Probiotic biotechnology for technical systems

A biological approach to biofilm.

A targeted high dose creates a probiotic majority. These bacteria compete with undesirable bacteria for living space and food. The selected strains also use existing EPS deposits as an organic nutrient source. Our approach combines biological dominance with biofilm breakdown.

BIOLOGY. IN MOTION.FIG. 01
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Probiotic dominance. Less biofilm.

Schematic illustration

Three-dimensional pipe cutaway: Dosing establishes a majority of probiotic bacteria. They compete with undesirable organisms for food and space. As the undesirable population declines, probiotics remain dominant. The selected strains use existing EPS as organic food, gradually reducing the biofilm.

Water

Cooling and process water circuits

Air

HVAC and ventilation systems

Dominance

A probiotic majority, competition and EPS breakdown

Monitoring

Assessment based on your system data

Explainer video · 3 minutes

Tackling biofilm biologically.

Why biocides make biofilm worse over time, how probiotic bacteria colonise surfaces instead, and what that changes in a plant. Narrated in German with German captions.

The plant examples describe individual installations. Results at your plant are assessed individually.
Show German transcript

Biozide töten Bakterien ab. Und genau das macht das Problem auf Dauer schlimmer. Hier sehen Sie, warum – und was stattdessen funktioniert.

Biofilm ist die Grundlage aller Ablagerungen in Prozess- und Kühlwassersystemen. Die Folgen: weniger Wärmeübertragung, Biokorrosion, Geruch und Hygienerisiken – und ein sinkender pH-Wert.

Dagegen setzt man seit Jahrzehnten Biozide ein. Doch Biozide sind Umweltgifte und fördern resistente Keime. Regelwerke wie die VDI 2047 verlangen deshalb, Biozide wo immer möglich zu vermeiden.

Was brauchen Bakterien zum Überleben? Freien Raum, organische Nahrung und Wasser.

Daraus entsteht das Desinfektionsparadox: Biozide töten fast alles ab – nur nicht die widerstandsfähigsten Keime. Die haben jetzt Platz ohne Ende, und die toten Zellen sind ihre Nahrung. Nach zwanzig Minuten teilen sie sich wieder – und innerhalb eines Tages dominieren erneut Krankheitserreger und Biofilmbildner.

Der probiotische Ansatz: besiedeln statt abtöten. Wir dosieren mindestens siebzig Millionen probiotische Bakterien pro Milliliter. Sie besetzen die Oberflächen und verwerten die vorhandene Nahrung – auch den Biofilm selbst.

Ihre Überzahl schafft Dominanz. Über Quorum Sensing kommunizieren Bakterien miteinander – die unerwünschten ziehen sich zurück. Nach etwa vierzehn Tagen sind die Oberflächen besiedelt. Und probiotische Bakterien bilden keinen Biofilm.

Beispiel Staphylococcus aureus: Mit Desinfektionsmittel fällt die Keimzahl kurz ab – und steigt sofort wieder. Mit Probiotik bleibt sie dauerhaft niedrig.

Die eingesetzten Stämme sind ATCC-gelistet, entsprechen BioSafety Level 1 und sind nicht gentechnisch verändert. Gearbeitet wird ohne Schutzkleidung.

Dosiert wird in Kühl- und Prozesswasserkreisläufe – oder per Ultraschallvernebler in Lüftungskanäle und Klimaanlagen. In einer Großklinik wurden so verkrustete Filteranlagen wieder frei, ganz ohne Bürste.

In einer Papierfabrik fließen die Bakterien aus dem IBC-Container in den Hauptkreislauf und verteilen sich im ganzen Werk. Und in einem heißen Sommer, als Biozide die Legionellen nicht in den Griff bekamen, hielt die Probiotik sie in Schach.

In einer Polymeranlage: mit Biozid trübes Wasser und brauner Biofilm, mit Probiotik saubere Wände und klares Wasser. Die Kosten pro Monat: 1.455 Euro mit Biozid, 820 Euro mit Probiotik. Rund vierundvierzig Prozent weniger.

Dafür braucht es nur zwei Produkte: eines zur Grundreinigung, eines zur laufenden Dosierung. Das Ergebnis: blanke, freie Leitungen.

Was gegen die Natur arbeitet, hat auf Dauer keinen Bestand. Bactenza Biotech – Biofilm biologisch angehen.

Starting point

The problem is biofilm.

Biofilm consists of microorganisms within a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). These deposits can affect system hygiene, flow and heat transfer. Biofilm is one factor alongside water quality, temperature and operating conditions.

A suitable treatment programme considers deposits, water chemistry and microbiology together. Whether and how an existing treatment can be supplemented or changed must be assessed for the individual system.

Microbial load and sludge build-up
Deposits in nozzles, pipework, pumps and filters
Potential reservoirs for undesirable microorganisms
Corrosion and biocorrosion
Odour formation and impaired heat transfer
Increased cleaning and monitoring effort
Inspection of an open cooling-water pipe with deposits on its inner surface.
Look closer. Assessment starts at the inner surface.

The intended outcome

Fewer deposits. More exposed surface.

A high initial dose creates a probiotic majority. The selected strains share the water system with the bacteria already present. No bacteria are killed. Through quorum sensing, undesirable bacteria in the minority voluntarily stop reproducing and forming resistance. The selected strains are not biofilm formers and metabolise existing EPS as organic food. Compare the initial condition with an intended outcome in the same section of pipe.

Schematic target after treatment: A mostly exposed inner wall with a few residual deposits and microorganisms still present.
Schematic pipe cutaway before treatment: A connected biofilm layer covers much of the inner wall.
BeforeTarget after treatment

Move the slider to explore the difference. Use the arrow keys to compare. Home shows the target; End shows the initial condition.

Schematic comparison · not a documented customer result. Actual treatment outcomes are assessed at the individual installation.

Dominance & EPS breakdown

The probiotic majority limits the food supply for undesirable bacteria. The selected strains are not biofilm formers and metabolise existing EPS deposits.

Support operation

The aim is to expose surfaces to support water flow and heat transfer.

Check the change

Inspections, water analyses and operating data show what changes at your installation.

Mode of action

Four steps in probiotic system care.

  1. 01

    Probiotic majority

    A targeted high initial dose establishes a numerical majority of probiotic bacteria.

  2. 02

    Shared life & regulation

    Too little food and space per bacterium makes reproduction harder. The bacteria communicate through quorum sensing.

  3. 03

    Quorum sensing

    Undesirable bacteria in the minority voluntarily stop cell division, reproduction and the formation of resistance. No bacteria are killed.

  4. 04

    EPS breakdown & system care

    The selected strains are not biofilm formers. Existing EPS biofilm is metabolised as a natural food source.

The objectives we assess for your system.

  • Reducing the food supply for undesirable bacteria
  • Limiting renewed biofilm formation
  • Assessment of microbiological changes
  • Monitoring during operation
  • Integration with the existing hygiene programme
  • Checking material compatibility
  • Assessment of odour problems
  • Monitoring corrosion and biocorrosion
  • Comparison of relevant performance indicators
  • Coordination with existing water additives
  • Application following product-specific safety assessment

Two fields of application, one principle.

VDI 2047-2 · 42. BImSchV

System hygiene needs a verifiable programme.

Germany’s 42. BImSchV sets duties for systems within its scope. VDI 2047 Part 2 provides guidance on hygienic operation of evaporative cooling systems. Treatment, sampling and records must work together; a treatment method alone does not establish compliance.

Compliance in detail →

References

Insights into industrial applications.

N-ERGIE (municipal utility, Nuremberg)
Pfleiderer, Neumarkt
VNP Verlag Nürnberger Presse
View all references →

We will assess your system — without obligation.

Send us your system data and water analysis. You receive an assessment of biofilm load, dosing concept and economics.

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