Richtig reinigen – Laborglasaufbereitung

Saubere und rückstandsfreie Laborgläser sind die Voraussetzung für sichere und erfolgreiche Ergebnisse. Bei der täglichen Laborarbeit treten verschiedene Rückstände auf. Dabei ist es wichtig, das richtige Reinigungsmittel für die entsprechende Verschmutzung zu wählen. Welche Schmutzarten man unterscheidet und welche Reinigung anzuwenden ist, um Ihr Laborglas langfristig zu erhalten, erfahren Sie hier:

Art der Verschmutzung

Für den Werterhalt von Laborglas sind mehrere Faktoren entscheidend. Dazu gehören unter anderem:

• Qualität
• chemische Eigenschaften / Beschaffenheit des Glases
• Wasserqualität
• schonende Reinigung / Laborglasaufbereitung

Die Kenntnis der Verschmutzung ist für die Auswahl des richtigen Reinigungsmittels und für die optimale Gestaltung des Reinigungsprozesses ausschlaggebend. Dabei lassen sich die Schmutzarten in drei Bereiche einteilen: Organische und anorganische Stoffe, sowie mikrobiologische Rückstände.

Organische Rückstände

Zu den organischen Stoffen zählen die Verbindungen, die Kohlenstoff enthalten. Organische Verbindungen sind oft sehr große, komplexe Moleküle. Typische organische Rückstände im Labor sind beispielsweise Proteine, Fette / Öle und Kohlenhydrate. Die nachfolgenden Reinigungsmittel können Sie für die Beseitigung der jeweiligen Rückstände benutzen:

Rückstand	Reinigungsmittel
Peptide / Proteine	Alkalische Reinigungsmittel mit Aktivchlor führen durch die Zersetzungskraft des Chlors zu einer Zerkleinerung der Proteine in Einzelfragmente und dadurch zu einer leichteren Reinigung dieser Verschmutzung.
Fette / Öle	Alkalische oder alkalisch-tensidhaltige Reinigungsmittel werden je nach Art des Fettes eingesetzt. Öle und Fette auf pflanzlicher Basis lassen sich durch alkalische Reinigungsmittel verseifen. Bei nicht verseifbaren Fetten (z.B. Mineralöle) wirken alkalisch-tensidhaltige Reinigungsmittel emulgierend, so dass die Verschmutzung sich leichter ablösen lässt.
Kohlenhydrate	Hochalkalische Reinigungsmittel lassen Kohlenhydrate aufquellen und führen zu deren Aufspaltung und dadurch zu einer leichteren Reinigung.
Harze / Paraffine	Hochalkalische Reinigungsmittel (pH>12) ggf. mit Tensiden und / oder Dispergatoren. Unter den Harzen gibt es verschiedene Typen, die mithilfe unterschiedlicher Reinigungsmittel entfernt werden können. Paraffine sind nicht wasserlöslich und können durch Reinigungsmittel mit Tensiden / Dispergatoren in Lösung gebracht und entfernt werden.

Anorganische Rückstände

Zu den anorganischen Stoffen zählen die Elemente und Verbindungen, die keinen Kohlenstoff enthalten. Dennoch gibt es einige Ausnahmen von Kohlenstoffverbindungen, die wie typisch anorganische Stoffe aufgebaut sind. Diese sind zum Beispiel Kohlensäure, Carbonate und Kohlendioxid. Deshalb zählen diese Verbindungen ebenso zu den anorganischen Verbindungen.

Typische anorganische Rückstände sind

• wässrige Lösungen von anorganischen Säuren (Salzsäure, Schwefelsäure),
• Laugen (Natron- oder Kalilauge) oder
• Lösungen von Salzen (Natriumchlorid, Natriumnitrat, Eisenchlorid).

Die anorganischen Stoffe werden in folgende Gruppen unterteilt:

• Metalloxide
• Salze
• Nichtmetallverbindungen

Zur Reinigung eignen sich saure Reinigungsmittel. Es ist ebenfalls möglich, eine kombinierte Reinigung mit einem sauren Vorspülschritt und nachfolgender Reinigung mit Hilfe von alkalischen Reinigungsmitteln mit Komplexbildnern durchzuführen.

Rückstände	Reinigungsmittel
Carbonate	Carbonate werden durch saure Reinigung in eine lösliche Form überführt.
Salze	Salze sind oftmals schon sehr gut wasserlöslich oder durch Säure in einen löslichen Zustand zu überführen.
Metalloxide	Metalloxide können sehr hartnäckige Verschmutzungen sein, die mit einer sauren Vorreinigung gelöst werden. Restmengen von Metallionen werden im nachfolgenden, alkalischen Reinigungsschritt durch Komplexbildner gebunden.

Mikrobiologische Rückstände

Zu den mikrobiologischen Rückständen gehören Nährböden, Nährbouillon und Mikroorganismen. Wenn Sie mikrobiologische Rückstände beseitigen möchten, verwenden Sie folgende Reiniger:

Rückstände	Reinigungsmittel
Nährbodenreste	Hierfür verwenden Sie (mild-)alkalische Reinigungsmittel mit Aktivchlor.
Zellkulturreste	Hier eignen sich alkalische Reinigungsmittel mit Aktivchlor.

Manuelle und maschinelle Reinigung

Da beide Reinigungsmethoden ihre Berechtigung haben, erläutern wir Ihnen die  Vor- und Nachteile der manuellen und maschinellen Reinigung:

Manuelle Reinigung

Was sind die Vorteile der manuellen Reinigung?

• Sie sparen mit der manuellen Reinigung Zeit, wenn lediglich einzelne Gläser zu spülen sind.
• Hartnäckige Verschmutzungen können Sie gezielt mechanisch behandelt, beispielsweise mithilfe von Bürsten.
• Sie können Reinigungschemikalien nach Bedarf und Art der Verschmutzung jederzeit variieren und austauschen.

Was müssen Sie beachten?

• Bürsten, die an der Spitze aus Draht bestehen, müssen sehr vorsichtig eingesetzt werden, da sie das Glas beschädigen können.
• Die Benutzung von abgenutzten Reinigungsbürsten sollte vermieden werden, da deren Metallteile die Glasoberfläche ebenfalls beschädigen können.
• Bei der Verwendung von pulverförmigen Reinigungsmitteln ist darauf zu achten, dass sich diese vor Beginn der Reinigung vollständig gelöst haben.

Welche Sicherheitsmaßnahmen sind zu berücksichtigen?

• Bitte tragen Sie geeignete Schutzhandschuhe.
• Es empfiehlt sich das Tragen einer Schutzbrille, da Chemikalien in die Augen gelangen können.
• Waschtischmatten im Spülbecken oder auf dem Waschtisch schützen vor Glasbruch. Dies beugt somit auch Verletzungen vor.

Maschinelle Reinigung

Was sind die Vorteile der maschinellen Reinigung?

• Bei der maschinellen Reinigung tritt Glasbruch weniger häufig auf, vorausgesetzt das Laborglas wird richtig in den geeigneten Spülkorb hineingestellt.
• Die Belastung des Laborpersonals ist deutlich geringer, da möglicher Hautirritationen, Verletzungs- oder Kontaminationsgefahren entgegengewirkt wird.
• Die maschinelle Aufbereitung ist bei Bedarf standardisierbar, validierbar und dokumentierbar.
• Durch die hohe Spültemperatur trocknet das Glas gut und schnell ab.

Was müssen Sie beim Einräumen beachten?

• Die richtige Bestückung des Spülkorbes und der für das jeweilige Laborglas geeignete Einsatz sind Voraussetzung für eine rückstandsfreie Reinigung. Die Glasgeräte sollten sich im Spülkorb weder berühren noch aneinanderschlagen.
• Überprüfen Sie regelmäßig, ob der Füllstand der Reinigergebinde ausreicht. Wenn das Reinigungsgebinde leer ist, tauschen Sie es bei Bedarf aus. Bei den meisten Maschinen wird automatisch eine Leerstandsmeldung von der Maschine angezeigt, so dass Sie nur auf die Benachrichtigung der Maschine achten müssen.
• Da das Laborglas verunreinigt ist, sollten Sie Handschuhe tragen.

Welcher Korb (Maschineneinsatz) ist der richtige?

• Es gibt für viele unterschiedliche Glasgeräte die passenden Wagen mit Einsätzen.
• Für Erlenmeyer-Kolben sollten Sie Injektorwagen mit speziellen Halterungen und einer entsprechend integrierten Sprüheinrichtung verwenden.
• Pipetten werden in Injektorwagen, die für die spezielle Form der Pipetten und das enge Volumen geeignet sind, gründlich gereinigt.
• Messzylinder können effektiv in einem Wagen und Einsatz mit „elastischen“ Federhaken, die je nach Größe des Glasgutes für einen festen Halt sorgen, gereinigt werden.

Wie sieht die optimale Wagenbestückung aus?

• Die Wagen bzw. Einsätze sollten nicht zu eng bestückt werden. Übereinander liegende Gegenstände oder Gefäße können zu einer ungenügenden Reinigung bzw. zu Beschädigungen des Glases führen.
• Es sind die für die Spülgüter vorgesehenen Wagen zu benutzen. Kleinere Gegenstände sollten Sie in einen dafür vorgesehenen Einsatzkorb legen, um ein „Umherfliegen“ und somit potenzielle Beschädigungen des Spülgutes zu vermeiden.

Was ist beim Ausräumen zu beachten?

• Die Maschine sollte nach Abschluss des Reinigungszyklus möglichst bald ausgeräumt werden.
• Dickwandiges Glas kühlt langsamer ab. Daher könnte es bei Entnahme noch heiß sein.
• Wenn keine ausreichende Trocknung in der Maschine erfolgt, ist es am besten und einfachsten, den Spülkorb aus der Maschine zu nehmen, abzustellen und das Glas an der Luft trocknen und abkühlen zu lassen, bevor es gegebenenfalls in einen Trockenschrank eingeräumt wird.
• Bei Bedarf müssen Sie Wascharme und Siebe reinigen. Die Tür der Spülmaschine sollte in leicht gekippter Stellung geöffnet bleiben.

Was ist bei Ablagerungen zu tun?

• Sichtbare Ablagerungen im inneren der Maschine oder auf dem Spülgut erfordern eine umgehende Grundreinigung der Maschine und des Spülgutes. Die Ursachen sind entsprechend zu ermitteln und zu beseitigen.

Einflussfaktoren bei der Laborglasaufbereitung

Die Reinigung ist ein komplexer Vorgang, dessen Erfolg maßgeblich von mehreren Faktoren beeinflusst wird. Insbesondere von den vier Einflussfaktoren: Chemie, Zeit, Temperatur und Mechanik. Dies sind die vier Bestandteile des sogenannten Sinnerschen Kreises. Er beschreibt den Wirkungsmechanismus des Reinigungsprozesses, der nach dem Chemiker Dr. Herbert Sinner benannt wurde. Jeder Parameter ist in seiner Größe variabel. Wird jedoch ein Faktor verändert, wirkt sich dies mindestens auf einen anderen Faktors aus. Diese Vorgänge sind zu beachten, wenn der Reinigungserfolg gleichbleiben soll. Das bedeutet, dass beispielweise bei einer niedrigeren Temperatur im Spülvorgang eine längere Einwirkzeit notwendig ist. Dadurch wird ein verringerter Parameter durch die Steigerung eines anderen kompensiert. Nur wenn Sie alle vier Faktoren gut aufeinander abstimmen, bekommen Sie ein gutes Ergebnis.

Mechanik

Durch den Einsatz von Mechanik, wie zum Beispiel die Verwendung von Bürsten oder der Druck des Wasserstrahls, werden Bindungskräfte zwischen Schmutz und Oberfläche zerstört, wodurch Verschmutzung/Ablagerungen leichter entfernt werden können.

Zeit

Durch eine verlängerte Einwirkzeit der Reinigungslösung wird das Ablösen des Schmutzes von der Oberfläche erleichtert, da Verschmutzungen besser aufquellen und Schmutzbestandteile stärker chemisch zersetzt werden.

Chemie

Das eingesetzten Reinigungsmittel dient dazu, Schmutzbestandteile zu zersetzen und so das Ablösen des Schmutzes von Oberflächen zu erleichtern. Die in Reinigungsmitteln enthaltenen Tenside verbessern die Benetzung des Spülgutes und das Schmutztragevermögen des Wassers. Somit können Sie eine erneute Ablagerung des Schmutzes auf den zu reinigenden Oberflächen vorbeugen. Folglich richtet sich die Auswahl des passenden Reinigungsmittels nach dem zu entfernenden Schmutz, dem Material der Spülgüter und der zur maschinellen Reinigung eingesetzten Wasserqualität.

Temperatur

Hohe Temperaturen können physikalische, chemische und enzymatische Prozesse beschleunigen und somit das Ablösen von Verschmutzungen begünstigen. Bei enzymhaltigen Reinigungsmitteln können zu hohen Temperaturen allerdings die Enzymaktivität beeinträchtigen. Ein anderer Nachteil hoher Temperaturen besteht in der begünstigten Umwandlung der im Wasser enthaltenen Kohlensäure über Hydrogencarbonat zu Carbonat, welches dann mit den Härtebildnern des Wassers, Magnesium und Calcium, als eine schwerlösliche Verbindung ausfällt. So entstehen hartnäckige Kalkablagerungen.

Weitere Informationen

Dieser Artikel entstand mit freundlicher Unterstützung von DWK Life Sciences und Dr. Weigert.

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Quellen:

Informationsbroschüre Wissen kompakt (2014): Anwendungsgerechte Aufbereitung von Laborglas

Dr. Weigert & DWK Life Sciences (2018): Labor Glas Reinigung, https://www.labglasscleaning.com/