Mikrobiyolojinin Temelleri (Türkçe)

AKS
AKS
Arıtım Kimya San. ve Tic. Ltd. Şti.
MİKROBİYOLOJİ
AKS Arıtım Kimya San. ve Tic. Ltd. Şti. Eğitim Yayınları : PMO 002
Mehmet Nuri Büyükberber tarafından hazırlanmıştır
AKS
MİKROBİYOLOJİ
Mikroorganizmalar
MİKROFLORA (MİKROSKOPİK ORGANİZMALAR)
Mikroorganizmalar sadece mikroskop yardımı
ile
görülebilen
canlı
yaratıklardır.
Bu
mikroskopik organizmaları anlatmak için
kullanılan
terim
ise
Mikroflora’dır.
Mikroorganizmalar tek hücreli olarak veya
kümeler halinde bulunurlar.
Kağıt makinesi sistemlerinde en fazla bulunan
mikroorganizmalar bakteriler ve mantarlardır.
Bakteriler en fazla sorun kaynağı olarak
görülürler, çünkü bazı türleri slime üreterek
depozitleri meydana getirirler. Depozitler ayrıca
mantarların (maya ve küf) büyümesinden de
meydana
gelirler.
Mantarlar
genellikle
bakterilerden çok daha büyük olmalarına
rağmen gene de görülmeleri için mikroskop
kullanılması gereklidir. Sadece belli bakteriler
slime
oluşturur.
Ancak
slime
oluşturmayanlarda incecik tellerden yapıldığı
için ince elyafları ve döküntüleri tutarak depozit
oluşmasını sağlarlar.
Bazen kağıt makinesi sisteminde başka
mikroskopik organizmalar bulunur. Yosunlar
ara sıra kağıt üzerinde yeşil noktalara neden
olurlar.
Kağıt makinesi sistemlerine mikroorganizmalar
çeşitli yollarla girerler. Proses suyu, elyaf
kaynakları, katkı maddeleri, hava ve hayvan
kalıntıları muhtemel giriş yollarıdır. Hemen
hemen her katkı maddesi kirlenme kaynağı
olarak kabul edilir.
MİKROFAUNA (KÜÇÜK HAYVANLAR)
Mikrofauna diye depozitlerin içinde yaşayabilen
küçük hayvanlara denir. Örnek olarak
protozoa, metazoa ve nemartodları
gösterebiliriz. Bu organizmalar normal olarak
depozitleri meydana getirmezler, fakat bunların
sistemde bulunması taze proses suyunun iyi
ıslah edilmediğini gösterir. Eğer söz konusu
organizmalar sistemde mevcut ise taze proses
suyunun slime oluşturan bakterilerin sisteme
giriş kaynağı kaynağı olduğunu gösterir. Taze
proses suyunun daha iyi ıslahı veya protozoa
ve metazoa bulunan bölgelerin daha iyi
dezenfeksiyonu gereklidir. İyi ıslah programı
uygulayan kağıt makinelerinde biositlerin
ulaşamadığı buğulanan bölgelerde
mikrofauna’ya rastlanabilinir.
KAĞIT MAKİNESİ SİSTEMLERİNDE BULUNAN MİKROORGANİZMALAR
Kağıt makinelerinde bulunan mikroorganizmalar şunlardır:
1 – Bakteri
Aeroblar
Anaeroblar
Facultative aeroblar
Filamentli bakteriler
2 – Mantar
Küfler
Mayalar
3 – Yosunlar
4 - Protozoa ve metazoa
AKS
Tek Hücreliler:
Acinetobacter
Basillus (spor yapıcı)
Pseudomonas
Aeroblar
BAKTERiLER
Koliformlar :
Enterobacter
Escherichia coli
Klebsiella
Facultative aeroblar
Anaeroblar
Filamentli :
Beggiota
Haliscomenobacter
Sphaerotilus
Clostridia (spor yapıcı)
Desulfovibrio (sülfat indirgeyici)
Spirilla
Maya
MANTARLAR
Aspergillus
Mucor
Penicillum
Küf
YOSUNLAR
Filamentli veya tek hücreli : Oscillatoria, chlorella
PROTOZOA
Paramecium
ŞEKİL 1 – Kağıt Makinesi sistemlerinde bulunan bazı mikroorganizmalar
BAKTERİLER
Bakteriler kağıt makinesinde en fazla bulunan
mikroorganizmalardır. Bunlar basit yaşama
koşullarında kolay ve hızlı üreyen tek hücreli
organizmalardır. Büyük bir çoğunluğu çok
küçüktür. Çapları 0.1 mikron ile 5 mikron
arasında değişir. 6.000 tipik bakteri uç uca
getirilirse 1 cm ye ulaşabilir.
Bir kaç bin bakteri tipi bilinmektedir. Bazıları
hastalık bulaştırır, bazıları ise faydalıdır. Çoğu
nötr’dür. Bazı tipleri koku oluşmasına neden
olur. Diğerleri paslanmaz demirin ve diğer
metallerin korozyona uğramasına neden olur.
Bakterilerin şekilleri birbirinden farklıdır.
Yumurta şeklinde olan veya yuvarlak
bakterilere
coccus
olarak
adlandırılır.
Silindirik bakterilere bacilli veya rods denir.
Kavisli veya spiral şekilli rods’lara spirilla
denir. Kangal halinde olan bakterilere
spirochetes denir. Hücrelerinde boru şeklinde
çıkıntılar olan veya saplar bulunan bakterilere
appendaged (uzantılı) bakteri denir.
Bir çok bakteri tüelerinin karakteristiği olarak
gruplar veya kümeler halinde bulunurlar. Bir
çok cocci ve rods uzun zincirler halinde
bulunurlar. Diğerleri tabakalar, küpler veya
üzüm salkımı şeklinde kümeler oluşturur.
AKS
Aerobik Bakteriler
Tipik bir kağıt makinesi sisteminde bakteriler
aerob (yaşamak için oksijene ihtiyaç duyan
organizmalar)
yapıdadırlar.
Kağıt
makinelerinde bulunan depozitlerde ve sirküle
eden su içinde bulunan Pseudomonas çubuk
yapıdadır. Çok çeşitli besinleri kullanırlar ve
geniş sıcaklık aralığında yaşarlar ve çoğalırlar.
Bazı Pseudomonas tipleri psychrophiles
(soğuk seven bakteriler) ve çoğunluğu
mesophiles’dır (ılık seven).
Bacillus türleri diğer bir aerob grubunu
oluşturur. Bacilli bakteri türleri spor oluşturur,
hücrelerinde oluşturdukları özel yapılı spor’a
endospore denir. Sporlar kurutma, radyasyon,
kimyasallar ve ısıya karşı diğer normal
hücrelerden daha dayanıklıdırlar. Bakteriler
olumsuz koşullar ile karşılaştığı zaman spor’lar
karşı koruyucu bir yapı oluşturular.
Aktif olarak yaşayan bakterler spor üretmezler,
ancak açlık ve diğer nedenlerden dolayı
yaşamı etkilenen bakteriler spor oluşturmaya
başlarlar. Bazı sporlar yıllarca uykuda
hareketsiz olarak beklerler ve olumlu koşullar
oluştuğu zaman dakikalar gibi zaman
içerisinde normal hücrelere dönüşürler.
Spor oluşturan organizmaların kontrolu zordur,
bu nedenle koruyucu spor oluşumuna
başlamadan önce aktif durumda iken
yokedilmeleri gerekir. Spor’lar kağıt makinesi
kurutma sisteminde karşılaştıkları yüksek
sıcaklıklara rağmen yaşarlar. Bu özellikleri
nedeni ile bitmiş üründe 250 cfu/gm gereken
süt kartonu ürünlerinde sorun yaratabilir.
Bazı bacillus spor’ları thermophil’dır (sıcak
sever). Bu nedenle 65 – 70 oC sıcaklıkta
çalışan oluklu mukavva tesislerinde sorunlara
neden olabilirler. Ayrıca yüksek sıcaklıkta
hazırlanan nişasta ve kuşe malzemelerinde
bozulmaya neden olurlar.
Filamentous Bakteriler
Filamentous bakteriler aerobic, tek hücreli
bakteriler olup yan yana gelerek uzun
zincirler oluşturular. Oluşan bu bakteri
zinciri tek hücreli bir canlı gibi davranış
gösterir.
Bu
filamentous
bakteriler,
Beggiota, Haliscomenobacter hydrosis,
Sphaerotilus ve diğerlerinden oluşur.
Filamentler
(teller)
mikroskop
ile
görülebilinir. Bazı türler, hücreyi tamamen
kapatan saman benzeri yapıda olan ve
kılıf denen koruyucu bir tabaka ile kaplıdır.
Filamentous bakteriler kağıt makinesi
sistemine taze su ile gelirler. Büyümeleri
için uygun koşullar olan nötr ve alkali pH
da çalışan kağıt makinelerinde önemli
sorunlara neden olabilirler. Filamentler
(teller) uzun beyaz, sarı, pembe veya
turuncu renkli jelatinimsi püsküller halinde
görünürler.Bunlar nozulları, elekleri ve
keçelerin tıkanmasına neden olurlar ve
depozitleri oluştururlar.
Facultative Aerobic Bakteriler
Bazı bakteriler hem aerobic hem de anaerobic
koşullarda yaşayabilirler. Bunlara facultative
aerobe’lar (facultative anaerob’lar da) denir).
Kağıt
makinesi
sisteminde
çoğunlukla
rastlanan koliformlar facultative aerolar’dır.
Koliformlar spor oluşturmayan çubuk yapılı
bakterlerdir. Normal olarak hayvanların
sindirim
organlarında ve ayrıca botanik
maddelerde yüksek oranda bulunur. Kağıt
makinelerin çoğunda görülen sıcaklık insan
vücudunun sıcaklığına yakın olup koliformlar
için ideal sıcaklık aralığıdır. Klebsiella,
Enterobacter
ve
diğer
koliformlar
karbohidratları besin kaynağı olarak kullanırlar,
ve kağıt makinelerinde bir çok çeşit ve bol
miktarda karbohidrat bulunur. Bu koliformlar
büyük miktarda exopolysakkaritler veya slime
oluştururlar.
Klebsiella ve Enterobacter koliformlar kağıt
makinesi bakteri nüfusu içinde önemli miktarda
bulunurlarsa da diğer bir koliform tipi olan
Escherichia coli bulunmaz. E. Coli daha çok
dışkı kirlenmesi ile doğrudan ilintilidir. Kağıt
AKS
makinesi sisteminde E. Coli tesbit edilirse ya
kanalizasyon sisteminden karışım olmakta
veya böcekler, kuşlar veya diğer hayvanlar
tarafından
sistem
kirletilmektedir.
Anaerobic Bakteriler
Burada iki tür anaerobic bakteri tipi ile
ilgilenilmektedir. Bunlar: 1 – Desulfovibrio
türünü içeren sülfat indirgeyici bakteri (SRB),
ve 2 – Clostridia. Diğer anaerobik bakteri
türleri de kağıt makinesi sisteminde bulunabilir,
fakat şimdiye kadar onların tesbit edilmesi ve
karakterize edilmesi için fazla araştırma
yapılmamıştır.
Anaerob’lar düşük çözünmüş oksijen bulunan
sistemlerde bulunurlar, ve bu tip bakteriler için
oksijen zehir gibi etki gösterir. Anaerob’lar
depozit altlarında ve fazla sirkülasyon olmayan
tanklarda ve bütelerde bulunurlar. Bir çok kağıt
makinesi
sisteminde
hamur
iyice
havalandırılmış
olmasına
ve
oksijen
içermesine rağmen depozit altlarında ve
karıştırması yetersiz olan bütelerde oksijen
bulunmaz. Anaerobic bakteriler bu bölgelerde
yaşar ve çoğalırlar.
Bir depozit veya biofilm içerisinde birçok hücre
katmanları mevcuttur. Aerob’lar oksijenin bol
olduğu yerler olan biofilm yüzeylerinde ve su
içerisinde bulunurlar. 6 hücre kalınlığında bir
tabaka oluştuğu zaman, depositin altında
bulunan bölgenin doksijen miktarı, korozif
SRB’nin (desulfovibrio) hatta Clostridia’nın
yaşamasını ve çoğalmasını destekleyecek
kadar düşüktür. Bir numune mikroskop altında
incelendiği zaman, spirochet’lerin (kangall
bakteriler) su içinde hareket ettikleri görülür. Su
içerisinde genellikle bulunan spirohet’ler
anaerobik
Spirochaeta
ve
Cristtispira
bakterileridir. Bu spirochet’ler laboratuvarlarda
kültür halinde yetiştirilmediklerinden haklarında
fazla bilgi yoktur.
Anaerobik bakteriler bütelerde (ekşi hamur) ve
üretilen kağıt üzerinde kokulara neden olurlar.
Bazi anaerobik bakteri türleri korozyona neden
olabilirler. Bazıları ise hidrojen sülfür gibi zehirli
veya methan ve hidrojen gibi patlayıcı veya
boğucu gaz karışımlarının oluşmasına neden
olurlar. Anaerobik bakteriler tarafından üretilen
gazlar patlamalara ve ölümlere neden
olabilirler.
Kağıt makinelerinin duruşları esnasında geniş
stok bütelerinde aerobik bakteriler tarafından
oksijen tüketildiği için ortam anaerobik hale
gelir. Depozitlerde ve biofilmlerde anaerobik
bakteriler ortaya çıkar ve hızla su içerisinde
çoğalmaya başlarlar. Kanada da bir kağıt
fabrikasının
stok
bütesinde
termophilic
(sıcaklık seven) clostridia tarafından üretilen
hidrojen
kaynakçıların
ölümüne
neden
olmuştur.
SRB’ler (desulfovibrio) korozyona, renk
bozulmasına, hidrojen sülfür ve diğer kötü
kukulara neden olmalarına rağmen biositlerden
kolaylıkla etkilenirler ve kontrol altına alınırlar.
Clostridia tipi bakteriler kendilerini oksijen,
ısıkimyasal malzemelere , kimyasallar ve diğer
olumsuz koşullardan koruyan dirençli spor’lar
oluştururlar. Bu nedenle bu türlerin kontrolu
daha zordur.
MANTARLAR
Mantarlar, küf ve mayalar olup, bakterilerden
daha büyük ve yapısal olarak daha karmaşık
ve uzmanlaşmış(!) organizmalardır.
Çoğu mantarlar aerobik olup asidik ortamları
tercih ederler. Asidik pH da çalışan kağıt
makineleri
harmanında,
killerde,
şap
çözeltilerinde, döküntülerde ve pişmemiş
nişasta tanklarında bulunurlar. Asidik ortam
onların büyümesini ve çoğalmasını hızlandırır,
ayrıca daha yüksek pH larda da yaşayabilirler.
Tercih ettikleri pH aralığı nedeni ile asidik pH
larda mantarlar bakterilerden
büyürler ve çoğalırlar.
daha
hızlı
Mantarlar özellikle yüzeylerde sert, deri gibi ve
kalın
tabakalar
oluştururlar.
Mantarlar
bakterilerden daha büyük oldukları için daha az
mantar hücresi depozit sorunlarına neden olur.
Mantar depozitlerinde genellikle bakteriler ve
inorganik çökelti bulunur, bunlar mantar
saçakları tarafından çevrelenmiştir.
Mantarlar hyphal parçacıkları (mantarların
üzerinde bulunan saçaklar) yoluyla veya uygun
AKS
koşullarda çimlenen spor’lar ile çoğalırlar.
Mantar spor’ları bakteri sporlarından çok daha
az dirençli olup kurutma, radyasyon, ısı ve
kimyasal malzemelere karşı hassastırlar. Buna
rağmen, eğer mantar sporları kurutma
grubundan etkilenmeden geçerlerse, daha
sonra
nemli
koşullarda
depolanırlarsa
çimlenerek mantarlar halinde büyürler. Bunun
nedeni büyümek için mantarların bakterilere
oranla daha az suya gereksinim duymalarıdır.
Küfler
Küfleri genelde ekmek üzerinde veya çürüyen
bir yiyecek maddesi üzerinde oluşan tüylü,
pamuksu üreme olarak hatırlarız. Mikroskop
altında dallanan saçaklar şeklinde görülürler.
Selülozun, ağaç yongalarının ve kağıt
harmanının renginin bozulmasına neden olan
çok renkli kolonileri oluştururlar. Ağacın canlı
iken mikrobiyolojik olarak bozunmasına birincil
nedenleri olup daha sonra yonga stok yığınları
esnasında elyaf kaybına ve beyazlığın
azalmasına neden olurlar.
Mayalar
Mayalar büyük çoğunlukla tek hücreli
organizmalar olup, sadece birkaç türü saçaklı
tip yapılara sahiptir (ana gövdeden uzantılar
oluşur).
Bakteriden ebat
ve hücresel
karmaşıklık ile ayrılırlar. Bir maya hücresi bir
bakteri hücresinin yaklaşık 50 katıdır.
Mantarlar bölünme yerine tomurcuklanma ile
çoğalırlar. Mayalarr erkek ve dişiye benzeyen
iki farklı birleşme tipine sahiptir. Birleşme
hücreleri eriyerek birleşirler ve bir tomurcuk
oluştururlar. Oluşan tomurcuk daha sonra
ayrılarak yeni maya hücresi haline dönüşür.
Mayalar önemli bir sorun kaynağı olarak
görülürler, çünkü elek altı suyunda çok hızlı
çoğalırlar. Yapışkan ve dirençli depozitler
oluştururlar. Mayalar fakultative organizmalar
olup anaerobik koşullarda çoğalırlar. Mayaların
mayalanması sonucunda ortaya çıkan yan
ürünler karbondioksit ve alkoldür. Mayalar
nişasta çözeltilerinde çoğalarak mayalanmaya
neden oldukları zaman muhtemel sorun
kaynağı olarak ortaya çıkarlar.
YOSUNLAR
Yosunlar, bir çok yapılarda ve ebatlarda
(filamentler, yuvarlak diatomlar, uzun sigara
şekilli yapılar ve hücre kümeleri) görülürler.
Yosun filamentleri bakteri filamentlerine göre
daha büyüktür.
Yosunlar bitki aleminin üyesi olup suların
çimeni olarak anılırlar. Önemli bir nitelikleri
kloroplastlarda (plastid hücreleri) klorofillerin
(bir
fotosentez
pigmenti)
olmasıdır.
Kloroplastlar genellikle yeşil veya kahverengi
renkli yapılardır. Yosunlar genellikle nemin ve
ışığın bulunduğu yerlerde ve giriş suyunun
ıslahının yetersiz olduğu durumlarda görülürler.
Yosunlar nadiren bulundukları sistemde önemli
soruna neden olmazlar, ancak giriş suyunun
ıslahının
yeterli
dezenfeksiyonunun
yapılmadığını
gösterir.
Kağıt
makinesi
sisteminde yosun bulunduğu tesbit edilirse, bu
ayrıca sorun kaynağı slime oluşturucu
bakterilerin de sistemde bulunduğunu gösterir.
Diğer bir tip yosunlar ise cyanobacteria diye
bilinen mavi-yeşil yosun olup daha çok bakteri
özelliği gösterir.
Yosunlar nadiren kağıtta kusurlara neden
olurlar (örneğin, kağıt tabakasında yeşil nokta
bulunması). Bu sorun genellikle giriş suyundan
kaynaklanır. Eğer giriş suyunun klorlaması
yetersiz ise yosunlar sisteme girerler ve kağıt
makinesine taşınırlar.
AKS
SLİME VE BİOFİLMLER
Kağıt fabrikalarında sirküle eden suyun ve
hamuru taşıyan suyun içinde bulunan
organismalara “planktonik” veya “serbestçe
yüzen” denir. Yüzeylere yapışan organizmalara
ise “sessile” (yapışmış) denir. Yüzeylere
yapışmış mikroorganizmaların yaşamlarını
sürdürmeleri ve çoğalmaları daha iyidir.
Yüzeye yapışmış halde iken hareket eden su
tarafından yıkanıp gitmeleri veya koparılmaları
mümkün olmayıp daha fazla besin bulabilirler.
Yapışan hücreler suyun içindeki besinleri çekip
alırlar.
“Toplam bakteri sayımı” ile kağıt makinesi
sistemindeki bakteri miktarını izleyebiliriz.
Toplam bakteri miktarını tayin etmek için
kültürler (TGE – tyroptone glucose extract, RK
mantar ve patates dextros’u - PD) içeren dip
slideler veya ATP (adenosine trifosfat) ölçen
ekipmanlar kullanılır. Deposit miktarı çok fazla
ise yüzeylerden kazınan her 1 mililitre biofilm
içinde 600 milyon cfu (colony forming units)
bakteri bulunur. Bunun zıddı olarak hamur ile
sirküle eden su içinde 100.000 cfu/ml bakteri
gibi çok az bir toplam bakteri sayımına
ulaşılabilinir. Bu hücrelerin serbestçe yüzen
veya yüzeylere yapışık olma arasındaki
tercihini gösterir.
Planktonik = Serbest yüzen
-
Kontrolu kolaydır
Mikroorganizmalar için en az uygun
hal
Bakteri Sayımı ve ATP ile ölçülür
Çürümeye neden olabilir
Yüzeylere
yapışık
büyüme
için
tohumlar bırakır
Sessile = Yüzeye Yapışık büyüme
-
Kontrolu çok zordur
Genetik olarak uygundur
ATP,
biofouling
ekipmanları
ve
mikroskop ile ölçülür
Çürümeye neden olabilir
Serbest yüzen bakteriler ve çürüme
için tohum bırakır
SLIME – BALÇIK
Hücreler kaygan veya yapışkan maddeler
salgılayarak yüzeylere yapışırlar. Hücrelerin
salgıladıkları
bu
yapışkan,
viskoz
biopolimerlere
“extracellular
polymeric
substances” (hücre dışı polimeric maddeler),
“glycocalyx” ve “exopolisakkaritler” denir. Daha
çok bu yapışkan biopolimerlerden “slime” veya
“kapsül” diye bahsedilir. Slime yapan bu
hücreler, bakterler, maya ve yeşil veya maviyeşil yosunlardır. Kağıt sistemlerinde en fazla
görülen
slime-yapıcı
organizmalar
Pseudumonas
ve
Klebsiella’dır.
Pseudumonas’lar aerobic bakteriler olup
endüstriyel sistemlerde slime oluşumuna en
fazla neden olanlardır. Klesbsiella’lar ise
koliformlar olup, genellikle kağıt makinelerinde
bulunur ve çok miktarda slime oluşumundan
sorumludurlar.
Slime tabakası farklı mikroorganizmalardan
oluşur, fakat daima glycoproteinler ve büyük
miktarda polisakkaritler içerir. Slime kapsülü
organizmanın özelliğine bağlı olarak ince,
kalın, esnek veya sert yapıda olabilir. Hücre
bağlanmalarında rolü olduğu gibi ilave olarak
slime kapsülünün
önemli miktarda suyu
bağladığı için mikropların kurumasına veya
kurutulmasına
karşı koruma
duvarları
oluşturduğuna inanılmaktadır.
BİYOLOJİK DEPOZİTLER – BİOFİLM’LER
Hücreler
yüzeylere
yapıştıkça
biyolojik
depozitler oluşmaya başlar. Yüzeye bağlanan
hücreler daha fazla slime üreterek
yeni
hücrelerin yapışmasına olanak sağlayan yüzey
kaplamasını yaparak ve ayrıca üreyerek
biofilmi oluştururlar. Depozit oluşumunun ilk
zamanlarında makine yüzeyleri üzerinde
kayganlık hissedilir. Biofilm yüzeyleri yapışkan
yüzeyler olmaları nedeni ile inorganik
tanecikler ve elyaf ve ince elyaflar gibi organik
AKS
kütlelerin yakalanması ve biriktirilmesine neden
olurlar. Bu nedenle tamamen mikrobiyolojik
maddelerden oluşan depozit bulmak mümkün
değildir.
bakterilerden kaynaklanan ürünler biofilmin
makine
yüzeylerine
yakın
bölgelerinde
tutulduğu zaman korozyon oluşma tehlikesi
ortaya çıkar.
Biofilmler büyümeye devam ettikçe, tabakalar
oluşmaya başlar. Oksijeni kullanan bakterilerin
oksijeni kullanma hızları sulu ortamdan slime
kütlesine oksijen geçişinden daha fazla olması
nedeni ile alt tabakalar anaerobik hale gelirler.
Alt tabakada oksijen seviyelerinin azalması
nedeni ile anaerobik organizmalar ve
microaerophilic
(atmosferik
oksijen
seviyelerinden daha az oksijen seviyelerinde
yaşayabilen)
organizmaların
yaşamasına
olanak veren koşullar oluşur. Anaerob
Biofilm içinde bulunan hücreler koparılma,
kütlenin büyümesi ile kendiliğinden parçalanma
ve üreyen hücrelerin tükenmesi gibi nedenler
ile sıvı bölgeye geçer. Biofilmin yapıştığı
yüzeyden koparak kağıt harmanı içine
karışmasını takiben kağıt safihasında hatalar
görülmeye başlar. Bio-depozitlerin ebatlarının
büyümesi ile sakallar veya iplikler meydana
gelir. Yeterli büyüklüğe ulaşınca ise kopar ve
delikler, noktalar ve kopma sorunlarına neden
olacağı kağıt harmanı içine karışır.
ŞEKİL 2 – Kağıt makinesi sisteminde biofilm oluşumu
Genellikle bio-depozitlerin içinde çok çeşitli
mikroorganizma türleri vardır. Bazan bir tür
mikrop çoğunlukta olarak depozite belli
özellikler
verir.
Depozitin
özellikleri
görünüşünün farklılaşmasına neden olabilir.
Görünüşe göre biodepozitlerin tanımı şu
şekilde yapılabilinir:
* Jelatinimsi ve yapışkan
* İpliksi
* Kalın ve viskoz
* Süngerimsi veya kauçuk gibi esnek
* Deri gibi, sert veya mat
İnorganik bileşenleri (kireç, demir, vs.) bulunan
çoğu depozitler yukarda belirtilen özellikleri
taşımazlar. Parmaklar arasında ezildiği zaman
kuru olarak görülürler. Biyodepozitler ise
içlerinde su bulunması nedeni ile parmaklar
arasında ezildiğinde kuru olarak görülmezler
AKS
ŞEKİL 3 – Aerobik ve anaerobik tabakaları ile bir biofilmin kesiti
PEMBE SLIME
“Pembe slime” kağıt makinesi sisteminde
bulunan pembe renkli mikrobiyolojik slime’lara
verilen isimdir. Epey önemli bir sorundur çünkü
üretilen kağıtta renk oluşmasına neden olur.
Pembe slime genellikle yüzeylerde oluşan
birikinti bölgelerinde görülür.
Bir çok mikroorganizma pembe slime’a neden
olabilir. Belli mantar çeşitleri, tek hücreli
bakteriler ve filamentous bakteriler renkli slime
oluşturabilirler. Oluşan slime’ın rengi pembe
veya açık kırmızıdan koyu kırmızıya veya
portakal rengine kadar değişebilir, fakat açık
renkli olanları daha fazla görülür.
Renk oluşumu tersinir bir Yükseltgenme indirgenme reaksiyonudur:
İndirgenme
Pembe veya Kırmızı
Beyaz veya Gri
Yükseltgenme
Yükseltgenme rengin koyulaşmasına neden
olur. Hamur hatlarındaki, bütelerindeki veya
pompalarındaki havalandırma su seviyesindeki
veya üstündeki slime’ın rengini arttırır.
Sistemde bulunan nişastada sorunu arttırı.
Nişasta, renkli pigmentlerin gelişmesi için
önemli maddeyi ve ayrıca mikroorganizmalar
için gerekli besini sağlar. Bu kadar sorunun
kaynağı olan nişasta yaş kısım katkı maddesi
olarak veya döküntü ile birlikte sisteme karışır.
İndirgenme
maddeleri
veya
güçlü
yükseltgenme
maddeleri
pembe
rengi
kaybeder. Bu tür bir sorunun önlenmesi için
program hazırlamadan önce, oluşan rengin
mikroorganizmalardan mı, yoksa kullanılan
boyalardan mı kaynaklandığının tesbiti gerekir.
Eski kağıt kullanan kağıt makinelerinde oluşan
renkler hamur hazırlama kısmında iyi
giderilmeyen boyalardan kaynaklanabilir.
AKS
MİKROORGANİZMALARIN BÜYÜMESİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Biyolojik depozitlerin anlaşılması ve kontrol
altına alınması için ilk yapılacak iş kağıt
makinesinde mikroorganizmaların büyümesini
etkileyen koşulların öğrenilmesidir. Büyüme
koşulları her mikroorganizma için farklıdır.
Mikroorganizmaların çoğalmasını etkileyen
önemli çevresel koşullar şunlardır:
*
*
*
*
*
*
Su
Besin maddeleri
pH
Oksijen
Işık
Sıcaklık
SU
Yaşamak için tüm organizmalar suya
gereksinim duyarlar. Bakterlerin büyümek için
su ihtiyaçları mantarlardan daha fazladır.
Mantarlar üretilen kağıt için sorun olabilirler,
ancak bakterilerden kaynaklanan sorunlar
genelde kağıt makinesinin yaş kısmı ile
sınırlıdır.
BESİN MADDELERİ
Bütün organizmaların yaşamak ve büyümek
için enerji kaynağına gereksinimleri vardır.
Çoğu mikroorganizmalar karbon, azot, fosfor
ve çok az miktarda sodyum, kalsiyum,
magnezyum ve demir tüketirler. Çoğu
mikroorganizmaların kullandığı organik enerji
kaynağı (karbon) kağıt makinesi sisteminde bol
miktarda bulunmaları (nişasta, proteinler,
lignin, selüloz, ve diğer organik madeler)
nedeni ile iyi bir büyüme ortamı oluşturur. Çok
az bakteri inorganik enerji kaynağı kullanır.
Kağıt makinesi sistemlerinde rastlanan,
inorganik maddeleri besin olarak kullanan üç
tür mikroorganizma bulunur.
1
- Sülfat indirgeyici bakteriler (sülfatı
sülfüre indirger)
2 - Sülfür (kükürt) bakterisi (H2S ü serbest
kükürde veya sülfürik asite yükseltger)
3 - Demir Çökelten bakteri (su içinde
bulunan ferrous demiri yükseltger ve
ferrik
hidroksit
şeklinde
çökeltir)
SICAKLIK
Mikrobiyolojik büyüme için önemli çevresel
faktörlerden
birisi
de
sıcaklıktır.
Her
mikroorganizmanın optimum büyüme koşulları
için belli bir sıcaklık vardır. Sıcaklık çok yüksek
veya çok düşükse mikrobiyolojik büyüme
olmaz. Bazı mikroorganizmalar tuzlu su
içerisinde donma sıcaklığının altında, bazı
* Psychrophiles
* Mesophiles
* Thermophiles
=
=
=
soğuk seven
Ilık seven
Sıcak seven
derin deniz bakterileri ise yüksek basınç ve
300 oC civarında yaşayabilirler. Su ve toprak
da bulunan çoğu mikroorganizmalar 25 oC
civarında en iyi büyüme koşullarını bulurlar.
Mikroorganizmalar tercih ettikleri sıcaklıklara
göre şu şekilde sınıflandırabilinir:
= 20 oC ve ya daha az
= 10 - 40 oC
= 40 - 90 oC
Aşağıdaki şekilde (Şekil 4) bakterilerin
yaşayabilecekleri
sıcaklık
aralıkları
belirtilmektedir. Kağıt makinesi sistemlerinde
oluşan bakteri miktarı sıcaklığa bağlı olarak
değişir.
Makinenin
sıcaklığı
bakterilerin
büyümesi için uygun olup olmamasına göre
slime miktarı azalır veya çoğalır. Slime
sorunlarının en fazla görüldüğü sıcaklık değeri
genellikle 32 – 43 oC civarıdır(Şekil 5).
AKS
ŞEKİL 4 - Bakterilerin Büyüme Sıcaklık Aralıkları
- 10 o C
Derin Dondurucu
0oC
Psychrophiles
Buzdolabı
o
10 C
20 o C
Mesophiles
30 o C
o
40 C
İnsan Vücudu
Kağıt Makineleri
50 o C
60 o C
Nişasta Tankı
70 o C
Thermophiles
80 o C
90 o C
130 o C
Sıcak Su Kaynakları
Kağıt Makinesi Kurutma Bölümü
AKS
ŞEKİL 5 – Sıcaklığın bakteri büyümesine etkisi
pH
Mikroorganizmaların
tercih
ettikleri
pH
değerleri
birbirinden
farklıdır.
Çoğu
organizmalar pH 5 – 9 aralığında en iyi
koşullarda çoğalırlar. pH 2 nin altında ve 10 un
üzerinde sadece birkaç bakteri türü yaşayabilir.
Bakterilerin çoğu için en uygun koşullar nötr ve
alkali pH değerleridir. Mantar bakterilere
nazaran asitlere karşı daha toleranslıdır.
ŞEKİL 6 – Mikroorganizmaların pH tercihleri
Mantarların çoğu pH 3.5 – 6.2 aralığında
yaşarlar.
Şekil 6, mikroorganizmaların pH tercihlerini
göstermektedir.
Nötr
veya
alkali
pH
koşullarında mikrobiyolojik slime sorunları artar
çünkü bu koşullarda çoğu slime oluşturan
bakteri daha hızlı büyüme özelliğine sahiptir.
AKS
ŞEKİL 7 – Kağıt makinesinde slime miktarının pH ile değişimi
OKSİJEN SEVİYESİ
Mikroorganizmalar oksijen gereksinimlerine ve
oksijene karşı toleranslarına göre değişirler.
* Aerobe
* Anaerobe
* Facultative
Oksijenle ilişkilerine göre mikroorganizmaların
sınıflandırılması şu şeki,ldedir:
Oksijen kullanan organizmalar
Oksijen kullanmayan mikroorganizmalar
Hem aerobe hem de anaerobe koşullarda yaşayabilen organizmalar
Tablo A : Oksijen ile ilişkilerine göre Mikroorganizmaların adlandırılması
Grup
Oksijen Etkisi
Aerobe
Obligate
Mutlaka gerekli
Facultative
Gerekli değil, ancak oksijen ile büyüme daha iyi
Microaerophilic
Gerekli, atmosferik miktardan daha az (20 oC sıcaklıkta su içinde 8
ppm oksijen bulunur)
Anaerobe
Aerotolerant
Gerekli değil, ancak oksijen bulunduğu zaman büyüme daha iyi
olmaz
Obligate
Oksijen tehlikeli veya öldürücü
AKS
Aerobe:
Büyüme için
oksijen
gerekli
Facultative:
Varsa oksijeni
kullanabilir,
gerekli değil
Anaerobe:
Oksijeni kullanamaz,
hatta oksijenden
zehirlenebilir
ŞEKİL 8 – Mikroorganizmaların oksijen gereksinimleri
IŞIK
Fotosentetik organizmalar için ışık bir enerji kaynağı gibi kullanılabilinir. Işığı kullanan organizmalara
yosunu örnek olarak gösterebiliriz. Bunlar fotosentez için hayati ışık toplayıcı pigment olan klorofil
içerirler.
ARALIK 2003