Biofilm

Was bedeutet Biofilm?

Biofilm ist eine allgegenwärtige, substratgebundene Mikroorganismengemeinschaft, die in einer selbst entwickelten extrazellulären Polymermatrix eingeschlossen ist, die hochstrukturiert und widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse ist.

Bakterielle Biofilme sind im Allgemeinen in industriellen Wassersystemen am problematischsten, da sie für die Verstopfung und Verschmutzung von Wärmeübertragungsgeräten verantwortlich sind. Mikroorganismen können die Korrosion auf vielfältige Weise beeinflussen, wie z. B. die Bildung lokalisierter Differentialzellen und die Reduktion von Sulfat.

Biofilmablagerungen und Biofilm mit eingeschlossenen Schwebstoffen sind selbst Verschmutzungen, aber diese führen oft auch zur Bildung von mineralischen Ablagerungen. Die Überwachung und Kontrolle von Biofilmen kann Geräteausfälle verhindern, Umweltschäden reduzieren und Einnahmeverluste minimieren.

Faust erklärt Biofilm

Biofilme sind Ansammlungen von Mikroorganismen und den von ihnen sezernierten extrazellulären Polymeren, die entweder an inerte oder lebende Substrate gebunden sind. Biofilme können praktisch jede Oberfläche der Erde besiedeln und sind extrem schwer abzutöten. In der Industrie findet man Biofilme an Oberflächen in den meisten wässrigen Umgebungen, wie z. B. an einer Rohrleitungswand oder den Rohren eines Wärmetauschers.

Nahezu jede Art von Mikroorganismen (z. B. Mikroalgen, Bakterien, Archaeen, Pilze) ist in der Lage, durch synergistische Anhaftung an Oberflächen und aneinander einen Biofilm zu bilden. Das Verständnis des Biofilms und die Minderung seiner nachteiligen Auswirkungen sind für eine Vielzahl von Anwendungen von entscheidender Bedeutung, die von der Korrosionsprävention bis zur Behandlung von Infektionskrankheiten reichen.

Biofilm kann die partiellen Reaktionsgeschwindigkeiten in Korrosionsprozessen beschleunigen und den Korrosionsmechanismus verschieben. Biofilme können die Korrosion von Metallen beeinflussen durch:

  • Verbraucht Sauerstoff, den kathodischen Reaktionspartner
  • Ätzende Stoffe erzeugen
  • Substanzen erzeugen, die als kathodische Hilfsreaktanten dienen
  • Erhöhung des Massentransports der Korrosionsreaktanten und -produkte und damit Änderung der Kinetik des Korrosionsprozesses

In der Öl- und Gasindustrie interagieren Biofilme mit molekularem Wasserstoff, der auf den Oberflächen von Rohren vorhanden ist, und produzieren Schwefelwasserstoff als Nebenprodukt des Stoffwechsels. Dieser Prozess zersetzt das Eisen und den Stahl selbst dickwandiger Rohre, was zu Lecks und einem katastrophalen Versagen der Pipeline führt. Andere Klassen von Biofilmen können dicke Plaques bilden, die Wärmetauscher und Ventilkörper verstopfen können.

Biofilme können durch den Einsatz von Mikrobiziden, Biodispergiermitteln und durch die Begrenzung von Nährstoffen kontrolliert werden. Sowohl oxidierende als auch nicht oxidierende Mikrobiozide können bei richtiger Anwendung bei der gesamten Biofilmkontrolle wirksam sein.

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