Készítette: Kordisz Virág és Jánosi Szabina

1. Készítette: Kordisz Virág és Jánosi Szabina Tisztítás és sterilezés

2. Kordisz Virág Tisztítás

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. Lerakódások előfordulnak: • Tartály fala • Bevezető csonkok • Szondák, szenzorok • Keverő lapátok • Szűrő berendezések Tervezésnél az adott folyamathoz megfelelő, könnyen tisztítható készüléket kell választani

8. Higiénikus üzem tervezése-Anyagválasztás - • A termékkel közvetlenül nem érintkező felületek • Követelmény: • Ne korrodálódjanak • Légmentesen záró illesztések • Anyagválasztás: • Alumínium • Rozsdamentes acél • Műanyag

9. 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-Woötvözet) • nagyon korrozív körülmények között is ellenállóak

10. 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)

11. 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

12. 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

13. 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

14. 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 -

15. 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

16. 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- butadién gumi

17. 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): Clampunion (C): DIN union (DeutschesInstitutfürNormung)

18. (A) ISS union (D) DIN union (B) Clamp union

19. 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

20. 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

21. 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

22. 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

23. Higiénikus üzem tervezése- Szivattyúk és pumpák - Higiénikus szivattyúk: Membránszivattyú Centrifugál szivattyú

24. Higiénikus üzem tervezése- Szivattyúk és pumpák - Perisztaltikus szivattyú Helikális mozgású szivattyú

25. 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

26. 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)

27. 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

28. 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

29. Tisztítószerek • Vizes bázisú tisztítószerek: • Víz legyen ivóvíz tisztaságú (ha megoldható ioncserélt víz) • Bakteriológiai szabványnak megfelelő • Következő paramétereknek megfelelő

30. 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.

31. 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

32. 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

33. Tisztítási eljárások- csővezetékek mosása - • 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

34. 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

35. 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

36. 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

37. 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)

38. 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

39. CIP rendszerek http://www.chemology.com.au/

40. 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

41. CIP rendszerek - Egyszeri detergens felhasználású rendszer - • Tisztítószer tároló tartály szintmérővel és folyadék bevezetéssel • Centrifugálszivattyú • Gőzbevezetés –hőmérséklet szabályozására

42. CIP rendszerek - Detergens újrahasznosító rendszer -

43. CIP rendszerek - Kombinált rendszer - visszanyer tárol újrahasznosít

44. 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.

45. 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

46. Készülékek sterilezése Jánosi Szabina

47. Bevezetés • Sterilezés : az adott rendszerben lévő (fertőző) mikroorganizmusok elpusztítása. • Fontos művelet, ha nem jól végezzük jelentős károkhoz vezethet. • Csíramentesítésmódszerei: • Fizikai módszerek: • mechanikai módszerek, szűrés • elektromágneses sugárzások (UV, röntgen, gammasugárzás) • Hőhatás • Kémiai módszerek (dezinficiálás)

48. 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.

49. Egy kis ismétlés… • Hőpusztulás elsőrendű kinetika szerint: • N - élő csíraszám [db/cm3] • k - hőpusztulási sebességi állandó [min-1] Integrálva:

50. Egy kis ismétlés… • a hőpusztulás exponenciális lefutása, mely alkalmas a k állandó meghatározására