Inaktivieren/Sterilisieren (4-6)

Question 1

WannisteinProduktsteril?GebenSieBeispiele.

Answer 1

g

Question 2

DefinierenSiedieBegriffePasteurisierenundSterilisieren?

Answer 2

g

Question 3

WasverstehtmanunterpraktischerSterilität?

Answer 3

g

Question 4

WarummüssenAnanasdosentrotzeinerHaltbarkeitvonmehrerenJahrenohneKühlung
nichtsterilisiertwerden?

Answer 4

g

Question 5

UnterwelchenUmständenkannaufeinInaktivierungsverfahreninderProduktionvonhalt‐
barenLebensmittelnverzichtetwerden?

Answer 5

g

Question 6

IhrProduktwirdamEndederProduktionskettethermischunterdrastischenBedingungen
(hoheTemperaturen,langeZeiten)sterilisiert.KönnenSieindiesemFalldieAnforderungen
andiemikrobiologischeQualitätderRohstoffelockern?BegründenSieIhreAntwort.

Answer 6

g

Question 7

WelcheParameterbeeinflussendieVermehrungvonMikroorganismeninLebensmitteln?

Answer 7

g

Question 8

SieproduzierenH‐Milch.DieangelieferteRohmilchhateineAnfangsbelastungvon101kriti‐
schenMikroorganismenproml.EsistHochsommerunddieKühlanlageIhresAnlieferungssi‐
losistleiderausgefallen.WasbedeutetdasfürSie?ArgumentierenSieüberdieerwartete
KeimbelastungIhrerMilch.BerechnenSiedazudieAnfangskeimbelastungnach2himSilo
bei30°C.GehenSiedazuvoneinerGenerationszeitvon25minaus.

Answer 8

g

Question 9

ievermarktenKondensmilchundFischnachRuandaundmüssendavonausgehen,dassei‐
nigeIhrerKundenkeineKühlmöglichkeitenhaben.WelcheMöglichkeitgibtes,füreineaus‐
reichendeHaltbarkeitzusorgen?ArgumentierenSieüberdieWasseraktivitätundlegenSie
Lösungsmöglichkeitenvor,beidenenSieeinenweiterenInhaltsstoffzugebendürfen.Wählen
SieeinenhierzugeeignetenZusatzstoffausundbegründenIhreWahl.BerechnenSie,wie
viel(Masse‐%)SiedavondenbeidenProduktenzugebenmüssen.GebenSiesichhierfürei‐
nensinnvollenWertfürdiegewünschteWasseraktivitätvor.

Answer 9

g

Question 10

WarumwirdBiernurpasteurisiert?

Answer 10

g

Question 11

WassindRichtwerte?WassindWarnwerte?WasbedeuteteinÜberschreitendieserWerte?
FürwelcheFamilienanMikroorganismenexistierenRicht‐undWarnwerte?FürwelcheBe‐
völkerungsgruppenwerdengeringereRicht‐undWarnwertegefordertundwarum?Umwel‐
cheGrößenordnungsindWarnwertenormalerweisehöheralsRichtwerte?

Answer 11

g

Question 12

WaspassiertinMikroorganismenbeieinerErhöhungderTemperatur?BeschreibenSiedie
Wirkungskette,diezueinerInaktivierungvonMikroorganismenführenkann.

Answer 12

d

Question 13

DefinierenSiefolgendeKenngrößenderthermischenInaktivierung:
o SurvivalrateS o Sterilkriteriumn o DezimaleReduktionszeitD o z‐Wert o F‐Wert

Answer 13

d

Question 14

NachwelcherKinetikwirddieInaktivierungvonMikroorganismenmeistensbeschrieben?
GebenSiedieprinzipielleReaktionsgleichungunddieOrdnungderReaktionan.Berechnen
SieausderReaktionsordnungdieÜberlebensratealsFunktionderZeit.

Answer 14

d

Question 15

WelcheParameterbeeinflussendieÜberlebensratebeifesterHitzebehandlungszeit?(Nen‐
nenSiemind.3Einflussparameter).

Answer 15

d

Question 16

ZeichnenSiedenqualitativenVerlaufderInaktivierungineinemDiagramm.BeschriftenSie
dieAchsenundgebenSiefürdeny‐AchsenabschnittdereingezeichnetenKurveeinenZah‐
lenwertan.ZeigenSieanhandderKurve,wiemandieReaktionsgeschwindigkeitskonstante
oderdenD‐WertausderKurveermittelnkann.

Answer 16

d

Question 17

WelcheWertenimmtderz‐WertfürdieInaktivierungvonMikroorganismenüblicherweise
an?WasbedeutetdasfüreineTemperaturerhöhungum10K?

Answer 17

d

Question 18

VergleichenSiedieTemperaturabhängigkeitderMikroorganismen‐Inaktivierungmitder
TemperaturabhängigkeitvonchemischenReaktionen.WiekannmandaszurVerbesserung
derQualitätvonsterilisiertenoderpasteurisiertenProduktennutzen?NutzenSiefürIhreEr‐
klärungeinDiagramm,indemSiedenVerlaufbeiderReaktioneneinzeichnenundeingünsti‐
gesProzessfensterkennzeichnen.WiewirddiesesProzessfenstergenannt?

Answer 18

d

Question 19

Produkte,dieineinemAutoklavensterilisiertwerden,erfahreneinTemperaturprofil.Zei‐
chenSiediesesqualitativineinemDiagrammaufundkennzeichnenSiedieAufheiz‐,Heiß‐
halte‐undAbkühlphase.SchraffierenSiedenBereichderKurve,derdenInaktivierungserfolg
kennzeichnet.DürfenAufheiz‐undAbkühlphasevernachlässigtwerden?

Answer 19

d

Question 20

GebenSieeinegrundlegendeFormelan,mitdermandenWärmestromvoneinerheißen
WandaufeinflüssigesMediumberechnenkann.ErklärenSiealleverwendetenFormelzei‐
chenundgebenSiedieEinheitenan.WiekannmandenWärmestromvergrößernunddamit
kürzereAufheiz‐undAbkühlzeitenbekommen?

Answer 20

d

Question 21

WelchebeidengrundlegendenStrömungsbedingungenkönnensichbeimDurchströmenei‐
nesRohrseinstellen?GebenSiefürdiese3charakteristischeMerkmaledenEinflussdesströ‐
mendenMediumsaufdieInaktivierungvonMikroorganismenan.MitwelcherKennzahlkann
manabschätzen,welchesStrömungsartvorliegt?GebenSiefürdieseKennzahldieBerech‐
nungsgleichunganunderklärenSiedieFormelzeichen.

Answer 21

d

Question 22

ZeichnenSiediequalitativenVerläufederStrömungsgeschwindigkeit,derTemperaturund
derVerweilzeitfürdiebeidengrundlegendenStrömungsartenauf.WelcheStrömungwürden
Siebevorzugen?BegründenSieIhreWahl?

Answer 22

d

Question 23

InderRealitätfindetmanInaktivierungskinetikenmitunterschiedlichemVerlaufzuInaktivie‐
rungnach1.Ordnung.ZeichnenSieineinemDiagrammqualitativ4TypenvonInaktivie‐
rungskinetikenein.NennenSiemindestensdreimöglicheEinflussparameter,diedenVerlauf
einerInaktivierungskinetikbeeinflussen?SchildernSieanhandzweierausgewählterKurven‐
verläufequalitativ,waspassierenwürde,wennmandenfalschenKurvenverlaufansetzen
würde,umdenInaktivierungsprozessauszulegen.

Answer 23

d

Question 24

UnterwelchenBedingungensetztmaneinenbatchweisearbeitendenAutoklavtypischer‐
weiseein,unterwelcheneinenkontinuierlicharbeitenden?NennenSiejeweilsdazueinBei‐
spielproduktunderklärenSieIhreWahlmiteinpaarStichworten.

Answer 24

d

Question 25

Sie haben für Ihren Autoklav als Heizmedium Flammen, Heißluft, Heißwasser, überhitzten  Dampf oder Sattdampf zur Verfügung. Welches Medium wählen Sie? Begründen Sie Ihre  Wahl und nennen Sie für die Alternativen jeweils mind. 1 Nachteil.

Answer 25

d

Question 26

Welche Verpackungsmaterialien eignen sich prinzipiell zum Autoklavieren? Was muss bei der  Wahl des Verpackungsmaterials beachtet werden? Nennen Sie das Verpackungsmaterial, das  Sie für ein Bionadegetränk bevorzugen würden und geben Sie hierfür 3 Gründe an. 

Answer 26

d

Question 27

Sie möchten ein Fruchtpüree in einer Dose sterilisieren. Zeichnen Sie für eine zylindrische Do‐ senform das Temperaturprofil T = (r, z) im Produkt zu verschiedenen Zeiten t als Funktion der  (zylindrischen) Raumkoordinaten Radius r, Höhe z. Beginnen Sie dafür mit der Zeit t = 0 s (di‐ rekt nach dem Schließen das Autoklav) und enden mit der Zeit, die für den vollen Tempera‐ turausgleich im Produkt benötigt wird. Kennzeichnen Sie für eine homogene flüssige Füllung  das thermische Zentrum des Produkts. 

Answer 27

d

Question 28

Geben Sie die Gleichung an, mit der man die Kinetik des Wärmeübergangs (Wärmestrom)  von dem Heizmedium eines Autoklavs an das Produkt in einer Dose berechnen kann und be‐ schreiben Sie die Bedeutung der einzelnen Einflussparameter. Was beeinflusst den Wider‐ stand gegen den Wärmestrom? Zeichnen Sie in einem Diagramm einen beispielhaften Tem‐ peraturverlauf vom Heizmedium in das Produkt ein und kennzeichnen Sie die einzelnen Teil‐ widerstände. Geben Sie die Formel zur Berechnung des Gesamtwiderstands an. Unter wel‐ chen Bedingungen bestimmt welcher Teilwiderstand hauptsächlich den Temperaturverlauf  im Produkt? Beschreiben Sie drei Grenzfälle mit Stichworten und anhand des dazu gehören‐ den Temperaturprofils zu einem Zeitpunkt t während des Autoklavierens. 

Answer 28

d

Question 29

Zeichnen Sie in einem Diagramm qualitativ für eine in einem Autoklav sterilisierte Dose mit  Inhalt den zeitlichen Verlauf der Temperatur des Produkts an der Oberfläche zur Dose und im  thermischen Zentrum des Produkts sowie den Verlauf der Temperatur des Heizmediums.  Warum ergeben sich Unterschiede? Wie kann man den Temperaturanstieg im thermischen  Zentrum des Produkts beschleunigen? Geben Sie hierfür 1 Möglichkeit aus der Prozessfüh‐ rung und 1 Möglichkeit aus der Wahl des Verpackungsmaterials an. 

Answer 29

d

Question 30

Bei kontinuierlich betreibbaren Autoklaven muss das verpackte Produkt in einen Druckbe‐ reich zu‐ und abgeführt werden. Welche beiden technischen Lösungen gibt es dafür? Wel‐ ches würden Sie bevorzugen? Geben Sie hierfür mind. zwei Gründe an und nennen Sie mind.  einen Nachteil dieser Lösung. 

Answer 30

d

Question 31

Ein Alternative zur Sterilisation in Verpackung stellt die getrennte Inaktivierung von Produkt  und Verpackung dar. Warum ist diese Lösung aus Sicht der Produktqualität zu bevorzugen?  Nennen Sie dafür mind. 2 Gründe, sowie den Hauptnachteil dieser Lösung.  

Answer 31

d

Question 32

Zum thermischen Inaktivieren von Mikroorganismen stehen indirekte und direkte Erhitzungs‐ verfahren zur Verfügung. Definieren Sie die Bezeichnungen „indirekt“ und „direkt“ in diesem  Zusammenhang. Geben Sie für beide Varianten in Stichworten an, wie dies technisch umge‐ setzt werden kann. 

Answer 32

d

Question 33

Welche drei Typen an technischen Apparaten stehen zum indirekten Erhitzen von flüssigen  Produkten prinzipiell zur Verfügung? Benennen Sie diese und beschreiben Sie die Funktions‐ weise für jeden Typ in Stichworten. Gerne dürfen Sie auch eine einfache Prinzipskizze ver‐ wenden. Welchen Typ würden Sie jeweils zum Sterilisieren von Milch, Smoothie oder Flüs‐ sigei auswählen? 

Answer 33

d

Question 34

Was ist der Vorteil des direkten Erhitzungsverfahrens? Betrachten Sie für Ihre Antwort die  Aspekte Produktqualität und energetische Aspekte des Verfahrens. Warum ist dieses Verfah‐ ren nicht in allen Ländern zugelassen?

Answer 34

d

Question 35

Welche Verfahren stehen zur Sterilisation von Verpackungsmaterial zur Verfügung? Geben  Sie für temperaturstabiles und temperaturinstabiles Material jeweils 2 technische Möglich‐ keiten.  

Answer 35

d

Question 36

Was versteht man unter „aseptischem Verpacken“? Welche Randbedingungen müssen ein‐ gehalten werden, um eine Rekontamination des Produkts mit Mikroorganismen zu verhin‐ dern? Wie wird das technisch sichergestellt? Wann wird ein Produkt aus einer Aseptik‐ Linie  als „steril“ bezeichnet? 

Answer 36

d