Effetti e misure di controllo dei microrganismi (batteri, ecc.) nel rivestimento elettroforetico

Effetti e misure di controllo dei microrganismi (batteri, ecc.) nella verniciatura per elettrodeposizione

Verniciatura
La vernice per elettrodeposizione è un rivestimento elettroforetico ecologico con ridotto consumo di solventi organici. Utilizza l'acqua come mezzo di dispersione e il suo sistema acquoso funge facilmente da terreno di coltura per i microrganismi. Le moderne formulazioni di verniciatura per elettrodeposizione contengono generalmente pochi o nessun componente a base di metalli pesanti come piombo e stagno, il che indebolisce l'inibizione contro batteri e altri microbi. Le temperature operative delle linee di elettrodeposizione vanno normalmente da 20-35 °C con elevata umidità e scarsa ventilazione – condizioni favorevoli alla sopravvivenza di molte specie batteriche.

Problemi avversi causati dalla crescita batterica nel liquido del bagno

La contaminazione batterica nei bagni di elettrodeposizione raramente coinvolge una singola specie; al contrario, si sviluppano comunità microbiche miste. I microbi vengono introdotti tramite sistemi di acqua purificata, forniture di acqua di rubinetto, sistemi di ultrafiltrazione, sistemi di risciacquo post-trattamento, sistemi anodici, deposizione aerea e pezzi da rivestire in ingresso. Le specie esatte presenti dipendono dalle condizioni ambientali. La proliferazione microbica destabilizza il liquido del bagno e innesca vari difetti di rivestimento. Nei casi più gravi, l'intero bagno potrebbe dover essere scartato.

Tipi di microrganismi nel liquido del bagno

I principali microrganismi presenti nel liquido del bagno includono batteri, muffe e lieviti.

• Batteri: Invisibili a occhio nudo e ampiamente distribuiti. Si riproducono rapidamente. Una forte contaminazione si manifesta inizialmente con parametri anomali del liquido del bagno; colonie batteriche flocculenti bianche e sedimenti compaiono nelle fasi successive.

• Muffe: Funghi diffusi nel suolo, nell'acqua, nell'aria e sulle superfici di materia organica in decomposizione. Preferiscono ambienti acidi e si riproducono più lentamente dei batteri. Aderiscono principalmente alle pareti interne di serbatoi e tubi, apparendo come galleggianti bianchi villosi, flocculenti o depositi filamentosi scivolosi.

• Lieviti: Funghi ubiquitari in natura. Prosperano nell'aria, nel suolo, nell'acqua e negli organismi e possono sopravvivere sia in condizioni aerobiche che anaerobiche. Crescono in un intervallo di pH di 3,0-7,5 e tipicamente causano schiumeggiamento anomalo e odori sgradevoli nel liquido del bagno.

Impatti della crescita microbica nel liquido del bagno

1. Parametri del liquido del bagno: Per l'elettrodeposizione catodica, il valore MEQ e la conducibilità diminuiscono mentre il pH aumenta. Per l'elettrodeposizione anodica o con determinati ceppi microbici, la conducibilità può aumentare e il pH può diminuire.

2. Prestazioni di applicazione: La tensione di breakdown del bagno diminuisce e le prestazioni di formazione del film diventano altamente sensibili alla tensione. La stabilità del bagno si deteriora, i sedimenti aumentano, le prestazioni di filtrazione peggiorano, la schiuma superficiale si accumula e la viscosità aumenta.

3. Proprietà del film di rivestimento: I film finiti presentano una grave texture a buccia d'arancia, rugosità, vesciche e più particelle; la forza di adesione diminuisce.

4. Impatti sull'attrezzatura: I sedimenti ostacolano la filtrazione, bloccano i sacchi filtranti e le membrane di ultrafiltrazione, riducono la portata dell'ultrafiltrato, aumentano il carico del motore e accorciano la vita utile dei sacchi filtranti e delle membrane.

Metodo di test del contenuto batterico (metodo della piastra di test batterico)

Immergere la piastra di test nel liquido campione per diversi secondi, o sciacquare la superficie della piastra direttamente con il liquido campione. Riposizionare la piastra nel suo tubo protettivo sigillato originale e incubare in una camera a temperatura e umidità costanti per 2-5 giorni (tipicamente 3 giorni). Osservare la crescita microbica sulla piastra.

Il limite di rilevamento di questo metodo è di circa 1 CFU/cm² o 100 CFU/mL.

• Terreno nutritivo per batteri: temperatura di incubazione ottimale 30 °C; l'incubazione per 1-2 giorni è normalmente sufficiente.

• Terreno Rose-bengal per funghi (lieviti e muffe): temperatura di incubazione ottimale 25 °C. I lieviti richiedono 2-3 giorni di incubazione; le muffe richiedono 5-7 giorni.

Metodi di trattamento dei microrganismi

Una volta che i batteri si sono moltiplicati nel liquido del bagno, devono essere applicati biocidi per la disinfezione al fine di interrompere il metabolismo cellulare microbico. La selezione del biocida deve considerare la compatibilità con le specie batteriche e le formulazioni di vernici per elettrodeposizione in modo da non compromettere le prestazioni del film di rivestimento.

I biocidi comuni includono isothiazolinoni (Kathon), perossido di idrogeno e nitrato d'argento. Queste sostanze danneggiano le strutture della membrana cellulare e inattivano i microbi rompendo i legami proteici nei batteri e nelle alghe. L'uso continuo ed esclusivo di un biocida induce resistenza microbica. Si raccomanda dialternare biocidi con diversi meccanismi d'azione ogni settimana o ogni ciclo di produzione. Una strategia di dosaggio combinata di aggiunta continua a basso livello più dosaggio d'urto intermittente garantisce una sterilizzazione efficace.

La procedura principale per l'eliminazione microbica nei sistemi di verniciatura per elettrodeposizione segue la regola: pulizia meccanica prima, seguita da sterilizzazione chimica, quindi filtrazione per rimuovere i detriti microbici. Il dosaggio di biocidi senza pulizia fisica è severamente vietato.

Misure di inibizione dei microrganismi

1. Selezionare rivestimenti per elettrodeposizione con buone proprietà antimicrobiche per migliorare l'applicabilità industriale a livello di formulazione.

2. Rafforzare la gestione del processo produttivo ed eseguire operazioni e manutenzione rigorosamente secondo le specifiche di processo.

3. Gestione della fonte d'acqua: dotare i sistemi di acqua purificata con sterilizzazione UV, filtrazione speciale, clorazione o unità di ozonizzazione per eliminare i batteri nel circuito di alimentazione dell'acqua.

4. Prelevare campioni regolari dal liquido del bagno di elettrodeposizione, dal liquido del serbatoio di risciacquo e dalle fonti di acqua purificata per test microbiologici. Le piastre di test batterico offrono un mezzo conveniente, tempestivo e accurato per quantificare i livelli batterici nel liquido del bagno di elettrodeposizione catodica e guidare azioni di sterilizzazione tempestive.

5. Impiegare biocidi adeguati per uccidere i batteri esistenti e sopprimere la nuova crescita, che è una misura efficace per mantenere le normali prestazioni del liquido del bagno.

6. Svuotamento e pulizia del serbatoio: i serbatoi di pretrattamento e risciacquo presentano molte zone morte statiche. Aumentare la frequenza di pulizia; sostituire il liquido del serbatoio o eseguire lo svuotamento del serbatoio in base alle condizioni di produzione per rimuovere i biofilm aderenti alle superfici del serbatoio. Per i serbatoi dotati di sistemi di circolazione e filtrazione, mantenere la circolazione continua o regolare l'intensità della circolazione per minimizzare le zone stagnanti. Pulire periodicamente filtri, tubazioni e pareti dei serbatoi per rimuovere i biofilm aderenti.