Ultrasoon reinigen van watersystemen: een vergelijking met HOCl
Microbiële groei en biofilmvorming zijn veelvoorkomende uitdagingen in verschillende industriële processen, met name in de levensmiddelen- en chemische industrie. Om deze problemen aan te pakken, zijn er verschillende technologieën beschikbaar die gericht zijn op het verbeteren van hygiëne en het bestrijden van microbiële besmetting. Twee van de veel gebruikte methoden zijn de toepassing van hypochlorigzuur (HOCl) en ultrasoon reinigen.
Korte introductie van beide methoden
Het Watter-systeem produceert op locatie een desinfectiemiddel met de werkzame stof HOCl, een krachtige oxidator. Het systeem wordt vaak ingezet voor continue desinfectie van proceswater. Aan de andere kant maakt ultrasoon reinigen gebruik van geluidsgolven om biofilms en verontreinigingen mechanisch te verwijderen. Beide methoden hebben hun voordelen en beperkingen, afhankelijk van het specifieke gebruik en de omstandigheden. Ultrasone reiniging is, net als UV-C, een point-of-use methode, wat betekent dat het direct op de plaats van gebruik wordt ingezet om microbiële contaminatie te bestrijden. Beide methoden zijn geschikt voor specifieke toepassingen waarbij directe en snelle desinfectie nodig is.
Nadeel van point-of-use methoden
Een belangrijk nadeel van point-of-use methoden, zoals UV-C en ultrasone technologie, is dat ze vaak alleen een lokaal en direct effect hebben. Dit betekent dat de effectiviteit beperkt is tot de plaats waar de methode wordt toegepast, zonder langdurige bescherming tegen herbesmetting verderop in het systeem. Zodra water of oppervlakken opnieuw in contact komen met vervuilende bronnen, kan microbiële groei snel terugkeren. Daarnaast vereisen deze methoden vaak regelmatige onderhouds- en controlemaatregelen om optimale effectiviteit te waarborgen, wat extra operationele inspanningen kan betekenen.
Vergelijking: permanent doseren met HOCl vs ultrasone desinfectie
In onderstaande tabel hebben we een eerlijke vergelijking proberen te maken tussen het permanent doseren van HOCl en ultrasoon reinigen.
| Categorie | HOCl | Ultrasoon reinigen |
|---|---|---|
| Werkingsmechanisme | HOCl is een krachtige oxidator die bacteriën, virussen, schimmels en biofilms vernietigt door de celwanden te penetreren en proteïnen en enzymen te denatureren. Het wordt continu toegevoegd om microbiële groei te voorkomen. | Hoge-frequentie geluidsgolven veroorzaken cavitatie, die mechanische schade aanricht aan celwanden van micro-organismen en biofilms kan verstoren. Het verwijdert vooral verontreinigingen van oppervlakken, maar heeft een minder directe chemische werking. |
| Effectiviteit tegen biofilm | HOCl is effectief tegen biofilms omdat het door de beschermende matrix van biofilms heen kan dringen en de micro-organismen kan vernietigen, mits in voldoende concentratie en contacttijd [1]. | Ultrasoon reinigen verstoort biofilms mechanisch door cavitatie, maar doodt niet altijd alle micro-organismen. Het kan wel de biofilmstructuur doorbreken, wat andere desinfectiemethoden zoals HOCl kan ondersteunen [2]. |
| Continu vs. periodieke behandeling | Permanente dosering van HOCl zorgt voor continue desinfectie van proceswater, wat voorkomt dat micro-organismen zich kunnen vestigen en vermenigvuldigen. Dit biedt voortdurende bescherming [3]. | Ultrasoon reinigen is een periodiek proces, effectief voor het verwijderen van bestaande biofilms, maar biedt geen permanente bescherming tegen microbiële groei. Regelmatige herhaling is nodig om hygiëne te handhaven [4]. |
| Veiligheid en milieueffecten | HOCl is veilig voor mens, dier en milieu in lage concentraties en degradeert snel tot zout en water. De lage doseringen minimaliseren de vorming van schadelijke bijproducten zoals trihalomethanen (THM’s) [5]. In-situ generatie zorgt voor lagere CO2-uitstoot en minder verpakte gevaarlijke stoffen op voorraad. |
Ultrasoon reinigen heeft geen directe chemische bijwerkingen, waardoor het milieuvriendelijk is. Het proces verbruikt wel energie en de apparatuur vereist regelmatig onderhoud om efficiënt te blijven werken [6]. Door het gebruik van de apparatuur is er geen periodieke levering van chemie nodig en u heeft ook hier minder verpakte gevaarlijke stoffen op voorraad. |
| Kosten en onderhoud | De kosten van permanente HOCl-dosering omvatten aanschaf van het systeem, kosten voor zout, water en stroom en service en onderhoud. De operationele kosten voor het produceren van 1.000 liter desinfectiemiddel zijn met het Watter-systeem slechts €8,-, maar de daadwerkelijke kosten zijn natuurlijk afhankelijk van de waterkwaliteit en het benodigde volume. | Ook ultrasoon apparatuur dient eerst aangeschaft te worden, maar operationele kosten zijn laag, omdat er geen chemicaliën nodig zijn. Regelmatig onderhoud is vereist om de effectiviteit van de apparatuur te behouden, vooral bij continu gebruik [7]. |
Samenvattend
Op het gebied van milieuvriendelijkheid zijn beide methoden erg vergelijkbaar. Het grote verschil zit met name in de point-of-use methode van ultrasoon reinigen waardoor deze niet het hele leidingssysteem schoon krijgt. Qua werking doodt HOCl de aanwezige biofilm en bacteriën (en schimmels en gisten), waarbij ultrasoon er voor zorgt dat de biofilm losgetrild en vaak slechts een deel van de bacteriën afdood.
Bronnen:
- Douterelo, I., Sharpe, R. L., & Boxall, J. B. (2014). Biofilm formation in drinking water: a laboratory comparative study of different disinfection methods. Water Research, 65, 224-236.
- LeChevallier, M. W., & Au, K. K. (2004). Water Treatment and Pathogen Control: Process Efficiency in Achieving Safe Drinking Water. WHO Press.
- Barbot, E., et al. (2010). Application of Hypochlorous Acid to Biofilm Control: Case Study of Cooling Tower Systems. Journal of Applied Microbiology, 109(1), 30-36.
- Patil, P. N., et al. (2017). Ultrasound: A Potential Method for Biofilm Disruption. Water Research, 130, 168-180.
- Deborde, M., & von Gunten, U. (2008). Reactions of chlorine with inorganic and organic compounds during water treatment: Kinetics and mechanisms: A critical review. Water Research, 42(1-2), 13-51.
- Mason, T. J., & Peters, D. (2002). Practical Sonochemistry: Power Ultrasound Uses and Applications. Woodhead Publishing.
- Wang, H., et al. (2019). Ultrasound in the Control of Biofilm Formation: A Review. Ultrasonics Sonochemistry, 55, 103-113.
Interesse in een vrijblijvend kennismakingsgesprek?
Graag maken we digitaal kennis om meer over onze toepassing uit te leggen en samen te sparren over de mogelijkheid om uw desinfectieproces te verbeteren en te verduurzamen. In 45 minuten krijgen we een goed beeld van mogelijkheden en obstakels. Dit gesprek wordt vaak als efficiënt en prettig ervaren. Ontdek het zelf en neem snel contact op.
Tim van den Toorn
Tim is een senior microbioloog bij Watter, gespecialiseerd in de toepassing van het desinfectiesysteem voor proceswater en oppervlakteontsmetting in verschillende industrieën. Hij werkt nauw samen met bedrijven om het Watter-systeem te implementeren en nieuwe klantspecifieke toepassingen te ontwikkelen. Optimale proceswaterkwaliteit, kiemvrije oppervlakken en verbeterde duurzaamheid kunnen daardoor worden gegarandeerd. Tim's expertise en begeleiding dragen aanzienlijk bij aan het bevorderen van de industriestandaarden en het bevorderen van veilige desinfectiepraktijken. Deze zijn perfect in lijn met de toewijding van Watter om innovatieve oplossingen te bieden.