Воздействие микроорганизмов (бактерий и т. д.) на электроосаждаемые покрытия и меры контроля

Воздействие микроорганизмов (бактерий и др.) при нанесении покрытий методом электроосаждения и меры контроля

Краска для электроосаждения — это экологически чистый материал для покрытий с пониженным содержанием органических растворителей. Используя воду в качестве дисперсионной среды, его водная система по своей природе служит благоприятной питательной средой для микроорганизмов. Современные составы для электроосаждения содержат мало или совсем не содержат тяжелых металлов, таких как свинец и олово, что ослабляет их собственное ингибирующее действие на бактерии и другие микробы. Рабочая температура типичных линий электроосаждения колеблется от 20 до 35 °C, в сочетании с высокой влажностью и плохой вентиляцией — условия, идеально подходящие для выживания и размножения различных штаммов бактерий.

Микробное загрязнение жидкости ванны электроосаждения редко включает один штамм; вместо этого оно образует сложные смешанные микробные сообщества. Источники загрязнения включают системы подачи чистой воды, трубопроводы водопроводной воды, системы ультрафильтрации, ванны последующей промывки, системы циркуляции анода, осаждение микробов из воздуха и загрязнители, переносимые покрываемыми изделиями. Конкретные присутствующие микробные виды зависят от условий окружающей среды на месте. Как только микробы размножаются в жидкости ванны, стабильность ванны ухудшается, вызывая широкий спектр дефектов покрытия. В тяжелых случаях приходится полностью сливать жидкость ванны.

Основные микроорганизмы, размножающиеся в ваннах электроосаждения, включают бактерии, плесень и дрожжи:

1. Бактерии: Микроскопически мелкие и повсеместные с чрезвычайно высокой скоростью размножения. Массовый рост бактерий сначала вызывает аномальные параметры ванны, за которым следует видимый белый хлопьевидный бактериальный осадок.

2. Плесень: Категория грибов, широко распространенных в почве, воде, воздухе и плесневелых органических веществах. Они предпочитают кислую среду и размножаются медленнее бактерий. Плесень прочно прилипает к внутренним стенкам резервуаров и труб, проявляясь в виде пушистых белых плавающих хлопьев или скользкой нитчатой слизи.

3. Дрожжи: Другая группа грибов, широко распространенных в почве, воде, воздухе и организмах животных. Они выживают как в аэробных, так и в анаэробных условиях, процветая в диапазоне pH от 3,0 до 7,5. Загрязнение дрожжами проявляется в виде чрезмерного стойкого пенообразования и неприятных запахов в жидкости ванны.

Вред, причиняемый бактериальным загрязнением жидкости ванны

1. Отклонения в параметрах жидкости ванны

• Катодное электроосаждение: снижение значения MEQ, снижение проводимости, повышение значения pH

• Анодное электроосаждение или загрязнение специфическими штаммами: повышение проводимости, снижение значения pH

2. Ухудшение эксплуатационных характеристик ванны

• Снижение напряжения пробоя; осаждение пленки становится очень чувствительным к колебаниям напряжения

• Снижение стабильности ванны, увеличение объема осадка, ухудшение эффективности фильтрации

• Накопление поверхностной пены и повышение вязкости

3. Ухудшение свойств отвержденной пленки

Сильный апельсиновый эффект, шероховатая текстура, пузыри, чрезмерные дефекты в виде частиц и ослабление адгезии покрытия.

4. Повреждение оборудования

• Тяжелый осадок забивает фильтровальные мешки и мембраны ультрафильтрации, снижая поток пермеата ультрафильтрации

• Повышенная рабочая нагрузка на циркуляционные двигатели

• Увеличение частоты замены фильтровальных мешков и мембран ультрафильтрации

Метод количественного определения бактерий: анализ микробных тест-слайдов

Погрузите тест-слайд в исследуемую жидкость на несколько секунд или промойте поверхность слайда непосредственно образцом жидкости. Поместите слайд обратно в его герметичную оригинальную защитную трубку и инкубируйте в камере с постоянной температурой и влажностью в течение 2–5 дней (стандартно 3 дня), затем наблюдайте рост микробных колоний на слайде. Предел обнаружения этого метода составляет приблизительно 1 КОЕ/см² или 100 КОЕ/мл.

• Питательный агар: для обнаружения бактерий. Оптимальная температура инкубации — 30 °C; видимые бактериальные колонии образуются через 1–2 дня.

• Агар с розовым бенгалом: для обнаружения грибов (дрожжей и плесени). Оптимальная температура инкубации — 25 °C. Колонии дрожжей развиваются за 2–3 дня, а колонии плесени требуют 5–7 дней инкубации.

Примечание: Сравните рост микробов на слайдах mikrocount® с эталонной диаграммой, чтобы определить общее микробное число. Незначительные различия в цвете агара существуют между различными моделями слайдов mikrocount®.

Меры по устранению установленного микробного загрязнения

Биоциды применяются для уничтожения размножившихся микробов путем нарушения их клеточного метаболизма. При выборе биоцида необходимо учитывать совместимость как с микробными штаммами, так и с составами для электроосаждения, чтобы избежать повреждения характеристик готовой пленки. Распространенные биоциды включают изотиазолинон (Kathon), перекись водорода и нитрат серебра. Эти вещества разрушают структуры клеточных мембран и денатурируют белки бактерий и водорослей для достижения стерилизации.

Длительное непрерывное использование одного биоцида вызывает устойчивость микробов. Чередуйте биоциды с различными механизмами стерилизации еженедельно или за производственный цикл для оптимального контроля. Стандартная стратегия дозирования сочетает непрерывное введение в низкой концентрации с периодическим шоковым дозированием для поддержания эффективной дезинфекции.

Основной рабочий процесс по устранению микробов в системах электроосаждения следует последовательности: механическая очистка сначала → химическая биоцидная обработка → фильтрация для удаления микробной биомассы. Строго запрещается полагаться только на дозирование биоцидов без физической очистки.

Долгосрочные стратегии ингибирования микробов

1. Выбирайте покрытия для электроосаждения с присущими им превосходными антибактериальными свойствами для оптимизации устойчивости к микробам на стадии сырья.

2. Стандартизируйте процедуры эксплуатации производства и технического обслуживания оборудования в строгом соответствии со спецификациями процесса.

3. Контроль исходной воды: устанавливайте УФ-стерилизаторы, специальные прецизионные фильтры, хлораторные установки или генераторы озона на линиях подачи чистой воды для уничтожения бактерий в исходной воде.

4. Регулярный отбор проб и тестирование жидкости ванны электроосаждения, жидкости промывочной ванны и чистой воды; проводите целенаправленную биоцидную обработку на основе результатов тестирования.

5. Периодически добавляйте соответствующие биоциды для подавления размножения микробов и поддержания стабильной производительности ванны.

6. Слив и глубокая очистка резервуаров:

￮ Резервуары предварительной обработки и промывки в основном статичны с серьезными застойными зонами, склонными к образованию биопленок. Увеличьте частоту очистки, сливайте и пополняйте свежим раствором в соответствии с графиками производства и тщательно очищайте биопленку, прилипшую к поверхностям резервуаров.

￮ Для резервуаров с рециркуляцией и фильтрацией: поддерживайте непрерывную циркуляцию или регулируйте интенсивность потока для уменьшения застойных зон. Регулярно очищайте фильтры, трубопроводы и стенки резервуаров для удаления прилипшей биопленки.