Wat is biofilm?

Biofilm ontstaat wanneer micro-organismen zich hechten aan oppervlakken in natte omgevingen en omgeven raken door een beschermende matrix van extracellulaire polymeren. Dit proces verloopt in vier fasen:

  1. Initiële hechting – Vrijlevende (planktonische) micro-organismen maken tijdelijk contact met een oppervlak via zwakke Van der Waals-krachten en elektrostatische interacties. Deze fase is reversibel..
  2. Onomkeerbare hechting / Microkolonievorming – De bacteriën produceren extracellulaire polymeren (EPS) die de hechting versterken en starten met deling. Hierdoor ontstaan microkolonies. Quorum sensing en andere vormen van communicatie spelen hierbij een rol.
  3. Maturatie I – De biofilm groeit uit in dikte en complexiteit. Structuren als kanalen voor nutriëntentransport ontwikkelen zich. De biofilm begint bescherming te bieden tegen antimicrobiële stoffen en stressfactoren.
  4. Maturatie II – De biofilm bereikt volledige volwassenheid met een complexe architectuur. Er is sprake van fysiologische differentiatie van cellen binnen de biofilm, afhankelijk van de lokale omgeving (zuurstof, nutriënten).
  5. Dispersie – Cellen of celclusters verlaten de biofilm, vaak onder invloed van interne of externe signalen. Dit leidt tot kolonisatie van nieuwe oppervlakken en de herhaling van de cyclus.

Biofilm vormt een reservoir voor pathogene micro-organismen zoals Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli en Legionella pneumophila, die kunnen leiden tot hygiëneproblemen, verstoppingen en verminderde efficiëntie van systemen.

Waarom traditionele methoden tekortschieten

Veelgebruikte desinfectiemiddelen zoals natriumhypochloriet of chloordioxide vereisen hoge concentraties en lange contacttijden om biofilms effectief te bestrijden. Bovendien dringen zij vaak niet door tot de kern van de biofilmstructuur. Dit komt doordat de extracellulaire matrix (EPS) van biofilms chemische diffusie hindert, vooral voor grotere of reactieve moleculen. Tegelijkertijd kunnen sommige micro-organismen in biofilms stressresponsen activeren, zoals het vormen van persistercellen of het uitscheiden van neutraliserende enzymen (bijv. katalase bij Pseudomonas aeruginosa), die de werking van oxiderende middelen reduceren (1).

Hypochlorigzuur (HOCl) ondervindt deze barrières ook, maar in mindere mate. Vanwege zijn kleine, neutraal geladen molecuulvorm diffundeert HOCl beter door de EPS-matrix dan veel andere desinfectantia (2). Bovendien beschikt HOCl over een breed werkingsmechanisme: het oxideert sulhydrylgroepen in enzymen, denatureert structurele eiwitten, beschadigt lipidemembranen en induceert DNA-schade. Deze multi-target aanpak maakt het moeilijker voor micro-organismen om gerichte verdedigingsmechanismen te ontwikkelen (3).

De oplossing: het Watter-systeem

Het Watter-systeem produceert op locatie hypochlorigzuur (HOCl) in een stabiele concentratie van circa 250 ppm. Dankzij de elektrochemische productiemethode is het middel direct inzetbaar, met hoge antimicrobiële effectiviteit bij lage dosering. Daarmee biedt het systeem een efficiënte aanpak van biofilm en microbiële verontreiniging, zonder de nadelen van conventionele chemicaliën.

HOCl werkt breed spectrum en is effectief tegen tal van biofilmvormende micro-organismen. Het systeem wordt o.a. toegepast binnen:

  • PT2 - Desinfecteermiddelen en algiciden die niet rechtstreeks op mens of dier worden gebruikt. Producten voor desinfectie van oppervlakken, materialen, uitrusting en meubilair die niet worden gebruikt voor rechtstreekse aanraking met voedingsmiddelen of diervoeders.
  • PT4 - Producten voor desinfectie van uitrusting, houders, eet- en drinkgerei, oppervlakken of pijpleidingen voor de productie, het vervoer, de opslag of consumptie van voedingsmiddelen of diervoeders (met inbegrip van drinkwater) voor mens en dier en is in Nederland tevens toegelaten voor drinkwaterbehandeling bij dieren (PT5).
  • PT5 - Drinkwater. Producten voor het desinfecteren van drinkwater (voor mens en dier).

Wilt u meer weten over toepassingsmogelijkheden binnen uw proces? Neem contact op voor technische specificaties of toepassingsadvies.

Wetenschappelijke onderbouwing

Hypochlorigzuur (HOCl) is bewezen effectief tegen een breed spectrum aan micro-organismen, waaronder Gram-negatieve en Gram-positieve bacteriën, gisten en schimmels. In industriële omgevingen wordt vooral de aanwezigheid van biofilmvormende soorten als Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus als kritisch beschouwd. Deze organismen vormen vaak multispecies biofilms die bestand zijn tegen reiniging en conventionele desinfectie.

Biofilms vormen een beschermende matrix van extracellulaire polymeren (EPS), waarin micro-organismen zich collectief organiseren. Traditionele desinfectiemiddelen zoals natriumhypochloriet (NaOCl), waterstofperoxide of quaternaire ammoniumverbindingen hebben moeite deze matrix volledig te penetreren, vooral bij lage concentraties of korte contacttijden. Bovendien kunnen ze leiden tot resistentie-ontwikkeling of materiaalbelasting bij frequent gebruik.

HOCl onderscheidt zich door zijn kleine moleculaire omvang, neutrale lading en hoge redoxpotentiaal, wat snelle penetratie en brede antimicrobiële werking mogelijk maakt, zelfs in biofilmstructuren. Onder gecontroleerde omstandigheden is aangetoond dat HOCl biofilms op roestvrij staal effectief reduceert, zelfs bij concentraties rond 200–250 ppm en contacttijden van enkele minuten [1].

Voor een analyse van relevante micro-organismen binnen uw productieomgeving en de effectiviteit van HOCl daartegen, is sectorspecifiek advies door onze microbiologen beschikbaar.

Uitgebreide praktijkervaring en succes in biofilmreductie

In uiteenlopende industriële omgevingen – van procesinstallaties tot technische infrastructuren – is in de praktijk aangetoond dat het Watter-systeem bestaande biofilms effectief reduceert en hernieuwde opbouw beperkt. Deze resultaten zijn gerealiseerd in systemen met uiteenlopende waterkwaliteit, temperatuurschommelingen en materiaaloppervlakken.

Het systeem wordt toegepast op leidingen, opslagtanks, luchtbevochtiging, CIP-installaties en andere zones waar water en micro-organismen elkaar kruisen. Door de inzet van hypochlorigzuur (HOCl) in een stabiele werkconcentratie wordt microbiële belasting doelgericht aangepakt, ook in complexe systemen met wisselende bedrijfslasten.

Implementatie vindt plaats in overleg met betrokken functionarissen zoals QA-managers, installatiebeheerders en technische diensten. Op basis van microbiologische monitoring en systeemspecifieke risicoanalyse wordt de toepassing afgestemd op lokale omstandigheden.

Ontdek de bewezen betere optie van Watter.

Wilt u duurzaam biofilm verwijderen en voorkomen?

Watter combineert diepgaande microbiologische kennis met geavanceerde technologie voor een systematische aanpak van biofilm. Door onze praktijkervaring en wetenschappelijke benadering bieden wij een bewezen effectieve oplossing die voldoet aan wettelijke eisen voor PT2, PT4 en PT5.

Neem contact op!