MIKROBNA DEGRADACIJA EMULZIJA

ZA HLAĐENJE I PODMAZIVANJE PRI

OBRADI METALA

Kvarenje – BIODETERIORATIONJest svaka neželjena promjena svojstva materijala uzrokovana djelovanjem živih mikroorganizama

BIORAZGRADNJA

MIKROBIOLOŠKA DEGRADACIJA

Mineralizacija Proces potpune

mikrobne razgradnje

do anorganskih

produkata –vode i

ugljičnog dioksida

Slabljenje

Propadanje

Pogoršanje

deterioration

Pojam kvarenja materijala prepoznat još pred više tisuća godina

Industrijska proizvodnja i

procesi

PROIZVODNJA

SKLADIŠTENJE

UPORABA

okoliš

OTPAD

ODLAGANJE

KVARENJE BIORAZGRADNJA

NEPOŽELJNO POŽELJNO

Materijali koji su podložni

mikrobnoj razgradnji Staklo

Građevinski materijali

Keramika

Drvo,metali

Koža

Tkanine

Goriva

petrokemikalije

Aditivi

Boje……….

Razgradnja dovoljna da

ošteti materijal, ali

nedovoljna u zaštiti

okoliša

Sinteza novih kemikalija,

ispuštanje u okoliš,

nerazgradivostH - O

| ||

C – C – C – OH

|

O

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

H - O

| ||

C – C – C – OH

|

O

2,4,5 – T triklorfenoksioctena kiselina

nerazgradiva

2,4 – D diklorfenoksioctena kiselinaBiorazgradiva u četiri dana

Europa – pedesetih godina prošlog stoljeća prepoznaje milijunske

štete koje kvarenje nanosi svim granama industrije

OECD

UN, NATO

MINISTARSTVA ZNANOSTI I TEHNOLOGIJA EUROPSKIH

ZEMALJA

INDUSTRIJSKI I SPECIJALIZIRANI LABORATORIJI

bilateralni i multilateralni projekti u kojima sudjeluju mnoge

zainteresirane tvrtke

INTERNATIONAL DIRECTORY OF BIOLOGICAL

DETERIORATION RESEARCH

BIODETERIORATION INFORMATION CENTRE

Klasifikacija kvarenja

Mehaničko oštećenje – insekti, glodavci

Kemijsko

– mikroorganizmi asimiliraju (hrane se) dotičnim materijalom

– produkti metabolizma oštećuju materijal

( korozija metala, oštećenja stijena lišajevima)

Materijal nije u funkciji –

čepljenje cjevovoda nakupinama željeznih bakterija

Naslage na vanjskim oplatama brodova

Emulzije za hlađenje i podmazivanje pri obradi metala

Mineralna ulja

AW/EP aditivi

(aditivi protiv trošenja)

Površinski aktivne tvari

Inhibitori korozije

Antipjenušavci

Biocidi

Biostatici…..

VODA

Neophodna za rast mikroorganizama

Dovoljne i mikrokoličine ako ima hranjiva:

Ugljik, dušik, fosfor,sumpor…..

….i ako su zadovoljeni uvjeti okoline:

Temperatura, aerobni (ili anaerobni) uvjeti, pH

Mikroorganizmi koji mogu sudjelovati u

mikrobnom kvarenju emulzija

Bakterije

Kvasci

Plijesni

U infekciji emulzija

uvijek

Mješovita mikrobna zajednica

Primjer čestog tijeka infekcije:

Početna infekcija – bakterije (aerobne)

Smanjuje se količina kisika u spremniku sa emulzijom

Pada redoks potencijal (Eh)što pogoduje bakterijama koje uzrokuju

koroziju

Stvaraju se uvjeti za rast sulfatoreducirajućih bakterija,

bakterija koje koriste ione željeza ili plijesni i kvasaca

Početni pH 8,5-9,5

Pada pH – do pH 4

Vizualne i olfaktorne promjene koje su

posljedica biokemijskih i kemijskih procesa

Smeđe obojenje – bakterije (Pseudomonas sp, Alcaligenes sp.,Achromobactersp,)

Sivkasto obojenje – sulfatoreducirajuće bakerije/stvara se željezo(II)sulfid ili anaerobi (metabolizam kojih rezultira tvorbom željezo(II) hidroksida

Na površini emulzije u spremniku – pjena, debele naslage “palačinke” (nakupine:fungi,plijesni,kvasci)

Miris po sulfatima (Monday morning odour) u periodu stagnacije anaerobna respiracija bakterija (Thiobacillus spp.) oksidacijom tvore sulfate

Miris na amonijak (bakterije koje tvore amonijak razgradnjom dušikovih spojeva)

Miris na sumporovodik - bakterija Desulfovibrio-reducira sulfate, razvija se H2S,

Odvaja se uljna faza (produkti metabolizma mikroorganizama-sulfati, sulfatna kiselina, bioemulgatori itd.) mijenjaju svojstva podmazivanja i viskoznosti, veličinu kapljica emulzije…To se ne može utvrditi uobičajenim kemijskimtestovima ali ima značajan utjecaj na proizvodnju.

Neki tipovi površinski aktivnih tvari (biosurfaktanti) koje proizvode mikroorganizmi kada rastu na

netopivim, uljnatim supstratima

GLIKOLIPIDI ramnolipidi

Soforolipidi, esteri trehaloze,…

FOSFOLIPIDI I MASNE KISELINE

LIPOPEPTIDI I LIPOPROTEINI

POLIMERNI SURFAKTANTIlipoheteropolisaharidiI ,heteropolisaharidi,

polisaharid-protein, ugljikohidrat,

manan-lipid kompleks, manoza/eritroza lipid,

ugljikohidrat-protein-lipid kompleks

SPECIFIČNI SURFAKTANTIMembranske vezikule, fimbriae, cijele stanice

Acinetobacter sp. A.calcoaceticus,

Arthrobacter calcoaceticus, Candida lypolitica,

Saccharomyces cerevisiae, Candida petrophilum

Endomycopsis lpolytica, Candida tropicalis,

Pseudomonas spp., Pseudomonas fluorescens….

Rhodococcus erythropolis,,Athrobacter paraffineus,

Mycobacterium, phlei, Micromonospora spp.

Corynebacterium diphteriae,

Pseudomonas spp., Torulopsis bombicola,

Torulopsis petrophilum, Candida spp……..

Candida spp., Corynebacterium spp.

Micrococcus spp.,Acinetobacter spp.,

Thiobacillus thiooxidans, Aspergillus spp.

Bacillus brevis, Bacillus polymixa,Pseudomonas rubescens,

Bacillus subtilis, Bacillus sp., licheniformis, Glukonobacter cerinus

Kontrola infekcija:Semikvantitativna metoda uronjenih pločica sa selektivnim

hranjivim podlogama

Pogodna za primjenu u pogonu za orijentaciono utvrđivanje

jačine infekcije te tipa mikroorganizama -“DIP SLIDE” metoda

Pogodna za vodene supstrate, neučinkovita za uljnate (netopive)

supstrate npr. dizelska goriva

Stanica/ml

Laboratorijska ispitivanja

Praćenje mikrobiološke slike stanja emulzije do identifikacije pojedinih mikroorganizama može dati vrlo korisne podatke za što bolje djelovanje jer je

Mikrobni sastav inficiranih emulzija

ekstremno složen, sa različitim

dominantnim vrstama tijekom

vremena a svaki sa različitim

spektrom biokemijskih aktivnosti

Izgled izolirane kulture kvasaca i plijesni

na hranjivoj podlozi u Petrijevoj zdjelici

Nakupine mikroorganizama izolirane iz emulzije sa glodalice

Makroskopski: bjelkasti sluzavi talog

Mikroskopski: masa filamenata micelija gljivica sa umreženim

anorganskim nečistoćama i crvenkaste nakupine-korozija

Masa fungalnih filamenata – stupanj razvijenosti ukazuje na već odmaklu

dugotrajnu infekciju emulzije

Različiti mogući postupci zaštite emulzija

od mikrobnih infekcija:

Fizikalni:

Gama zračenje, UV zračenje, ozon–mogu prouzročiti neželjene kemijske

oksidacije

Pasterizacija - samo za termostabilne emulzije

Vodena para tlakom – efikasan postupak za čišćenje površina i cjevovoda i

skidanja nakupina stanica sa stjenki

Kemijski:

Biocidi – nisu pogodni zbog zaštite okoliša, tendencija prema uporabi

biostatika

Koncentracija se treba prilagoditi različitim korisnicima

Nema univerzalnog niti odličnog

Korištenje vrlo selektivnih biocida može izazvati porast drugih sojeva

mikroorganizama

Moguće štetnosti za zdravlje prilikom rada sa inficiranim emulzijama

1.Emulzija je pasivni prenosilac patogenih bakterija

2.Emulzija se kemijski mjenja djelovanjem mikroorganizama

3.Inhalacija bakterija

izlaganjem aerosolima može

djelovati na dišne puteve

Na udaljenosti od 0.6 m od mjesta

Obrade metala utvrđeno je

70 000 stanica/m3

Veličina čestica emulzija je

takva da lako penetriraju

u plućne alveole

Moguće štetnosti za zdravlje prilikom rada sa inficiranim

emulzijama

4.Mikroorganizmi i njihovi enzimi i toksini mogu iritirati sluznice

oka i dišnih puteva

5. Enzimi i toksini pojačavaju kemijsku iritaciju

6. Mogućnost infekcije oportunističkim patogenima

•Pseudomonas aeruginosa, fluorescens itd.

(ekcemi,oštećenje rožnice-egzotoksin keratolizin)

•gram negativne bakterije-endotoksini-upalne promjene na koži i manje

abrazije kože)

Svi analizirani uzorci sadržavali su od 103 – 107 bakterija

U uzorcima bilo je identificirano više vrsta bakterija i plijesni: Micrococcus sp., Staphylococcus sp.,

Pseudomonas sp., Sarcina sp., Scopuloriopsis sp., Flavobacterium; Penicillium sp., Fusarium,

Gliocladium

Sastav mikrobnih populacija bio je različit ovisno o starosti infekcije i sastavu emulzije.

U sva četiri pogona nije zadovoljavajuće održavana čistoća spremnika i cijelog sustava

“GOOD HOUSEKEEPING”

Najefikasniji način očuvanja kvalitete i trajnosti

emulzija

obrazovanje radnika

Obrazovanje poslodavca

Obrazovanje stručnjaka zaštite na radu

Obrazovanje medicine rada

Temeljito čišćenje i sterilizacija spremnika prije nove šarže

(u protivnom nacjepljivanje nove emulzije već prisutnim mikroorganizmima i puno brže kvarenje )

Udvostručenje jedne stanice mikroorganizma –30 min

Ako je početak 1000stanica/za tri sata 63 000 stanica/ml

*Spriječiti ulaz organske tvari u emulziju(npr. otpaci hrane)

Održavanje pogona, praćenje i njega

proizvoda, obrazovanje zaposlenika i

stručnost proizvođača nužni su za

unapređenje kvalitete i produljenje vremena

sigurnog rada proizvoda s ciljem postizanja

ekonomske dobiti i ugleda.

Sigurnost i zaštita zdravlja uz smanjenje

utjecaja na okoliš omogućavaju korištenje

proizvoda u vremenu povećane osjetljivosti za

zdravu životnu sredinu.