Biologischer Öl- und Fettabbau in der Teileentfettung realistisch

Teilereinigung Biologischer Öl- und Fettabbau in der Teileentfettung realistisch

29.06.2012 | Autor / Redakteur: Peter M. Kunz / Stéphane Itasse

Dass eine Badaufbereitung mit Mikroorganismen nicht nur die Umweltverträglichkeit, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der wässrigen Teileentfettung erhöht, zeigen Anlagen in Feuerverzinkereien. Dort wurde ein Konzept mit biologischem Öl- und Fettabbau installiert. Im Grunde ist der Neuansatz eines Spülbades nicht mehr erforderlich.

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In Feuerverzinkereien werden Ent-fettungsbäder ohne Neuansatz über viele Jahre hinweg betrieben. Grund ist eine biologische Badaufbereitung.
(Bild: IBV)

Die Teileentfettung ist eine der wichtigsten Aufgaben der Vorbehandlung von Metalloberflächen. Sie ist Voraussetzung für das Abscheiden haftfester, gleichmäßiger und korrosionsbeständiger Schichten. Die unterschiedlichsten Fett-, Öl- und Wachstypen, die zum Schutz vor Korrosion oder als Bearbeitungshilfsstoffe – Kühlschmierstoffe beim Zerspanen, Ziehfette bei der Umformung – aufgetragen werden oder durch Handschweiß auf die Oberflächen gelangen, müssen vor einer Bauteilbeschichtung restlos entfernt werden [1].

Biologischer Abbau von Mineralöl-Kohlenwasserstoffen hilft beim Entfetten

Seit über 30 Jahren hat man auf der „biologischen“ Seite eine Vielzahl von Erfahrungen beim Abbau von Mineralöl-Kohlenwasserstoffen gesammelt [2]. Zwischenzeitlich werden diese Kenntnisse bei der Heiß-, aber auch bei der „kalten“ Entfettung in Feuerverzinkereien umgesetzt.

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Die Aufbereitung der Reinigungsbäder erfolgt quasi autark. Die Zudosierung ist so geregelt, dass keine überschüssige Biomasse im Bioreaktor entsteht.

Mit der Trübungsmessung wird die Dichte der Mikroorganismen in einer Probe bestimmt, um deren Wachstum zu ermitteln. Dazu muss die Probemenge nicht reduziert werden.

Agarschalen mit unterschiedlichen Kolonien – links: Konzentrat auf LB Medium nach vier Tagen; rechts: Venezuela-Konzentrat auf LB Medium nach sechs Tagen [10].

Sofern die nötigen Nährstoffe vorhanden sind, vermehrt sich die Biomasse (Mikroorganismen) stetig (braun). Maß dafür ist die Extinktion (optische Dichte), die nach jeder Ölzugabe rapide steigt und nach kurzer Zeit wieder sinkt (blau).

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Kohlenwasserstoffe kommen nicht nur im Erdöl, in der Kohle und im Erdgas vor, sie werden generell in der Natur gebildet. So findet man Alkane in Pflanzen, in verschiedenen Fetten und Ölen sowie im Bienenwachs. Aromatische Kohlenwasserstoffe gibt es in vielen pflanzlichen Produkten, sie werden jedoch auch von vielen Mikroorganismen gebildet. Der mikrobielle Abbau von Kohlenwasserstoffen ist bereits seit dem Ende des vorigen Jahrhunderts bekannt und wurde seitdem intensiv untersucht [3].

Viele Mikroorganismen zu Fettabbau und Ölspaltung bereits bekannt

Die Mikrobiologie hat viele fettspaltende und ölabbauende Mikroorganismen erforscht [4 und 5]. Der mikrobielle Abbau ist verhältnismäßig weit verbreitet und nicht auf wenige Familien und Gattungen beschränkt. Der Bakterienstamm „Pseudomonas species“ (ATCC 21808) arbeitet zum Beispiel am effektivsten bei einer Temperatur um 50 °C und einem pH-Wert um 10 [6]. Einen guten Überblick über die Anwendungsbreite von Enzymen gibt zum Beispiel [7].

Über den Abbau von aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen wurde viel berichtet, insbesondere im Zusammenhang mit der Bodensanierung. Ein Wachstum von Mikroorganismen in Öltröpfchen ist bei ausreichender Diffusion von Sauerstoff und Anwesenheit von Wasser – bei 2% ist Öl wassergesättigt – und Mineralstoffen möglich.

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