Visokointenzivni ultrazvok za izboljšano mikrobno stabilnost barv
- Mikrobno kvarjenje lahko poškoduje formulacije barv na vodni osnovi in na osnovi topil.
- Okoljski predpisi omejujejo uporabo biocidov. Sonikacija je okolju prijazna in učinkovita metoda konzerviranja barv.
- Visokointenzivni ultrazvok omogoča celo recikliranje mikrobno pokvarjenih barv in premazov.
Ultrazvočno konzerviranje barv
Konzerviranje barv vključuje preprečevanje rasti bakterij in drugih mikroorganizmov. Formulaciji barve se običajno dodajo biocidi za uničevanje mikrobov. Zaradi vse večjega povpraševanja po trajnostnih, nestrupenih in okolju prijaznih barvah se danes izdelujejo formulacije barv z nižjo vsebnostjo hlapnih organskih spojin (VOC), ki imajo pogosto višjo vsebnost vode. Slabost teh trajnostnih formulacij je, da so bistveno bolj dovzetne za mikrobno kvarjenje in razgradnjo.
Visokointenzivni ultrazvok je okolju prijazna metoda konzerviranja barv in premazov. Učinkovito uničevanje in liza mikrobnih celic pomagata pri izdelavi barv z nizko vsebnostjo VOC in biocidov – vendar z dolgim rokom uporabnosti in dobro stabilnostjo izdelka.
Mikrobno kvarjenje barve
Barve na vodni osnovi in na osnovi topil se uporabljajo zaradi svojih dekorativnih in zaščitnih lastnosti. Zlasti sistemi na vodni osnovi so dovzetni za mikrobno biorazgradnjo.
Ker okoljski predpisi postajajo vse strožji, je treba količino biocidov v barvah zmanjšati, saj so ti biocidi lahko škodljivi za okolje in zdravje ljudi. Zato so okoljski predpisi znatno omejili uporabo biocidov. Biocidi se uporabljajo za preprečevanje in zmanjševanje mikrobnega kvarjenja barv in premazov. Omogočajo bistveno daljši rok uporabnosti in daljše shranjevanje barvnega izdelka. Zaradi zmanjšane uporabe biocidov je potrebna alternativna metoda konzerviranja.
Visokointenzivni ultrazvok je dobro poznana tehnika razgradnje celic in konzerviranja, za katero je bilo dokazano, da zmanjšuje / nadomešča uporabo agresivnih protimikrobnih kemikalij.
Posledice mikrobnega kvarjenja
Kontaminacijo barve povzroči rast in/ali vnos neželenih mikrobnih celic v formulacijo, kar lahko povzroči naslednje oblike poslabšanja:
- sprememba barve
- nastajanje plinov
- neprijeten vonj
- zmanjšanje viskoznosti
- nitavost, plesen, sluz
- ločevanje faz
Mikrobna stabilnost barv je pomembna lastnost kakovosti, saj je znano, da vsaka takšna rast v izdelku v pločevinki poslabša njegovo funkcionalno uporabnost. Visokointenzivni ultrazvok vam pomaga izboljšati mikrobno in kinetično stabilnost vaše formulacije barve!
Ultrazvočno recikliranje mikrobno pokvarjenih barv
Če so se barve zaradi nezadostnega konzerviranja že pokvarile, vam sonikacija omogoča recikliranje barv in premazov v mokrem stanju. Ko barve in premazi presežejo svoj rok uporabnosti, je mogoče formulacijo obnoviti s sonikacijo. Nestabilnost in kvarjenje formulacije je mogoče odpraviti: intenzivna sonikacija razgradi mikrobe, konzervira in stabilizira formulacijo, tako da barva ponovno postane izdelek, primeren za prodajo. Reciklirani izdelek je mogoče dovajati v tok formulacije in ga ponovno polniti v pločevinke za prodajo.
Ta preprost postopek vam omogoča recikliranje pokvarjenih formulacij barv in preprečuje gospodarske izgube zaradi kvarjenja (vključno s stroški odstranjevanja odpadkov).
Prednosti visokointenzivnega ultrazvoka:
En korak – številni učinki
- Visokointenzivni ultrazvok konzervira vašo formulacijo barve z razgradnjo mikrobov, gliv in alg
- Ultrazvok melje, dispergira in deaglomerira delce do mikrometrske in nanometrske velikosti
- Sonikacija pomaga pri razplinjevanju formulacije
- Recikliranje pokvarjenih izdelkov, ki so presegli svoj rok uporabnosti
Zagotovite si homogeno in stabilno formulacijo barve z visokointenzivnim ultrazvokom!
Ena naprava za izvedbo 3 procesnih korakov
Sonikacija je zelo vsestranska tehnika obdelave. En nameščen ultrazvočni homogenizator lahko izvede tri procesne korake:
- mletje, deaglomeracija in dispergiranje
- mikrobna stabilizacija in konzerviranje
- razplinjevanje formulacije
Industrijski visokointenzivni ultrazvok
Podjetje Hielscher ima industrijske ultrazvočne naprave, ki jih je mogoče preprosto namestiti in naknadno vgraditi v obstoječe proizvodne obrate. Za velike zmogljivosti obdelave se naše robustne ultrazvočne enote večinoma uporabljajo kot sistemi za obdelavo v toku. Formulacijo barve je mogoče dovajati bodisi skozi sistem z enkratnim prehodom bodisi skozi recirkulacijski sistem. Število prehodov skozi območje intenzivne kavitacije v ultrazvočnem reaktorju je mogoče prilagoditi izdelku in posebnim zahtevam.
Ultrazvočne sisteme podjetja Hielscher, kot so UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 ali UIP16000 , je mogoče združevati, tako da proizvodna zmogljivost praktično nima omejitev.
Vsi sonikatorji so izdelani za delovanje 24/7 in potrebujejo zelo malo vzdrževanja. Reaktorske komore je zaradi preproste geometrije in nameščenega ultrazvočnega čistilnika (CIP) enostavno čistiti.
Sonikator za zahtevno uporabo UIP16000 (16kW)
Visokointenzivni ultrazvok za konzerviranje barv: UIP1500hd
Literatura/viri
- Downey, A. (2012): Uporaba biocidov pri konzerviranju barv. V: H.W. Rossmoore: Priročnik za uporabo biocidov in konzervansov. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Analiza razgradnje barv zaradi glivnih in bakterijskih vrst. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753–760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Mikrobno vrednotenje in kvarjenje barv ter barvnih izdelkov. J. Environ. Biol. 30(5), 835–840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Biorazgradnja barv: trenutno stanje. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977–1987.
Koristne informacije
Dispergiranje pigmentov
- Omočenje: Suhi pigmentni prah je treba omočiti. Med omočenjem se površina pigmentnih delcev in aglomeratov prekrije s tekočino.
- Deaglomeracija / ločevanje: Agregate in aglomerate je treba razbiti, tako da je površina vsakega posameznega delca prekrita s tekočino. Visokointenzivni ultrazvok je zelo učinkovito orodje za mletje, dispergiranje in deaglomeriranje delcev v homogeno formulacijo. Poleg tega sonikacija spodbuja razplinjevanje formulacije.
- Stabilizacija: Formulacija se stabilizira, da se ohrani velikost delcev. Učinkovita metoda mletja in dispergiranja prispeva k stabilni porazdelitvi velikosti delcev in stabilizaciji med shranjevanjem.
Mikrobno kvarjenje
Med gramnegativne organizme, ki jih pogosto najdemo v kontaminirani barvi na vodni osnovi, spadajo Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. in Aerobacter sp.
V kontaminirani barvi se lahko pojavijo tudi grampozitivni organizmi Bacillus sp. Najpogostejše glivne vrste na kontaminiranem suhem barvnem filmu so Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium in Penicillium.
Zaradi vse večjega povpraševanja po trajnostnih, nestrupenih in okolju prijaznih barvah se barve formulirajo z nižjo vsebnostjo hlapnih organskih spojin (VOC) in imajo pogosto višjo vsebnost vode.
Manj strupene, okoljsko sprejemljive barve imajo praviloma krajši rok uporabnosti in pogostejše pojave mikrobne okužbe.
Mikrobiološko kvarjenje površinskih premazov na vodni osnovi lahko proizvajalcu povzroči velike gospodarske izgube.
Učinki bakterijske in glivne aktivnosti so zmanjšanje viskoznosti, nastajanje plinov, neprijeten vonj in vidna razgradnja. Poleg tega lahko sprememba barve zaradi encimov, ki jih proizvajajo mikrobi, povzroči spremembe izdelka še dolgo po postopku formuliranja. Zmanjšanje viskoznosti formulacije barve je pogosto mogoče opaziti kot posledico razgradnje celuloznih zgoščeval.
Formulacije barv
Barve na vodni osnovi in na osnovi topil se uporabljajo npr. na zunanjih ali notranjih stenah stanovanjskih kompleksov. Te barve imajo dve osnovni funkciji: zaščito in dekoracijo. Mikrobna kontaminacija barve v mokrem stanju in na posušenih filmih lahko uniči ti funkciji, kar povzroči razgradnjo, slabše delovanje in optične / estetske pomanjkljivosti. Konzervansi za barve so kemična možnost za preprečevanje mikrobnega kvarjenja ali njegovo omejevanje na nizko raven. Med običajne konzervanse za zaščito barv in premazov v pločevinkah (biocidi / fungicidi / mikrobicidi) spadajo O-formals, N-formals, 5-chloro-N-methylisothiazolin-3-one (CIT), benzisothiazoline (BIT) in chloroallyl-3,5,7-azoniaadamantane chloride (adamantine). Zaradi okoljskih in zdravstvenih razlogov je priporočljivo zmanjšati uporabo teh kemikalij ali se ji izogniti.
Visokointenzivni ultrazvok je okolju prijazna alternativa, ki lahko nadomesti uporabo biocidov ali zmanjša količino biocidov, potrebnih za konzerviranje barve v mokrem stanju.