Vegyszermentes fertőtlenítés plazmatechnológiával

Növekedés az Escherichia coli baktériumoknál PBF kezelése után (balra) és kezelés nélkül (jobbra). Az életképes baktériumok fehér kolóniák formájában nőnek a tápanyagkörnyezeten. © Fraunhofer FEP

A Fraunhofer FEP plazmaaktivált vizet vizsgál, mint vegyszermentes alternatívát a hagyományos fertőtlenítőszerekkel szemben. Az innovatív megoldás több mint 300 napig aktív marad, és gyógyszeriparban, élelmiszeriparban és mezőgazdaságban egyaránt alkalmazható.

A Fraunhofer FEP tudósai olyan technológián dolgoznak, amely plazmával kezelt folyadékokat (PBF) állít elő, és környezetbarát alternatívát kínál a hagyományos vegyszeres fertőtlenítőszerekkel szemben. Egy aktuális tanulmányban vizsgálják azok felületi fertőtlenítőszerekként való alkalmasságát. A kutatási eredmények szerint a folyadékok több mint 10 hónapig megőrzik hatékonyságukat, és jó mikrobiális hatásosságot mutatnak E. coli ellen.

A technológia atmoszférikus nyomású plazmaforrásokat használ a folyadékok kezelésére, melyek reaktív oxigén- és nitrogén-specieseket hoznak létre. „A plazmaaktivált víz előzetesen kezelhető, majd szállítható a felhasználási helyre anélkül, hogy plazmaforrásokra vagy más kezelőberendezésekre lenne szükség a helyszínen" – magyarázza Linda Steinhäußer, a Fraunhofer FEP tanulmányának fő szerzője.

Különböző plazmaeljárások összehasonlítása

A két plazmaeljárás összehasonlításakor az ívkioldás akár négyszer nagyobb mikrobiális hatékonyságot mutatott a dielektromos elválasztókioldáshoz képest. A modellorganizmus, az E. coli tesztjei akár 4 log-szintű csökkenést mutattak, a felhasznált anyagtól, az alkalmazási időtől és a PBF térfogatától függően.

Sokoldalú alkalmazási lehetőségek

A plazmával kezelt folyadékok különböző iparágakban alkalmazhatók:

– Gyógyszeripar és tisztaterek: vegyszermentes fertőtlenítés steril környezetben
– Élelmiszeripar: Cleaning-in-Place eljárás, például tejtartályok és hasonló berendezések esetén
– Mezőgazdaság: lehetséges felhasználás fertőtlenítő- és műtrágyaként nitrogén-species révén

Anyagfüggő hatékonyság igazolva

A tanulmány elsőként dokumentálja az anyagfüggő mikrobiális hatékonyságot. Ennek érdekében összehasonlító vizsgálatokat végeztek polimerfelületeken (ABS, PVC) és rozsdamentes acél felületeken. Ezek az eredmények relevánsak az ipari alkalmazás szempontjából, és lehetővé teszik a különböző felületi anyagok és alkalmazási forgatókönyvek célzott optimalizálását.

Tárolási stabilitás vizsgálata

„A fizikai-kémiai paraméterek több mint 300 napos tartósságot mutatnak hosszabb plazmakezelési idő esetén" – mondja Steinhäußer. Míg a fizikai-kémiai paraméterek hosszú távú stabilitása igazolt, a fertőtlenítő hatással való összefüggés még vizsgálat alatt áll.

A Fraunhofer-csapat már együttműködik a gyógyszeripar partnereivel, és nyitott további együttműködésekre.

A kutatásról

A tanulmány a "Surface & Coatings Technology" szaklapban jelent meg, és a Dresdoni Fraunhofer Elektronnyaláb- és Plazmatechnika Intézet (FEP) és a Braunschweigi Fraunhofer Rétegek és Felületek Technológiai Intézet (IST) közötti együttműködés eredménye.