میکروارگانیسم ها را می توان به عنوان موجودات زنده ای تعریف کرد که فقط با استفاده از میکروسکوپ قابل مشاهده هستند. دنیای میکروبی بسیار متنوع است و از موجودات تک سلولی و چند سلولی تشکیل شده است. بیشترین علاقه در سیالات عملیات ماشین کاری فلزات باکتری ها و قارچ ها هستند.

باکتری ها

باکتری ها گروه بزرگی از موجودات تک سلولی هستند که معمولاً چند میکرومتر طول دارند. هزاران گونه شناخته شده باکتری بر روی زمین وجود دارد، و آنها می توانند هر زیستگاهی را در این سیاره که بیشتر زیست توده سیاره را تشکیل می دهد، اشغال کنند.

باکتری هایی که معمولاً در سیالات عملیات ماشین کاری فلزات یافت می شوند عبارتند از:

هوازی

• Pseudomonas oleovorans

 یک باکتری گرم منفی و متیلوتروف است که منبع روبردوکسین است. اولین بار در امولسیون های آب-روغن که به عنوان روان کننده و عامل خنک کننده برای برش فلزات استفاده می شد، جدا شد.

• Pseudomonas aeruginosa

یک باکتری شایع دارای کپسول، گرم منفی، هوازی – بی‌هوازی اختیاری، میله‌ای است که می‌تواند باعث بیماری در گیاهان و جانوران، از جمله انسان شود. این باکتری یک گونه با اهمیت پزشکی قابل توجه و یک پاتوژن مقاوم در برابر چند دارو است که به‌دلیل حضور در همه جا، مکانیسم‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی پیشرفته و ارتباط آن با بیماری‌های جدی، عفونت‌های اکتسابی بیمارستانی مانند پنومونی مرتبط با ونتیلاتور و سندرم‌های سپسیس مختلف شناخته شده‌است.  قادر است به‌طور انتخابی مانع از نفوذ آنتی‌بیوتیک‌های مختلف به غشای خارجی خود شود و به گفته سازمان بهداشت جهانی، مقاومت بالایی در برابر چندین آنتی‌بیوتیک دارد.

• .Achromobacter sp

آکروموباکتر به عنوان یک جنس از باکتری ‌های خانواده آلکالیژناسه (Alcaligenes) دارای ۱۵ گونه می‌باشد. باکتری‌های طبقه‌بندی شده در این جنس گرم منفی، هوازی، میله ای کوتاه و فاقد قابلیت تولید رنگدانه می‌باشند. آکروموباکترها سرمادوست، غیر هاگ زا و به‌طور کلی از نظر وسعت فساد مواد غذایی نگهداری شده در دمای یخچال، مانند گوشت قرمز، گوشت ماکیان، فراورده‌های دریایی و شیر در رده دوم پس از جنس سودوموناس (pseudomonas)قرار می‌گیرند. شباهت بسیار زیاد این باکتریها با جنس سودوموناس باعث اشتباهاتی در تشخیص این دو جنس می‌شود. ویژگی متفاوت آکروموباکترها نسبت به سودوموناسها، دارا بودن تاژک‌های پری تریش است حال آنکه باکتری‌های موجود در جنس سودوموناس دارای تاژک‌ها قطبی می‌باشند.

بی هوازی

• Escherichia coli

اشرشیاکُلی نام علمی: (Escherichia coli)  یا به اختصار E.coli، نوعی باسیل گرم منفی بی‌هوازی  اختیاری و میله‌ای‌شکل کلیفرم از سرده  اشرشیا و خانواده انتروباکتریاسه است که به‌طور شایع در روده  جانوران خون‌گرم وجوددارد.  بیشتر سویه‌های اشریشیا کلی، بی‌آزار هستند اما برخی از سروتیپ‌ها مانند O157:H۷ موجب مسمویت غذایی و اسهال می‌شوند. این سویه‌های بی‌آزار، بخشی از فلور عادی روده هستند. آن‌ها در تولید ویتامین کا۲ نقش دارند و از استقرار باکتری‌های بیماری‌زا در روده جلوگیری می‌کنند. این باکتری، 1% فلور روده را به خود اختصاص داده‌است و از طریق مسیر مدفوعی-دهانی از یک فرد به فرد دیگر منتقل می‌شود.

• Staphylococcus sp

استافیلوکوک‌ها، جنس (سرده) مهمی از باکتری‌های گرم مثبت هستند. وقتی آن‌ها به بافت حمله می‌کنند، سموم کشنده سلولی را رها می‌کنند، در نتیجه التهاب به سرعت گسترش می‌یابد. آن‌ها همانند استرپتوکوک‌ها به شکل کوکسی می‌باشند اما تقسیم آن‌ها در دو محور انجام می‌گیرد؛ بنابراین، به شکل خوشه دیده می‌شوند.  استافیلوکوک‌ها دارای حداقل ۴۵ گونه می‌باشند. بسیاری از گونه‌های استافیلوکوک، بی‌آزار هستند و در سطح پوست و مخاط بدن انسان و سایر جانوران زندگی می‌کنند.

• Bacillus cereus

باسیلوس سرئوس یکی از انواع باسیل است. باسیل گرم مثبت و (Bacillus cereus) باسیلوس سرئوس هاگ‌دار از خانواده باسیلاسه است. هاگ این باکتری به صورت گسترده‌ای در طبیعت، آب و خاک پراکنده شده به طوری که می‌توان آن را از مواد غذایی گوناگون جدا نمود. این باکتری مولد انتروتوکسین‌های مولد اسهال و تهوع بوده و قادر به ایجاد سندرم اسهال و سندرم تهوع است. در سال ۱۹۵۰ باسیلوس سرئوس به عنوان عامل مسمومیت شناخته شد.

• Clostridium sp

کلوستریدیوم جنسی از باکتریهای میله‌ای شکل، گرم مثبت و بی‌هوازی اجباری است و بی هوازی رشد می‌کند. این باکتری دارای هاگ و خاک زی می‌باشد. هاگ در جنس کلستریدیوم معمولاً انتهایی یا نزدیک به انتها می‌باشد. اغلب متحرک دارای تاژک از نوع پری تریش می‌باشند. آزمون‌های کاتالاز و اکسیداز در جنس کلستریدیوم منفی می‌باشد. بیماری‌هایی که در ارتباط با این باکتری‌ها ایجاد می‌شود با واسطه برون‌زهرابه) اگزوتوکسین ( آنهاست.

• Desulfovibrio sp (SRB)

این میکروب ها از ترکیبات گوگرد معدنی به عنوان گیرنده الکترون برای حفظ چندین فعالیت مانند تنفس، حفظ انرژی و رشد در غیاب اکسیژن استفاده می کنند. محصول نهایی این فرآیندها، سولفید، تأثیر قابل توجهی بر شیمی محیط دارد و علاوه بر این، به عنوان دهنده الکترون برای انواع زیادی از متابولیسم‌های میکروبی استفاده می‌شود. انواع مختلفی از باکتری ها و بسیاری از باستان های غیر متان زا می توانند گوگرد را کاهش دهند. کاهش گوگرد میکروبی قبلاً در مطالعات اولیه نشان داده شده بود، که اولین اثبات کاهش S  را در یک باکتری ویبریوئید از گل، با گوگرد به عنوان گیرنده الکترون و H  نشان داد.

به عنوان دهنده الکترون  اولین گونه خالص کشت شده باکتری کاهنده گوگرد،     Desulfuromonas acetoxidans ، در سال 1976 کشف شد و توسط Pfennig Norbert  و Biebel Hanno به عنوان یک باکتری بی هوازی کاهنده گوگرد و اکسید کننده استات توصیف شد که قادر به کاهش سولفات نیست.^/تنها چند گونه باکتری واقعی کاهش دهنده گوگرد هستند که از احیای گوگرد به عنوان تنها یا واکنش اصلی کاتابولیک استفاده می کنند. به طور معمول، آنها این واکنش را با اکسیداسیون استات ، سوکسینات یا سایر ترکیبات آلی جفت می کنند . به طور کلی، باکتری های احیا کننده سولفات قادر به استفاده از سولفات و گوگرد عنصری به عنوان گیرنده الکترون هستند. سولفات به دلیل فراوانی و پایداری ترمودینامیکی، پذیرنده الکترون مورد مطالعه برای تنفس بی هوازی است که شامل ترکیبات گوگردی است. با این حال، گوگرد عنصری بسیار فراوان و مهم است، به ویژه در منافذ هیدروترمال در اعماق دریا، چشمه های آب گرم و دیگر محیط های شدید، که جداسازی آن را دشوارتر می کند.  برخی از باکتری ها – مانند پروتئوس ، کمپیلوباکتر ، سودوموناس

مانند همه گونه های زنده، باکتری ها برای متابولیسم به منبع انرژی (نور، شیمیایی) و منبع کربن (ترکیبات آلی، CO2) وابسته هستند. همچنین باکتری ها برای تکثیر به مواد مغذی و شرایط مطلوب مانند pH و دما نیاز دارند. این شرایط به نوع باکتری بستگی دارد.

• باکتری های هوازی – به اکسیژن نیاز دارند
• باکتری های بی هوازی – به اکسیژن نیاز ندارند

باکتری‌های بی‌هوازی شامل باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB’S) هستند که می‌توان آن را به بوی شدید «تخم مرغ گندیده » نسبت داد. آنها همچنین می توانند باعث ایجاد لکه های شدید و تیره روی ماشین آلات و قطعات کار شوند.

رشد و تکثیر باکتری

در شرایط بهینه، باکتری ها می توانند هر 10 تا 20 دقیقه تقسیم شوند و رشد لگاریتمی ایجاد کنند تا زمانی که حداکثر تراکم پایدار جمعیت (زیست توده) رخ دهد.

تشکیل بیوفیلم

هنگامی که باکتری ها به یک سطح چسبیده و دست نخورده باقی می مانند، یک لایه زیستی تشکیل می شود. پلیمری ترشح می شود که میکروب ها و ذرات دیگر را به دام می اندازد و یک لایه تشکیل می دهد. این لایه حاوی ترکیبی از میکروارگانیسم‌ها شامل باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی در محیطی بسیار پایدار است که نفوذ به آن بسیار دشوار است.

قارچ، مخمر و کپک

قارچ ها و کپک ها در مقایسه با باکتری ها (بیش از 2میکرومتر) چند سلولی و بزرگ هستند.

آلودگی قارچی می تواند مشکل ساز باشد زیرا هم زیست توده و هم انواع سموم را تولید می کند. تجمع زیست توده می تواند یک مشکل خاص باشد، زیرا به عنوان یک تشک رشد می کند که باید از نظر فیزیکی برداشته شود. قارچ‌ها می‌توانند از مواد معدنی موجود در آب تغذیه کنند، بنابراین در صورت امکان، آب « سرریز » ایده‌آل برای سیال عملیات ماشین کاری فلزات آب دی یونیزه است.

انواع رایج مخمر و قارچ موجود در سیالات عملیات ماشین کاری فلزات عبارتند از:

• Aspergillus sp
• افشانکچهیا آسپرژیلوس (Aspergillus) قارچی بیماری زا و گندروی(ساپروفیت) است که بر روی دانه های غلات و حبوبات به خوبی رشد میکند،این قارچ همچنین بر روی جسد و بقایای بدن جانداران نیز رشد کرده و سمی به نام مایکوتوکسین ایجاد میکند. افشانکچه را نخستین بار یک کشیش و زیست‌شناس ایتالیایی به نام پی‌یر انتونیو می‌چلی کشف کرد. او با دیدن این قارچ در زیر ریزبین بخاطر شباهت آن با آب افشانی که در مراسم مذهبی آسپرژیلیوم خوانده می‌شد نام آسپرژیلوس برای این گونه برگزید. افشانکچه تولید مثل غیرجنسی دارد و اینکار را با ساخت هاگ انجام می‌دهد و این ویژگی در میان همهٔ اعضای این گونه مشترک است. در حدود یک سوم ازین گونه‌ها همچنین به مرحله ای از ساختار جنسی نیز می‌رسند. برخی گونه‌های آن بیماری‌زا و برخی دیگر دارای کاربرد صنعتی و غذایی می‌باشند.

• Acremonium sp
• آکرمونیوم گونه هایآکرمونیوم معمولاً آهسته رشد می کنند و در ابتدا فشرده و مرطوب هستند. هیفهای آنها ریز و هیالین هستند  و فیالیدهای ساده تولید می کنند . کنیدی‌های آنها معمولاً یک سلولی (یعنی آمروکونیدیا )، هیالین یا رنگدانه‌ای، کروی تا استوانه‌ای، و عمدتاً در سرهای لزج در راس هر فیالید جمع می‌شوند.

گونه های Epichloë نزدیک به هم هستند و زمانی در Acremonium  گنجانده شدند، اما بعداً به یک جنس جدید Neotyphodium تقسیم شدند، که اکنون در جنس Epichloë بازسازی شده است .

• Candida albicans
• کاندیدا آلبیکانسنام علمی: ( Candida albicans) یک مخمر بیماری‌زا است و معمولاً عامل ایجاد عفونت‌های برفک دهان و عفونت قارچی واژن است. کاندیدا آلبیکانس به‌صورت گندروی (ساپروفیت) و همزیست بر روی پوست و در دهان، دستگاه گوارش و دستگاه تناسلی می‌روید. این قارچ میکروسکوپی جزو میکروارگانیسم‌های تشکیل‌دهنده فلور میکروبی بدن است و به‌طور طبیعی به‌صورت هم‌زیستی مسالمت‌آمیز در بدن انسان زندگی می‌کند و بیماری ایجاد نمی‌کند. برهم خوردن تعادل محیط زیست فلور میکروبی بدن، سبب رشد بی‌رویه این قارچ می‌شود که در مواردی باعث ایجاد عفونت‌های شدید مخاطی و جلدی از جمله کاندیدی از، عفونت قارچی واژن، برفک دهان یا  سایر بیماری‌های قارچی می‌گردد. در افرادی که از دستگاه‌های متحرک ارتودنسی استفاده می‌کنند، علائم شیوع کاندیدا آلبیکنس دیده می‌شود.

درمان آن معمولاً راحت است و با پماد کلوتریمازول می‌توان این قارچ‌ها را از بین برد.

• Penicillium sp
• پنیسیلوم (penicillium)سردهای از قارچ های آسکومیستوز است که بخشی از مایکوبیوم بسیاری از گونه ها است و در محیط طبیعی، در فساد مواد غذایی و در مواد غذایی و دارو از اهمیت زیادی برخوردار است. تولید بر خی از اعضای این جنس پنی سیلین تولید می کنند ، مولکولی که به عنوان آنتی بیوتیک استفاده می شود و رشد انواع خاصی از باکتری ها را می کشد یا متوقف می کند. از گونه های دیگر در پنیرسازی استفاده می شود . بر اساس فرهنگ لغت قارچها  (ویرایش 10، 2008)، این جنس گسترده شامل بیش از 300 گونه است.

• Geotrichum candidum
• Geotrichum candidum  قارچی است که عضوی از میکروبیوم انسان است ، به ویژه با پوست، خلط و مدفوع همراه است که در 25 تا 30 درصد نمونه ها وجود دارد. در خاک رایج است و از خاک جمع آوری شده در سراسر جهان، در تمام قاره ها جدا شده است. candidum عامل بیماری ژئوتریکوزیس انسانی و بیماری پوسیدگی ترش گیاهی است که مرکبات ، گوجه فرنگی ، هویج و سایر سبزیجات را آلوده می کند. این می تواند بر میوه های برداشت شده دوریان ها مانند Durio graveolens تأثیر بگذارد .G. candidum به طور گسترده در تولید برخی از محصولات لبنی از جمله پنیرهای پوست مانند Camembert ، Saint-Nectaire ، Reblochon و غیره استفاده می شود. این قارچ را می‌توان در یک محصول مشابه ماست نوردیک به نام وییلی نیز یافت که مسئول بافت مخملی محصول است^{. .}در یک مطالعه در سال 2001 مشخص شد که G. candidum پلی کربنات موجود در سی دی ها را مصرف می کند.

• Trichoderma sp
• تریکودرماسرده ای از قارچ ها از خانواده Hypocreaceae استکه در همه خاک ها وجود دارد، جایی که آنها شایع ترین قارچ های قابل کشت هستند. بسیاری از گونه‌های این جنس را می‌توان به‌عنوان همزیست‌های گیاهی بدخیم فرصت‌طلب توصیف کرد . این به توانایی چندین گونه تریکودرما برای ایجاد روابط اندوفیتی متقابل با چندین گونه گیاهی اشاره دارد. گونه های تریکودرما نیز مسئول بیماری کپک سبز در کشت قارچ هستند. ژنوم چندین گونه تریکودرما توالی یابی شده است و به صورت عمومی از JGI در دسترس است.

 مخمرها قارچ های تک سلولی هستند که هم می توانند هوازی و هم بی هوازی باشند. مخمرها محیط pH خنثی یا کمی اسیدی را ترجیح می دهند.

زوال زیستی سیالات عملیات ماشین کاری فلزات

یک سیال معمولی عملیات ماشین کاری فلزات می‌تواند از اجزای آلی مختلف مانند اسیدهای چرب، استرها، سورفکتانت‌ها، ترکیبات گوگرد و فسفات به اضافه آلودگی‌هایی مانند روغن سرگردان تشکیل شده باشد. همه اینها می‌توانند تغذیه ایده‌آلی برای باکتری‌ها فراهم کنند و در نتیجه تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد سیالات داشته باشند.

ویژگی های امولسیون

فعالیت میکروبی می تواند ویژگی های امولسیون را با افزایش کف کردن یا با دوفاز شدن امولسیون به دلیل تولید اسیدهای آلی و سورفکتانت های زیستی تغییر دهد.

کارائی سیال

میکروارگانیسم‌ها می‌توانند افزودنی‌های روان‌سازی را متابولیزه کنند و از کارائی انداخته و سپس تجزیه ‌شوند و در نتیجه عملکرد آنها از دست رفته یا کاهش ‌یابد.

مهار خوردگی

میکروب ها می توانند خواص خوردگی سیالات ماشین کاری فلزات را از طریق تولید اسیدهای آلی و آنزیم هایی که به سطوح فلزی حمله می کنند، تحت تاثیر قرار دهند.

رایحه شناسی – بو و لجن

پدیده رایج “بوی صبح اول هفته” در نتیجه متابولیسم میکروبی است. این منجر به تولید اسیدهای آلی و آلدئیدها با بوهای مشخص به گازهای قوی تر مانند سولفید هیدروژن می شود. این گازها در طول خاموشی فرصت تجمع پیدا می کنند و با چرخش مجدد سیال آزاد می شوند.

اثرات سلامتی

خطر سلامتی میکروارگانیسم ها در سیالات عملیات ماشین کاری فلزات شامل عفونت، واکنش به سموم و واکنش های آلرژیک است. در مواردی که زخم‌هایی مانند بریدگی و ساییدگی که به درستی درمان نشده‌اند، خطر عفونت می‌تواند به میزان قابل توجهی افزایش یابد. بهداشت شخصی خوب و استفاده صحیح از تجهیزات حفاظتی شخصی همیشه توصیه می شود.

پایش وضعیت

مشاهدات

بوی بد و باقی مانده لجن نشانه واضحی از فعالیت میکروبیولوژیکی است. ادغام روغن سرگردان می تواند باعث تکثیر باکتری ها شود و باید هر تلاشی برای حذف آن انجام شود. بازرسی بصری و تشخیص عدم رعایت بهداشت و نگهداری از خانه مانند حوضچه های سیالات، تجمع زباله و بهداشت فردی نامناسب، هر گونه آلودگی میکروبی را تشدید می کند.

آزمایشات میکروبیولوژیکی

رایج ترین روش برای آزمایش وجود آلودگی میکروبیولوژیکی، نمونه برداری از سیال یا سطح و کشت بر روی یک محیط نگهدارنده (آگار) است.

یک روش ساده و راحت استفاده از اسلایدهای از پیش ساخته شده است. این ها حاوی آگار در هر طرف هستند و بسته به نوع دیپ اسلاید، از رشد باکتری ها در یک طرف (که با لکه های قرمز مشخص می شوند) و از طرف دیگر قارچ ها و مخمرها را پشتیبانی می کنند.

توجه داشته باشید که ارزیابی باکتری های بی هوازی به دلیل وجود اکسیژن محدود است. اما این بدان معنا نیست که آنها حضور ندارند.

تفسیر سطح آلودگی میکروبیولوژیکی

در زیر دستورالعملی وجود دارد که نشان می‌دهد چه سطحی از آلودگی قابل توجه است و چه دلیلی برای اقدام توصیه می‌شود.

سطح آلودگی

CFU = واحدهای تشکیل دهنده کلنی در هر گرم یا سانتی متر مکعب

آلودگی جزئی

<10³	آلودگی در سطوح پایین حفظ می شود. در صورت بروز تکثیر بیشتر، سیال باید تحت نظر باشد

آلودگی متوسط

<104 – 105

اطمینان حاصل کنید که همه بررسی ها و اقدامات کنترلی (غلظت، pH، روغن سرگردان، هم زدن و جریان) اعمال می شوند. ممکن است برای محدود کردن تکثیر میکروبی بیشتر، یک بیوسید اضافه شود.

آلودگی بسیار بالا

<10⁶  و بالاتر

باید اقدام فوری انجام شود. افزودن یک بیوساید ممکن است آلودگی بیشتر را کاهش / محدود کند، اما در دراز مدت، تخلیه و تمیز کردن توصیه می شود.

برای کنترل یا کاهش سرعت رشد باکتری:

1. محصولی با اعتبار زیستی پایدار انتخاب کنید.
2. سیستم دستگاه خود را قبل از نصب سیال جدید استریل کنید
3. اطمینان حاصل کنید که مراحل اختلاط صحیح انجام شده است
4. ماشین آلات را تا حد امکان تمیز نگه دارید و به طور مرتب تراشه ها و براده ها را جدا کنید.
5. حذف آلودگی روغن – “روغن سرگردان”
6. غلظت سیال را در پارامترهای توصیه شده حفظ کنید