Kluthe Magazin
« Kühlschmierstoffe vor Keimen bewahren »
Wassergemischte Kühlschmierstoffe sind ein idealer Lebensraum für verschiedene Pilze und Bakterien. Die Mikroorganismen oder ihre Sporen sind allgegenwärtig. Vor allem über die Luft und den Kontakt mit der menschlichen Haut gelangen sie in die Anlagen. Konservierungsmittel hindern viele Keime an der Vermehrung. Andere vertragen keinen Sauerstoff und werden durch das Umwälzen des Kühlschmierstoffs deaktiviert. Bei einem längeren Anlagenstillstand erwachen sie allerdings zum Leben.
Was richten Mikroorganismen beim Anlagenstillstand in Kühlschmierstoffen an?
Lebende Mikroorganismen ernähren sich von Bestandteilen des Kühlschmierstoffes, scheiden Stoffwechselprodukte aus und vermehren sich. Im Betrieb wird das Gemisch aus Wasser und Konzentrat ständig umgewälzt. Der intensive Kontakt mit dem Luftsauerstoff und die Wirkung der Konservierungsstoffe verhindern den Stoffwechsel der Organismen.
Bei einem Anlagenstillstand ruht die Flüssigkeit. Eingetragene Fremdöle sammeln sich an der Oberfläche, feste Partikel sinken zu Boden. An den Grenzflächen stellen sich neue Bedingungen ein. Dann sammeln sich die Pilze und Bakterien an den Orten, die ihnen angenehme Bedingungen bieten. Diejenigen, die Sauerstoff brauchen, halten sich an der Oberfläche auf. Die, denen Sauerstoff schadet, sinken zu Boden. Pilze siedeln sich auf den Maschinenteilen an. Wenn jeder seinen Platz gefunden hat, beginnen Wachstum und Vermehrung.
Verbrauch der Kühlschmierstoffkomponenten
Wassermischbare Kühlschmierstoffe sind eine sorgfältig zusammengestellt Mischung aus Substanzen, die ganz bestimmte Aufgaben erfüllen:
- Schmierstoffe zur Verringerung der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück
- Tenside zur Bildung einer stabilen Emulsion aus Wasser und Öl
- Entschäumer, die die von Tensiden verursachte Schaumbildung unterdrücken
- Inhibitoren, die den Korrosionsschutz für Maschinenteile und Werkstücke sicherstellen
- Biozide zur Verhinderung der Vermehrung von Keimen
Es ist leicht zu verstehen, dass das ganze System seinen Aufgaben nicht mehr gewachsen ist, wenn einzelne Komponenten langsam verschwinden. Bei einem Anlagenstillstand laufen die Abbauprozesse verstärkt ab.
Anreicherung der Stoffwechselprodukte in den Anlagen
Die Mikroorganismen zersetzen chemische Verbindungen in ihre Bestandteile und wandeln sie in andere Stoffe um. Aus Ölen wird Kohlendioxid und Wasser, zurückbleiben außerdem Bruchstücke der langkettigen Verbindungen. Aus schwefelhaltigen Molekülen entsteht der geruchsintensive Schwefelwasserstoff. Stickstoffverbindungen werden zum gesundheitsschädlichen Nitrit umgewandelt.
Die Stoffwechselprodukte reichern sich im Kühlschmierstoff an und bringen das System aus dem Gleichgewicht.
Anwachsen der Biomasse
Die Mikroorganismen selbst bringen ein weiteres Problem mit sich. Sie bilden Biofilme, die die Rohrleitungen verstopfen und Teile der Anlagen verkleben können. Anfangs handelt es sich dabei um schmierige, kaum wahrnehmbare Beläge aus Keimen und Metallabrieb. Wenn Gegenmaßnahmen ausbleiben, entwickeln sich daraus aber im Lauf der Zeit Biofilmmatten, die mehrere Zentimeter dick sein können. Passiert das, wenn die Anlagen im Stillstand sind, lassen sie sich nicht mehr ordnungsgemäß in Betrieb nehmen.
Warum nutzt man nicht wirksame Biozide, die alle Mikroorganismen – auch beim Anlagenstillstand – abtöten?
Die Wirksamkeit von Bioziden hängt von ihrer Konzentration und ihren Inhaltsstoffen ab. Es ist zu bedenken, dass es sich um Gifte handelt, die auch dem Menschen gefährlich werden können. Deshalb unterliegen diese Stoffe den strengen Regelungen der Biozid-Verordnung.
Die zugelassenen Inhaltsstoffe wirken in der Regel selektiv. Das heißt, einige töten Pilze ab, andere Bakterien oder Algen. Bei einem langen Anlagenstillstand können sich Keime einschleichen, die von den eingesetzten Konservierungsmitteln nicht erfasst werden.
Es werden so wenig Biozide wie möglich eingesetzt. Die Konzentration muss gerade ausreichen, die Zielorganismen abzutöten. Ändert sich die Zusammensetzung des Kühlschmierstoffs, wirkt sich das auch auf die Biozid-Konzentration aus. Sinkt sie unter eine bestimmte Grenze, können sich einzelne Keime an die Stoffe gewöhnen und Resistenzen bilden. Dann wirkt das Konservierungsmittel gar nicht mehr.
Wie lassen sich Kühlschmierstoffemulsionen vor dem Befall schützen?
Die vom Hersteller vorgegebene Konzentration muss beim Ansatz der wassermischbaren Kühlschmierstoffe genau eingehalten werden. Dann entfaltet das Konservierungsmittel seine volle Wirksamkeit. Während des Betriebes müssen die Zusammensetzung regelmäßig kontrolliert und das Konservierungsmittel gemäß den Herstellerangaben nachdosiert werden. Vor einem längeren Anlagenstillstand sind besondere Konservierungs-Maßnahmen erforderlich. Ist ein längerer Stillstand eingeplant, hilft die Kontaktaufnahme zum Hersteller, geeignete Mittel für die Konservierung der Anlagen zu finden.
Die Kühlschmierstoff-Konzentration lässt sich am besten mit einem Refraktometer ermitteln. Je nach Ergebnis wird die Konzentration durch Zugabe von Wasser oder Konzentrat wieder in den benötigten Bereich gebracht.
Zusätzlich zur Konzentration können der pH-Wert und der Nitritgehalt ermittelt werden. Für beide Werte sind im Fachhandel Teststreifen verfügbar, die in die Flüssigkeit getaucht werden. Die Verfärbung der Anzeigefelder auf den Streifen wird mit einer Skala verglichen, auf der sich pH-Wert bzw. Nitritkonzentration ablesen lassen.
Ist Nitrit enthalten, liegt der pH-Wert unter 7 oder sind Aussehen und Geruch verändert, haben sich vermutlich Keime entwickelt. Dann sollte umgehend beim Hersteller ein geeignetes Mittel zur Entkeimung angefordert werden. Vermehren sich die Mikroorganismen längere Zeit in den Anlagen, lassen sich die Kühlschmierstoffe nicht wieder in einen gebrauchsfähigen Zustand zu bringen.
Um Verkeimung vorzubeugen, müssen Kühlschmierstoffe immer mit frischem Trinkwasser angesetzt werden. Eine regelmäßige Maschinenpflege und die laufende Abtrennung von Spänen und Fremdölen aus den Kühlschmierstoffen in Filtern bzw. Abscheidern sind für den Schutz vor dem Pilzbefall und dem Befall mit Keimen unumgänglich und verbessern auch den Korrosionsschutz.
Was ist zu tun, wenn die Kühlschmierstoffemulsion nach einem Anlagenstillstand verkeimt ist?
Ist die Kühlschmierstoffemulsion „umgekippt“, helfen nur noch die komplette Entleerung der Anlagen, der Einsatz von Systemreinigern und die gründliche mechanische Reinigung. Dabei ist besonderer Wert auf die Beseitigung von Biofilmen zu legen.
Hauptursache für Filmbildung ist der Pilzbefall einer Anlage. Die Pilze wachsen auf den Oberflächen der Anlagenteile. In der Flüssigkeit sind sie oft nicht nachweisbar. An die Pilzkulturen lagern sich andere Mikroorganismen, Staub und Metallabrieb an. Werden die Biofilme nicht vollständig entfernt, ist die Anlage kurz nach der Neubefüllung wieder verkeimt. Für die Anlagenreinigung nach Pilzbefall halten Kühlschmierstoff-Hersteller spezielle chemische Systemreiniger bereit, die auch Stellen erreichen, die mit mechanischen Mitteln nicht zugänglich sind.
Der Aufwand, eine Anlage betriebsbereit zu machen, in der sich bei einem längeren Stillstand Keime ausgebreitet haben, ist erheblich. Maschinenpflege, Pflege der Kühlschmierstoffe und vorbeugende Maßnahmen bei vorhersehbaren Anlagenstillständen können diesen Aufwand vermeiden.
