Der Teufel steckt im Detail!

"... Du Karin, der Agar ist schon wieder so dunkel. Kannst du mir mal verraten, woher das kommt?.."
Ist dies in Ihrem Labor auch so eine allseits bekannte Floskel? In der Münchner Firma H+P Labortechnik AG hat man diese Problemfälle schon vor vielen Jahren analysiert. Mit modernster Technik ist man dem Problem auf den Grund gegangen und hat zielgerichtet Lösungen entwickelt.

Doch zuerst einmal zurück zum Vorspiel unseres kleinen Disputs. Hauptbestandteile der Agarlösung sind Zucker. Werden diese während der Sterilisation mit Dampf zu heiß, karamellisiert der Zucker und die Agarlösung verfärbt sich dunkel. Häufig ist die so behandelte Agarlösung für die nachfolgende Versuchsreihe bereits unbrauchbar.

Bis vor 15 Jahren war es durchaus üblich, den Sterilisationsprozess mittels Schaltmanometer zu steuern. Man machte sich dabei zu nutze, dass der Sattdampfdruck in einer direkten Relation zur Temperatur des Dampfes steht. Die mechanische Ungenauigkeit einer solchen Steuerung machte allen zu schaffen.Inzwischen ist die Mess- und Regeltechnik dank der Mikroelektronik deutlich vorangeschritten. Hochgenaue Temperaturmessung ist heute eher der Standard. Dies um so mehr, wenn es um Geräte in Wissenschaft und Forschung oder der Qualitätssicherung geht. Eine Reihe von Normen hält diese Standards fest und bildet so die Grundlage auf gegenseitige Verlässlichkeit im Umgang mit Materialien unterschiedlicher Hersteller.

Für den hier betrachteten Fall kommen die Normen für Dampfsterilisation im Labor DIN 58951 oder Dampfsterilisation im Pharmabereich DIN 58950 zum tragen. Diese Normen beinhalten sehr detaillierte Festlegungen, wie die Sterilisatoren für unterschiedliche Einsatzzwecke zu bauen und auszurüsten sind und wie die Sterilisationsverfahren definiert sind. Der Hersteller des Agars hat so die Möglichkeit, sein Produkt auf die gängigen Verfahren und definierte Grenzwerte abzustimmen. Eine Vorbereitung der Agarlösung oder Bouillon nach Herstellerangaben unter Normbedingungen gewährleistet somit die Qualität des Materials und eine korrekte Aussage über die untersuchte Probe.
Was aber, wenn sich die Hersteller des verwendeten Werkzeugs nicht an die Normen halten?

Eine Problematik haben wir eingangs schon erwähnt. Die Ursache: unzulässige Temperaturüberhöhung zum Beispiel durch die sogenannte Druck-Temperatur-Regelung. Hier soll ein technisch wichtig klingendes Wort die Systemschwäche elegant verbergen. Gemeint ist, dass das betreffende Gerät über keine normkonforme Temperaturregelung verfügt. Weil die hier
aus Kostengründen verwendete Elektronik nur einen einzigen Temperaturfühler auswerten kann, dieser aber zur Erfassung der Medientemperatur dienen soll, verzichtet man auf den von der Norm geforderten Fühler im Strömungskanal. Dies ist normalerweise die kälteste Stelle in der Kammer (außerhalb der Medien). Hat dieser Fühler die Solltemperatur erreicht, sollte in der Kammer die Temperatur nicht höher als 4°C über der Solltemperatur liegen. Dies sollte bis zum Ende der Sterilisation so bleiben. Fehlt nun dieser Fühler, gibt es praktisch keine Information über die Temperatur des Dampfes in der Kammer. Mit der Druck-Temperatur-Regelung versucht man nun, über einen Drucksensor die Temperatur nach oben zu begrenzen und die fehlende Temperaturinformation zu ersetzen. Geht man von einer Sattdampfatmosphäre aus, ist dieses Verfahren prinzipiell erst einmal machbar. Hält man sich aber vor Augen, dass die Druckerfassung mit einer Elektronik aus dem Lowcostsektor und zudem einem schlecht temperaturkompensierten Billig-Drucksensor nicht gerade genau ist, kann man sich das Resultat bereits denken. So zeigt dann die Realität auch, dass unter normalen Bedingungen eine Temperaturüberhöhung von 7°C über der Solltemperatur eher die Regel als die Ausnahme ist. Damit liegt die Dampftemperatur 3°C über der zulässigen Grenze von 4°C über Solltemperatur. Was das für temperaturkritische Nährmedien bedeutet, muss hier nicht explizit ausgeführt werden. Was die fehlende Temperaturinformation an der kältesten Stelle in der Kammer für die ebenso unzulässige Unterschreitung der Solltemperatur während der Haltezeit bedeutet, soll hier auch nicht weiter beleuchtet werden.
Wie man sieht, muss man bei Fehlern in der Qualitätssicherung nicht immer nur nach Schuldigen suchen, sondern manchmal auch die Frage stellen, ob wir mit den richtigen Werkzeugen arbeiten.