DE10328556A1 - Test chamber to examine microbial activity on sample bodies, especially of wood, contains inoculation material and a sprinkler system to simulate real environment conditions - Google Patents

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Abstract

Test chamber (1), to study microbial growth on or in a sample body (3), has a holder (2) for the sample and a sprinkler system (4) to wet the samples at set and adjustable intervals. The chamber contains an inoculation material (5) as natural or standard soil which can contain microorganisms. A fan (6) generates an air stream. A pump (9) extracts precipitated water from the chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfkammer zur Untersuchung des mikrobiellen Wachstums auf oder in Probenkörpern sowie ein Verfahren zur Überprüfung von Probenkörpern auf Beständigkeit gegenüber mikrobiologischer Besiedelung und/oder Zerstörung. Die Erfindung betrifft insbesondere die Untersuchung von Probenkörpern aus Holz oder Holzwerkstoffen.The The invention relates to a test chamber for the investigation of microbial growth on or in specimens, and a procedure for reviewing specimens on resistance across from microbiological colonization and / or destruction. The invention relates in particular the examination of specimens of wood or wood-based materials.

Oberflächen im Innen- und Außenbereich werden häufig von Mikroorganismen besiedelt, die unter geeigneten Bedingungen die Oberflächen nicht nur optisch beeinträchtigen, sondern auch zerstören können. Zur Überprüfung der Beständigkeit von Werkstoffen gegenüber mikrobiologischer Besiedelung und Zerstörung werden Petrischalenversuche und klimatisierte Testkammern eingesetzt.Surfaces in the Be indoor and outdoor often colonized by microorganisms under suitable conditions the surfaces not just visually impair but also destroy it. To check the resistance of materials microbiological colonization and destruction are Petri dish experiments and air-conditioned test chambers used.

Die Petrischalenversuche werden mit einem Testorganismus oder definierten Mischkulturen durchgeführt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass bei nur einem Testorganismus der Einfluß und die Auswirkungen anderen Mikroorganis men nicht berücksichtigt werden können. Der Einsatz von Mischkulturen, wie z. B. in DIN 40 046 oder DIN IEC 68 Teil 2–10 hat den Nachteil, dass einige der aufgeführten Mikroorganismen in der Praxis keine Relevanz haben und zudem die unterschiedliche Entwicklungszeit der Mikroorganismen dazu führt, dass langsam wachsende Organismen von sich schneller entwickelnden Organismen überwachsen werden und ihre Auswirkungen auf dem Werkstoff nicht beurteilt werden können.The Petri dish experiments are with a test organism or defined Mixed cultures performed. The disadvantage of this method is that only one test organism the influence and the Effects of other microorganisms men can not be considered. Of the Use of mixed cultures, such as. In DIN 40 046 or DIN IEC 68 Part 2-10 has the disadvantage that some of the listed microorganisms in the Practice have no relevance and also the different development time which causes microorganisms that slow-growing organisms evolve faster Overgrow organisms and their effects on the material can not be assessed can.

Eine andere Methode ist der Test in klimatisierten Kammern. Dabei werden die mit Sporen einer Einzel-/Mischkultur behandelten Probenkörper in die Kammer eingehängt oder flach gelagert und bei definierten Temperaturen inkubiert. Die Nachteile, die bei den Petrischalenversuchen auftreten, treten analog auch in den Kammerversuchen auf.A Another method is the test in air-conditioned chambers. It will be the specimens treated with spores of a single / mixed culture in the chamber hung or stored flat and incubated at defined temperatures. The disadvantages that occur in the Petri dish experiments occur analogous in the chamber experiments on.

Die in den letzten Jahren entwickelten selbstreinigenden Anstriche und Oberflächen können mit den bisherigen Testmethoden nicht untersucht werden. Voraussetzungen für den Selbstreinigungs-Effekt sind eine horizontale Mindestneigung von 10° und Wassertropfen, mit dem die Schmutzpartikel abgewaschen werden.The in recent years developed self-cleaning paints and surfaces can not be investigated with the previous test methods. requirements for the Self-cleaning effect is a minimum horizontal slope of 10 ° and Water drops, with which the dirt particles are washed off.

In dem Artikel „Succession and Interrelationships of Microorganisms on Painted Surfaces" von Thomas B. O'Neill, veröffentlicht im März 1986 im Journal of Coatings Technology ist ein Prüfaufbau beschrieben, bei dem in einer Prüfkammer eine Bodenprobe angeordnet ist. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit wurde gemessen und ein Ventilator sorgte für eine Luftzirkulation. Die Prüfkammer war nach ASTM-Anforderungen D-3273-82 aufgebaut.In the article "Succession and Interrelationships of Microorganisms on Painted Surfaces "by Thomas B. O'Neill in March 1986 in the Journal of Coatings Technology is a test setup described in which in a test chamber a soil sample is arranged. The temperature and humidity was measured and a fan provided for air circulation. The test chamber was constructed according to ASTM requirements D-3273-82.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prüfkammer und ein Verfahren zu entwickeln, die zu realen Umweltbedingungen vergleichbare Aussagen über das Verhalten von Werkstoffen, insbesondere Holz oder Holzwerkstoffen gegenüber mikrobiellen Befall innerhalb kurzer Zeit erlaubt.task The present invention is to provide a test chamber and a method develop statements that are comparable to real environmental conditions Behavior of materials, in particular wood or wood-based materials across from allowed microbial infestation within a short time.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Prüfkammer eine Aufnahmeeinrichtung für die zu untersuchenden Probenkörper und eine Beregnungseinrichtung zum Beregnen der Probenkörper aufweist. Ebenfalls wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Probenkörper in der Prüfkammer in festgelegten, einstellbaren Intervallen beregnet werden.The Task is solved by that the test chamber a recording device for the sample to be examined and a sprinkler for sprinkling the specimens. Also, this object is achieved in that the sample body in the test chamber be rained at fixed, adjustable intervals.

Um auch selbstreinigende Anstriche oder Oberflächen zu untersuchen ist es vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung für die Probenkörper einstellbar ausgebildet ist, so dass die zu untersuchende Oberfläche oder Beschichtung des Probenkörpers in einem frei einstellbaren Winkel zu der Beregnungseinrichtung ausrichtbar ist. Dieser Winkel beträgt insbesondere 0° bis 90°, so dass bei plattenförmigen Probenkörpern eine vollständige Benetzung in unterschiedlichen Winkeln erreicht werden kann.Around It is also to investigate self-cleaning paints or surfaces provided that the receiving device for the sample body adjustable is formed so that the surface to be examined or Coating of the specimen at a freely adjustable angle to the sprinkler is alignable. This angle is in particular 0 ° to 90 °, so that in plate-shaped specimens a full Wetting at different angles can be achieved.

Zweckmäßigerweise ist das Impfmaterial, das als Mikroorganismenquelle dient, innerhalb der Kammer gelagert, um so die Probenkörper mit der entsprechenden Anzahl an Mikroorganismen versorgen zu können. Vorteilhafterweise wird als Impfmaterial ein natürlicher Boden, der vom Untersuchungs- oder Anwendungsstandort stammt, oder ein Standardboden, also ein genau definierter Boden bekannter Zusammensetzung (z. B. Einheitserde) verwendet. Bei Bedarf können die zu untersuchenden Mikroorganismen sowohl dem Standardboden als auch dem natürlichen Boden zugesetzt werden. Alternativ ist vorgesehen, dass das Impfmaterial außerhalb der Prüfkammer gelagert ist und über eine Luftströmung oder eine anderweitige externe Zufuhr die Mikroorganismen in die Prüfkammer gelangen.Conveniently, is the inoculum that serves as a microorganism source within stored the chamber, so as to the specimen with the corresponding Supply number of microorganisms. Advantageously as a vaccine a natural Soil originating from the site of investigation or application, or a standard soil, ie a well-defined soil of known composition (eg unit earth). If necessary, those to be examined Microorganisms both standard soil and natural Soil can be added. Alternatively, it is provided that the inoculum outside the test chamber is stored and over an air flow or another external feed the microorganisms into the test chamber reach.

Durch die Kopplung eines Ventilators mit der Prüfkammer zur Erzeugung einer Luftströmung innerhalb der Prüfkammer ist es möglich, dass eine Luftströmung erzeugt wird, die eine gleichmäßige Verteilung der Mikroorganismen innerhalb der Prüfkammer gewährleistet und somit den Bedingungen in der natürlichen Umgebung nahegekommen wird.By the coupling of a fan with the test chamber to produce a airflow within the test chamber Is it possible, that an airflow is generated, which has a uniform distribution ensures the microorganisms within the test chamber and thus the conditions in the natural Environment is approached.

Beleuchtung und Heizeinrichtungen sind ebenfalls vorgesehen, um das natürliche Sonnenlicht zu simulieren und den Einfluß verschiedener Temperaturzyklen auf die Probenkörper zu untersuchen.Lighting and heaters are also provided to simulate natural sunlight and the influence of different tempe cycles to examine the sample body.

Eine zweckmäßige Anordnung sieht vor, dass die Probenkörper in der Aufnahmeeinrichtung zwischen der Beregnungseinrichtung und dem Impfmaterial bzw. dem mit Mikroorganismen versehenen Boden angeordnet sind, wobei die Beregnungseinrichtung oberhalb der Probenkörper montiert ist. Zwischen den Probenkörpern und dem Impfmaterial ist ein Ventilator zur Erzeugung der Luftströmung angeordnet, so dass die Mikroorganismen von dem Impfmaterial bzw. Boden aufgenommen und in der Atmosphäre der Prüfkammer gleichmäßig verteilt werden können. Unterhalb des Bodens ist eine Drainageschicht angeordnet, so dass die Bildung von Staunässe vermieden wird. Eine Pumpe pumpt das Niederschlagswasser ab und führt es aus der Prüfkammer heraus.A appropriate arrangement Provides that the specimen in the receiving device between the sprinkler and the inoculum or provided with microorganisms soil with the sprinkler mounted above the specimen is. Between the sample bodies and the inoculation material is arranged a fan for generating the air flow, so that the microorganisms are taken up by the inoculum or soil and in the atmosphere the test chamber equally distributed can be. Below the bottom, a drainage layer is arranged so that the formation of waterlogging is avoided. A pump pumps the rainwater off and on Lead it from the test chamber out.

Die Sedimentationsrate der Mikroorganismen beträgt vorteilhafterweise zwischen 0,1 und 16 Keimen/cm2·h, womit ungefähr die natürliche Sedimentationsrate erreicht wird.The sedimentation rate of the microorganisms is advantageously between 0.1 and 16 nuclei / cm 2 · h, which approximately reaches the natural sedimentation rate.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figur erläutert.following is an embodiment of Invention with reference to the attached Figure explained.

Die Figur zeigt eine Prüfkammer 1 mit in Aufnahmeeinrichtungen 2 gehaltenen Probenkörpern 3, wobei die Probenkörper 3 in einem Winkel von 0° bis ± 90° über die drehbaren Aufnahmeeinrichtungen 2 frei einstellbar sind. Alternativ sind die Aufnahmeeinrichtungen 2 frei drehbar, so dass vollständige Drehungen der Probenkörper 3 möglich sind. Oberhalb der Probenkörper 3 ist eine Beregnungseinrichtung 4 angeordnet. Die zu untersuchende Oberfläche, insbesondere eine behandelte oder beschichtete Oberfläche der Probenkörper 3 ist somit zu der Beregnungseinrichtung 4 in einem beliebigen Winkel einstellbar, so dass reproduzierbare und realitätsnahe Untersuchungen vorgenommen werden können. Über die in der Prüfkammer 1 integrierte Beregnungseinrichtung 4 ist es möglich, die Wettersimulation von natürlichen Niederschlägen zu erzeugen und zusätzlich für eine hohe Luftfeuchtigkeit zu sorgen. Die Niederschlagsmenge kann ebenso wie das Beregnungsintervall den Untersuchungsbedürfnissen angepasst werden.The figure shows a test chamber 1 with in reception facilities 2 held sample bodies 3 , wherein the sample body 3 at an angle of 0 ° to ± 90 ° about the rotatable receiving devices 2 are freely adjustable. Alternatively, the receiving devices 2 freely rotatable, allowing complete rotations of the specimen 3 possible are. Above the specimen 3 is a sprinkler 4 arranged. The surface to be examined, in particular a treated or coated surface of the sample body 3 is thus to the sprinkler 4 adjustable in any angle, so that reproducible and realistic investigations can be made. About in the test chamber 1 integrated sprinkler system 4 it is possible to generate the weather simulation of natural precipitation and additionally to provide high humidity. The amount of rainfall as well as the irrigation interval can be adapted to the examination needs.

Unterhalb der Probenkörper 3 ist Impfmaterial 5 in Gestalt eines definierten Bodens oder Bodenmaterials des jeweiligen Untersuchungsstandortes oder des Anwendungsstandortes der eingesetzten Werkstoff angeordnet. Oberhalb des Impfmaterials 5 ist ein Ventilator 6 an einer Seitenwandung innerhalb der Prüfkammer 1 angeordnet, der die Mikroorganismen aus dem Impfmaterial 5, ähnlich wie in der natürlichen Umgebung, durch eine Luftströmung in der Prüfkammer 1, verteilt. Der Ventilator 6 ist regelbar und die Luftströmung wird direkt oberhalb der Impfmaterialschicht 5 erzeugt, so dass eine gleichmäßige Verteilung der Mikroorganismen gewährleistet ist. Je nach Einstellung der Umweltbedingungen liegt die Sedimentationsrate der Mikroorganismen zwischen 0,1 und 16 Keimen/cm2·h.Below the sample body 3 is inoculation 5 arranged in the form of a defined soil or soil material of the respective investigation site or the application site of the material used. Above the inoculum 5 is a fan 6 on a side wall within the test chamber 1 arranged the microorganisms from the inoculum 5 , similar to the natural environment, by a flow of air in the test chamber 1 , distributed. The ventilator 6 is adjustable and the air flow is directly above the seed layer 5 produced so that a uniform distribution of microorganisms is ensured. Depending on the setting of the environmental conditions, the sedimentation rate of the microorganisms is between 0.1 and 16 nuclei / cm 2 · h.

Unterhalb des Impfmaterials 5 ist eine Drainageschicht 7 angeordnet, die verhindert, dass das Impfmaterial 5 eingestaut wird. Das Impfmaterial 5 bzw. der Bo den wird somit gleichmäßig feucht gehalten. Über eine Pumpe 9 wird das Niederschlagswasser aus der Prüfkammer 1 entfernt.Below the inoculum 5 is a drainage layer 7 arranged, which prevents the inoculum 5 is stowed. The inoculum 5 or the Bo is thus kept evenly moist. About a pump 9 the rainwater gets out of the test chamber 1 away.

Mit der variablen Ausrichtung der Probenkörper 3 ist es möglich, diverse Einbausituationen der Werkstoffe bzw. Probenkörper 3 zu simulieren, so dass eine verläßliche Aussage darüber getroffen werden kann, wie der Befall und gegebenenfalls die Zerstörung der Werkstoffe wie Holz, Holzwerkstoffen oder ähnlichen Werkstoffen durch Mikroorganismen stattfindet. Zu dem gleichen Zweck ist die integrierte Beregnungseinrichtung 4 vorgesehen, durch die eine natürliche Beregnung simuliert wird.With the variable orientation of the specimens 3 It is possible, various installation situations of materials or specimens 3 so that a reliable statement can be made as to how the infestation and possibly the destruction of materials such as wood, wood-based materials or similar materials by microorganisms takes place. The integrated sprinkler is for the same purpose 4 intended to simulate natural irrigation.

Durch den Einsatz natürlichen Bodens als Impfmaterial 5 werden anwendungsnahe Prüfergebnisse erzielt, wobei die Proben unter definierten klimatischen Bedingungen untersucht werden können. Durch die zusätzliche, steuerbare Beleuchtung kann natürliches Sonnenlicht simuliert werden, ebenfalls kann durch die Heizeinrichtung oder gegebenenfalls durch eine Kühleinrichtung das Verhalten in verschiedenen Klimazonen überprüft werden. Insgesamt ist durch die erfindungsgemäße Prüfkammer und das Prüfverfahren eine zeitgeraffte Prüfung von Werkstoffen in Bezug auf den Mikroorganismenbefall von allen im Innen- und Außenbereich eingesetzten Werkstoffen möglich.By using natural soil as inoculant 5 application-oriented test results are achieved, whereby the samples can be examined under defined climatic conditions. By means of the additional, controllable illumination, natural sunlight can be simulated, likewise the behavior in different climatic zones can be checked by the heating device or optionally by a cooling device. Overall, by the test chamber according to the invention and the test method, a timely examination of materials in relation to the microorganism infestation of all materials used in indoor and outdoor use is possible.

Alternativ zu der Lagerung des Impfmaterials innerhalb der Prüfkammer kann diese auch außerhalb aufbewahrt werden. Die Mikrorganismen werden dann beispielsweise über die Lüftung in Gestalt des Ventilators oder die Beregnungseinrichtung in die Prüfkammer eingebracht. Dadurch kann der Eintrag an Mikroorganismen kontrolliert und gesteuert werden.alternative for the storage of inoculum within the test chamber This can also be outside be kept. The microorganisms are then, for example, via the ventilation in the form of the fan or sprinkler in the test chamber brought in. This allows the entry of microorganisms to be controlled and controlled.

Claims (15)

Prüfkammer (1) zur Untersuchung eines mikrobiellen Wachstums auf oder in Probenkörpern (3) mit einer Aufnahmeeinrichtung (2) für die zu untersuchenden Probenkörper (3) und einer Beregnungseinrichtung (4) zum Beregnen der Probenkörper (3).Test chamber ( 1 ) for the investigation of microbial growth on or in specimens ( 3 ) with a receiving device ( 2 ) for the sample to be examined ( 3 ) and a sprinkler ( 4 ) for sprinkling the specimens ( 3 ). Prüfkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (4) für die Probenkörper (3) verstellbar ausgebildet ist, so dass die die zu untersuchende Oberfläche des Probenkörpers (3) in einem frei einstellbaren Winkel, insbesondere zwischen 0° und 90° zu der Beregnungseinrichtung (4) ausrichtbar sind.Test chamber according to claim 1, characterized in that the receiving device ( 4 ) For the specimens ( 3 ) is adjustable, so that the surface to be examined of the sample body ( 3 ) at a freely adjustable angle, in particular between 0 ° and 90 ° to the irrigation device ( 4 ) are alignable. Prüfkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Prüfkammer (1) Impfmaterial (5) gelagert ist.Test chamber according to claim 1 or 2, characterized in that within the test chamber ( 1 ) Inoculum ( 5 ) is stored. Prüfkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Impfmaterial (5) als natürlicher Boden, Standardboden oder mit Mikroorganismen angereicherter Standardboden oder natürlicher Boden ausgebildet ist.Test chamber according to claim 3, characterized in that the inoculum ( 5 ) is designed as a natural soil, standard soil or microorganisms enriched standard soil or natural soil. Prüfkammer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (6) zur Erzeugung einer Luftströmung in der Prüfkammer (1) mit dieser gekoppelt ist.Test chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a fan ( 6 ) for generating an air flow in the test chamber ( 1 ) is coupled with this. Prüfkammer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungseinrichtung für die Probenkörper (3) vorgesehen ist.Test chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a lighting device for the sample body ( 3 ) is provided. Prüfkammer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung zum Beheizen der Prüfkammer (1) vorgesehen ist.Test chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a heating device for heating the test chamber ( 1 ) is provided. Prüfkammer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beregnungseinrichtung (4) oberhalb der Probenkörper (3) angeordnet ist, dass der Ventilator (6) unterhalb der Probenkörper (3) und oberhalb des Impfmaterials (5) angeordnet ist und eine Luftströmung oberhalb des Impfmaterials (5) erzeugt.Test chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the sprinkling device ( 4 ) above the sample body ( 3 ) is arranged that the fan ( 6 ) below the specimens ( 3 ) and above the inoculum ( 5 ) and an air flow above the inoculum material ( 5 ) generated. Prüfkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Impfmaterials (5) eine Drainageschicht (7) angeordnet ist.Test chamber according to claim 8, characterized in that below the inoculum ( 5 ) a drainage layer ( 7 ) is arranged. Prüfkammer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe (9) vorgesehen ist, die das Niederschlagswasser aus der Prüfkammer (1) abpumptTest chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a pump ( 9 ), the rainwater from the test chamber ( 1 ) pumps off Verfahren zur Überprüfung von Probenkörpern auf Beständigkeit gegenüber mikrobologischer Besiedelung und/oder Zerstörung mit einer Prüfkammer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkörper (3) in festgelegten, einstellbaren Intervallen beregnet werden.Method for testing specimens for resistance to microbial colonization and / or destruction with a test chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the specimens ( 3 ) are irrigated at fixed, adjustable intervals. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftströmung über das Impfmaterial geführt und die Mikroorganismen in der Prüfkammer (1) verteilt werden.A method according to claim 11, characterized in that an air flow over the seed material and the microorganisms in the test chamber ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sedimentationsrate der Mikroorganismen zwischen 0,1 und 16 Keime/cm2·h liegt.A method according to claim 11 or 12, characterized in that the sedimentation rate of the microorganisms is between 0.1 and 16 nuclei / cm 2 · h. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederschlagswasser aus der Prüfkammer (1) abgepumpt wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the rainwater from the test chamber ( 1 ) is pumped. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroorganismen der Prüfkammer (1) extern zugeführt werden.Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that the microorganisms of the test chamber ( 1 ) are supplied externally.
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