System for the disinfection of cutting fluids using a pulsed electric field

• Autorzy: Umiński W.

Warianty tytułu

PL

System do dezynfekcji cieczy obróbkowych z wykorzystaniem pulsacyjnego pola elektrycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

During applying cutting fluids (coolants), which are used in the surface treatment of metals, different microorganisms develop. The effects of microbial growth in the cooling system are the following: the shortened life of coolants, increased operating costs, downtime connected with the replacement of coolant, and the exposure of workers to the harmful impact of infected oil mist on skin, eyes, and upper respiratory tract. The paper presents the possibility of an innovative application of a pulsed electric field method to disinfect cutting fluids. The contaminated coolant is subjected to a pulsed electric field with the result that there is a rapid destruction of living microorganisms therein, and their spores. Furthermore, the article demonstrates a laboratory system equipped with a high voltage generator and a control system enabling, inter alia, to change the parameters of the pulsed electric field as well as the laboratory model of the disinfection cell with variable spacing of the electrodes. A research stand made according to the predefined assumptions is also shown. The research stand is intended for testing the effectiveness of reducing the degree of biological contamination of the coolant as a function of the parameters of pulsed electric field. The obtained results are related to the results of a research task of a strategic programme entitled: „Support systems of ecological exploitation of industrial oils and technological liquids”. Obtaining promising test results will be a stage leading to the development of a system for the disinfection of cutting fluids on a technical scale.

PL

W obróbce powierzchniowej metali stosuje się ciecze obróbkowe (chłodziwa), w których, w trakcie ich użytkowania, rozwijają się drobnoustroje. Efektami rozwoju mikroorganizmów w układzie chłodzenia są: skrócenie żywotności chłodziw, zwiększenie kosztów eksploatacji, przestoje produkcyjne związanymi z wymianą chłodziwa oraz narażenie pracowników na szkodliwe dla zdrowia oddziaływanie zarażonej mgły olejowej na skórę, wzrok czy górne drogi oddechowe. W artykule przedstawiono możliwość innowacyjnego zastosowania metody pulsacyjnego pola elektrycznego do dezynfekcji cieczy obróbkowych. Skażone chłodziwo poddawane jest działaniu pulsacyjnego pola elektrycznego w efekcie czego następuje szybkie zniszczenie żyjących w nim mikroorganizmów, a także ich zarodników. Przedstawiono laboratoryjny system wyposażony w generator wysokiego napięcia i układ sterowania umożliwiający między innymi zmianę parametrów impulsowego pola elektrycznego oraz laboratoryjny model celi dezynfekcji o zmiennej odległości elektrod. Przedstawiono stanowisko badawcze wykonane według przyjętych założeń. Wykonane stanowisko badawcze umożliwi przeprowadzenie badań skuteczności zmniejszania stopnia skażenia biologicznego chłodziwa w funkcji parametrów pulsacyjnego pola elektrycznego oraz odniesienie otrzymanych rezultatów do wyników prac uzyskanych w zadaniu badawczym Programu Strategicznego pt.: „Systemy wspomagania proekologicznej eksploatacji olejów przemysłowych i cieczy technologicznych”. Uzyskanie obiecujących wyników badań pozwoli na opracowanie urządzenia do dezynfekcji cieczy obróbkowych w skali technicznej.

Słowa kluczowe

EN

contamination; cutting fluid; microorganism cell; pulsed electric field; PEF; electroporation

PL

ciecz obróbkowa; skażenie; komórka mikroorganizmu; pulsacyjne pole elektryczne; PEF; elektroporacja

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2015
• Tom: no. 2
• Strony: 101--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Umiński W.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom

Bibliografia

• 1. Total: Ciecze do obróbki metali. http://www.total.com.pl/pro/B2B-produk-ty-dla-przemyslu/li-materialy-informacyjne/li-poradnik.html, grudzień 2014.
• 2. Ruggeri D.: Pielęgnacja chłodziw obróbczych w małych zakładach. http://www.houghton.com.pl/pl_aktualnosci-artykuly.php, styczeń 2015.
• 3. Ceprowski M. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne cieczy obróbkowych. Bezpieczeństwo Pracy 09/2012, s. 16–19.
• 4. Trafny E.A.: Skażenie mikrobiologiczne cieczy chłodzaco-smarujących i sposoby jego ograniczenia. Obróbka metali 04/2012, s. 40–41.
• 5. Lewandowski R.: Ciecze chłodząco-smarujące, jako źródło czynników biologicznych zagrażających zdrowiu pracowników. Bezpieczeństwo Pracy 04/2013, s. 5–7.
• 6. Ceprowski M., Kozajda A., Zielińska-Jankiewicz K., Szadkowska-Stańczyk I.: Szkodliwe działanie czynników biologicznych uwalnianych podczas procesów obróbki metali z użyciem chłodziw. Medycyna Pracy 57(2) 2006, s. 139–147.
• 7. Nitzsche F.: Mikrobiologisches Wachstum in Kühlschmierstoffen. Rozwój mikroorganizmów w chłodziwach. Ind.Diam.Rdsch., 2008, t. 42, nr 1, s. 70–73.
• 8. Kein Platz für Schadbakterien. Nie ma miejsca dla szkodliwych bakterii. Masch.u.Werkz., 10/2009, s. 40–41.
• 9. Anders S.: Natürlich und keinfrei. Eliminowanie zarodków bakterii, grzybów i wirusów bez użycia preparatów chemicznych. Werkst.u.Betr., 2009, t. 142, nr 3, s. 66–67.
• 10. Zhang Q., Barbosa-Canovas G.V., Swanson B.G.: Engineering Aspects of Pulsed Electric Field Pasteurization. Joumal of Ford Engineering 25 /1995 s. 261–281.
• 11. Francesca De Vito: Application of Pulsed Electric Field (PEF) Techniques in Food Processing. Rozprawa Doktorska, UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI SALERNO, 2006.
• 12. Wiktor A., Witrowska-Rajchert D.: Zastosowanie pulsacyjnego pola elektrycznego do wspomagania procesów usuwania wody z tkanek roślin-nych. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 2 (81), s. 22–32.
• 13. Kinetics of Microbial Inactivation for Alternative Food Processing Technologies – Pulsed Electric Fields. http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch, grudzień 2014.
• 14. Toepfl S., Heinz V.,Knorr D.: Application of Pulsed Electric Fields in Liquid Processing. http://scholar.google.pl/ listopad 2014.
• 15. Tian Yow Tsang : Electroporation of Cell Membranes. Mechanisms and Applications. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4899-2528-2_9#page-1, grudzień 2014.
• 16. Maged E.A. Mohamed and Ayman H. Amer Eissa : Pulsed Electric Fields for Food Processing Technology. http://dx.doi.org/10.5772/48678, grudzień 2014.