Biosenzori

Industrija hrane i pića, i farmacija

Flaširanje mirne vode

U postrojenjima za flaširanje vode, rast bakterija na površinama (biofilm) može predstavljati ozbiljnu pretnju ljudskom zdravlju, jer je ovaj mikrobiološki sloj idealno okruženje za opstanak i rast patogenih bakterija. Štaviše, biofilm može biti i do 1000 puta otporniji na sanitarne tretmane u odnosu na slobodno prisutne bakterije. Detekcija biofilma i sprečavanje mogućih bioloških kontaminacija je, dakle, od primarnog značaja.

U ovoj punionici vode, sanitarni tretman cevovoda i tankova, primenjen je u unapred definisanim vremenima i uslovima. Pre instalacije ALVIM biosistema, nije sprovedena procedura verifikacije prisustva biofilma, kako bi se proverila efikasnost standardnog tretmana.

Uzimajući u obzir da ALVIM sonda ukazuje na:

doziranje oksidacionih sredstava kroz oštar i nagli porast signala, i
rast biofilma kroz relativno sporo povećanje signala od 150 mV i više, , u odnosu na osnovnu vrednost (u ovom slučaju oko 550-600 mV, označeno na slici kao „No biofilm„),

Nakon nekoliko nedelja korišćenja ALVIM biosenzora, tehničko osoblje postrojenja je uspelo da otkrije da, u cevi u kojoj je instalirana sonda, tretman sanitacija nije radio na odgovarajući način. Počevši od 16. dana (vidi grafikon), ALVIM signal je ukazao na rast biofilma. Štaviše, kada je primenjena sanitacija (dan 23.) biosenzor nije otkrio nikakvo oksidaciono sredstvo. Tehničko osoblje je otkrilo da, zbog neispravnosti ventila, linija na kojoj je instaliran biosenzor nikada nije tretirana (vidi sliku ispod).

Procedura sanitacije je tako prilagođena, uz popravku defektnog signala, kako bi se rešio problem. Nakon ove promene (vidi grafikon, od 26. dana), ALVIM biosignal se smanjio ispod nivoa rizika i nikada više nije istakao rast biofilma. Istovremeno se može uočiti kako je, nakon rješavanja ovog problema, biosenzor otkrio primjenu sredstva za dezinfekciju (vidi dane 39-41.).

Proizvodnja osvežavajućih bezalkoholnih napitaka

Rast bakterija na površinama u kontaktu sa vodom i drugim tečnostima (fenomen obično poznat kao „biofilm“ ili „bakterijska sluz“) izaziva mnoga pitanja u proizvodnji hrane i pića. Takav bakterijski sloj je idealno okruženje za proliferaciju patogena. Štaviše, biofilm je mnogo otporniji na procese sanitacije od slobodno prisutnih bakterija, a ta otpornost se vremenom povećava.

U ovom pogonu za proizvodnju bezalkoholnih pića, Clean-In-Place (CIP) process je primenjivan po ustaljenoj matrici sanitacija. Da bi se proverila stvarna efikasnost CIP tretmana protiv biofilma, kupac je odlučio da instalira ALVIM biosenzor u liniji napojne vode postrojenja za proizvodnju pića. Sledeći podaci ilustruju najrelevantnije rezultate monitoringa biofilma koji je sproveden u ovoj fabrici.

Kao što se može videti na slici 1, ALVIM biosenzor detektuje rast biofilma oko 10 dana nakon

instalacija u pogonu za proizvodnju bezalkoholnih pića. Pošto ALVIM tehnologija detektuje rast biofilma iz vrlo rane faze (prvi sloj bakterija), planirani CIP tretman, koji je primenjen nekoliko dana nakon rasta bakterija, lako uklanja biofilm.

Slika 1: Praćenje rasta biofilma u pogonu za proizvodnju bezalkoholnih pića, pomoću ALVIM biosenzora

Nakon nekoliko nedelja, ALVIM biosenzor je ponovo detektovao rast biofilma (slika 2). Takođe, u ovom slučaju, planirani CIP tretman je primenjen nekoliko dana nakon rasta bakterija i, opet, tretman sanitacije potpuno uklanja biofilm.

Slika 2: Praćenje rasta biofilma u pogonu za proizvodnju bezalkoholnih pića, ALVIM biosenzorom (dani 97-103)

ALVIM biosenzor je pokazao da je primenjena CIP matrica pranja nije bila dovoljno blagovremena, pa je malo prilagođavanje (predviđajući tretman od 4-5 dana) sprečilo rast bakterija unutar cevovoda.

Indikacija koju pruža ALVIM biosenzor za praćenje formiranja biofilma omogućila da se proveri, on-line i u realnom vremenu, stvarna potreba za tretmanom čišćenja i efikasnost CIP-a.

Industrija proizvodnje hrane - voda za sanitaciju

Biofilm predstavlja veliku pretnju u pogonima za proizvodnju hrane, jer je ovaj mikrobiološki fenomen idealno okruženje za opstanak i rast patogenih bakterija. Štaviše, biofilm može biti i do 1000 puta otporniji na tretmane sanitacijom u odnosu na slobodno prisutne bakterije.

U ovom pogonu za proizvodnju hrane, kada je trebalo promeniti ukus proizvoda, voda je korišćena za potiskivanje proizvoda iz cevovoda i za ispiranje cevi. Voda koja se koristi za ovaj proces bila je uskladištena u zatvorenoj petlji, kontinuirano je tekla, tretirana UV svetlošću i filtrirana (do 0,2 mikrona). Nakon upotrebe, voda je ispuštena. Jednom u tri nedelje, zatvorena petlja je sanitirana hemikalijama, a filteri su sterilisani pomoću pare.

Nakon perioda korišćenja takvog sistema, osoblje za kontrolu kvaliteta primetilo je često povećanje broja bakterija u uzorcima vode uzetim iz petlje. U početku je osoblje mislilo da je to zbog oštećenja filtera i zamenili ih. To nije rešilo problem. Odlučili su da instaliraju ALVIM biosistem, kako bi proverili da li postoji rast biofilma unutar zatvorene petlje. Zahvaljujući ALVIM sistemu bilo je moguće videti da je, odmah nakon sanacije petlje, biofilm odmah počeo ponovo da raste.

To znači da su neke bakterije prošle filtere i preživele UV tretman, a zatim su kolonizovale cevovode petlje. Zaista, široko je pokazano da filtracija od 0,2 mikrona, UV i većina hemijskih tretmana ne mogu postići 100% efikasnost u uklanjanju bakterija. Istovremeno, ALVIM je pokazao da izabrana strategija čišćenja nije bila u stanju da u potpunosti ukloni biofilm iz petlje. Učestalost čišćenja je povećana, a naknadne laboratorijske analize na uzorcima vode pokazale su da je bakterijska proliferacija bila pod kontrolom. To je potvrdio i ALVIM biosenzor.