Inaktivieren/Sterilisieren  (4-6) Flashcards Preview

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Flashcards in Inaktivieren/Sterilisieren  (4-6) Deck (36):
1

Wann ist ein Produkt steril? Geben Sie Beispiele. 

g

2

Definieren Sie die Begriffe Pasteurisieren und Sterilisieren? 

g

3

Was versteht man unter praktischer Sterilität? 

g

4

Warum müssen Ananasdosen trotz einer Haltbarkeit von mehreren Jahren ohne Kühlung 
nicht sterilisiert werden? 

g

5

Unter welchen Umständen kann auf ein Inaktivierungsverfahren in der Produktion von halt‐
baren Lebensmitteln verzichtet werden? 

g

6

Ihr Produkt wird am Ende der Produktionskette thermisch unter drastischen Bedingungen 
(hohe Temperaturen, lange Zeiten) sterilisiert. Können Sie in diesem Fall die Anforderungen 
an die mikrobiologische Qualität der Rohstoffe lockern? Begründen Sie Ihre Antwort. 

g

7

Welche Parameter beeinflussen die Vermehrung von Mikroorganismen in Lebensmitteln? 

g

8

Sie produzieren H‐Milch. Die angelieferte Rohmilch hat eine Anfangsbelastung von 101 kriti‐
schen Mikroorganismen pro ml. Es ist Hochsommer und die Kühlanlage Ihres Anlieferungssi‐
los ist leider ausgefallen. Was bedeutet das für Sie? Argumentieren Sie über die erwartete 
Keimbelastung Ihrer Milch. Berechnen Sie dazu die Anfangskeimbelastung nach 2 h im Silo 
bei 30 °C. Gehen Sie dazu von einer Generationszeit von 25 min aus. 

g

9

ie vermarkten Kondensmilch und Fisch nach Ruanda und müssen davon ausgehen, dass ei‐
nige Ihrer Kunden keine Kühlmöglichkeiten haben. Welche Möglichkeit gibt es, für eine aus‐
reichende Haltbarkeit zu sorgen? Argumentieren Sie über die Wasseraktivität und legen Sie 
Lösungsmöglichkeiten vor, bei denen Sie einen weiteren Inhaltsstoff zugeben dürfen. Wählen 
Sie einen hierzu geeigneten Zusatzstoff aus und begründen Ihre Wahl. Berechnen Sie, wie 
viel (Masse‐%) Sie davon den beiden Produkten zugeben müssen. Geben Sie sich hierfür ei‐
nen sinnvollen Wert für die gewünschte Wasseraktivität vor. 

g

10

Warum wird Bier nur pasteurisiert? 

g

11

Was sind Richtwerte? Was sind Warnwerte? Was bedeutet ein Überschreiten dieser Werte? 
Für welche Familien an Mikroorganismen existieren Richt‐ und Warnwerte? Für welche Be‐
völkerungsgruppen werden geringere Richt‐ und Warnwerte gefordert und warum? Um wel‐
che Größenordnung sind Warnwerte normalerweise höher als Richtwerte? 

g

12

Was passiert in Mikroorganismen bei einer Erhöhung der Temperatur? Beschreiben Sie die 
Wirkungskette, die zu einer Inaktivierung von Mikroorganismen führen kann.  

d

13

Definieren Sie folgende Kenngrößen der thermischen Inaktivierung:  
o Survival rate S  o Sterilkriterium n  o Dezimale Reduktionszeit D  o z‐Wert  o F‐Wert 

d

14

Nach welcher Kinetik wird die Inaktivierung von Mikroorganismen meistens beschrieben? 
Geben Sie die prinzipielle Reaktionsgleichung und die Ordnung der Reaktion an. Berechnen 
Sie aus der Reaktionsordnung die Überlebensrate als Funktion der Zeit.  

d

15

Welche Parameter beeinflussen die Überlebensrate bei fester Hitzebehandlungszeit? (Nen‐
nen Sie mind. 3 Einflussparameter). 

d

16

Zeichnen Sie den qualitativen Verlauf der Inaktivierung in einem Diagramm. Beschriften Sie 
die Achsen und geben Sie für den y‐Achsenabschnitt der eingezeichneten Kurve einen Zah‐
lenwert an. Zeigen Sie anhand der Kurve, wie man die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante 
oder den D‐Wert aus der Kurve ermitteln kann.  

d

17

Welche Werte nimmt der z‐Wert für die Inaktivierung von Mikroorganismen üblicherweise 
an? Was bedeutet das für eine Temperaturerhöhung um 10 K? 

d

18

Vergleichen Sie die Temperaturabhängigkeit der Mikroorganismen‐Inaktivierung mit der 
Temperaturabhängigkeit von chemischen Reaktionen. Wie kann man das zur Verbesserung 
der Qualität von sterilisierten oder pasteurisierten Produkten nutzen? Nutzen Sie für Ihre Er‐
klärung ein Diagramm, in dem Sie den Verlauf beider Reaktionen einzeichnen und ein günsti‐
ges Prozessfenster kennzeichnen. Wie wird dieses Prozessfenster genannt? 

d

19

Produkte, die in einem Autoklaven sterilisiert werden, erfahren ein Temperaturprofil. Zei‐
chen Sie dieses qualitativ in einem Diagramm auf und kennzeichnen Sie die Aufheiz‐, Heiß‐
halte‐ und Abkühlphase. Schraffieren Sie den Bereich der Kurve, der den Inaktivierungserfolg 
kennzeichnet. Dürfen Aufheiz‐ und Abkühlphase vernachlässigt werden? 

d

20

Geben Sie eine grundlegende Formel an, mit der man den Wärmestrom von einer heißen 
Wand auf ein flüssiges Medium berechnen kann. Erklären Sie alle verwendeten Formelzei‐
chen und geben Sie die Einheiten an. Wie kann man den Wärmestrom vergrößern und damit 
kürzere Aufheiz‐ und Abkühlzeiten bekommen? 

d

21

Welche beiden grundlegenden Strömungsbedingungen können sich beim Durchströmen ei‐
nes Rohrs einstellen? Geben Sie für diese 3 charakteristische Merkmale den Einfluss des strö‐
menden Mediums auf die Inaktivierung von Mikroorganismen an. Mit welcher Kennzahl kann 
man abschätzen, welches Strömungsart vorliegt? Geben Sie für diese Kennzahl die Berech‐
nungsgleichung an und erklären Sie die Formelzeichen.  

d

22

Zeichnen Sie die qualitativen Verläufe der Strömungsgeschwindigkeit, der Temperatur und 
der Verweilzeit für die beiden grundlegenden Strömungsarten auf. Welche Strömung würden 
Sie bevorzugen? Begründen Sie Ihre Wahl? 

d

23

In der Realität findet man Inaktivierungskinetiken mit unterschiedlichem Verlauf zu Inaktivie‐
rung nach 1. Ordnung. Zeichnen Sie in einem Diagramm qualitativ 4 Typen von Inaktivie‐
rungskinetiken ein. Nennen Sie mindestens drei mögliche Einflussparameter, die den Verlauf 
einer Inaktivierungskinetik beeinflussen? Schildern Sie anhand zweier ausgewählter Kurven‐
verläufe qualitativ, was passieren würde, wenn man den falschen Kurvenverlauf ansetzen 
würde, um den Inaktivierungsprozess auszulegen. 

d

24

Unter welchen Bedingungen setzt man einen batchweise arbeitenden Autoklav typischer‐
weise ein, unter welchen einen kontinuierlich arbeitenden? Nennen Sie jeweils dazu ein Bei‐
spielprodukt und erklären Sie Ihre Wahl mit ein paar Stichworten. 

d

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.

d

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. 

d

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. 

d

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. 

d

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. 

d

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. 

d

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.  

d

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. 

d

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? 

d

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?

d

35

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

d

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? 

d