Die Vermeidung und Bekämpfung von Biofilmen (Fouling) in wasserführenden Systemen ist eine grundlegende Aufgabe in der Getränke- und Nahrungsmittelherstellung. Eine geeignete Werkstoffauswahl kann unerwünschte mikrobiologische Vorgänge temporär zurückdrängen, nicht jedoch vollständig eliminieren. Sogenannte Eisenoxidierer im Wasser greifen die Passivschicht der Materialien – auch auf Edelstahloberflächen – so an, dass sich anschließend ein Biofilm darauf ansiedeln kann, der ein Nährboden für Bakterien und Legionellen ist. Darüber hinaus begünstigen Biofilme die mikrobiell induzierte Korrosion und beeinträchtigen Wärmeübergänge viermal stärker als mineralische Ablagerungen gleicher Dicke (Scaling). Zugleich steigt der Energieaufwand für den Transport von Kühl- und Produktwasser erheblich, denn Ablagerungen in Kühlkreisläufen verringern die Leitungsdurchmesser. Damit ist eine höhere Pumpleistung erforderlich, um die gleiche Menge Kühlwasser zu transportieren.
Konventionelle Biozide lösen biologische Strukturen zwar auf, allerdings greifen sie durch oxidative Reaktionen auch die Passivschicht der Werkstoffe an. Damit verbessern sich die Bedingungen für eine erneute mikrobiologische Besiedlung mit jedem Reinigungsvorgang. Zudem ist der Einsatz herkömmlicher Dosier- chemikalien kostenintensiv und erfordert ein hohes Maß an Fachwissen und Erfahrung.
Eine Alternative sind die chemiearmen bzw. chemiefreien VWS-Mol-Verfahren von Berkefeld. Bei diesen Technologien ziehen Vollmetallkatalysatoren die freien Keime im Wasser – etwa Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze – durch elektrostatische Aufladung an. An der Katalysatoroberfläche werden diese Keime anschließend nicht nur wirksam abgetötet, sondern chemisch umgewandelt. Aus den giftigen Phospholipid-Verbindungen (Endotoxine) der Keimhüllen entstehen ungefährliche Stoffe wie Phosphat, Glyzerin und gesättigte Fettsäuren, die als so genannte Biotenside wirken: Sie werden vom Biofilm als arteigene Spezies erkannt, können ihn dadurch problemlos durchdringen und brechen seine Wasserstoffbrückenbindungen zur Werkstoffoberfläche auf. Damit fällt der Biofilm im gesamten System restlos ab. Er wird selektiv direkt an der Phasengrenze zum Werkstoff abgelöst – ohne Schädigung der Materialien. Zusätzlich werden die gelösten Biofilmfragmente durch die Biotenside soweit bekämpft, dass sie kein mikrobiologisches Risiko für Mensch oder Umwelt darstellen. Das behandelte Wasser erfüllt die Einleitbedingungen des GL2-Leuchtbakterientests – ist also nicht toxisch.
Die Verunreinigungen werden anschließend durch Berkefeld Filtersysteme effizient abgetrennt. Das VWS-Mol-Verfahren wirkt sehr effektiv, denn die katalytische Reaktion mit Biotensidbildung setzt ein, sobald sich freie Keime im Wasser befinden. Die Konzentration der Biotenside liegt in üblichen technischen Systemen mit weniger als 1 ng/l unterhalb der Nachweisgrenzen.
