ORP - Hybrid Turkeys

Infoblätter
Messung des OxidationReduction Potential (ORP)
Ein effektives Instrument zur Beurteilung
und Verbesserung der Wasserqualität
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Oxidation-Reduction Potential (ORP)
Was bedeutet ORP?
Sauberes, gereinigtes Wasser ist eines der
wichtigsten, aber leider oft übersehenen
Faktoren, wenn es darum geht, eine
Herde auf ihr volles Leistungspotenzial
zu bringen. Die Kennziffer ORP misst
das Reduktionspotenzial möglicher
Oxidationen.
Als Standardrichtlinie für die Wasserreinigung in der
Geflügelindustrie galten 2 bis 3 ppm freies Chlor an der
Endtränke. Mit der Zeit wurde jedoch entdeckt, dass
dadurch nicht immer reines Wasser garantiert war, da der
pH-Wert des Wassers nicht berücksichtigt wurde. Wenn ein
Desinfektionsmittel wie flüssiges Chlor dem Wasser
hinzugesetzt wird, bestimmt der pH-Wert des Wassers, wie
viel davon in Hypochlorsäure (die Bakterien sofort abtötet)
und Hypochloritionen (die Bakterien erst nach längerem
Kontakt abtöten), zerfällt. Demzufolge desinfizieren 3 ppm
freies Chlor bei einem pH-Wert von 6,8 das Wasser
wirksam, doch mit steigendem pH-Wert lässt die
Wirksamkeit des Chlors nach. (Siehe Hybrids
Informationsblatt “Effective Chlorination”.)
Um also das Wasser effektiv zu reinigen, müssen wir das
richtige Verhältnis zwischen dem pH-Wert und dem freien
Chlor finden. Dies erreichen wir durch die Messung des
Oxidation-Reduzierungspotenzial des Wassers. Am
wichtigsten ist, dass wir anhand dieser Methode sofort
wissen, ob unsere Puten reines, desinfiziertes Wasser
bekommen oder nicht. Heute hat sich die Auswertung der
Wasserqualität mit Hilfe verbesserter und gleichzeitig
günstiger Technologie von Messungen des pH-Wertes und
freien Chlors zur Berücksichtigung des Oxidation-Reduktion
Potentials (ORP) weiterentwickelt.
Was ist das OxidierungsReduktionspotenzial?
Das ORP ist eine Messung des Oxidationsspiegels im
Wasser in Millivolt (mV). Dieser Wert reflektiert die
Aktivität des Wasserdesinfektionsmittels anstatt seine
Konzentration (ppm). Chemikalien wie Chlor, Bromin,
Wasserstoffperoxid, Peressigsäure und Ozon sind alle
Oxidationsmittel. Ihre Fähigkeit, Elektronen zu oxidieren
bzw. aus anderen Substanzen zu “stehlen”, macht sie zu
guten Desinfektionsmitteln für Wasser, da sie unerwünschte
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Bakterien, Algen und organische Stoffe abtöten, indem sie
ihre chemischen Zusammensetzung verändern.
Die Bildung von Rost ist ein Beispiel einer häufig
vorkommenen Oxidation-Reduktionsreaktion. Sauerstoff
schließt sich mit Eisen zusammen und bildet Eisenoxid
(Rost). Bei diesem Prozess wird das Eisen oxidiert, während
der Sauerstoff reduziert wird. Dies zeigt die grundsätzlichen
Eigenschaften von Oxidation-Reduktionsprozessen:
Nämlich, dass die betroffenen Stoffe chemische
Veränderungen durchmachen.
Das Wort “Potenzial” bezieht sich eher auf die Fähigkeit
als auf tatsächliches Handeln. Potenzielle Energie ist
gespeicherte und einsatzbereite Energie. Sie wird nicht
eingesetzt, aber wir wissen, dass die Energie da ist, wenn
und falls wir sie brauchen. Wenn alle oxidierenden und
reduzierenden Stoffe reagiert haben, wird ein Gleichgewicht
erreicht und normalerweise gibt es einen Überschuss. Dieser
Überschuss erzeugt das Oxidations- oder Reduktions”Potenzial” einer Lösung.
Wie misst man das ORP?
Eine ORP-Sonde ist in Wirklichkeit ein MillivoltMessgerät, welches die Spannung in einem Schaltkreis
misst, der von einer Bezugselektrode bestehend
aus Silberdraht (somit effektiv der negative Pol des
Schaltkreises) und einer Messelektrode bestehend aus
einem Platinband (dem positiven Pol) gebildet wird,
wobei sich das Wasser zwischen beiden befindet.
Moderne ORP-Elektroden sind beinahe immer
Kombinationselektroden, das bedeutet, beide Elektroden
befinden sich in einem Gehäuse – so hat es den
Anschein, dass es nur eine Sonde ist. Wir lesen die
winzige Spannung (Millivolt oder mV) ab, die erzeugt
wird, wenn ein Metall in Gegenwart von Oxidationsund Reduktionsmitteln ins Wasser gelegt wird. Diese
Spannungen geben uns einen Hinweis auf das Potenzial
der Oxidationsmittel im Wasser, um es frei von
Schadstoffen zu halten.
Wie hoch sollte mein ORP im
Wasser sein?
Nachdem die Messgeräte und Methoden zur Messung
des ORP in den 1960er Jahren entwickelt wurden,
begannen die Forscher auf die Entwicklung von Normen
hinzuarbeiten, nach denen ORP-Messungen als präzises
Oxidation-Reduction Potential (ORP)
Maß für Wasserqualität angewendet werden konnten. Im
Jahr 1966 bewies eine Studie von Carlson, Hasselbarth
und Mecke am Institut für Wasserhygiene des deutschen
Bundesgesundheitsamts, dass die Abtötungsquote bei E. coli
in Schwimmbadwasser vom ORP abhängig ist, nicht vom
freien verbleibenden Chlorgehalt.
Abtötungszeit für E. Coli in Schwimmbadwasser
(Carlston et al. 1966)
Die Tabelle unten zeigt den Zusammenhang zwischen dem
ORP und dem Bakteriengehalt. Gemessen wurde im Wasser
eines gewerblichen Wellness-Centers (Oregon, 1985).
Freie
Chlor
(ppm)
pH
ORP
(mV)
Keimzah
l Gesamt
Pseudomonaden
(CFU)
4
5.8
805
0
0
4.4
7.4
730
0
0
4.9
7.9
668
0
0
2.3
7.8
653
0
0
1.2
7.1
618
170
12,400
1.2
7.8
296
640
1,600
0.8
7.8
590
310
2,400
0.7
8.3
480
15,000
2,400
Anwendungen des ORP
ORP (mV)
Abtötungszeit E. Coli
650
0 Sekunden
600
0 Sekunden
550
0 Sekunden
500
0 Sekunden
450
Keine Abtötung
Im Jahr 1972 erkannte die Weltgesundheitsorganisation in
ihren Trinkwassernormen an, dass Wasser bei einem ORPWert von 650 mV desinfiziert ist und die Abtötung von
Viren fast sofort geschieht.
Nachforschungen haben gezeigt, dass Bakterien wie E. coli
bei einem ORP-Wert von 650 mV beim ersten Kontakt
oder innerhalb weniger Sekunden abgetötet werden. Bei
hartnäckigeren Organismen wie Listerien, Salmonellen,
Hefearten und Schimmel können zur Abtötung höhere
Werte wie 750 mV nötig sein.
Infoblätter | Oxidation-Reduction Potential (ORP) | 3
Die Messung des ORP ermöglicht es Ihnen, die Wirksamkeit
Ihrer Wasserreinigung zu bewerten, und zwar unabhängig
von der Art des Oxidationsmittels oder der Kombination
von Desinfiziermitteln, und unabhängig von anderen sich
ändernden Wasserbedingungen. Sie erfahren dadurch, ob
Ihr Desinfektionsprozess auch tatsächlich das erreicht, was
Sie denken.
Das ORP des Wassers kann an jedem beliebigen Punkt
im System gemessen werden – Sie können die Reinlichkeit
der Quelle, der Leitungen, die zum Stall führen, sowie der
Leitungen innerhalb des Stalls bestimmen. Die Messung
des ORP des Wassers in den Leitungen an der Vorder- und
Hinterseite des Stalls helfen Ihnen dabei festzustellen, ob der
Reinigungs- und Desinfektionsprozess der Wasserleitungen
wirksam war. Der ORP-Wert an beiden Punkten des
Systems sollte über 650 mV liegen. Falls der ORP-Wert
am Ende der Wasserleitung niedriger ist als am Anfang,
weist dies darauf hin, dass die Leitungen nicht vollständig
gereinigt wurden und der organische Biofilm in der Leitung
das freie Chlor verbraucht.
Falls dies geschieht, während die Puten sich im Stall
befinden, kann das ORP am Anfang der Leitung erhöht
werden. Obwohl die Vögel hohe Chlorspiegel vertragen
können (d.h. 10 ppm), sollte dieser Anstieg allmählich
erfolgen. Ein plötzlicher Chloranstieg kann dazu führen,
dass die Puten das Trinken verweigern. Bis jetzt sind die
Forschungen zum Nachweis der Auswirkung des pHSpiegels auf den Wasserverbrauch der Puten noch nicht
abgeschlossen, doch es wird allgemein angenommen, dass
Oxidation-Reduction Potential (ORP)
ein pH-Wert unter 6 zu einem niedrigeren Wasserverbrauch
führt. Eine uneinheitliche Wasserqualität zwischen der
Vorder- und der Hinterseite des Stalls trägt zu mangelnder
Einheitlichkeit der Puten bei.
Der Einsatz des ORP ermöglicht es Ihnen, das optimale
Gleichgewicht zwischen dem pH-Wert und dem freien
Chlor in Ihrem Betrieb zu finden. Es bietet Ihnen eine
präzise Messung, sodass der Chlorspiegel minimiert und
dadurch Korrosion vermieden werden kann (d.h. liegt
das ORP bei 850 mV, dann sollte das freie Chlor gesenkt
werden. Andererseits, wenn das ORP bei 600 mV liegt,
müssen der pH-Wert und das freie Chlor getestet und
angepasst werden, indem entweder der pH-Wert gesenkt
oder das freie Chlor erhöht werden).
Die ORP-Technologie wird in den folgenden Industrien
verwendet: Vor- und Nachbehandlung von Abwasser,
Metallnachbearbeitung, Desinfektion von Frischobst
und Gemüse, Ozonbehandlung (gewerbliche
Aquarien, Wasserdesinfizierung), Weinherstellung,
Bleichmittelproduktion, Geflügelverarbeitung,
Papierindustrie (Pulpenbleichung), Schwimmbäder und
Wellness-Center.
Geräte zur Messung des ORP
TEs gibt verschiedene Arten von ORP-Messgeräten,
die sich je nach Prozessanforderungen und Ausführung
unterscheiden. Die Messung wird durchgeführt, indem man
einfach die Elektrode ins Wasser eintaucht und die Anzeige
beobachtet. Ein stabiler Messwert wird normalerweise nach
ein paar Minuten erreicht.
Prozessmesser/-regler: Sehr nützlich in großen
Betrieben, wo das Wasser von einer zentralen Stelle aus
desinfiziert wird. Sie messen, regeln und regulieren den
pH-Wert, das freie Chlor und letztendlich auch das ORP.
Sie sind kundenbezogene Einheiten, die automatisch nach
Vorgabe vorher eingestellter Werte Desinfektionsmittel
oder Säuerungsmittel in die Leitung injizieren. Eine sehr
genaue Kontrolle ist möglich. Sie bieten sowohl eine
verlässliche Methode der Prozesskontrolle als auch eine
Aufzeichnung für automatische Dokumentation und
Qualitäts (HACCP)-Programmes.
pH-Regler
ORP-Regler
Das ORP wird von der Wassertemperatur nicht
beeinflusst.
pH-Sensor
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ORP-Sensor
Oxidation-Reduction Potential (ORP)
Wenn das Wasser durch die Leitung fließt, misst
der pH-Sensor den pH-Wert des Wassers und leitet
diese Information an den pH-Regler weiter, der auf
6,5 eingestellt ist. Falls der pH-Wert höher ist, wird
automatisch Säuerungsmittel in das System injiziert, bis der
Sollwert erreicht ist. Das gesäuerte Wasser fließt an der
Chloreinspritzdüse vorbei, wo das ORP gemessen wird. In
diesem Fall wurde das ORP auf 730 mV eingestellt. Sobald
der ORP-Sensor einen geringeren Wert feststellt, wird
automatisch zusätzliches Chlor hinzugefügt, bis der Sollwert
erreicht ist.
Tragbare Messgeräte:
Normalerweise preisgünstig,
passen in die Hosentasche
und sind tragbar. Sowohl das
Messgerät als auch die Elektrode
sind zusammen in einem
kompakten Design integriert.
Die Lebensdauer der Elektrode
beträgt 1 bis 2 Jahre. Es wird
empfohlen, die Kalibrierung
mindestens einmal pro Woche
zu testen und das Gerät zu
reinigen, um seine Verlässlichkeit
aufrechtzuerhalten. Diese Art von Messgerät kann auch mit
einer pH-Elektrode ausgestattet geliefert werden.
Fazit
Das ORP hat sich als verlässliche Methode zur Bewertung
der Wasserreinigung bewährt. Sie ermöglicht es Ihnen, einen
entscheidenden Schritt vorwärts zu gehen und nicht mehr
nur zu denken, dass das Wasser von zureichender Qualität für
Ihre Herde ist, sondern dies auch mit Bestimmtheit zu wissen.
Puten verbrauchen doppelt so viel Wasser wie Futter. Unter
diesem Gesichtspunkt ist es von entscheidender Wichtigkeit,
dass die Herde fortlaufend gereinigtes Wasser bekommt,
um ihr volles Potenzial zu erreichen. Durch den Einsatz eines
Messgeräts, welches die ORP-Kennziffer misst, können Sie
dies erreichen.
Quellenangaben
reating Water at ORP Speed. Sensorex
T
www.sensorex.com/support/technical_articles
obert W. Lowry and David Dickman. The ABCs of ORP. Service Industry
R
News Publications Inc. California.
S teininger, Jacques. Nov. 1985. PPM or ORP:
Which Should Be Used? Swimming Pool Age and Spa Merchandiser.
Wartung: Sämtliche ORP- und pH-Elektroden müssen
regelmäßig gewartet und gereinigt werden. Ein einfacher
Reinigungsvorgang besteht darin, die Elektrodenspitze
zwei Minuten lang in eine verdünnte (1:100) Säurelösung
einzutauchen und dann mit sauberem Wasser abzuspülen.
Tauchen Sie dann die Elektrode ein in eine Standardlösung
ein, um die Genauigkeit des Messwerts zu bestätigen.
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