Technical Note PE / FO Anwendungshinweis

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Technical Note PE / FO
Anwendungshinweis Pasteurisierungseinheit
(PE) und Sterilisationseinheit (FO)
Stand: 22.11.2013
Copyright by Wachendorff Prozesstechnik GmbH & Co. KG, Industriestraße 7, D-65366 Geisenheim, Tel.: +49-6722/9965-20, Fax: -78.
Alle Angaben ohne Gewähr, Irrtümer und Änderungen vorbehalten.
Bedienungsanleitung
Pasteurisierungseinheit (PE) und Sterilisationseinheit (F0)
z.B. bei





DCMT100FP
DCMT1000S
DCMHIT15x
DCMHIT25x
DCMHIT14x
Einführung
Bakterien können bemerkenswert nützlich sein. Sie werden in der Produktion von Käse,
Essiggurken, Joghurt, Wein und Bier verwendet und zur Produktion von Vitamin K in unserem
Körper benötigt.
Nahrungsmittelanwendung - Pasteurisation
In Nahrungsmittelanwendungen ist die Gesamtbeseitigung von Bakterien wünschenswert, aber
nicht praktikabel oder notwendig.
Die Absicht ist, genug von ihnen zu zerstören, um sichereres Essen mit verlängerter Haltbarkeit zu
erhalten, ohne dabei den Geschmack des Produktes nachteilig zu verändern.
Die allgemein verwendete Methode, Essen zu erhitzen um potenziell krankmachende Bakterien zu
töten, ist als Pasteurisierung (genannt nach dem Erfinder der Methode, Louis Pasteur) bekannt.
Der verwendete Name um den Betrag der Pasteurisierung zu messen, ist „Pasteurisierungseinheiten“.
Eine Pasteurisierungseinheit (PE, engl. Pasteurization Unit = PU) ist definiert als eine 1 minütige
Erhitzung bei 60 °C. Die Anzahl der auf ein Nahrungsmittelprodukt angewandten
Pasteurisierungseinheiten hängt stark vom Produkt, den spezifischen Bakterien, seiner Verpackung
und der voraussichtlichen Haltbarkeit, sowie seinem Gebrauch ab.
Die Formel, um Pasteurisierungseinheiten mit Wachendorff Datenloggern zu berechnen, verlangt
die Einstellung mehrerer Variablen:
Zeitbasis (Zeitref):
1 Minute________________________________________________
Aufzeichnungsrate:
einstellbar durch den Benutzer_______________________________
Referenztemperatur:
60 °C___________________________________________________
Minimale Temperatur:
50 °C (Unter dieser Temperatur wird kein Beitrag zur Pasteu________________________risierungseinheit geleistet.)_________________________________
Z-Wert:
7 °C (Temperaturänderung, die erforderlich ist um Bakterien um einen
Faktor 10 zu reduzieren.)
Die Berechnung der PE erfolgt durch Aufsummieren der minütlich erreichten PE-Werte während
der Pasteurisation nach folgender Gleichung:

Zeit
PE    L(T ) 
Zeitref




mit
L(T )  10
L(T) = 0
(T Tempref )
Z
für T> Tmin
für T< Tmin
Tmin = 50 °C
T = gegenwärtige Temperatur in °C
Tempref = 60 °C
 Zeit = Zeit zwischen den Messungen in Minuten
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Bedienungsanleitung
Zeitref = 1 Minute
Die PE-Gleichung sagt im Wesentlichen: Zählen Sie alle Temperaturproben (T) an oder über 50 °C
(Tmin) zusammen. Sie sind logarithmisch im Vergleich zu einer Bezugstemperatur (Tempref) und
geteilt durch eine Temperaturänderung (Z), das verringert die Bakterienbevölkerung um einen
Faktor zehn. Der Wert bei der Verwendung von Pasteurisierungseinheiten dient dazu, in
vergleichbaren Prozessabläufen geringe Schwankungen zur erkennen. Zum Beispiel, wenn bei
einem Prozess zur Pasteurisierung von Milch eine Temperatur von 63 °C über 30 Minuten verlangt
wird, kann der PE-Wert für den Prozess berechnet werden. Wenn der echte Prozess läuft, welcher
Schwankungen in Temperatur und Zeit unterliegt, können die Daten in der Wachendorff Software
leicht analysiert werden, um Ihre gemessenen PE-Werte mit den Vorgaben zu vergleichen.
Leider, wie alle Modelle, haben Pasteurisierungseinheiten ihre Grenzen. Eine PE Berechnung ist
eine Gütezahl und muss für den Wunsch verantwortlich sein, nicht nur Bakterien, sondern auch
Enzyme zu dezimieren (die einen unterschiedlichen Z Faktor haben).
Im obigen Abschnitt wird darauf hingewiesen, dass das Vergleichen der Pasteurisationseinheit für
einen ähnlichen Prozess Sinn macht, aber nicht notwendigerweise richtig ist, um die PE bei 63 °C
für einen 30-minutigen Prozess, mit der bei 72 °C für einen Prozess von 16 Sekunden zu
vergleichen. Jedoch kann man allgemein behaupten, wenn Sie bei Ihrem Prozess 10 PE erreichen
wollen und sie danach eine Anhebung der Temperatur um einen Z-Faktor (hier gilt: Erhöhung der
Temperatur um 7°C) für dieselbe Zeitdauer durchführen, bei Ihrem Prozess ein Wert von 100 PE
erreicht wird. Theoretisch werden hierbei zehnmal so viele Bakterien wie im vorigen Prozess
zerstört.
Bemerkung zu Pasteurisierungseinheiten: Die PE ist nur eine theoretische Berechnung. Um den
tatsächlichen Betrag der Zerstörung von Bakterien und Enzymen festzustellen, ist die Entnahme
einer Probe des zu pasteurisierenden Produkts vor und nach der Pasteurisation zwingend
erforderlich.
Beispiel 1: Heizen für 1 Minute bei 60 °C führt zu einem Sterilisierungswert von:
L(T )  10
( 60 C  60C )
7 C
=1
daraus folgt
 1Min.  = 1
PE   1 

 1Min. 
Beispiel 2: Heizen für 7 Minuten bei 60 °C führt zu einem Sterilisierungswert von:
L(T )  10
( 60C  60C )
7 C
=1
daraus folgt
 7 Min.  = 7
PE   1 

 1Min. 
Beispiel 3: Heizen für 1 Minute bei 67 °C führt zu einem Sterilisierungswert von:
L(T )  10
( 67C  60C )
7 C
= 10
daraus folgt
1Min. 

PE   10 
 = 10
1Min. 

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Medizinische/Pharmazeutische Anwendungen – Sterilisation (F0)
In der medizinischen und pharmazeutischen Welt, müssen medizinische Geräte von Bakterien
Viren und Sporen befreit werden. Diese unterliegen keiner Geschmacksbeeinträchtigung. Die
Absicht ist, die Bakterien, Sporen oder sonstiges zu beseitigen, welche Infektionen und
Krankheiten verursachen können.
Eine Sterilisationseinheit (F0) wird als einminütige Erhitzung bei 121.111 °C definiert.
Die Menge von auf medizinische/pharmazeutische Produkte angewandtem F0 ist von der
gewünschten Thermalzerstörung der in "Log-Zyklen ausgedrückten Kleinstlebewesens" abhängig.
Ein Log-Zyklus wird als die Zeit und Temperatur definiert, die erforderlich ist, um 90 % der
Kleinstlebewesen zu töten und wird mit "D" (Dezimalreduktionszeit) bezeichnet. Zusätzliche "D"
Zyklen würden immer mehr Kleinstlebewesen logarithmisch töten.
Zum Beispiel würde durch das Erhitzen für die Dauer D2 die Wahrscheinlichkeit, dass die
Kleinstlebewesen abgetötet sind 99 % betragen. Für 5D steigt die Wahrscheinlichkeit auf 99,999%.
Die Berechnung der Sterilisationseinheit F0 erfolgt durch Aufsummieren der minütlich erreichten
Sterilisationseinheiten während der Sterilisation nach folgender Gleichung:
Zeitbasis (Zeitref):
1 Minute________________________________________________
Aufzeichnungsrate:
einstellbar durch den Benutzer_______________________________
Referenztemperatur:
121,111 °C______________________________________________
Minimale Temperatur:
100 °C (Unter dieser Temperatur wird kein Beitrag zur Sterilisations________________________einheit geleistet.)_________________________________________
Z-Wert:
10 °C (Temperaturänderung, die erforderlich ist, Bakterien um einen
Faktor 10 zu reduzieren.)

Zeit
F0    L(T ) 
Zeitref




mit
L(T )  10
(T Tempref )
Z
für T> Tmin
L(T) = 0
für T< Tmin
Beispiel 1:
Heizen für 1 Minute bei 121,1 °C führt zu einem Sterilisierungswert von:
L(T )  10
(121,1 C 121,1C )
10 C
=1
daraus folgt
 1Min. 
F0   1 
 =1
 1Min. 
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Beispiel 2:
Heizen für 10 Minuten bei 121,1 °C führt zu einem Sterilisierungswert von:
L(T )  10
(121,1 C 121,1C )
10 C
=1
daraus folgt
 10Min. 
F0   1 
 = 10
 1Min. 
Beispiel 3:
Heizen für 1 Minute bei 131,1 °C führt zu einem Sterilisierungswert von:
L(T )  10
(131,1 C 121,1C )
10 C
= 10
daraus folgt
1Min. 

F0   10 
 = 10
1Min. 

Praktisches Beispiel zur PE
Nehmen wir an, dass wir zum Beispiel die Pasteurisationseinheiten eines gegebenen Prozesses
messen müssen. Beginnen Sie mit Milch bei Raumtemperatur und führen Sie diese durch einen
Pasteurisierungsprozess. Die Milch wird zwei Minuten auf 67 °C erhitzt und dann auf
Raumtemperatur abgekühlt. Wie vielen Pasteurisierungseinheiten wird die Milch unterworfen sein?
Der DCMT100FP ist auf eine Aufzeichnungsrate von 2 Sekunden eingestellt. Er wurde dann in den
Pasteurisationsprozess integriert. Am Ende des Prozesses werden die Daten ausgelesen und sind
im unten abgebildeten Graphen dargestellt.
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Bedienungsanleitung
Das Pasteurisationseinheiten Set-up: (Menü: Ansehen, Präferenzen…, Reiter Berechnungen)
Hier können die Standardeinstellungen (wie minimale Temperatur, Bezugstemperatur, Log
Steigung) geändert werden, um sie Ihren Prozess-Bedürfnissen anzupassen. Die Standardwerte
werden jedoch als Vergleichswerte in der Industrie betrachtet.
Um die Einstellungen zu überprüfen, klicken Sie auf den Reiter „Zusammenfassung“, im Fenster
„Zusammenfassung“ können Sie jetzt den berechneten Wert für die Pasteurisationseinheiten
sehen.
In diesem Beispiel wurde der Prozess mit 8,23 PE durchgeführt. Mit diesem Wachendorff
Werkzeug wird Ihnen die Beziehung zwischen der Prozess-Temperatur und der Zeitdauer
verdeutlicht, und dieses ohne sich mit Tabellenblättern oder Formeln auseinandersetzen zu
müssen.
Die im Reiter „Zusammenfassung“ gezeigten Daten fassen die im Reiter „Graph“ gezeigten Daten
zusammen. Wenn Sie innerhalb des Graphen einen Ausschnitt betrachten, wird auch nur dieser im
Reiter „Zusammenfassung“ berücksichtigt, und zwar der Ausschnitt zwischen der gewählten
Anfangs- und Endzeit. Dies ist nützlich um die verschiedenen Phasen des Prozesses
kennenzulernen und deren Beitrag zur Berechnung der Pasteurisationseinheiten.
Die Wachendorff Temperatur Datenlogger verbunden mit der leistungsstarken Software,
ermöglichen es Ihnen den Pasteurisations- und Sterilisationsprozess bequem zu messen und
befähigt Sie Veränderungen gründlich zu erfassen.
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Weitere Informationen
Weitere Informationen und Hilfestellungen finden Sie auf der Homepage von Wachendorff GmbH &
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Unsere Anwendungsberatung und Support erreichen Sie unter:
Tel:
+49 (0) 6722 / 9965-544
Email: [email protected]
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