Laborwaagen der Cubis Waagenreihe erfüllen die Anforderungen der pharmazeutischen Industrie an die Reinigbarkeit. White Paper

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1 Laborwaagen der Cubis Waagenreihe erfüllen die Anforderungen der pharmazeutischen Industrie an die Reinigbarkeit White Paper

2 Inhaltsverzeichnis 3 Einleitung 4 Edelstahl ist das Material der Wahl 5 Waagenoberflächen aus Edelstahl: Rauheit und Polierverfahren 6 Funktionale Konstruktionsmerkmale 6 Das Reinigungsverfahren: Garant für einwandfreie Sauberkeit 7 Zusammenfassung 2

3 Einleitung Seit über 140 Jahren stellt Sartorius, heute die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG, hochwertige Labor- und Prozesstechnologien zur Verfügung. Eine der Kernkompetenzen liegt in der Herstellung von prozessorientiert entwickelten Laborwaagen. Die Waagen der Produktreihe Cubis wurden speziell für den Betrieb im hochanspruchsvollen und nach den Regeln der Guten Herstellungspraxis (GMP) und Guten Laborpraxis (GLP) ausgerichteten Umfeld konstruiert und für den Einsatz in der pharmazeutischen Industrie mit einem Advanced Pharma Compliance (APC) Designund Funktionspaket ausgestattet. Der Prozess der Einwaage ist für die Herstellung pharmazeutischer Produkte von entscheidender Bedeutung. Bei diesem Vorgang werden die Ausgangsstoffe gemäß den spezifizierten Anforderungen zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt. Dieser Schritt ist absolut qualitätsbestimmend, da die Korrektur von Fehlern zu einem späteren Zeitpunkt kaum mehr möglich ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Vermeidung von Verunreinigungen, ausgehend sowohl vom Experimentator als auch vom eingesetzten Material. Weder dürfen die an der Herstellung beteiligten Mitarbeiter den gegebenenfalls gesundheitsgefährdenden Stoffen ausgesetzt werden, noch darf es zu einer Belastung des Wägeguts mit Mikroorganismen oder Fremdpartikeln bzw. vormals verwogenen Substanzen kommen. Dies setzt ein Gerätedesign voraus, das eine leichte und hocheffiziente Reinigung gewährleistet. Die pharmazeutische Industrie unterlegt diese Anforderung mit dezidierten Hygienevorschriften. Diese spiegeln sich auch u.a. in der EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG von 2009, den Leitlinien der European Hygienic Engineering & Design Group, sowie den Standards der 3A Sanitary Standards Inc. Organisation. Die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG bedient diesen Aspekt über das bei der Cubis -Serie eingeführte APC Designpaket. Den Anforderungen zur Reinigbarkeit der Waagen wird damit in höchstem Maße Rechnung getragen. 3

4 Edelstahl ist das Material der Wahl Im Pharmabereich ist Edelstahl aufgrund seiner Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit für den Anlagen- und Gerätebau das Material der Wahl. Als Edelstahl werden gemäß der Norm DIN EN legierte oder unlegierte Stahlsorten bezeichnet, die sich durch einen hohen Reinheitsgrad auszeichnen. Dies wird durch besondere Herstellungsverfahren erreicht und resultiert in hohen Festigkeitswerten. Es existieren verschiedene Edelstahlsorten, die sich hinsichtlich ihres Gehaltes an Chrom, Nickel, Molybdän, Titan und Niob unterscheiden. Dabei liegt der Chromanteil im Allgemeinen über 12 % und ist für die Korrosionsbeständigkeit verantwortlich. Durch die Reaktion des Chroms mit dem Sauerstoff der Luft entsteht durch spontane Passivierung eine nur wenige Ångström dicke Chromoxidschicht auf der Oberfläche des Metalls, die es von der Atmosphäre trennt. Dadurch wird eine Oxidation des Metalls verhindert und die Korrosion gestoppt. Bei einer Beschädigung dieser Passivierungsschicht, beispielsweise durch mechanische Einflüsse, wird diese durch spontane Neubildung von Chromoxid erneuert. Neben Chrom sind auch weitere mögliche Edelmetallbestandteile wie u.a. Molybdän, Titan und Nickel zum Aufbau einer solchen Passivierungsschicht fähig. Die größte Korrosionsbeständigkeit weisen also Edelstahlzusammensetzungen auf, die seigerungsfrei sind und nicht aufgrund von intermetallischer Phasenbildung an Chrom oder anderen Bestandteilen verarmen. Die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG setzt aus diesem Grund für die Herstellung der Waagen der Cubis -Serie ausschließlich nichtrostenden, austenitischen Edelstahl (Werkstoffnummer , genormte Kurzbezeichnung X5CrNiMo ) mit einem 3 Chromgehalt von 16,5 18,5 %, einem Nickelgehalt von % und einem Molybdängehalt von 2,0 2,5 % ein. Dieser Edelstahl weist aufgrund seines hohen Molybdängehaltes auch eine sehr gute Beständigkeit gegenüber chloridhaltigen Medien und nicht oxidierenden Säuren auf. 4

5 Waagenoberflächen aus Edelstahl: Rauheit und Polierverfahren Besonders wichtig ist, dass sich die Oberflächen der Waagen leicht reinigen lassen. Dementsprechend müssen diese Oberflächen eine hohe Beständigkeit gegen die zur Reinigung eingesetzten Reinigungsmittel und Detergenzien zeigen. Sie sollten aus einem nicht-adsorbierenden Werkstoff bestehen und eine geeignete geringe Oberflächenrauheit aufweisen. Um die Oberflächenrauheit auszudrücken, wird u.a. die mittlere Rauheit Ra angeben. Sie gibt den mittleren Abstand aller Messpunkte auf der Oberfläche eines Profils zur Mittellinie an und wird in μm ausgedrückt. Dabei ist die Mittellinie (x) definiert als die Bezugsstrecke (l), die das Profil derart schneidet, dass die Summe der Profilabweichungen (z) minimal wird. Der Ra- Wert entspricht also dem arithmetischen Mittelwert der Abweichung von der Mittellinie und wird folgendermaßen berechnet: R a 1 l l = z () x 0 dx Gerade große, möglicherweise produktberührende Oberflächen dürfen maximal eine mittlere Rauheit von 0,8 μm aufweisen und müssen frei von jeglichen Beschädigungen wie Rissen, Bürstenstrichen, Rillen oder Fissuren sein. Aber auch für Oberflächen, die nicht mit dem Produkt in Berührung kommen, gilt, dass sie so glatt sein müssen, dass sie sich problemlos und gründlich reinigen lassen. Um diese Oberflächen zu erhalten, wird in der Praxis nach Schleifvorgängen mit immer feineren Körnungen abschließend eine Elektropolierung vorgenommen. Diese zählt zu den abtragenden Verfahren und ist besonders für Metallteile geeignet, für die aufgrund ihrer Form eine mechanische Glättung nicht in Frage kommt. Für die Elektropolierung wird das zu glättende Werkstück in einem speziellen Elektrolytbad als Anode in einem Gleichstromkreis geschaltet. Dadurch erfolgt ein Abtrag der Metallionen von der Oberfläche des anionischen Werkstück zu den sich ebenfalls in dieser elektrochemischen Zelle befindlichen Kathoden. Die Elektrolytlösung selber greift dabei den Edelstahl nicht an. In der direkten Umgebung der Ober fläche bildet sich ein Polierfilm aus, der mikroskopisch die Oberfläche einebnet und dadurch glättet. Dies führt auch zu einer verringerten Rauheit. Üblicherweise liegt die mittlere Rauheit elektropolierter Edelstahloberflächen im Bereich von 0,2 bis 0,3 μm. Die Elektropolierung wirkt nicht nur im mikroskopischen Bereich. Makroskopisch wirken an den Ecken und Kanten lokal höhrere Stromstärken ein, wodurch der Abtrag erhöht ist und es zu einer sehr feinen Entgratung kommt. Der Abtrag ist vollkommen belastungsfrei, so dass eine spannungsfreie und metallisch saubere Oberfläche entsteht. Durch die Anreicherung von Chrom und Nickel an der Oberfläche wird zudem die Ausbildung einer Passivschicht begünstigt, die nach Abschalten des Stroms aufgrund des vorhandenen Sauerstoffs im oberflächennahen Polierfilm durch spontane Passivierung entsteht. Der Vorteil einer sehr glatten Oberfläche ist offensichtlich: Ablagerungen, durch die es zu Spaltkorrosionen kommen könnte, werden vermieden. Dies resultiert in der besonderen Langelebigkeit von entsprechend behandeltem Edelstahl. Bei Waagen der Cubis -Serie kommt ausschließlich elektropolierter Edelstahl mit einer mittlere Rauheit von 1,6 µm zum Einsatz. Dieser hochwertige, herausragend glatte Edelstahl ist besonders beständig und für eine leichte Reinigung optimal geeignet. 5

6 Funktionale Konstruktionsmerkmale Bei der Konstruktion von Geräten und Anlagen für die pharmazeutische Industrie ist ein hygienegerechtes Design obligatorisch. Dies gilt im Grundsatz auch für Waagen und umfasst die schon angesprochenen Aspekte zur Reinigbarkeit der Modelle. Vor diesem Hintergrund sind Pharmawaagen der Cubis -Serie im spezifischen APC Design ausgelegt und konstruiert. Sie weisen klare Formen und Oberflächen aus elektropoliertem Edelstahl auf. Durch ein Schirmblech wird zudem gewährleistet, dass keine Verunreinigungen in das Waageninnere gelangen können. Einige Modelle verfügen außerdem über einen Flüssigkeitsauslauf, der zusätzlichen Schutz vor Verschmutzung bietet. Das Display und die in die Oberfläche integrierte Bedientasten sind ebenfalls glatt, beständig gegen Reinigungsmittel und leicht reinigbar. Das Reinigungsverfahren: Garant für einwandfreie Sauberkeit In einem regulierten Umfeld müssen Reinigungsverfahren nachweislich für ihren Einsatzzweck geeignet und im Detail angewiesen bzw. beschrieben sein. Diesen Aspekt bedient die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG mit einem auf die Cubis -Waagenserie zugeschnittenen Reinigungsverfahren. Der Ablauf ist in einer Standardarbeitsanweisung beschrieben, die auf Wunsch ebenso zur Verfügung gestellt werden kann, wie die Dokumentation zur Entwicklung und Prüfung auf Abreicherung von Beispielsubstanzen. Das für das Verfahren referenzierte Reinigungsmittel hat eine definierte Zusammensetzung und kann mit Zertifikat über alle Inhaltsstoffe von der Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG bezogen werden. 6

7 Zusammenfassung Sauberkeit ist eine der wichtigsten Voraussetzungen im pharmazeutischen Betrieb. Die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG hat die Waagen der Cubis -Serie mit dem APC Designpaket so konstruiert, dass der hohe Hygienestandard, der in der pharmazeutischen Industrie gefordert wird, problemlos eingehalten werden kann. Dazu ergänzend stellt die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG für die Reinigung der Geräte geeignete Verfahren und Reinigungsmittel zur Verfügung. Wird kundenseitig der Bedarf für eine PQ gesehen, kann die Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG nach detaillierter Absprache auch diese Qualifizierungsphase in der Durchführung und Dokumentation der Qualifizierungsprüfungen mit einer APC Serviceleistung unterstützen. 7

8 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Weender Landstraße Göttingen Telefon Fax Technische Änderungen vorbehalten. Printed in the EU on paper bleached without chlorine. W Publication No.: WL-4005-d Order No.: Ver