Entwicklung eines H2O2-Messverfahrens für die Überwachung der mikrobioziden Wirksamkeit bei der Sterilisation aseptischer Verpackungen

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Messsystem zur Bestimmung der H2O2-Konzentration in der Gasphase entwickelt. Hierfür wurden Untersuchungen mit handelsüblichen Gassensoren sowie mit eigens entwickelten Sensoren auf der Basis eines kalorimetrischen Wirkprinzip durchgeführt. Zur Realisierung der Untersuchungen wurde ein Versuchsstand aufgebaut und charakterisiert, mit welchem die Betriebszustände während der Sterilisation in aseptischen Verpackungsanlagen nachempfunden werden können. In den Versuchsstand wurden Aufbauten integriert, um Versuche mit den verschiedenen handelsüblichen Gassensoren, mit katalytisch aktiven Materialien sowie mit mikrobiologischen Proben zur Bestimmung der mikrobioziden Wirksamkeit (Keimreduktionszahl) durchzuführen. Weiterhin wurde der Zerfall von H2O2 bei verschiedenen Konzentrationen und Temperaturen numerisch simuliert. Es konnte gezeigt werden, dass die handelsüblichen Sensoren eine Abhängigkeit von der H2O2-Konzentration im Gas aufweisen, aber gleichzeitig Querempfindlichkeiten gegenüber dem Wassergehalt und der Temperatur im Gas besitzen. Ebenso konnte eine Korrelation der Sensorsignale mit den Keimreduktionszahlen hergestellt werden, welche aber durch die selben Querempfindlichkeiten begrenzt ist. Zur Entwicklung eines kalorimetrischen Gassensors wurden verschiedene katalytisch passive sowie aktive Materialien hinsichtlich der Sensitivität für H2O2 untersucht. Mit den besten Materialien wurden unter Verwendung verschiedener Temperaturtransducer Sensorkonzepte erstellt und im Gasstrom vermessen. Es konnte ein Gassensor mit einer hohen Sensitivität gegenüber H2O2 mit einer geringen Querempfindlichkeit gegenüber dem Wassergehalt und der Gastemperatur entwickelt werden