ATP-based monitoring system for CIP rinse waters in enzyme industry
Lindström, Sanna (2020)
Diplomityö
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020100678157
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020100678157
Tiivistelmä
This thesis was made for Genencor International Oy enzyme plant in Jämsänkoski, Finland. The product packing lines are cleaned with cleaning in place (CIP) method and the cleaning verification is performed with a traditional culture method, total viable count (TVC). The TVC method is labor-intensive and slow, the results being available only after 2–3 days. The aim of this thesis was to examine if an ATP-based monitoring method could be used for the cleaning verification to gain the result more quickly.
The objective was to test one pen-based rapid ATP monitoring system and find out if it could be used reliably for CIP cleaning verification. The ATP method was used side by side with the traditional TVC method to analyze CIP rinse water samples and to see if the results aligned. In addition, the effect of various sample conditions, environmental factors, and measurement details to the ATP results were tested. Additionally, the changes in the annual costs and analysis times caused by the possible method change were calculated.
According to the results obtained in the experimental part, the ATP method seems to work well with the CIP rinse water samples. The ATP results aligned well with the TVC results and a good correlation between the two methods was obtained. Based on the results, optimal measurement conditions and protocols were established. Based on the analysis time and cost calculations, the method change to ATP method would save a significant amount of time annually and the ATP method would probably be more cost-effective than the TVC method.
The results suggest that this ATP monitoring method is suitable for reliably assessing the cleaning result. However, further tests are needed. A future aim is to transfer the cleaning verification from laboratory to production personnel, so it is important to see if the method works in the field as well and if the results obtained by multiple operators align. In the future, it would also be beneficial to examine if the method could be used for other applications as well. Tämä opinnäytetyö tehtiin Genencor International Oy:n Jämsänkosken entsyymituotantolaitokselle. Tuotteiden pakkauslinjat pestään CIP-pesulla (cleaning in place, kiertopesu) ja pesutulos varmistetaan perinteisellä maljaviljelymenetelmällä, TVC:llä (total viable count, kokonaispesäkeluku). TVC-menetelmä on työläs ja hidas menetelmä ja sen tulosten saamisessa kestää kahdesta kolmeen päivää. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, voisiko ATP-mittaukseen perustuvaa menetelmää käyttää pakkauslinjojen pesutuloksen nopeampaan varmistamiseen.
Työn tarkoituksena oli testata yhtä testitikkuihin perustuvaa ATP-menetelmää ja selvittää, voisiko menetelmällä saada luotettavia tuloksia pesujen onnistumisesta. Työn kokeellisessa osassa ATP-menetelmää käytettiin rinnakkain TVC-menetelmän kanssa CIP-huuhteluvesien analysointiin. Lisäksi tutkittiin erilaisten näyteolosuhteiden, ympäristötekijöiden ja mittauksen yksityiskohtien vaikutusta ATP-tuloksiin. Lisäksi laskettiin mahdollisen menetelmän vaihdoksen aiheuttamat muutokset analysointiajoissa ja -kustannuksissa.
Kokeellisessa osuudessa saatujen tulosten perusteella ATP-menetelmä näyttäisi toimivan CIP-huuhteluvesien analysoinnissa. Saadut ATP-tulokset korreloivat hyvin TVC-tulosten kanssa. Tulosten perusteella ATP-menetelmälle laadittiin optimaaliset mittausolosuhteet ja menettelytavat. Aika- ja kustannuslaskelmien perusteella ATP-menetelmään siirtyminen säästäisi merkittävästi analysointiaikaa vuosittain ja ATP-menetelmä olisi luultavasti myös kustannustehokkaampi kuin TVC-menetelmä.
Tulosten perusteella ATP-menetelmä soveltuu pesutuloksen luotettavaan arviointiin, mutta jatkotutkimuksia tarvitaan siitä huolimatta. Tulevaisuudessa pesutuloksen varmistaminen on tarkoitus siirtää laboratoriosta tuotantotyöntekijöille, joten on tärkeää tarkastaa menetelmän toimivuus tuotanto-olosuhteissa. On myös tärkeää varmistaa, että useiden henkilöiden saamat tulokset vastaavat toisiaan. Lisäksi tulevaisuudessa olisi hyödyllistä selvittää, voiko menetelmää käyttää myös muihin käyttötarkoituksiin tehtaalla.
The objective was to test one pen-based rapid ATP monitoring system and find out if it could be used reliably for CIP cleaning verification. The ATP method was used side by side with the traditional TVC method to analyze CIP rinse water samples and to see if the results aligned. In addition, the effect of various sample conditions, environmental factors, and measurement details to the ATP results were tested. Additionally, the changes in the annual costs and analysis times caused by the possible method change were calculated.
According to the results obtained in the experimental part, the ATP method seems to work well with the CIP rinse water samples. The ATP results aligned well with the TVC results and a good correlation between the two methods was obtained. Based on the results, optimal measurement conditions and protocols were established. Based on the analysis time and cost calculations, the method change to ATP method would save a significant amount of time annually and the ATP method would probably be more cost-effective than the TVC method.
The results suggest that this ATP monitoring method is suitable for reliably assessing the cleaning result. However, further tests are needed. A future aim is to transfer the cleaning verification from laboratory to production personnel, so it is important to see if the method works in the field as well and if the results obtained by multiple operators align. In the future, it would also be beneficial to examine if the method could be used for other applications as well.
Työn tarkoituksena oli testata yhtä testitikkuihin perustuvaa ATP-menetelmää ja selvittää, voisiko menetelmällä saada luotettavia tuloksia pesujen onnistumisesta. Työn kokeellisessa osassa ATP-menetelmää käytettiin rinnakkain TVC-menetelmän kanssa CIP-huuhteluvesien analysointiin. Lisäksi tutkittiin erilaisten näyteolosuhteiden, ympäristötekijöiden ja mittauksen yksityiskohtien vaikutusta ATP-tuloksiin. Lisäksi laskettiin mahdollisen menetelmän vaihdoksen aiheuttamat muutokset analysointiajoissa ja -kustannuksissa.
Kokeellisessa osuudessa saatujen tulosten perusteella ATP-menetelmä näyttäisi toimivan CIP-huuhteluvesien analysoinnissa. Saadut ATP-tulokset korreloivat hyvin TVC-tulosten kanssa. Tulosten perusteella ATP-menetelmälle laadittiin optimaaliset mittausolosuhteet ja menettelytavat. Aika- ja kustannuslaskelmien perusteella ATP-menetelmään siirtyminen säästäisi merkittävästi analysointiaikaa vuosittain ja ATP-menetelmä olisi luultavasti myös kustannustehokkaampi kuin TVC-menetelmä.
Tulosten perusteella ATP-menetelmä soveltuu pesutuloksen luotettavaan arviointiin, mutta jatkotutkimuksia tarvitaan siitä huolimatta. Tulevaisuudessa pesutuloksen varmistaminen on tarkoitus siirtää laboratoriosta tuotantotyöntekijöille, joten on tärkeää tarkastaa menetelmän toimivuus tuotanto-olosuhteissa. On myös tärkeää varmistaa, että useiden henkilöiden saamat tulokset vastaavat toisiaan. Lisäksi tulevaisuudessa olisi hyödyllistä selvittää, voiko menetelmää käyttää myös muihin käyttötarkoituksiin tehtaalla.