Reduzierende Alkalie. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Reduzierende Alkalie

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Heiße wässrige alkalische Lösungen von NaOH, KOH etc.; haben die Eigenschaft als Reduktionsmittel zu wirken.

Austenitische Edelstahloberflächen haben als korrosionshemmende (Korrosion) Schutzschicht eine chromoxidreiche Passivschicht. Aus chemischer Sicht reduzierende Stoffe sind insofern eine prinzipielle Gefahr für die Passivschicht bzw. die nennenswerte Verschiebung des Gleichgewichts von Depassivierung und Repassivierung der Passivschicht. Hinsichtlich in der Praxis genutzten Edelstahloberflächen, deren Korrosionsbeständigkeit im Wesentlichen durch die chromoxidreiche Passivschicht gewährleistet wird, wobei die Chromoxide kein statisches, sondern ein dynamisches Gleichgewicht darstellen und der Schichtaufbau einer permanenten De- und Repassivierung entspricht, sind betreffend des Kontaktes mit heißen, wässrigen alkalischen Lösungen besondere Betrachtungen anzustellen.

Alkalische Lösungen, wie etwa wässrige Natronlauge (NaOH), haben besonders vorteilhafte Eigenschaften beim Entfetten bzw. als Reinigungsmittel (Reinigung) hinsichtlich organischer Substanzen, wobei neben der Konzentration der NaOH v. a. die Lösungstemperatur eine wichtige Rolle spielt.

Auf der anderen Seite haben alkalische Lösungen, wie NaOH, stark reduzierende Wirkungen:

Fe2O3 + 6 Na → 2 Fe + 3 Na2O

Cr2O3 + 6 Na → 2 Cr + 3 Na2O

Dies bedeutet, dass speziell heiße Natronlauge unter mehrstündiger Einwirkung auf Edelstahloberflächen deren Passivschicht infolge lokaler Depassivierung merklich schädigen bzw. schwächen kann und in der Folge auch für lokale Korrosionen (z. B. interkristalline Korrosion, Spannungsrisskorrosion) verantwortlich zeichnen kann, zumal im Zuge des dynamischen Gleichgewichtes in der Passivschicht Repassivierungsreaktionen unterbunden werden und damit flächige Passivschichtkollabierungen auftreten können.

Bei CIP-Prozessen notwendige intensive Spülungen mittels (heißer, konzentrierter) alkalischer Lösungen bergen aufgrund der reduzierenden Wirkung dieser Chemikalien die Gefahr der Passivschichtschädigung der austenitischen Edelstahllegierung, weshalb anschließend unbedingt ein saurer Repassivierungsprozess zu empfehlen ist, um die Passivschicht thermodynamisch wieder optimal einzustellen (Passivschichtdicke, Cr /Fe-Verhältnis).

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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