Sterilointimenetelmät bioprosessiteollisuudessa

Abstract

Erilaiset sterilointitarpeet ovat olennainen osa biotekniikkaa. Steriloinnit ovat huomattava kuluerä energia-, materiaali- ja laitekäyttöjen takia ja puutteellinen sterilointi voi aiheuttaa huomattavia ylimääräisiä kustannuksia. Eniten teollisesti käytettäviä sterilointimenetelmiä ovat steriilisuodatus, lämpösterilointi, kemiallinen sterilointi ja säteilysterilointi. Näistä lämpösterilointi on selvästi käytetyin menetelmä. Kirjallisuusosassa käsitellään lämpösteriloinnin kinetiikka ja sterilointityön laskentaan käytetyt menetelmät. Lämpösteriloinnin kinetiikka on mikrobista ja sen olomuodosta riippuvainen ja noudattaa Arrheniuksen lakia. Kirjallisuusosassa käsitellään myös lämpösterilointiin käytettyjä laitteistoja. Soveltavassa osassa käsitellään panos- ja jatkuvatoimia lämpösterilointeja. Työssä käydään läpi glukoosisiirapin sterilointi vastaavan kapasiteetin panos- ja jatkuvatoimisella sterilointilaitteistolla ja vertaillaan tarvittavia energia- ja hyödykemääriä. Soveltavan osan tietojen perusteella tehdään vertailu eri lämpösterilointimenetelmien kustannuksista sekä muista hyvistä ja huonoista puolista.

Sterilizations are important part of biotechnology. Sterilizations are notable operating cost due to energy-, material- and device use and inadequate sterilization may cause sizeable financial losses. Most commonly used methods in industrial sterilization are sterile filtering, heat sterilization, chemical sterilization and radiation sterilization. Heat sterilization is by far the most used method. Heat sterilization kinetics and methods to calculate sterilization work are discussed in literature part of thesis. The kinetics of heat sterilization depends on microbial culture and state of microbe and follows Arrhenius law. Equipment used for heat sterilization is also discussed in literary part. Batch and continuous heat sterilization are covered in applied part. Sterilization of glucose syrup is calculated in similar capacity batch and continuous sterilization equipment. Batch and continuous sterilizations energy and utility requirements are compared. Based on calculation on applied part, comparison between batch and continuous systems costs and strengths and weaknesses is done.