Transcript tisztítás-stert

Tisztítás és sterilezés
Készítette:
Kordisz Virág és Jánosi Szabina
Tisztítás
Kordisz Virág
A tisztítás szükségessége
- technológiai szempontok 
a potenciális befertőződések esélyének minimalizálása
- a készülékben maradt táptalajon mikrobák szaporodhatnak el –

a készülékek eldugulásának megelőzése
- a felhalmozódó megtelepedések kapacitáscsökkenést okoznak ~ kromatográfiás oszlop
3
A tisztítás szükségessége
- törvényi szabályozás  Jogszabályi előírás a megfelelő szintű higiénia fenntartására
FDA (Food and Drug Administration)
Európai ellenőrző bizottság
 átfertőződések kizárása
 batch-ek közötti megfelelő tisztítás
 több termék előállítása használt eszközökre szigorú előírások
4
Szennyeződések típusai
Különböző technológia
Különböző tisztítási probléma
Gyakori problémák
Anyagcseretermékek (cukrok, lipidek, fehérjék)
 lerakódás a tartály aljára
 kevert tartálynál az örvény alján
Hőkezelés során
 denaturálódott fehérjék és cukrok karamellizációja
 Kemény víz alkalmazása
 szervetlen lerakódások
 könnyen kiküszöbölhető lágyított/ioncserélt víz használatával
5
Szennyeződések típusai
 Habképződés
 a készülék teteje szennyeződik, leengedésnél biomassza
maradék
 Falnövekedés
 viszkózus tenyészeteknél
 Centrifugálás
 a termék/melléktermék okoz dugulást
 a készülék kiválasztásának fontos a tisztíthatóságot is szem előtt
tartani
Szűrés
 a termék/melléktermék okoz dugulást
 a készülék kiválasztásának fontos a tisztíthatóságot is szem előtt
tartani
6
 Lerakódások előfordulnak:
Tartály fala
Bevezető csonkok
Szondák, szenzorok
Keverő lapátok
Szűrő berendezések
Tervezésnél az adott folyamathoz megfelelő,
könnyen tisztítható készüléket kell választani
7
Higiénikus üzem tervezése
- Anyagválasztás A termékkel közvetlenül nem érintkező felületek
 Követelmény:

Ne korrodálódjanak

Légmentesen záró illesztések
 Anyagválasztás:

Alumínium

Rozsdamentes acél

Műanyag
8
Higiénikus üzem tervezése
- Anyagválasztás A termékkel közvetlenül érintkező felületek
(maga a tartály, illesztések, tömítések, bevonatok)
 304 rozsdamentes acél
 18/8 króm-nikkel ötvözet alacsony széntartalommal
 kevésbé korrozív környezet esetén
 pontkorrózió
 316 rozsdamentes acél
 2-3% molibdén tartalom
 alacsony pH, magas hőmérséklet, magas klorid és só
koncentrációnak ellenáll
 Titán, Hastelloy ötvözet (Ni-Cr-Md-Fe-Wo ötvözet)
 nagyon korrozív körülmények között is ellenállóak
9
Higiénikus üzem tervezése
- Anyagválasztás  Üveg
 jól tisztítható
 könnyen ellenőrizhetőek a változások (átlátszó)
 ellenálló
 Műanyag
 Akrilnirtil-butadién-sztirén (ABS), polivinildién fluorid (PVDF)
ioncserélt vízvezetékek, készülékek összekötése
 Politetrafluoretilén (PTFE) rozsdamentes acéllal erősítve –
nagyobb nyomásállóság
 PTFE, PVDF – szivattyúk, szelepek szerkezeti elemei
(keverőlapátok, membránok, szelepek)
Tömítések: PTFE, szilikon, butadién, etilén-propilém-dién
monomer (EPDM)
10
Higiénikus üzem tervezése
- Anyagválasztás Kerülendő:
 porózus felületű anyagok (pl.: gumi)
nehezen tisztítható
 alacsony sűrűségű polietilén, neoprén, PVC
 szabad benzolt, formaldehidet, lágyítószereket tartalmazó anyagok
(szivárgás)
 színesfémek (kivéve Ti, Ni, Ni-ötvözetek – DE drágák)
 Zn, Cd, Pd
11
Higiénikus üzem tervezése
- Felületkezelés Minden felület amely érintkezik a termékkel legyen:
• sima, nem porózus, gödröktől és hasadékoktól mentes
A megfelelő simaság elérhető:
• elektromos polírozás
• mechanikai polírozás
Nem-steril tárolóedény: 1-3 μm felületi érdesség
Steril tárolóedény: 0,5 – 1,5 μm felületi érdesség
Fermentor: tükör polírozás, <0,2 μm felületi érdesség
 Nem-steril csővezeték: nem szokták finomra csiszolni
 Steril csővezeték: polírozás iránya az áramlási iránnyal egybeessen
 Hegesztések: hozzáférhetetlen helyeken nagyon jó minőségű hegesztés
12
Ra érték: átlagos érdesség
Az alkatrész felületének profilján adott hosszon egyenlő közönként mért
kiemelkedések és bemélyedések előjeltől független számtani átlaga
Kép: http://www.perfor.hu/erdesseg_67
13
Higiénikus üzem tervezése
- Tartályok  Típusok:
steril, nem steril
nyitott, nyomás alatt lévő
 Általános elvek:
 A leengedő csonk a legalacsonyabban fekvő helyen, lehetőleg
közepén legyen
 Az alját lejtősre képezzük ki, ami a leengedő szelepben végződik
 A szenzor zsebek srégen süllyesztjük az edénybe, hosszuk ne haladja
meg a szélessége kétszeresét
 A bevezető csöveket a készülék tetején helyezzük el és legalább 50
mm benyúlás - fallerakódás elkerülésének érdekében  Habzás esetén a bevezetett anyagáramot meghosszabbított csövön a
folyadék főtömegébe vezethetjük
 Kémlelő nyílás és süllyesztett kémlelő lámpa ajánlott
 Nagyobb készülékeknél továbbá ajánlott a szerelő nyílás alkalmazása
- kézi tisztítás 14
Higiénikus üzem tervezése
- Tartályok Keverők:
 Kettős mechanikai tömítésű tartály kielégítő
 Könnyen eltávolíthatóak legyenek
- Ellenőrzés és tisztítás céljából
 Csavarokkal való rögzítés kerülése
Turbinák csapágyazásánál megfelelő tömítés
 Tartály geometriája
 Nagyban befolyásolja a tisztítást
 Alacsony, széles tartály előnyösebb – tetején elhelyezett szórófej
 Magas, vékony tartályok (buborék és fluid ágyas fermentorok) – alulra is
szórófej
 Kézi tisztítás kerülendő
15
Higiénikus üzem tervezése
- Csővezetékek  Szabványok:
 amerikai (3-A)
 brit (BS 5305)
Élelmiszer ipari szabványok, nem mindig
megfelelő biológiai alkalmazáshoz
 Kritikus pontok kockázati elemzés (HACCP) – fertőzések megelőzése
 Alacsony nyomás esetén:
„OD” cső
ASTM A269 (American Society to Testing and Materials
standard A269)
 Magasabb nyomás esetén (víz cirkulásiós rendszerek)
ASTM A 312
 Csövek összekötése
Hegesztés (műanyag csövek – sajtolás)
 Gyakori átvizsgálás miatt oldhatatlan kötések nem használhatóak
 Magasabb hőmérséklet és nyomás esetén fontos a szivárgásmentes
illeszkedés
karimák és tömítések hazsnálata (O-gyűrű, szilikonbutadién gumi
16
Higiénikus üzem tervezése
- Csővezetékek Szabványos illesztések:
 Könnyen tisztíthatók
 Helyes szerelés esetén nem gyűlik
össze sehol folyadék
 Könnyen szét- és összeszerelhetők
(A): ISS union
(International Sanitary Standard)
(B): Clamp union
(C): DIN union
(Deutsches Institut für Normung)
17
(A) ISS union
(D) DIN union
(B) Clamp union
18
Higiénikus üzem tervezése
- Csővezetékek  A könyök sugara nem lehet kisebb, mint a cső külső átmérője
 A vezetékben legalább 1%-os lejtésnek kell lennie a kifolyás felé, így nem
állhat meg a víz
 A szűkítő elemnek folyamatosnak kell lenni, nem tartalmazhat lépcsőket
 A csövek rögzítése elég sűrű legyen, különben két pont között
megsüllyedhet
 Kerülni kell a csonkokat (halott szakaszok)
 Ha nem lehet elkerülni, fontos, hogy:
 A csonk nem lehet hosszabb az átmérő 2-3-szorosánál
 Az áramlás irányára merőlegesen álljon
 Biztosítani kell a leengedést
 Fővezeték felé lejteni kell
19
Higiénikus üzem tervezése
- Csővezetékek Tervezésnél ügyelni kell, hogy az egy időben használt anyagáramok ne
keveredjenek (termék,- és tisztítószer)
Block-and-bleed elrendezés
Két szelep biztosítja az
áramok összeférhetetlenségét
A kiszivárgott folyadék az
elvezetőcsőbe kerül
Automatizált szelepek
20
Higiénikus üzem tervezése
- Csővezetékek Tervezésnél ügyelni kell, hogy az egy időben használt anyagáramok ne
keveredjenek (termék,- és tisztítószer)
Swing bend elrendezés
 Egyszerre csak egy vezeték
kapcsolható a tartályhoz
 Az állítások miatt gyakori
meghúzás-lazítás
tömítő gyűrűk károsodása
gyakori csere
21
Higiénikus üzem tervezése
- Szelepek  Membrán anyaga:
 Ellenállónak kell lennie a kémiai reagensekkel szemben
 Bírnia kell a magasabb hőmérsékletet
 Szükséges egy bizonyos rugalmasság a megfelelő működéséhez
 Ha a csővezeték mérete meghaladja a szokásos
membránszelepek méretét alkalmazhatunk:
- Gömbcsap
- Csőmembrános szelep
 Nem steril rendszerekhez alkalmazható:
 Pillangós szelep
Függőleges vezetékekhez
 Golyós szelep
 Speciálisan tervezett gömbcsap
Szennyeződés esetén zárásuk nem tökéletes
22
Higiénikus üzem tervezése
- Szivattyúk és pumpák Higiénikus szivattyúk:
Membránszivattyú
Centrifugál szivattyú
23
Higiénikus üzem tervezése
- Szivattyúk és pumpák -
Perisztaltikus szivattyú
Helikális mozgású szivattyú
24
Higiénikus üzem tervezése
- Vízvezetékek Ioncserélt víz
 Nem steril
 Keringtetni kell, hogy ne szaporodjon el benne semmi
 Alkalmazható vízvezetékek:
 Műanyag cső (ABS), rozsdamentes acél
 Folyamatos ellátás érdekében célszerű duplán tervezni
Míg az egyiket tisztítják, addig a másik üzemel
 Rendszeresen cserélt szűrővel a folyamatos tisztítás megoldható
Pirogén mentes vízvezetékek
 Elemek steril működésűek
 Szűrők mellett UV-sterilező készüléket lehet használni
25
Higiénikus üzem tervezése
- Üzemtér tervezés  Gyógyszer,- és élelmiszeriparban nagyon fontos a tiszta környezet
 Az üzemek általában zártak, de előfordulhatnak nyitott terek
nehéz fenntartani a higiéniát
 Vegyipar, és szennyvíztisztítás általában nyitottak
ki vannak szolgáltatva az időjárásnak
 Zárt üzemekre tisztasági fokozatok vannak érvényben
(üzemtípusonként különböző szabványok, előírások)
26
Higiénikus üzem tervezése
- Üzemtér tervezés Fedett üzem esetén általános szabályok















A készülék körül mindig legyen elegendő hely a tisztításhoz
Készülékek ne közvetlenül a földön legyenek
Kerülni kell a sarkokat és éleket, ahol a por felgyűlhet
Üzem minden részének hozzáférhetőnek kell lenni tisztításnál
A padló folytonos lapokkal legyen lefedve (vinil,-epoxy gyanta)
Sűrű felmosás esetén a burkolat csempe legyen
Szegély mindenhol legyen
Legyen lefolyó a legalacsonyabb ponton, ahova a padló is lejt
Hosszú ráccsal fedett elfolyó csatornák kerülendők
A készülékek elfolyó áramát egyenesen a csatornába kell vezetni
Mosható, gombaölővel vegyített festékek a falakon
Mosható mennyezet
Ventillátorok helyének biztosítása a mennyezeten
A ventillátorok rendszerben legyenek, ne külön-külön
Fedett és tisztítható világító berendezések
27
Higiénikus üzem tervezése
- Üzemtér tervezés  Az épületbe ne jussanak be rovarok,
rágcsálók,madarak
 A csővezetékek lehetőleg a falakban,
vagy a mennyezetben fussanak
- Csak a felhasználás helyén lépjenek ki onnan
- Ha ez nem lehetséges legyenek jól tisztíthatók, legyen rajtuk
bevonat és helyesen legyenek feliratozva
 A jó szellőzéssel kiküszöbölhetjük az ablakok kinyitását
 Az ajtók csukódjanak maguktól, és ha az ajtókat párosával
helyezzük akkor zsilipet képeznek és megszüntethető a huzat
28
Tisztítószerek
 Vizes bázisú tisztítószerek:
 Víz legyen ivóvíz tisztaságú (ha megoldható ioncserélt víz)
 Bakteriológiai szabványnak megfelelő
 Következő paramétereknek megfelelő
Keménység CaCO3 –ra vonatkoztatva
< 50 ppm
Klorid tartalom
<50 ppm
Klór tartalom
> 1 ppm
pH
6.5 – 7.5
Oldott anyag
mentes
29
Tisztítószerek
 Az ideális tisztítószer





Oldja a szerves szennyeződéseket
Jó a nedvesítése
Öblítő és komplexképző szer
Erős baktériumölő képességű
Diszpergálja a szilárd anyagokat
Ilyen anyag azonban nem létezik.
Ezért keverékeket alkalmaznak, amelyek tartalmaznak lúgot, felületaktív
anyagot, foszfátot, savat és komplexképzőt.
30
Tisztítószerek
 NaOH: zsírokat és fehérjéket oldhatóvá tesz
 Na-metaszilikát (erős lúg): jó diszpergálószer (pl. sejttörmelék
eltávolítása)
 triNa-foszfát: jó öblítő (jó diszpergáló és emulzió képző)
 Savak: ionmentes víz esetén nincs szükség az alkalmazásra, HNO 3-t
viszont használnak hegesztési felületeken, védő oxid réteg
kialakítására
 Komplexképzők (EDTA, Na-glükonát): vízkeménység csökkentésére
 Felületaktív anyagok: a víz felületi feszültségének csökkentésére,
detergensek hatását (diszpergáló és emulzióképző) fokozza
 Esetenként egyes elemek, pl. membránok nem tolerálják az erős
tisztító ágenseket, ebben az esetben enzimes mosószereket (lúgos
proteázokat) lehet használni
31
Tisztítási eljárások
 Hagyományos eljárás
 a készülék leengedése után kézi tisztítás
 változó minőségű tisztítás
 veszélyes mind a kezelőre, mind a termékre nézve
 hosszú állási idő
 Cleaning in place (CIP) – helyben tisztítás
 a tisztító folyadék a készülékben kering
 kezelés manuálisan vagy automatizálva
 DE még így is lehet olyan helyzet, ahol kézi tisztítás szükséges
32
Tisztítási eljárások
- csővezetékek mosása öblítés
5-10 perc
szobahőmérséklet
detergens
15-20 perc szobahőm.-75 °C
maradék szenny. eltávolítása
öblítés
5-10 perc
ionmentes víz újrahasznosítva
fertőtlenítőszer
15-20 perc szobahőmérséklet
újrahasznosítható
öblítés
5-10 perc
nem tartalmazhat detergenst,
fertőtlenítőszert
szobahőmérséklet
szobahőmérséklet
laza szenny. eltávolítása
 A folyadékáram általában 1,5 m/s.
Efölött már számottevő javulás nem várható
 Hőmérséklet maximum 75°C
Karamelizálódás, fehérje denaturálódás, lipid polimerizáció
Tisztítást rögtön a használat után kell elvégezni
Beszáradt szennyeződések eltávolítása nehezebb
 Tisztítás után a maradék vizet el kell vezetni, és hagyni kell kiszáradni
Így nem lesz pangó víz
33
Tisztítási eljárások
- tartály mosása  a tartályt megtöltjük detergenssel és állni hagyjuk
pazarló (csak kis tartályok esetén hatékony)
 a tartály tetején lévő szórófejjel mossuk a tartályt
detergens és vízsugár tisztító ereje
 Statikus labda
 Olcsó, egyszerű és hatásos
 Nincs mozgó része
 Önmagát tisztítja
 Folyamatosan üzemeltethető
 Hatástalan ha takarásban van a szennyező
 Forgó szórófej
 Árnyékolt felületekhez könnyen hozzáfér
 Sokkal drágább, üzembiztonsága kisebb
 Kisebb folyadékáram
 Nem öntisztító
34
Tisztítási eljárások
- tartály mosása A tisztítás során ügyelni kell:
 a készülék zárva legyen és ne lehessen kinyitni
 az érzékeny szenzorokat ki kell szedni és a csonkot lezárni
 a forró detergens után a hirtelen beáramló hideg víz hatására
vákuum keletkezhet és ettől a készülék összeroppanhat
 minden pumpán legyen vészleállító
Egyéb berendezések tisztítása:
 Tányéros centrifuga:
 Könnyen tisztítható, de a falra lerakódott szennyeződést csak
kézzel lehet eltávolítani
Mikro és ultraszűrők:
 CIP, ha a membrán pórusai eltömődnek a mosási fázisokat többször
kell megismételni
HPLC
 Alkalmazható nagyobb nyomás és áramlási sebesség, hosszabb
tisztítási idő
35
Tisztítási eljárások
- PirogénmentesítésA pirogének és endotoxinok jelenléte az élelmiszeripari és gyógyszeripari
alkalmazásoknál tilos!
 Gram-negatív baktériumok sejtfalában
 Streptococcusok exotoxinjai
Forrásuk általában a felhasznált víz
Megelőzés:
 A készüléket feltöltjük 0,1 M-os pirogénmentes vízből készült NaOH
oldattal, majd 30 perc után pirogén mentes vízzel öblítjük
 Laboratóriumi üveg berendezések pirogén mentesítése történhet
szárítószekrényben 180°C-on, 3 órán át
36
Tisztítási eljárások
- Üzemtér tisztítása Hagyományos „technológiák”: felmosórongy és vödör
Nedves porszívók, vákuum tisztítók
Nagyteljesítményű slagok
- megközelíthetetlen helyeken
Antibakteriális, gombaellenes, vírusellenes detergensek
Teljes fertőtlenítés
 Szellőzés teljes megszűntetése
 Nyílászárók szigetelése
 Az egész helység permetezése fertőtlenítőszerrel (pl. formaldehid)
37
CIP rendszerek
 A berendezések hatékony, állandó minőségű, reprodukálható, azaz rutin
eljárássá tehető és validálható tisztítási protokollját valósítják meg.
 Az üzemben csak a CIP-rendszer csatlakozási pontjait építik ki, és
amikor a tisztításra van szükség, ezekhez csatlakoztatják a mobil CIPrendszert.
 Számítógép által vezérelt
A megfelelő tisztításához a reaktorba nagynyomású (de 2,5 bar-nál
kisebb nyomásesésű, hogy az aeroszolképződést megakadályozzák)
szórófejeket építenek be, rendszerint fedél közeli pozícióba
(keverőelemek alá is) hogy a lerakódott szennyeződéseket eltávolítsák.
 TACT (temperature, action, chemical concentration, time)
paraméterek pontos beállítása nagyon fontos
38
CIP rendszerek
http://www.chemology.com.au/
39
CIP rendszerek
 Egyszeri detergens használat
 A detergens használat után hulladékká vált
 Akkor helyénvaló, ha a detergens bomlékony, vagy a nagyfokú
szennyeződés nem teszi lehetővé az újrahasznosítást
 Újrahasznosítás
 Ha a készülékkel egy terméket gyártanak
 Ezzel nyersanyag spórolható meg, környezetkímélő
 A detergens addig használható, míg benne a szennyezés értéke el nem
ér egy kritikus szintet
 Nő a veszteség ha a folyamatot kézzel szabályozzák, túladagolják a
detergenst, vagy szeparátort tisztítanak
 Ha a visszavezetett detergens még forró, és rövid időn belül megint
használni fogjuk, akkor ajánlatos szigetelt tartályban tárolni
40
CIP rendszerek
- Egyszeri detergens felhasználású rendszer -
 Tisztítószer tároló tartály
szintmérővel és folyadék
bevezetéssel
 Centrifugálszivattyú
 Gőzbevezetés –
hőmérséklet szabályozására
41
CIP rendszerek
- Detergens újrahasznosító rendszer -
42
CIP rendszerek
- Kombinált rendszer visszanyer
tárol
újrahasznosít
43
Validálás
 Összeszerelés minősítése
 Folyamat minősítése
 Működés minősítése
 Specifikus
 Biztosítja, hogy a készülék képes az adott pillanatban elvégezni
feladatát
Validálásnál a folyamatnak ugyanúgy kell lezajlania mint ahogy normál
körülmények között történne. A készülék különböző helyein a legrosszabb
típusú szennyezéseket helyeznek el, tisztítják, majd vizsgálják a felületen
maradt szennyeződéseket.
44
Validálás
Tiszta felület kritériumai:
 A felületen nem maradhat film, vagy táptalaj
 Nem látható szennyeződés jó megvilágításnál sem szárazon, sem
nedvesen
 Nem maradhat szaga a felületnek
 A felületet nem érezhetjük érdesnek vagy zsírosnak
 A felületet papír zsebkendővel letörölve, az nem színeződhet el
 A felületen folyó víz útja nem törhet meg hirtelen
 A felület nem fluoreszkál ha UV-lámpával vizsgálják
45
Készülékek sterilezése
Jánosi Szabina
46
Bevezetés
• Sterilezés : az adott rendszerben lévő (fertőző)
mikroorganizmusok elpusztítása.
• Fontos művelet, ha nem jól végezzük jelentős károkhoz
vezethet.
• Csíramentesítés módszerei:
• Fizikai módszerek:
• mechanikai módszerek, szűrés
• elektromágneses sugárzások (UV, röntgen,
gammasugárzás)
• Hőhatás
• Kémiai módszerek (dezinficiálás)
47
Mikrobák hőpusztulása
• A hőhatásra bekövetkező pusztulás okai:
• az életműködéshez elengedhetetlen enzimfehérjék
hődenaturálódása.
• A membránszerkezetek irreverzibilis
dezintegrálódása, hődenaturálódása.
• Néhány fontos megállapítás:
• Hőérzékenység függ a mikroba fajtájától.
• Baktérium spórák ellenállóbbak a hőhatásra mint a
vegetatív sejtek.
• A sejtek többsége érzékenyebb nedves, mint száraz
hővel szemben.
• A hőérzékenység függ a hordozó közeg tulajdonságaitól.
48
Egy kis ismétlés…
• Hőpusztulás elsőrendű kinetika szerint:
• N - élő csíraszám [db/cm3]
• k - hőpusztulási sebességi állandó [min-1]
Integrálva:
49
Egy kis ismétlés…
• a hőpusztulás exponenciális lefutása, mely alkalmas a k
állandó meghatározására
50
Egy kis ismétlés…
• a hőpusztulás hőmérsékletfüggése
Arrhenius egyenlet:
A: egy empirikus állandó,
Ea:a hőpusztulás látszólagos aktiválási energiája
[KJ/mol]
51
Egy kis ismétlés…
• sterilezés kritériuma: végső csíraszámot adja meg
• sterilezés kritériuma a biotechnológiai iparban:
• 1-P0(t) = 10-2-10-4
• ha 1-P0(t) = 10-3 akkor 1-10-3 = 0,999 annak a
valószínűsége hogy minden mikroba elpusztult , ezer
sterilezésből egy nem sikerült (maradt túlélő sejt).
52
Sterilezés paraméterei
• A sikeres készülék sterilizáláshoz , a megfelelő
hőmérséklet és idő beállítása elengedhetetlen.
T
[°C]
Idő
(min)
T
[°C]
Idő
(min)
116
30
118
18
121
12
P
(bar)
T
[°C]
1
120,4
1,2
123,5
1,4
126,3
1,6
128,9
121
15
126
10
125
8
1,8
131,4
134
3
132
2
2
133,7
MRC által ajánlott telített gőz értékek
PERKINS által ajánlott telített gőz értékek
Gőznyomás értékek
53
• Általában : T=121°C, t=15 perc, p=1,5 bar
• Ezek az értékek attól is függenek , hogy milyen eszközt
sterilezünk,így például:
• rövid csődarabok 121°C és 30 perc
• kis készülékek 121°C és 45 perc
• nagy-összetett készülékek 121°C és 60 perc
• Gőzzel kapcsolatos követelmények:
• Telített legyen 1,5 bar-on.
• Ne legyen túlhevített.
• Portól és gázoktól mentes legyen.
• Üzemi gőzben , lehetnek szennyezők, és ezek
gátolhatják a növekedést!
54
Sterilezés alapvető szabályai
• A készülék minden részlete bírja ki a sterilezés
körülményeit (p, T )
• Az illesztésekre oda kell figyelmi, mert hiba források
lehetnek (legjobb, illesztési technika a hegesztés)
• Ne legyenek holtterek vagy rések ( ha nem elkerülhető
akkor a lehetőségekhez képest legyen rövid, vagy a
gőzölését meg kell oldani)
• Az elevezető csöveknél lehetőleg ne legyenek zsebek,
ahol a kondenzátum megszorulhatna (elkerülése pl.:
csövek megdöntésével)
55
Sterilezés alapvető szabályai
• A steril és a nem steril részek között ne csak 1 szelep
legyen
• Csak olyan szelepeket alkalmazzunk amelyeket könnyű
tisztítani, sterilezni és karbantartani (általában
membránszelepeket alkalmaznak).
• A bevezetett gőz telített, porszemektől és gázoktól
mentes legyen
• A gőz bevezetése a legmagasabb ponton, a
kondenzátum kivezetése a legalacsonyabb ponton
történjen.
• A berendezés részenként is sterilezhető legyen.
56
Reaktorok sterilezése
• A reaktor köpeny rozsdamentes acélból legyen.
• A reaktornak ki kell bírnia az alkalmazott nyomást (
1,5 bar).
• Az üvegreaktorokat kerüljük, mert ha ezek sérültek,
repedtek a sterilezés során könnyen felrobbanhatnak.
• Lyukak és repedések nem lehetnek a készüléken!
57
Sterilezés folyamata
1. Nyomástartó teszt:
• üzembe helyezés előtt el kell végezni
• repedések és lyukak keresésére szolgál
• a tesztet levegővel, 24 órán át végezzük.
2.Sterilezés indítása:
• a kondenzátum elvezető és gőz bevezető szelepeket
ki kell nyitni
3. Gőz beáramlása
• a belső T és a p is emelkedik
• levegő elszívó szelepek kinyitása,levegő kiáramlása
58
Sterilezés folyamata
• 4.Sterilezés
• Amikor a hőmérséklet elérte a 121°C-t a nyomás
pedig az 1,5 bar-t elkezdődik a sterilezés.
• 5.Sterilezés vége
• Amikor letelt a szükséges sterilezési idő, a
kondenzátum elvezető és gőz bevezető szelepek
elzárása
• Ha a nyomás lecsökkent 1 bar-ra , steril levegőt
vezetünk be, így lehűlés közben nem alakul ki
vákuum
59
Reaktorba belépő csőrendszerek
• Sokféle csőrendszer kapcsolódhat egy reaktorhoz.
• Sterilezés tervezése során ezeket a csőrendszereket
figyelembe kell vennünk.
• A fölösleges csatlakozásokat kerüljük el.
• A kivezetés a reaktor legalsó pontján legyen!
• 3 funkció:
• termék leeresztés,
• kondenzátum elvezetés,
• a tisztításhoz használt folyadék elvezetése
60
Fúvóka
• Elsőként
a
fúvóka
lábát, majd a vízszintes
részeket gőzöljük.
• Sterilizálás
kezdetén
csak a B szelep van
nyitva.
• Amikor a reaktorban
elértük a megfelelő
nyomást (1 bar) az A
szelepet is kinyitjuk.
61
Bemerülő csövek
• Reaktor feltöltésére ,
kifröccsenés elkerülésére
használják.
• Föntről lefelé haladva
sterilezünk, úgy hogy a
gőz kívül és belül is érje a
csöveket.
• Sterilezés alatt mindkét
gőzbevezető nyitva van.
62
Oldal bemenetek
• Felső vagy alsó állású (sterilezési eljárás eltérő)
Felső állású
Reaktor sterilizálásakor az A és a B
szelep van nyitva gőz keresztül tud
menni A-n és B-n a kondenzedénybe.
Amikor a csövet sterilezik, A és C
nyitva van, B zárva.
Alsó állású
Reaktor sterilezésekor D és F nyitva,
E zárva, ekkor az oldalbevezetés úgy
funkcionál, mint egy másik gőz
szállító cső. Ha magát a csövet
sterilizálják, akkor D zárva van, F és
E nyitva.
63
Kivezető csövek
• A reaktor legalacsonyabb pontján legyen.
• Az kivezető nyílást a tisztítás igényeinek megfelelően
kell méretezni.
• Sterilizáláskor az A, C és F
szelepek nyitva vannak, a
B,D és E szelepek pedig
zárva
• Tisztításkor: A,C és E
nyitva, B, D és F zárva.
• Ez az ideális elrendezés
mert két szelep van a
külvilág és a steril reaktor
között.
64
Kivezető csövek
Nem ajánlott elrendezés!
• Egy szeleppel kevesebb van.
• Hátránya, hogy holtszakasz
alakul ki a szelepek
környékén és így nem lesz
megfelelő a sterilezés
65
Szórófejek, porlasztók
• CIP rendszer részei (rögzített vagy eltávolítható).
• Reaktorral együtt kell sterilezni.
• Ideális elrendezés
• Sterilezés alatt a B és
C szelep nyitva, A
zárva.
• 6-7 napnál tovább is
steril marad.
66
Szórófejek , porlasztók
• Egyszerűbb megoldás csak
akkor alkalmazzuk, ha 6
napnál kevesebb ideig
szükséges a sterilitás.
• Csak egy szelep választja
el a külvilágtól a reaktort.
67
Keverő tömítések
• A steril reaktor gyenge pontja.
• Sterilezése:
1.Tiszta gőzt vezetnek a tömítő üregbe és kondenzedényt
raknak a kifolyó oldalra.
2. Szelep beiktatása a reaktor és a tömítő ház közé, a
sterilezés alatt a szelep nyitva van, így a tömítést és a
kamrát is sterilezzük ezután szelepet bezárjuk a kamra
hideg steril kondenzátummal telik meg 1,5 bar
nyomáson,így a tömítés néhány napig tisztán tartható.
68
Légszűrők
• Reaktorok levegőztető és szellőzőnyílásánál
találhatóak.
• Legelterjedtebbek a membránszűrők.
• Hidrofóbok, ezért sterilezés során nem lehetnek
vizesek, mert nem tudna áthatolni a gőz rajtuk.
• Sterilezés módjai:
• Reaktorral együtt
• Külön
• Szabály: A reaktort a steril oldalra, a többi
csővezetéket a nem steril oldalra kell kötni.
69
Légszűrők
• A szűrő mindkét oldalán
legyen kondenzedény vagy
szellőzőnyílás, hogy a
kondenzátumot eltávolítsuk.
• Itt nincs elég hajtóerő ami a
gőzt keresztül nyomná
membránon.
70
Légszűrők
• Helytelen elrendezések:
• A és C esetben nem működik mert a gőz erős lökete a légszűrő
közepébe nyomja a kondenzátum, amely eltömíti azt.
• B eset azért nem ajánlott, mert a reaktort a légszűrőn keresztül
gőzölve, az túlzottan megfeszül és el is szakadhat.
71
Légszűrők
1,75bar
• Ideális elrendezés
• Csak a reaktor
kapcsolódik a steril
oldalon.
• Két különböző nyomású
gőz alkalmazása, a
hajtóerő 0,25 bar, ez
biztosítja arról, hogy a
gőz a megfelelő irányba
megy a szűrő
membránon keresztül.
72
Táptalajszűrők
• Sterilezésük kevesebb problémával jár; mert nem
hidrofóbok.
• a szűrők beépítése 2-3 sorozatban történik,az
elvégzendő feladattól függően (1μm 0,2 μm 0,1 μm )
• A szűrő sértetlenségét vizsgálni kell.
• Minden alacsony ponton legyen kondenzedény és
szelep.
73
Táptalajszűrők
• Elsőként a reaktort , majd a szállítórendszert és végül a
szűrőrendszert sterilezzük.
• A sterilizálás végén a steril reaktoron keresztül eresztjük ki a gőzt,
ezzel megakadályozva vákuum keletkezését.
74
Szelepek és csövek
• Szelepek:
• Általában membránszelepeket alkalmazunk. Előnyei:
könnyen tisztítható, sterilizálható és nem áll fenn a
befertőződés veszélye, mert nem enged kapcsolatot a
külvilággal.
• Sterilezésük:
1. A szelep teljes átgőzölése,így az egész szelep
érintkezik a gőzzel és a szelep utáni csőrendszert is
gőzöljük.
2. Egy előre gyártott oldalsó csonkon keresztül
sterilizáljuk a szelep belsejét.
75
Szelepek és csövek
• Csövek:
• Ügyelni kell arra hogy a szelepek és a T-elágazások a
lehető legközelebb kerüljenek egymáshoz.
• A csövek mindig lejtsenek.
• Minden alacsony pontra kondenzedény kell.
• Két fermentor alkalmazásánál érdemes úgy tervezni a
rendszert, hogy külön is sterilezhetők legyenek.
76
Szelepek és csövek
A
C
B
D
F
E
• 2-es reaktor sterilezésekor E és F nyitva, D zárva.
• Csővezeték sterilezésekor A és F zárva van E,D,B,C
nyitva. Sterilizálás végén C és E elzárjuk és F
kinyitjuk, hogy csökkenjen a gőznyomás, megelőzve
hogy a kondenzátum vákuumot hozzon létre.
77
Kondenzátum elvétele
• A kondenzátumot el kell távolítani
• 3 módszer:
1.Szabad gőzölés: alapja, hogy minden leeresztő szelepet
kissé nyitva hagyunk,így a kondenzátum el tud távozni
(kényes folyamat, nem ajánlott)
2.Kondenzedények: olcsó masszív, megbízható,
figyelembe kell venni hogy a sterilezés elején a legtöbb a
kondenzátum
3.Automata rendszer: Számítógép vezérli hogy mikor
nyisson a lecsapoló szelep, nem kell kondenzedény.
78
Komplett reaktor
79
Sterilezés követése
• Mért paraméterek : nyomás és hőmérséklet.
• Fontos a mérőrendszerek rendszeres kalibrálása.
• Mért értékek regisztrálásának típusai:
• folytonos ( jól követhető)
• pontszerű ( más információk is megjeleníthetők)
• Hőmérséklet mérők:
• termoelemek (beszerelése az arra alkalmas helyen, házban)
• hőérzékélő jelző matricák (hűlést nem mutatja)
• kézi hőmérők (felületek hőmérséklete)
• infraérzékelők (látható hőképet ad)
80
Sterilezés validálása
• Módszerek:
• Közvetlen módszer: tápközeggel feltöltjük a
lesterilezett fermentort, inkubáljuk 7-14 napig. Ha a
tápközeg steril az időszak végén is, sikeresnek
tekinthető sterilezés.
– Előnye: jól megközelíti a valóságot.
– Hátrány: drága, időigényes.
• Indirekt módszer: A mérés célja, hogy megvizsgálja,
hogy a berendezés egésze megfelel-e az előírt nyomás
és hőmérséklet követelményeknek.
81
Felmerülő problémák
• 2 féle probléma merülhet fel:
1. Nem éri el a rendszer a kellő hőmérséklet (az egész
rendszert vagy egy bizonyos részét érintő probléma)
2. Mikrobiális fertőzés a folyamat során (minta vétel után
a befertőződés útját meg kell keresni)
82
Sterilezés vizsgálata
• Szükséges: új rendszer üzembe helyezésénél
illetve régi rendszer ismétlődő befertőződése
esetén.
• Követelmények:
– Korszerű folyamatábra
– Csövek dőlésének vizsgálata
– Új eljárások vizsgálata
83
Automatizálás
• Nagyméretű berendezések esetén ajánlott, mert
manuálisan időigényes és szakembert igényel.
• Drágább, mint a manuális.
• Helyigényes
• Gazdaságosabb, mert megbízhatóbb és csökkenti az
emberi munkát.
• Az ellenőrzését a számítógép végzi és a folyamatokat is
követi.
84
Köszönjük a figyelmet!
85
Kérdések
• Anyagválasztás során milyen anyagokat kell kerülni?
• Fedett üzemtér esetén sorolj fel 5 általános kialakítási
szabályt!
• Ismertesd a pirogén-mentesítési eljárást!
• Ismertesd a CIP eljárás előnyeit!
• Ismertesd a sterilezés szabályait !
• Sterilezés folyamata!
• Kondenzátum elvételének 3 módja!
86