Biostabilität

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Biostabilität ist die Fähigkeit von chemischen Stoffen, der Zersetzung durch Mikroorganismen zu widerstehen. Diese Kleinstlebewesen übernehmen wichtige Aufgaben im natürlichen Stoffkreislauf. Durch ihre Ernährung recyceln sie die unterschiedlichsten Substanzen und stellen die Bestandteile anderen Lebewesen zur Verfügung. Vermehren sie sich jedoch in Kühlkreisläufen, wasserbasierenden Reinigungsmitteln, Kühlschmierstoffen oder anderen Prozessflüssigkeiten der Oberflächentechnik, stören sie die technologischen Abläufe.

Wirkung von Mikroorganismen auf Prozesschemikalien der Oberflächentechnik

Mikroorganismen sind allgegenwärtig. Sie schweben in der Luft, besiedeln unsere Haut, machen den Erdboden fruchtbar und leben in Gewässern. Die Pilze, Bakterien und Algen vermehren sich durch Zellteilung oder durch Sporen. Die Sporen stellen ein Ruhestadium dar, das lange Zeiträume überdauert und bei günstigen Umgebungsbedingungen zum Leben erwacht. Mit der Luft gelangen die Mikroorganismen oder ihre Sporen auch in die Prozesschemikalien für die Oberflächenbehandlung. Finden sie dort Nahrung und Wärme, vermehren sie sich.

Gefährdet sind vor allem wässrige Lösungen und Wasserkreisläufe. Die Mikroorganismen setzen zwangsläufig die Wirksamkeit der eingesetzten Stoffe herab. Außerdem bilden sie Kolonien, die sich auf den Oberflächen ablagern und Rohrleitungen verstopfen können. Maßnahmen zur Verbesserung der Biostabilität sollen das verhindern.

Maßnahmen zur Verbesserung der Biostabilität

Einsatz von Bioziden in der Oberflächentechnik

Um den Befall von Reinigungsmitteln, Kühlschmierstoffen oder anderen Prozesschemikalien durch Mikroorganismen zu verhindern, werden sehr oft Biozide eingesetzt. Diese Stoffe töten Bakterien, Pilze oder Algen ab, bevor sie sich vermehren können. Da von vielen Bioziden Gefahren für die Umwelt und die Gesundheit von Menschen ausgehen, unterliegt ihre Verwendung den strengen gesetzlichen Auflagen der Biozid-Verordnung (Verordnung (EU) Nr. 528/2012). Sie regelt die Verfahren zur Zulassung und zur Genehmigung von Biozid-Produkten. Außerdem enthält sie Vorgaben zur Verpackung und Kennzeichnung, die beim Handel mit Bioziden zu befolgen sind.

In der EU zugelassene Wirkstoffe und Biozid-Produkte sind in einer Liste im Anhang zur Biozid-Verordnung zusammengestellt. Je nach Einsatzbereich und Wirkmechanismen werden verschiedene Gruppen von Biozid-Produkten unterschieden.

Die Einteilung umfasst Desinfektionsmittel, Schutzmittel für unterschiedliche Materialien, selektiv wirkende Schädlingsbekämpfungsmittel und sonstige Biozid-Produkte. Die Desinfektion dient der Beseitigung von Krankheitserregern. In der Oberflächentechnik sind vor allem Schutzmittel für Flüssigkeiten in Kühl- und Verfahrenssystemen und Topf-Konservierungsmittel von Bedeutung. Sie wirken gegen Umweltkeime, von denen in der Regel keine Gefahren für die menschliche Gesundheit ausgehen. Mit Schutzmitteln für Flüssigkeiten in Kühl- und Verfahrenssystemen wird unter anderem die Bekämpfung von Mikroorganismen in Reinigern und Kühlschmierstoffen erreicht.

Topf-Konservierungsmittel machen zum Beispiel Farben, Lacke und Reinigungsmittel haltbar. Biozide sind Gifte. Beim Kontakt mit der Haut können sie langfristig zu Allergien und Hautschäden führen. Deshalb soll ihr Einsatz in der Oberflächentechnik nur dort erfolgen, wo sich keine anderen Lösungen anbieten, die Vermehrung von Mikroorganismen zu verhindern.

Möglichkeiten, die Biostabilität biozidfrei zu gewährleisten

Einige Möglichkeiten, Mikroorganismen abzutöten, orientieren sich an der Haltbarmachung von Lebensmitteln. Dazu zählen das Erhitzen und der Entzug von Wasser aus den Zellen. In Warmwasserkreisläufen hilft das regelmäßige Aufheizen bis auf Temperaturen in der Nähe des Siedepunktes, die Keimzahlen gering zu halten. Der Entzug von Wasser aus den Zellen beruht auf einem Vorgang, der als Osmose bezeichnet wird. Dabei tritt das Wasser aufgrund von Konzentrationsunterschieden durch die Zellwände und führt einen Konzentrationsausgleich herbei.

Bei der Konservierung von Lebensmitteln ziehen Salz, Zucker oder Alkohol Wasser aus den Zellen. In vielen Reinigern für die industrielle Anwendung in der Oberflächentechnik wird die benötigte Biostabilität durch eine besondere Zusammensetzung erreicht. Kluthe hat zum Beispiel den biostabilen Reiniger HAKUPUR 740 entwickelt, der ohne den Einsatz von Bioziden auskommt.

Eigenschaften von HAKUPUR 740

Der HAKUPUR 740 ist ein biozidfreier, hochdruckfähiger Mulitimetall-Reiniger mit einer sehr guten Biostabilität. Die Anwendungstemperaturen liegen zwischen 20 und 60 °C. Der Reiniger ist stark demulgierend. Dadurch schwimmen von den Metallteilen abgewaschene Öle und Fette schnell auf der Flüssigkeitsoberfläche auf und können von dort leicht mit Abscheidern aus dem System geschleust werden. Weil der Reiniger nicht zur Schaumentwicklung neigt, lässt er sich in Hochdruck-Spritzgeräten mit Drücken über 100 bar einsetzen.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten von HAKUPUR 740 sind Entgraten, Tauchen, Ultraschall, Fluten und Dampfstrahlen. HAKUPUR 740 weist eine gute Verträglichkeit für Aluminium und einen sehr guten Korrosionsschutz für Stahl auf. Außerdem eignet es sich als Reiniger für Guss, verzinktes Material, Edelstahl, Buntmetall und Kunststoff.

Kontrolle der Wirksamkeit von Maßnahmen zur Gewährleistung der Biostabilität

Die Kontrolle der Wirksamkeit der Maßnahmen zur Gewährleistung der Biostabilität erfolgt durch die Keimzahlbestimmung. Dafür stehen Eintauchprobeträger (Dip-Slides) zur Verfügung. Sie bestehen aus einer Trägerplatte, die auf einer Seite mit einem Nährboden für Bakterien und auf der anderen Seite mit einem Nährboden für Pilze ausgestattet sind. An der Trägerplatte ist ein Schraubverschluss angebracht, der einen durchsichtigen Kunststoffbehälter aufnimmt. Zur Keimzahlbestimmung wird die Trägerplatte einige Sekunden in den Kühlschmierstoff, die Reinigungsmittel-Lösung oder eine andere zu prüfende Flüssigkeit getaucht. Nachdem die überschüssige Flüssigkeit abgelaufen ist, wird der Kunststoffbehälter wieder aufgeschraubt und der Probeträger bei einer Temperatur von 30 °C bebrütet.

Jeder Keim auf dem Nährboden vermehrt sich und bildet eine sichtbare Kolonie.

Für die Auswertung werden Bilder von unterschiedlich stark besiedelten Nährböden verwendet, die den Dip-Slides beiliegen. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, muss die Gebrauchsanleitung bei der Anwendung der Dip-Slides genau eingehalten werden. Zum Beispiel dürfen die Nährböden nicht mit den Händen berührt oder durch aufschwimmende Öle verunreinigt werden. Die Zeit, in der der Probeträger der Luft ausgesetzt ist, muss möglichst kurz gehalten werden, damit keine zusätzlichen Keime auf die Nährböden gelangen.