Messung des Oxidation- Reduction Potential (ORP)

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1 INFOBLÄTTER Messung des Oxidation- Reduction Potential (ORP) Ein effektives Instrument zur Beurteilung und Verbesserung der Wasserqualität

2 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 Oxidierungs- Reduktionspotenzial? 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 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 Millivolt- Messgerät, 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 Infoblätter Oxidation-Reduction Potential (ORP) 2

3 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) , , , ,000 2,400 Anwendungen des ORP ORP (mv) Abtötungszeit E. Coli Sekunden Sekunden Sekunden Stunde 450 Keine Abtötung Im Jahr 1972 erkannte die Weltgesundheitsorganisation in ihren Trinkwassernormen an, dass Wasser bei einem ORP- Wert 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. 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 ph- Spiegels auf den Wasserverbrauch der Puten noch nicht abgeschlossen, doch es wird allgemein angenommen, dass INFOBLÄTTER OXIDATION-REDUCTION POTENTIAL (ORP) 3

4 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. Das ORP wird von der Wassertemperatur nicht beeinflusst. 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 ph-sensor ORP-Sensor Infoblätter Oxidation-Reduction Potential (ORP) 4

5 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 Treating Water at ORP Speed. Sensorex Robert W. Lowry and David Dickman. The ABCs of ORP. Service Industry News Publications Inc. California. Steininger, Jacques. Nov 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. Hybrid Turkeys Insofern nicht anders gekennzeichnet, sind die bereitgestellten Informationen Eigentum von Hybrid Turkeys. Vervielfältigungen und Veröffentlichungen bedürfen der Genehmigung: Hybrid Turkeys, Head Office, Kitchener, Ontario, Canada, Tel.: info.hybrid@hendrix-genetics.com Infoblätter Oxidation-Reduction Potential (ORP) 5