Tisztts s sterilezs Ksztette Kordisz Virg s Jnosi

Tisztítás és sterilezés Készítette: Kordisz Virág és Jánosi Szabina

Tisztítás Kordisz Virág

A tisztítás szükségessége - technológiai szempontok q a potenciális befertőződések esélyének minimalizálása - a készülékben maradt táptalajon mikrobák szaporodhatnak el – q a készülékek eldugulásának megelőzése - a felhalmozódó megtelepedések kapacitáscsökkenést okoznak ~ kromatográfiás oszlop 3

A tisztítás szükségessége - törvényi szabályozás q 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 ØAnyagcseretermékek (cukrok, lipidek, fehérjék) § lerakódás a tartály aljára § kevert tartálynál az örvény alján ØHőkezelés során § denaturálódott fehérjék és cukrok karamellizációja Ø Kemény víz alkalmazása § szervetlen lerakódások § könnyen kiküszöbölhető lágyított/ioncserélt víz használatával 5

Szennyeződések típusai Ø Habképződés § a készülék teteje szennyeződik, leengedésnél biomassza maradék Ø Falnövekedés § viszkózus tenyészeteknél Ø Centrifugálás § a termék/melléktermék okoz dugulást § a készülék kiválasztásának fontos a tisztíthatóságot is szem előtt tartani ØSzűrés § a termék/melléktermék okoz dugulást § a készülék kiválasztásának fontos a tisztíthatóságot is szem előtt tartani 6

Ø 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 Ø Követelmény: § Ne korrodálódjanak § Légmentesen záró illesztések Ø Anyagválasztás: § Alumínium § Rozsdamentes acél § Műanyag 8

Higiénikus üzem tervezése - Anyagválasztás A termékkel közvetlenül érintkező felületek (maga a tartály, illesztések, tömítések, bevonatok) Ø 304 rozsdamentes acél § 18/8 króm-nikkel ötvözet alacsony széntartalommal § kevésbé korrozív környezet esetén § pontkorrózió Ø 316 rozsdamentes acél § 2 -3% molibdén tartalom § alacsony p. H, magas hőmérséklet, magas klorid és só koncentrációnak ellenáll Ø Titán, Hastelloy ötvözet (Ni-Cr-Md-Fe-Wo ötvözet) § nagyon korrozív körülmények között is ellenállóak 9

Higiénikus üzem tervezése - Anyagválasztás Ø Üveg § jól tisztítható § könnyen ellenőrizhetőek a változások (átlátszó) § ellenálló Ø 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 ØKerülendő: § porózus felületű anyagok (pl. : gumi) nehezen tisztítható § alacsony sűrűségű polietilén, neoprén, PVC § szabad benzolt, formaldehidet, lágyítószereket tartalmazó anyagok (szivárgás) § színesfémek (kivéve Ti, 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 q. Nem-steril tárolóedény: 1 -3 μm felületi érdesség q. Steril tárolóedény: 0, 5 – 1, 5 μm felületi érdesség q. Fermentor: tükör polírozás, <0, 2 μm felületi érdesség q Nem-steril csővezeték: nem szokták finomra csiszolni q Steril csővezeték: polírozás iránya az áramlási iránnyal egybeessen q 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 q Típusok: §steril, nem steril §nyitott, nyomás alatt lévő q 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 q. Keverők: § Kettős mechanikai tömítésű tartály kielégítő § Könnyen eltávolíthatóak legyenek - Ellenőrzés és tisztítás céljából § Csavarokkal való rögzítés kerülése §Turbinák csapágyazásánál megfelelő tömítés q 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 q Szabványok: § amerikai (3 -A) § brit (BS 5305) Élelmiszer ipari szabványok, nem mindig megfelelő biológiai alkalmazáshoz q Kritikus pontok kockázati elemzés (HACCP) – fertőzések megelőzése q Alacsony nyomás esetén: „OD” cső ASTM A 269 (American Society to Testing and Materials standard A 269) q Magasabb nyomás esetén (víz cirkulásiós rendszerek) ASTM A 312 q Csövek összekötése Hegesztés (műanyag csövek – sajtolás) q Gyakori átvizsgálás miatt oldhatatlan kötések nem használhatóak q 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 q A könyök sugara nem lehet kisebb, mint a cső külső átmérője q A vezetékben legalább 1%-os lejtésnek kell lennie a kifolyás felé, így nem állhat meg a víz q A szűkítő elemnek folyamatosnak kell lenni, nem tartalmazhat lépcsőket q A csövek rögzítése elég sűrű legyen, különben két pont között megsüllyedhet q Kerülni kell a csonkokat (halott szakaszok) q 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 q Membrán anyaga: § Ellenállónak kell lennie a kémiai reagensekkel szemben § Bírnia kell a magasabb hőmérsékletet § Szükséges egy bizonyos rugalmasság a megfelelő működéséhez q Ha a csővezeték mérete meghaladja a szokásos membránszelepek méretét alkalmazhatunk: - Gömbcsap - Csőmembrános szelep q 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 q. 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 q. Pirogén mentes vízvezetékek § Elemek steril működésűek § Szűrők mellett UV-sterilező készüléket lehet használni 25

Higiénikus üzem tervezése - Üzemtér tervezés q Gyógyszer, - és élelmiszeriparban nagyon fontos a tiszta környezet q Az üzemek általában zártak, de előfordulhatnak nyitott terek nehéz fenntartani a higiéniát q Vegyipar, és szennyvíztisztítás általában nyitottak ki vannak szolgáltatva az időjárásnak q 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 q Vizes bázisú tisztítószerek: § Víz legyen ivóvíz tisztaságú (ha megoldható ioncserélt víz) § Bakteriológiai szabványnak megfelelő § Következő paramétereknek megfelelő Keménység Ca. CO 3 –ra vonatkoztatva < 50 ppm Klorid tartalom <50 ppm Klór tartalom > 1 ppm p. H 6. 5 – 7. 5 Oldott anyag mentes 29

Tisztítószerek q 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 § Na. OH: zsírokat és fehérjéket oldhatóvá tesz § Na-metaszilikát (erős lúg): jó diszpergálószer (pl. sejttörmelék eltávolítása) § tri. Na-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 q Hagyományos eljárás § a készülék leengedése után kézi tisztítás § változó minőségű tisztítás § veszélyes mind a kezelőre, mind a termékre nézve § hosszú állási idő q 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 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 q a tartályt megtöltjük detergenssel és állni hagyjuk pazarló (csak kis tartályok esetén hatékony) q a tartály tetején lévő szórófejjel mossuk a tartályt detergens és vízsugár tisztító ereje q Statikus labda § Olcsó, egyszerű és hatásos § Nincs mozgó része § Önmagát tisztítja § Folyamatosan üzemeltethető § Hatástalan ha takarásban van a szennyező q 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: q Tányéros centrifuga: § Könnyen tisztítható, de a falra lerakódott szennyeződést csak kézzel lehet eltávolítani q. Mikro és ultraszűrők: § CIP, ha a membrán pórusai eltömődnek a mosási fázisokat többször kell megismételni q. HPLC § Alkalmazható nagyobb nyomás és áramlási sebesség, hosszabb tisztítási idő 35

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 Na. OH 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 q. Hagyományos „technológiák”: felmosórongy és vödör q. Nedves porszívók, vákuum tisztítók q. Nagyteljesítményű slagok - megközelíthetetlen helyeken q. Antibakteriális, gombaellenes, vírusellenes detergensek q. Teljes fertőtlenítés § Szellőzés teljes megszűntetése § Nyílászárók szigetelése § Az egész helység permetezése fertőtlenítőszerrel (pl. formaldehid) 37

CIP rendszerek q A berendezések hatékony, állandó minőségű, reprodukálható, azaz rutin eljárássá tehető és validálható tisztítási protokollját valósítják meg. q Az üzemben csak a CIP-rendszer csatlakozási pontjait építik ki, és amikor a tisztításra van szükség, ezekhez csatlakoztatják a mobil CIPrendszert. q Számítógép által vezérelt q. 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. q TACT (temperature, action, chemical concentration, time) paraméterek pontos beállítása nagyon fontos 38

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

CIP rendszerek q Egyszeri detergens használat § A detergens használat után hulladékká vált § Akkor helyénvaló, ha a detergens bomlékony, vagy a nagyfokú szennyeződés nem teszi lehetővé az újrahasznosítást q 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 - q Tisztítószer tároló tartály szintmérővel és folyadék bevezetéssel q Centrifugálszivattyú q Gőzbevezetés – hőmérséklet szabályozására 41

CIP rendszerek - Detergens újrahasznosító rendszer - 42

CIP rendszerek - Kombinált rendszer visszanyer tárol újrahasznosít 43

Validálás q Összeszerelés minősítése q Folyamat minősítése q 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

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/cm 3] • 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 -P 0(t) = 10 -2 -10 -4 • ha 1 -P 0(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) 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, 75 bar • 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!

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