Nestemäisten entsyymituotteiden fysikaalinen desinfiointi

Abstract

Tässä opinnäytetyössä pyrittiin löytämään Roal Oy:n entsyymitehtaan jälkikäsittelyyn levysuodatuksen avuksi uutta teknologiaa puhdistamaan nestemäisiä entsyymituotteita mikrobeista. Kontaminoituneiden kasvatusliuoksien suodattaminen levysuodattimella on toisinaan hyvin haastavaa, joten mikrobeja tuhoavalle desinfiointimenetelmälle olisi käyttöä. Lisäksi se saattaisi mahdollistaa uusien säilöntäaineettomien tuotteiden valmistamisen.

Aluksi ajatuksena oli käsitellä näytteitä UV-C-säteilyllä, mutta sopivaa laitetoimittajaa etsiessä päädyttiin yritykseen, jolla oli UV-C-ledien lisäksi tarjolla uusi, näkyvän sinisen valon LED-teknologiaan perustuva desinfiointimenetelmä. Entsyymipuolivalmisteita alettiin käsitellä petrimaljoissa suljetuissa laatikoissa molemmilla tekniikoilla, ja testit vietiin loppuun pelkästään sinistä valoa käyttäen. Tutkimussuunnitelmaa jouduttiin muuttamaan, ja käsiteltäviä tuotteita karsimaan merkittävästi alkuperäisestä, koska haluttua tulosta eli merkittävää elävien mikrobien lukumäärän vähentämistä ei saatu aikaiseksi kummallakaan tekniikalla. Lisäksi entsyymiliuosten lämpenemisen aiheuttama haihtumien loi haasteita.

Haihtumisongelma ratkottiin rakentamalla sopiva jäähdytysalusta, jolloin laboratoriomittakaavan testit saatiin viimeisteltyä. Tuloksissa oli jonkin verran vaihtelua keskenään, mutta lopputestit vahvistivat aiemmin tehdyt päätelmät, että käytetyillä käsittelytekniikoilla ei saada tuotteita desinfioitua. Epäselväksi jäi, mikä ominaisuus käsiteltävissä tuotteissa estää mikrobien tuhoutumisen. Lisätutkimukset tulisi todennäköisesti toteuttaa suuremman mittakaavan mukaisella laitteistolla, missä entsyymiliuos virtaisi ohuena filminä, johon voisi johtaa ilmaa paremman kontaktin aikaansaamiseksi. Sinivaloteknologiaa voisi kuitenkin mahdollisesti käyttää ainakin pestyjen tuotesäiliöiden sisäpintojen desinfioimiseen ja mikrobiologisen puhtauden ylläpitoon, mutta tämä vaatisi omat tutkimuksensa sen tehosta ja taloudellisuudesta.

The aim of this thesis was to find a new technology to aid the plate & frame filter with the cleaning of liquid enzyme products of microbes for Roal Ltd’s enzyme plant’s downstream process. Filtering contaminated growth mediums with a plate & frame filter can be extremely challenging at times, so there is a need for a microbe destroying disinfection method. Furthermore, it might enable the manufacturing of new products without preservatives.

At first, the plan was to expose the samples to UV-C radiation. However, while looking for a suitable supplier, a company offering a new disinfection method based onvisible blue light LED technology in addition to the UV-C LEDs was chosen. The processing of semifinal products began in Petri dishes in closed boxes, using both techniques, and the tests were completed using only the blue light. The research plan had to be altered and the number of tested products significantly reduced as neither technique achieved the desired result, i.e. considerable reduction of microbes. In addition, the evaporation caused by the warming of the enzyme solutions created challenges.

The problem of the evaporation was solved by constructing a suitable cooling tray, which in turn enabled the finalization of the laboratory-scale tests. The results showed some variation, but final tests confirmed previously made conclusions: the processing techniques used are ineffective in disinfecting the products. It is still unclear which properties in the tested products prevented the destruction of microbes. Additional studies should likely be executed on a larger scale with equipment that enables the liquid enzymes to flow as a thin film upon which air could be conducted to achieve better contact. Nonetheless, blue light technology could possibly be utilized to disinfect the inner surface of washed containers and maintain microbiological cleanliness. However, these would require a separate study on their effectiveness and economic efficiency.