-N-metyloizotiazolin-3-on (CIT), benzizotiazolinę (BIT) i chlorek chloroallilo-3,5,7-azoniaadamantanu (adamantynę). Ze względów środowiskowych i zdrowotnych korzystne jest ograniczenie lub unikanie stosowania tych chemikaliów.
Ultradźwięki to ekologiczna alternatywa, która może zastąpić stosowanie biocydów lub zmniejszyć ich ilość wymaganą do ochrony farby w stanie mokrym.