Prävention

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Prozess der Wassererzeugung und mikrobielle Kontamination

Die Prävention einer mikrobiellen Kontamination ist bei der Wassererzeugung für die pharmazeutische Industrie entscheidend. Aber wie können wir eine Kontamination dauerhaft verhindern? Indem man den Prozess versteht und somit in der Lage ist, den Beitrag des Risikos für eine mikrobielle Verunreinigung für jeden einzelnen Prozessschritt abzuschätzen. Die Auslegung der Anlage und die Wartung sind die beiden entscheidenden Aspekte. Wir müssen verstehen, woher die Keime kommen, deshalb ist es entscheidend zu wissen, wie der gesamte Wassererzeugungsprozess aufgebaut ist.

Im Annex 1 des EU-GMP-Leitfadens ist zu lesen: „... Die Sterilitätsprüfung am Endprodukt sollte nur als letzte in einer Reihe von kritischen Kontrollmaßnahmen betrachtet werden, durch die die Sterilität sichergestellt wird. Sie kann nicht verwendet werden, um die Sterilität eines Produkts sicherzustellen, das nicht den Design-, Verfahrens- oder Validierungsparametern entspricht. Die Prüfung sollte für das betreffende Produkt validiert werden...“

Der Wassererzeugungsprozess in 3 Schritten

1. Vorbehandlung des Rohwassers

2. Reinigung

3. Verteilung und Lagerung (PW oder WFI)

Für jeden Schritt muss der Beitrag zum Risiko einer mikrobiellen Kontamination ermittelt werden. Dies gilt auch für Wartungs- und Reparaturarbeiten. BWT hat seine Geräte unter Berücksichtigung aller Aspekte wie minimiertes Totvolumen, sanitisierbare Komponenten und z. B. spezielle Regenerationsverfahren für die Enthärtung zur Vermeidung von Totzonen entwickelt.

Erfahren Sie mehr über die einzelnen Schritte der Wassererzeugung und ihren Beitrag zum Risiko einer mikrobiellen Kontamination. Mit einem vertieften Verständnis der Wassererzeugung können Sie eine allumfassende CCS entwickeln. So lassen sich auch die jeweiligen Beiträge zum Risiko einer mikrobiellen Kontamination ermitteln. Dies schließt auch Wartungs- und Reparaturarbeiten ein. Die eigentliche Frage lautet also:

WOHER KOMMEN DIE KEIME?

POINT OF USE (POU)

Microorgansims can enter through poorly sanitized sampling points of use.

Tank

Microorganisms can enter through ventilation system. Vent filter is crucial for microbial contamination.

ELECTRODEIONIZATION (EDI) / ULTRAFILTRATION (UF)

The seal-free spiral design of the septron is the ideal protection against microbial contamination.

Filter

Due to the large surface, the filters (which still have high level of nutrients present) are prone to increase the microbial load.

Reverse Osmosis permeate side

A contamination only occurs here if reverse osmosis membrane is damaged.

Reverse Osmosis concentrate side

Here, high level of nutrient and minerals are present which are good growth conditions for microorganisms.

Softener

Due to its design (enormous resin surface and high level of nutrients), softeners are prone to increase the microbial load.

RAW WATER

The main source of bioburden with up to 1'000'000 microorgansims / ml

Um höchste mikrobielle Sicherheit zu gewährleisten, wird eine regelmäßige vorbeugende oder besser eine vorausschauende Wartung empfohlen.
BWT unterstützt Sie dabei.

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VORBEHANDLUNG

Verschiedene Wasserparameter beeinflussen die Wirksamkeit und Effizienz eines PW- und WFI-Erzeugungssystems. Faktoren wie Partikel, Härte, Chlorierung und andere Eigenschaften des Rohwassers müssen bei der Entwicklung einer Anlage für pharmazeutisches Wasser berücksichtigt werden.

Es gibt verschiedene Vorbehandlungsverfahren, wie z. B. Enthärtung, Filterung, Antiscalant und Bisulfit. Die Enthärtung wird im Allgemeinen im Vorbehandlungsprozess eingesetzt, um die Konzentration von Härtemineralien (wie Kalzium und Magnesium) zu reduzieren, damit die nachgeordneten Wasseraufbereitungsprozesse, insbesondere die Umkehrosmose (Reverse Osmosis, RO), effizient ablaufen können. Als Alternative kann die Antiscalant-Dosierung die Enthärtung ersetzen, indem sie die Löslichkeit kritischer Mineralien erhöht.

RISIKo

Wichtig ist die Tatsache, dass aufgrund des Designs des Enthärters oder der Filter das Niveau des Bioburden in diesem Prozessschritt offensichtlich eher zunimmt als abnimmt. Die Wachstumsbedingungen für Mikroorganismen sind angesichts des hohen Nährstoffgehalts und der großen Oberflächen des Harzes oder der Filter sehr gut.

Auch wenn der Gehalt an Mikroorganismen vor der RO-Membran nicht unbedingt einen großen Einfluss auf das Endprodukt hat, da die RO eine sehr wirksame Barriere für Bakterien darstellt, kann die mikrobielle Belastung alle weiteren Prozessschritte beeinflussen und hohe Endotoxin- oder TOC-Werte verursachen. Die einzige Möglichkeit, die mikrobielle Belastung zu bekämpfen, ist eine häufige Sanitisierung des Enthärters, kurze Regenerationsintervalle und/oder ein Filterwechsel.

BWT LÖSUNG

ELITRON

Wasseraufreinigung

Der Wasserreinigungsprozess in Kaltsystemen basiert auf drei wesentlichen Schritten:

1. Umkehrosmose

Die Umkehrosmose ist der erste Prozessschritt um gereinigtem Wasser (PW) oder Wasser für Injektionszwecke (WFI) herzustellen, der die freisetzungsrelevanten Parameter wie Leitfähigkeit, organischer Gesamtkohlenstoff (TOC) und Keimbelastung verändert. Die Umkehrosmose kann je nach Systemaufbau und Zusammensetzung des Rohwassers als Einfach- oder Doppeldurchlaufverfahren eingesetzt werden. Aufgrund des Aufbaus und der Funktionsweise der Umkehrosmoseanlage weist die Konzentrationsseite der Umkehrosmoseanlage jedoch immer eine sehr hohe Keimbelastung und Mineralienkonzentration auf. Auch wenn die Umkehrosmoseanlage eine sehr wirksame Barriere darstellt, ist sie keine 100%ige Barriere. Die Membranentgasung und die NaOH-Dosierung sind Methoden, um das CO2 loszuwerden, da es die Leitfähigkeit erhöht und die Effizienz der EDI beeinflusst.

2. Elektrodeionisation (EDI)

Die EDI wird als weiterer Aufbereitungsschritt eingesetzt. Sie ist eine Kombination aus Ionentrennung durch Anlegen eines elektrischen Feldes, Ionenaustauschharz und Membrantrennung. Die Ionen passieren unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes eine semipermeable Membran. Der SEPTRON stellt keine mechanische Barriere für Mikroorganismen dar, aber aufgrund der chemischen Bedingungen (pH-Gradient) wird die mikrobielle Belastung weiter reduziert.

3. Ultrafiltration (UF)

Die UF ist der letzte Schritt des Wasseraufbereitungsprozesses. Sie hält Partikel, Mikroorganismen oder Endotoxine zurück.

RISiKo

Jeder Reinigungsschritt birgt durch Fehlfunktionen oder unzureichende Wartungsmaßnahmen das Risiko einer mikrobiellen Kontamination. Die Überwachung der Funktion kann durch die Messung physikalischer, chemischer oder mikrobieller Parameter erfolgen. So kann z. B. die Integrität von Membransystemen durch Messung des Differenzdrucks oder der Leitfähigkeit überwacht werden. Doch im Hinblick auf das Risiko einer mikrobiellen Kontamination reicht die Überwachung der Integrität nicht aus, da minimale „Leckagen“ in den Membranen zwar möglicherweise nur minimale Auswirkungen auf physikalische oder chemische Parameter haben, aber geradezu ein offenes Tor für Mikroorganismen darstellen. Daher ist ein umfassendes Konzept für die Sanitisierung und Überwachung von entscheidender Bedeutung für die Prozesskontrolle.

lAGERUNG UND vERTEILUNG

PW oder WFI müssen vom Wassergenerator bis zur Entnahmestelle verteilt werden. Für die Lagerung und Verteilung gibt es verschiedene Strategien, um die Qualität zu gewährleisten und zu erhalten.

Heißlagerung
Kontinuierliche elektrolytische Ozonisierung

RisIkO

Die Hauptkontaminationsrisiken bei der Lagerung und Verteilung sind die Speichertanks (Belüftung, stehendes Wasser) und die Entnahmestellen selbst. Filterqualität und -wartung sowie Verfahren (SOPs) für die Probenahme sind extrem wichtig. Die meisten Kontaminationsfälle sind auf unzureichende SOPs für die Probenahme oder Fehler bei der Handhabung zurückzuführen.

In der Regel ist das Risiko einer Kontamination bei Heißlagerung oder permanenter Anwendung von Ozon gering. Dennoch verlangen die Behörden einen Nachweis der mikrobiellen Belastung durch häufige Probenahmen und Analysen.