Biomicron® filterdelsteknik skyddar mot dieseldjur Hur dieselfilter skyddar dina motorer och tankar mot mikrobiella invasioner

Termen dieseldjur syftar på mikrobiell kontaminering av dieselbränsle och kan klassificeras som klassisk bioförorening. Mikroorganismer växer på ytor och skadar materialen. En slemliknande hinna eller flingor av olika organismer, som bakterier och svampar, bildas. Den bildade biofilmen växer på alla ytor och gränsytor.

Filterytan blir tilltäppt av biofilmen. Resultatet: differenstrycket ökar och bränslet blir mer korrosivt. Tillväxten på gränsytan mellan vattnet och bränslet ökar när vatten kommer in i bränslesystemet. En slemliknande film, som varierar i tjocklek, bildas. Biofilm orsakas av bakterier som befolkar vätskegränsskiktet och matas med näringsämnen i bränslet. Organismerna överlever även under sådana extrema miljöförhållanden på grund av biofilmen, eftersom den bildar ett skydd mot mekanisk stress. Filmen är ofta oregelbunden i formen, vilket skapar aeroba och anaeroba zoner. Detta skapar en livsmiljö för en mängd olika organismer och stimulerar utbytet av gener mellan bakterier. Kolonin anpassar sig snabbt till nya förhållanden och blir alltmer resistent mot biocider. Detta leder till att bakterier i en biofilm är mer kapabla att överleva och mer motståndskraftiga mot yttre stress. Dessutom ökar dieseldjur bränslets syratal och leder till starkare korrosiva angrepp på komponenter.

Dieseldjur uppstår när biofilmproducerande bakterier fäster på en yta som ytan på ett filterelement. Detta innebär att enskilda bakterier fäster vid ytan. Drivkrafterna för denna attraktion mellan bakterierna är: Van der Waals krafter, elektrostatisk attraktion, bildning av vätebindningar och andra fysikalisk-kemiska processer. Dessa krafter är också viktiga faktorer som är ansvariga för bildningen och kohesionen av matrisstrukturen. Matrisbildningen ger upphov till en biofilms karakteristiska egenskaper och typiska utseende. För att en stabil matris ska bildas måste biofilmbildande bakterier kolonisera en yta. Till en början gör de detta genom att breda ut sig sida vid sida över hela ytan. När de väl har befolkat hela området börjar organismerna växa ovanpå varandra i flera lager.

Extracellulära polymersubstanser (EPS) är avgörande för kohesionen av denna flerskiktsmatris. Dessa ämnen är biopolymerer som omger organismer. De har sitt ursprung i organismerna själva, eftersom de är metaboliska produkter av bakterier eller rester av döda organismer. De är sammansatta av polysackarider, proteiner, glykoproteiner, glykolipider, extracellulärt DNA och andra nukleinsyror. Biopolymererna omger de enskilda bakteriecellerna och håller dem samman för att bilda en fast, tredimensionell, heterogen sammansatt struktur. Det är detta som utgör biofilmen. Den ser ut som slem. Biofilmen håller ihop mikroorganismerna och möjliggör en stabil vidhäftning till en yta. Denna struktur ger organismerna ett utmärkt skydd mot yttre påverkan. De enda processerna som sker inuti EPS-strukturen är diffusions- och konvektionsprocesser, för att förse bakteriecellerna med substrat. Den heterogena strukturen möjliggör konvektionsflöden. Dessutom tjänar EPS själva som källor för kväve, kol och fosfat. Trots allt detta finns det en gräns för hur tjock en biofilm kan bli. Detta beror på att när tjockleken på filmen ökar, finns det brist på syre eller substrat på sina ställen. Konsekvensen: organismerna dör och delar av biofilmen lossnar. Skjuvkrafter som genereras av vätskeflöden sliter bort de övre skikten. Dessa processer skapar tillsammans en balans mellan tillväxt och erosion av biofilmen.

Dieseldjurorganismer är miljöbakterier som lever i vatten, luft och mark.
Mikroorganismer har en exponentiellt hög tillväxthastighet. Detta innebär att dieseldjur snabbt går från initial infektion till skador på maskiner och bränslefilter.
 
Typiska dieseldjurorganismer är:

• Bakterier: Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Pseudomonas aeruginosa
• Svampar: Hormoconis resinae
• Jästsvampar: Yarrowia tropicalis

Dieseldjur kan upptäckas med följande tecken:

• Obehaglig, rutten lukt
• Molnigt bränsle
• Bränslemissfärgning (gul, grön, brun)
• Slemmig sedimentering i bränslet
• Slemmiga rester på filter
• Slemmiga rester i delar som transporterar bränsle

Konsekvenserna av dieseldjur är enorma när det gäller bränsleförbrukningen. Det kan leda till allvarliga skador på metallkomponenter. Mikroorganismer löses upp och ökar korrosion i metaller. Effekterna av denna typ av korrosion på metalliska behållarväggar kan förklaras med exemplet med en bränsletank.

Materialnedbrytning i metallen orsakar fördjupningar vid vissa punkter. Detta får konsekvenser för komponenterna som kommer i kontakt med biofilmen. Ett annat problem är försurningen av bränslet som orsakas av mikroorganismernas metaboliska produkter. Dessa består av syror och fria radikaler som stödjer de kemiska processerna för oxidation och hydrolys i bränslet. Detta gör att surheten i dieseln ökar till en oacceptabel nivå på några dagar. När bioförorening uppstår i bränslesystem blir bränsleledningarna och filtren tilltäppta.

Ett särskilt problem är att när filtret blir tilltäppt är detta inte alltid en gradvis process. Akuta filterstopp kan också uppstå om biomassan sugs in i bränsletanken. Detta resulterar i att flödeshastigheten sjunker kraftigt och att differentialtrycket ökar. Detta gör att förbränningsmotorn inte längre får tillräckligt med bränsle. Som ett resultat kommer motorn inte längre att starta eller allvarliga skador kommer att uppstå på maskinkomponenter under drift (t.ex. kavitationsskador i lågtryckspumparna och högtryckspumparna). De fria bakteriestrukturerna kan leda till klassisk bioförorening på filterytan – med samma långtgående konsekvenser.