aalto1 untyped-item.component.html
The effect of UV sterilization on the microbiological deactivation in enzyme post-treatment processes
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
71
Series
Abstract
This thesis examines the potential of UV sterilization as a non-thermal method for reducing microbial contamination in enzyme production streams characterized by high turbidity and viscosity. A diverse set of test materials was treated and analyzed for reduction in microbial load and retention of enzymatic activity under controlled conditions. The study also focused on how product properties—specifically viscosity, UV transmittance, and dry matter content—influence the effectiveness of microbial inactivation.
The results demonstrate that UV-C treatment can achieve substantial microbial reduction, particularly in optically clear and low-viscosity liquids. Enzyme activity remained stable in nearly all cases, indicating compatibility with sensitive bioproducts. Statistical analysis identified UV transmittance and viscosity as the most significant predictors of treatment success, while dry matter content and UV dose played minor roles.
The study also explored process design implications and concluded that UV treatment is best implemented after solids removal but before final product formulation, where optical conditions are favourable. This study provides a basis for the implementation of UV-based sterilization in enzyme manufacturing, with recommendations for process optimization based on product properties.
Tässä opinnäytetyössä tutkitaan UV-steriloinnin soveltuvuutta mikrobiologisen kontaminaation vähentämiseksi sameissa ja viskooseissa entsyymituotantoprosessien virroissa. Tavoitteena oli selvittää, voidaanko UV-C-teknologiaa käyttää ei-termisenä mikrobien hallintakeinona siten, että entsyymituotteen laatu säilyy. Tutkimuksessa käsiteltiin useita fermentoinnista peräisin olevia materiaaleja, joilla oli vaihtelevia fysikaalisia ominaisuuksia. Näytteet analysoitiin mikrobikuorman vähenemisen ja entsyymiaktiivisuuden säilymisen osalta ennen ja jälkeen UV-käsittelyn. Lisäksi tutkimuksessa selvitettiin, miten materiaalin fysikaaliset ominaisuudet—kuten viskositeetti, UV-läpäisevyys ja kuiva-ainepitoisuus—vaikuttavat UV-käsittelyn tehokkuuteen.
Tulokset osoittavat, että UV-C kykenee merkittävään mikrobien vähentämiseen etenkin kirkkaissa ja matalaviskoosisissa materiaaleissa. Entsyymiaktiivisuus säilyi valtaosassa näytteitä lähes muuttumattomana. Tilastollinen analyysi vahvisti, että UV-läpäisevyys ja viskositeetti ovat tärkeimmät tehokkuuteen vaikuttavat tekijät, kun taas kuiva-ainepitoisuuden vaikutus jäi vähäisemmäksi. Tutkimuksen perusteella UV-sterilointi soveltuu parhaiten käytettäväksi kiintoaineiden poiston jälkeen, mutta ennen lopullista formulointia, jolloin käsiteltävän aineen optiset ominaisuudet tukevat tehokasta säteilyaltistusta. Työn tulokset tarjoavat konkreettisen pohjan UV-C-teknologian hyödyntämiselle entsyymiteollisuudessa ja syventävät ymmärrystä materiaalin ominaisuuksien vaikutuksesta säteilykäsittelyn onnistumiseen.