Tisztítás és sterilezés

Tisztítás és sterilezés

Készítette:

Kordisz Virág és Jánosi Szabina

Kordisz Virág

Tisztítás

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

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

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

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

 S zűrés

 a termék/melléktermék okoz dugulást

 a készülék kiválasztásának fontos a tisztíthatóságot is szem előtt tartani

 Lerakódások előfordulnak:

Tartály fala

Bevezető csonkok

Szondák, szenzorok

Keverő lapátok

Szűrő berendezések

Tervezésnél az adott folyamathoz megfelelő,

könnyen tisztítható készüléket kell választani

Higiénikus üzem tervezése

- Anyagválasztás -

A termékkel közvetlenül nem érintkező felületek

 Követelmény:

 Ne korrodálódjanak

 Légmentesen záró illesztések

 Anyagválasztás:

 Alumínium

 Rozsdamentes acél

 Műanyag

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

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

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

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

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

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

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

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, szilikon-

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)

(D) DIN union (A) ISS union

 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

Higiénikus üzem tervezése

- Csővezetékek -

Higiénikus üzem tervezése

- Csővezetékek -

Tervezésnél ügyelni kell, hogy az egy időben használt anyagáramok ne keveredjenek (termék,- és tisztítószer)

Block-and-bleed

Két szelep biztosítja az

áramok összeférhetetlenségét

A kiszivárgott folyadék az elvezetőcsőbe kerül

Automatizált szelepek

Higiénikus üzem tervezése

- Csővezetékek -

Tervezésnél ügyelni kell, hogy az egy időben használt anyagáramok ne keveredjenek (termék,- és tisztítószer)

Swing bend

 Egyszerre csak egy vezeték kapcsolható a tartályhoz

 Az állítások miatt gyakori meghúzás-lazítás

tömítő gyűrűk károsodása

gyakori csere

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

Higiénikus üzem tervezése

- Szivattyúk és pumpák -

Higiénikus szivattyúk:

Membránszivattyú Centrifugál szivattyú

Higiénikus üzem tervezése

- Szivattyúk és pumpák -

Perisztaltikus szivattyú Helikális mozgású szivattyú

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

Higiénikus üzem tervezése

- Vízvezetékek -

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)

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

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

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

Ilyen anyag azonban nem létezik.

Ezért keverékeket alkalmaznak, amelyek tartalmaznak lúgot, felületaktív

 Az ideális tisztítószer

 Oldja a szerves szennyeződéseket

 Jó a nedvesítése

 Öblítő és komplexképző szer

 Erős baktériumölő képességű

 Diszpergálja a szilárd anyagokat

Tisztítószerek

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, HNO₃-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

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

Tisztítási eljárások

- csővezetékek mosása -

öblítés 5-10 perc szobahőmérséklet laza szenny. eltávolítása detergens 15-20 perc szobahőm.-75 °C maradék szenny. eltávolítása öblítés 5-10 perc szobahőmérséklet ionmentes víz újrahasznosítva fertőtlenítőszer 15-20 perc szobahőmérséklet újrahasznosítható

öblítés 5-10 perc szobahőmérséklet nem tartalmazhat detergenst, fertőtlenítőszert

 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

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

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

Tisztítási eljárások

- Pirogénmentesítés-

A 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

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)

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 CIP- rendszert.

 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

CIP rendszerek

http://www.chemology.com.au/

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

CIP rendszerek

- Egyszeri detergens felhasználású rendszer -

 Tisztítószer tároló tartály szintmérővel és folyadék bevezetéssel

 Centrifugálszivattyú

 Gőzbevezetés –

hőmérséklet szabályozására

CIP rendszerek

- Detergens újrahasznosító rendszer -

CIP rendszerek

- Kombinált rendszer -

visszanyer tárol

újrahasznosít

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.

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

Készülékek sterilezése

Jánosi Szabina

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)

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.

Egy kis ismétlés…

• Hőpusztulás elsőrendű kinetika szerint:

• N - élő csíraszám [db/cm

]

• k - hőpusztulási sebességi állandó [min

]

Integrálva:

Egy kis ismétlés…

• a hőpusztulás exponenciális lefutása, mely alkalmas a k

állandó meghatározására

Egy kis ismétlés…

• a hőpusztulás hőmérsékletfüggése Arrhenius egyenlet:

A: egy empirikus állandó,

Ea:a hőpusztulás látszólagos aktiválási energiája

[KJ/mol]

Egy kis ismétlés…

• sterilezés kritériuma: végső csíraszámot adja meg

• sterilezés kritériuma a biotechnológiai iparban:

• 1-P

(t) = 10

-10

• ha 1-P

(t) = 10

akkor 1-10

= 0,999 annak a

valószínűsége hogy minden mikroba elpusztult , ezer

sterilezésből egy nem sikerült (maradt túlélő sejt).

Sterilezés paraméterei

• A sikeres készülék sterilizáláshoz , a megfelelő hőmérséklet és idő beállítása elengedhetetlen.

T

[°C] Idő

(min)

121 15

126 10

134 3

MRC által ajánlott telített gőz értékek

[°C]T Idő (min)

116 30 118 18 121 12

125 8

132 2

PERKINS által ajánlott telített gőz értékek

P

(bar) T [°C]

1 120,4

1,2 123,5 1,4 126,3 1,6 128,9 1,8 131,4

2 133,7

Gőznyomás értékek

• 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!

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)

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.

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!

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

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

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

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.

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

Oldal bemenetek

Felső állású Alsó állású

• Felső vagy alsó állású (sterilezési eljárás eltérő)

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.

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.

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.

Kivezető csövek

Nem ajánlott elrendezés!

• Egy szeleppel kevesebb van.

• Hátránya, hogy holtszakasz

alakul ki a szelepek környékén

és így nem lesz megfelelő a

sterilezés

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.

Szórófejek , porlasztók

• Egyszerűbb megoldás csak akkor alkalmazzuk, ha 6 napnál kevesebb ideig szükséges a sterilitás.

• Csak egy szelep választja

el a külvilágtól a reaktort.

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.

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.

Légszűrők

• A szűrő mindkét oldalán legyen kondenzedény vagy szellőzőnyílás, hogy a

kondenzátumot eltávolítsuk.

• Itt nincs elég hajtóerő ami a gőzt keresztül nyomná

membránon.

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.

Légszűrők

• 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.

1,75bar

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.

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.

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.

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.

Szelepek és csövek

• 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.

C

A B D

E

F

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.

Komplett reaktor

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)

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.

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)

Sterilezés vizsgálata

• Szükséges: új rendszer üzembe helyezésénél illetve régi rendszer ismétlődő befertőződése esetén.

• Követelmények:

– Korszerű folyamatábra

– Csövek dőlésének vizsgálata

– Új eljárások vizsgálata

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.

Köszönjük a figyelmet!

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!