Biofilm management in paper and packaging board manufacturing process Bacterial community analysis by NGS technolog

Abstract

Paperi ja kartongin valmistus prosessit ovat avoimia ja ravinnerikkaita. Nämä olosuhteet suosivat biofilmien kasvua prosesseissa. Energian säästötavoitteet ja kemikaalien käytön vähentäminen tuotantoprosesseissa kasvattavat biofilmien muodostumisen riskiä. Biofilmien lisääntyminen johtaa tuotantohäviöihin, laitteiston ja putkiston kulumiseen sekä työturvallisuuden heikkenemiseen. Biofilmit aiheuttavat myös lopputuotteen likaantumista joka johtaa asiakasvalituksiin ja reklamaatioihin. Tutkimus toteutettiin osana Stora Enson strategista BioM-projektia ja tulokset liitettiin osaksi Stora Enson ”Microbial Management Program” strategiaa Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää biofilmien syntymekanismeja ja tutkia mahdollisuuksia vähentää biofilmin muodostumista tuotantoympäristössä. Tutkimusta varten valitulta kartonkikoneelta eristettiin roiskealue jonka biofilmikehittymistä seurattiin uusilla DNApohjaisilla menetelmillä. Tutkimus suoritettiin mittaamalla biofilmin määrää kvantitatiivisesti (qPCR) ja syntyneen biofilmin bakteeriyhteisöä kvalitatiivisesti (NGS). Tutkimuksessa havaittiin että biofilmin muodostuminen (primääritartunta) alkaa tunneissa. Ensimmäisinä tarttujina olivat a-proteobakteerit. Biofilmin bakteeriyhteisö monimuotoistuu ensimmäisten viikkojen ja kuukausien aikana ja kypsyy (maturoituu) noin vuoden kuluessa. Biofilmien muodostuminen on monimutkainen dynaaminen prosessi jonka hallintaan tarvitaan useita toimintamalleja. Näitä ovat prosessiolosuhteiden oikea hallinta, mekaaninen kunnossapito sekä kemiallinen torjunta. Tärkeimpänä loppupäätelmänä oli, että vain oikeilla mittaustavoilla voidaan ohjata näitä toimintamalleja tehokkaampaan suuntaan.