Ziel der Pasteurisation
Abtötung pathogene und vegetative Mikroorganismen unter Anwendung feuchter und trockener Wärme
Def Sterilisation
Abtötung aller Keime einschl. hitzeresistenter Bakteriensporen unter Anwendung feuchte und trockene Wärme
Def feuchte Wärme
bei normalem Luftdruck 121,1 °C
Def trockene Wärme
160- 180 °C
Ist feuchte oder trockene Wärme effektiver?
feucht
Wie kann die Veränderung eines Parameters über die Zeit beschrieben werden? 2
-formalkinetisch -Zuordnung Reaktionsordnung
Maß für zeitlichen Ablauf Reaktion Def Formel
Reaktionsgeschwindigkeit v = - dc/ dt
Reaktionsgeschwindigkeit
konstant?
Faktoren 4
nein abhängig von Temperatur, Katalysatoren, reagierende Stoffe, Zeit
Wonach wird in Reaktionsordnungen eingeteilt?
nach Zahl reagierender Stoffe und deren Konzentrationen
Reaktion nullter Ordnung
-Formel
-Merkmal
-Anwendung
k = -dc/dt -unabhängig von Konzentration Reaktionspartnern -Beschreibung hinreichend kleiner Mengen
Reaktion erster Ordnung
-Formel
-3 Anwendungsbereiche
-d ca (t) /dt = k * ca (t) Anwendung: -Zerfallsprozesse -MO-Abtötung -Enzymaktivierung
ca (t)
Konzentration Stoff A c0 * e ^-kt
Reaktionen zweiter Ordnung
-Eigenschaft
-Anwendung
-Bedeutung k
-Formel
-proportional zum Produkt zweier Konzentrationen -chemische Umsetzungen -kn: Geschwindigkeitskonstante beide Reaktionspartner, abh Temp -dc (t) / dt = k * ca (t) * cb (t)
Bestimmung Arrhenius-Gleichung aus Aktivierungsenergie
ln k = -E /R * 1/T + ln ko => y = m*x + b
Zahl der Mikroorganismen in Abhängigkeit von Behandlungszeit
N (t) = No * e ^-kt
logarithmischer Reduktionsfaktor
RF = log (No / N(t))
D-Wert
Def Index
abhängig von?
Zeitdauer, bei der 90 % der Mikroorganismen bei konstanter Temperatur abgetötet werden Temp als Index abhängig Temperatur und MO
D-Werte bei 100 und 121 °C im Vergleich
bei 121 °C ist der D-Wert wesentlich geringer
Berechnung D aus 1. Ordnung
D = 2,303 / k
z-Wert
Def, Formel
Temperaturerhöhung, um den gleichen Abtötungseffekt eines D-Wertes in 1/10 der Zeit zu erreichen z = (T2 - T1) / (log D1 - log D2)
Zeichne den D-Wert im Keim-Erhitzungszeit-Diagramm
siehe Skript
Wie kann D-Wert aus Reaktion 1. Ordnung berechnet werden?
Def
D = Δt =2,303 / k aus ln (N/No) = -kt in log log (N/NO) = - k / 2,303 * t
z-Wert Def
Temperaturerhöhung, die notwendig ist, um den gleichen Abtötungseffekt eines D--Wertes in 1/10 der Zeit zu erreichen => Zusammenhang Temperatur und Abtötungszeit
Formel z-Wert
z = T2 - T1 / (log D1 - log D2)
z-Wert Skizze
siehe Skript
Q10 Wert
gibt an, um wieviel schneller eine Reaktion bei einer 10 K höherer Temperatur abläuft
Q10 Formel
Q10 = k (T+10) / kT bzw. log Q = E / (0,23 * R * T2)
Gesamttötungseffekt Def
bei einer bestimmten Temperatur auf D-Wert durch Integration
Gesamtabtötungseffekt Formel und Skizze
log ( No / Nn) = ∫1/ D dt
L-Wert Def
der bei schlagartiger Erhitzung auf eine Temperatur nach 1 min erreichten Bruchteil des Effektes, der nach einnimmt im Vergleich zu 121,1 °C
L-Wert Formel
L = 10 ^((T-121,1) /z)
Problem beim L-Wert
-gilt nur für definierte Temperatur -Produkt wird aber aufgeheizt, gehalten und abgekühlt
Konsequenz aus Problem L-Wert
zu unterschiedlichen Zeiten und Temp unterschiedlicher L-Wert
F-Wert Def Berücksichtigung
gibt an, wieviele Minuten ein Produkt bei 250 °C (121,1) gehalten werden müssen, um den selben Effekt wie gesamten Sterilisationsvorgang zu erreichen Berücksichtigung Aufwärmen und Abkühlen
F-Wert Formel
Berechnung
F =∫ L(t) dt = ∫ 10 ^( T - 121,1 / z) dt bzw. F = D121,1 (logNo - logN)
F-Wert Bedeutung für Vorgänge gleicher Wirkung
Dauerhitzung 30 min 60 °C Hocherhitzung 1-4s 90 °C ...
C-Wert Def
Bezug
Kochschädigung Äquivalenzwert zum F-Wert für abiotische Veränderungen Bezugstemp 100 °C
Was kann man mit Kenngrößen und Zusammenhängen zur Pasteurisation und Sterilisation beantworten?
wie kann man bei minimaler Kochschädigung eine ausreichende Keimabtötung erzielen?
