12. Jahrgang September 2010

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1 12. Jahrgang September STERILTECHNIK HYGIENE PRODUKTION Offizieller Partner des VIP 3000 e. V. Kontaminationsfreies Handling Titelstory Lebenswichtige Hochtechnologie Eva Rugenstein Emissionen reinraumtauglicher Materialien Markus Keller Verpackungsindustrie startet durch Franziska Weißbrodt

2 CR SHOW 2010

3 Editorial Tomasz Trojanowski/Fotolia.com Reinraum Lösungen Qualität und Kundenzufriedenheit Kennen Sie das: Sie fordern bei einer Bank Unterlagen an um ein Konto zu eröffnen. Das hört sich einfach und alltäglich an. Da kann doch gar nicht so viel schief gehen. Das glauben Sie. Als erstes warten Sie eine gefühlte Ewigkeit auf die Unterlagen. Danach rufen Sie bei der Hotline an, um offene Fragen zu klären, aber die Gesprächspartner sind alle nicht besonders kompetent. Anschließend füllen Sie die Unterlagen nach bestem Wissen und Gewissen aus, um wiederum ein Schreiben zu erhalten, dass die Formulare sich in der Zwischenzeit geändert haben und man alles bitte nochmals ausfüllen solle. Warum konnte man den Stichtag nicht in die ursprüngliche Mail aufführen? Warum spricht man nicht mit dem Kunden? Dieses nervige und stressige Erlebnis hat auch mich zum nachdenken gebracht. Warum habe ich mich so aufgeregt, woran hat es gelegen? Im übertragenen Sinne ist auch der GIT Verlag Dienstleister. Auch wir sind bedacht unsere Qualität zu halten, wenn möglich auch zu verbessern, um unseren Kunden und unseren Lesern ein gutes Heft zu präsentieren. Dazu gehören ein guter Mix aus nützlichen, praxisnahen und interessanten Berichten und Beiträgen aus der Branche für die Branche. Aber niemand ist perfekt und deshalb wende ich mich heute an Sie. Ich benötige Ihre Hilfe. Bitte geben Sie mir unter Feedback zu unserer Arbeit. Haben wir alle Themen abgedeckt? Oder fehlt Ihnen etwas? Trends, Themen, Hintergründe? Für Ihren Input bin ich Ihnen sehr dankbar, denn nur mit Ihrer Rückmeldung können wir uns verbessern und für Sie eine noch bessere Fachzeitschrift publizieren. In der aktuellen Ausgabe haben wir Ihnen einen interessanten Mix aus vielen reinraumrelevanten Bereichen, von der Reinraum-Bekleidung, über die Reinraum-Reinigung zur Produktion und Qualitätssicherung, zusammengestellt. Ich bin sicher, auch für Sie ist etwas interessantes dabei und wünsche Ihnen viel Vergnügen bei der Lektüre der aktuellen Ausgabe. Ich freue mich über Ihre Mails mit Ihren Ideen und Themenvorschlägen. Herzlichst, Ihr Dr. Roy T. Fox Fordern Sie Ihr Exemplar an: VWR International GmbH Hilpertstraße 20A Darmstadt Tel.: 06151/ ReinRaumTechnik 3/2010 3

4 INHalT EDITORIAL Qualität und Kundenzufriedenheit 3 R. Fox VIP VIP 3000 aus der Praxis für die Praxis PRODUKTION lebenswichtige Hochtechnologie 8 Spritzgießen als Innovationsmotor für die Medizintechnik E. Rugenstein, D. Angelova Der Sauberraum 10 Angepasste Reinraumtechnik für die Herstellung von Medizinprodukten O. Nerling QUALITÄTSSICHERUNG Reinraumklassenbestimmung 12 ISO EN DIN und/oder GMP Annex 1 konform Dr.-Ing. J. Blattner ANLAGENBAU Emissionen reinraumtauglicher Materialien 14 Industrieangepasste Methode zur vergleichenden Materialklassifizierung M. Keller TITELSTORY Kontaminationsfreies Handling 18 Auswirkungen des Annex 1 J. Ortner HYGIENE Desinfektion im Pharmabetrieb 20 Systematische Analyse von Desinfektionsmitteln Dr. K. Steinhauer ausgezeichnetes Hygienedesign 23 REINRAUMBEKLEIDUNG umfassender Reinraum Textilservice 24 Von der Pharmaindustrie bis zur Mikroelektronik Dr. A. Gierse REINRAUMPLANUNG Mehr als nur sauber 26 Ex-geschützte HMI-Systeme für Reinraum-Anwendungen R. Stahl Dichtigkeitsprüfung von RaBS Handschuhen im offline Verfahren 27 VERANSTALTUNGEN Hightech für jeden op 28 Erster Ingenieurstag bei CAT S. Hild Verpackungsindustrie startet durch 30 Neue Trends und Innovationen in allen Segmenten F. Weißbrodt Biotechnica Von Biomedizin bis zu Lebensmittelmärkten der Zukunft Symposium Moderne Reinraumsysteme 42 Neue Veranstaltungsreihe NACHRICHTEN 5, 22 PRODUKTE 36, 37, 38, 39 EVENTS 34, 35, 40, 41 Titelbild: Das lf cart der Firma ortner ermöglicht ein kontaminationsfreies Handling im lyobereich. Mehr dazu lesen Sie in der Titelstory auf Seite 18. ortner Reinraumtechnik GmbH, Villach, austria reinraum@ortner group.at group.at 4 ReinRaumTechnik 3/2010

5 Nachrichten Nachruf Dr.-Ing. E. h. Hermann Kronseder ist am 09. Juli in seinem Wohnort bei Regensburg verstorben. Er wurde 85 Jahre alt. Der Gründer der Firma Krones war häufig, fast bis zuletzt, am Stammsitz des Konzerns in Neutraubling anzutreffen. Er stammt aus einer Oberpfälzer Handwerker-Familie und sah sich als Erfinder, was er ausdrucksvoll in seiner Autobiografie Mein Leben, die in fünf Sprachen übersetzt wurde, beschreibt. Seine 630 persönlichen Patente bezeugen das anschaulich. Die technologische Führerschaft des Unternehmens, das im Laufe der Jahre zum Weltmarktführer in der Verpackungsmaschinen-Industrie aufstieg, belegen mehr als eingetragene Patente und Gebrauchsmuster. Kronseder, in der Fachwelt gern Motor des Getränkemaschinenbaus genannt, wurde vielfach gewürdigt. Neben hohen bayerischen Ehrungen erhielt er das Bundesverdienstkreuz 1. Klasse und die Diesel-Medaille in Gold des Deutschen Instituts für Erfindungswesen. Diese Auszeichnung stellte ihn in eine Reihe mit Ludwig Bölkow, Wernher von Braun und Konrad Zuse. Umsatz voraussichtlich über dem des Vorjahreszeitraums liegen. Das EBIT lag ebenso wie die EBIT-Marge auf Vorjahresniveau. Die um Restrukturierungsaufwendungen bereinigte EBIT-Marge ist um 28 Basispunkte auf 6,7% gestiegen. Die Nachfrage nach unserer Getränkeund Nahrungsmittelprozesstechnik in Asien und dort insbesondere in China ist derzeit sehr erfreulich, bemerkte hierzu Jürg Oleas, Vorstandsvorsitzender der Gruppe. Neue Waffe gegen hochresistente Keime Ein Wirkstoff aus Pilzen und niederen Tieren eignet sich eventuell als schlagkräftige Waffe gegen gefährliche Bakterien. Die Rede ist vom sog. Plectasin, einem kleinen Eiweißmolekül, das selbst hochresistente Keime zerstören kann. Forscher der Universität Bonn haben zusammen mit dänischen und holländischen Kollegen aufgeklärt, wie die Substanz das macht. Die Autoren sehen in Plectasin eine viel versprechende Leitsubstanz für neue Antibiotika. Plectasin stört die Bil- dung der Bakterienzellwand, sodass sich die Erreger nicht mehr teilen können. Es heftet sich an den Zellwand-Bestandteil Lipid II und verhindert so, dass dieser eingebaut wird, erklärt Prof. Sahl. Plectasin wurde im Rahmen einer Studie der dänische Firma Novozymes entdeckt. Es gehört zu den sog. Defensinen. Defensine töten nicht nur Krankheitserreger, sondern alarmieren auch das Immunsystem. Daher setzt die Pharmabranche in sie besonders große Hoffnungen. Weltgrößte Fachmesse für Pharmadienstleistungen Der Messeveranstalter UBM International Media hat bekannt gegeben, dass die Vorzeigemesse CPhI Worldwide des Unternehmens 2011 nach Frankfurt zurückkehren werde. Gemeinsam mit weiteren Fachveranstaltungen wie der P-MEC Europe (Internationale Messe für Pharmazie, medizinische Geräte und Zubehör), der ICSE (Internationale Ausstellung für Dienstleistungen in der pharmazeutischen Industrie) sowie der BioPh Europe (Messe für den Biopharma-Sektor) wird die weltgrößte Branchenveranstaltung für Pharmadienstleistungen vom Oktober 2011 auf dem Gelände der Messe Frankfurt stattfinden. Zuwachs im Auftragseingang Der Auftragseingang der Gea Group ist im Vergleich zum Vorjahresquartal um 12,7% auf Mio. (Vorjahr: Mio. ) angestiegen und damit auf dem höchsten Niveau seit dem Ausbruch der Finanz- und Wirtschaftskrise. Der Umsatz im zweiten Quartal lag mit Mio. um 13,5% über dem im ersten Quartal 2010 und damit nur noch 3,5% unter dem des vergleichbaren Vorjahresquartals. Im zweiten Halbjahr wird der Volle Performance für den Reinraum. perform Hygieneprodukte für den Reinraum. perform sterile perform advanced perform classic perform select Schülke & Mayr GmbH Jetzt NEU! perform sterile alcohol IPA in der 500ml-Sprüh- asche.

6 Informationen des VIP3000-Vorstandes Traditionell alle zwei Jahre - fand in diesem Jahr das 5. VIP 3000 Symposium am 22. und 23.April 2010 in Hamburg im Konferenzzentrum unseres VIP 3000 Mitglieds Imtech statt. Über 60 Teilnehmer zeigten hohes Interesse an den Themen aus der Pharmaziepraxis und waren trotz eingeschränkten Reisemöglichkeiten durch Flugausfälle bedingt durch die Flugaschenwolke aus Island, vollständig eingetroffen. Kostenoptimiertes Bauen bei zunehmenden regulatorischen Anforderungen stand im Mittelpunkt des diesjährigen Symposiums und 12 Praxisvorträge unterstrichen die Aktualität und Wichtigkeit dieses Themas. Experten aus über 30 Unternehmen präsentierten und diskutierten bei diesem Treffpunkt für Branchenkenner. Neben Erfahrungsberichten aus diversen abgewickelten und fertig gestellten Projekten durch z. B. die HWP Planungsgesellschaft oder der Firma gempex wurden wertvolle Hinweise für Planungsansätze durch die Firmen Comprei und Schleicher gegeben. Dem Thema Kostenoptimierung widmeten sich vor allem Rino Woyczyk von Drees & Sommer sowie Heino Wolkenhauer von Imtech, die interessante Ansätzen für alternative Planungsund Bauabläufe aufzeigten. Neben der Vielfältigkeit der Fachvorträge bekamen die Teilnehmer auch einen Einblick in die jährliche Arbeit des VIP 3000 in Form des druckfrischen Expertenhandbuches 2010/2011. Dieses in seiner Zusammensetzung einmalige Handbuch, welches im 2-Jahres-Rhythmus aktualisiert wird, dokumentiert die Wissens-Vielfalt der VIP 3000 Mitglieder durch projektspezifische Erfahrungsberichte und bietet darüber hinaus nützliche Übersichts-/Kennwerttabellen für die Planung und Realisierung von pharmazeutischen Anlagen. Zusätzlich erhält man durch kurze Firmenpräsentationen einen guten Überblick über die Kompetenz der einzelnen VIP 3000 Mitglieder. Das Expertenhandbuch kann beim VIP 3000 angefordert werden. Für das nächste Mitgliedertreffen wurde der 21./ in Weert (Holland) vereinbart. Die Ausrichtung erfolgt durch das VIP 3000-Mitglied Firma Trespa. Eingeladen dazu sind alle VIP 3000-Mitglieder sowie interessierte Firmen, die sich rechtzeitig über die Tagesordnung beim VIP3000 informieren und anmelden sollten. Für den VIP 3000 Vorstand Rino Woyczyk, Ralf Gengenbach Glatt Ingenieurtechnik GmbH Innovativ und international. Im Fokus der Glatt Ingenieurtechnik stehen umfassende Leistungen und Lieferungen zur Realisierung von unterschiedlichen Projekten im Bereich Anlagenbau. Hierfür erbringen wir Leistungen wie Consulting, Prozessplanung, Generalplanung und Realisierungen einschließlich Validierung/Qualifizierung für den Neubau, die Erweiterung, die Modernisierung oder die Standortverlegung von einzelnen Produktionsbereichen oder kompletten Fabriken. Für den Prozess als Herzstück der jeweiligen Projekte setzen wir Technologien unserer Kunden oder Glatt-eigene Technologien um oder stellen per Technologietransfer die Lizenzen von marktführenden Technologiepartnern bereit. Ob in der pharmazeutischen Industrie für feste, halbfeste, flüssige und sterile Arzneiformen, Biotechnologie, Medizintechnik, Lebensmittelindustrie oder andere GMP-regulierte Branchen das Ergebnis ist in jedem Fall wirtschaftlich und zukunftsorientiert. Beispiele: Produktionsstätten für Injektionslösungen (Russland), für Reinstinsulin (Ukraine), zur Pharma-Feststoffherstellung (Deutschland, Irland), zur Fraktionierung von Humanplasma (Russland), zur Milchverarbeitung (Russland), für die Backhefeherstellung (Syrien), für Medizintechnik (Ungarn), zur Röntgenmittel-API-Aufbereitung (Norwegen), zur Aromenverkapselung (Frankreich). Auf dem Gebiet von kontinuierlichen Wirbelschicht- und Strahlschichttechnologien besitzt Glatt Ingenieurtechnik eigenes Know-how, betreibt am Standort Weimar ein eigenes Technologiezentrum und versorgt die Märkte mit innovativen, marktführenden Anlagen und Dienstleitungen. Glatt Ingenieurtechnik ist ein fast 20-jähriges Unternehmen mit Hauptsitz in Weimar, Thüringen. Weitere Büros und Niederlassungen arbeiten in Wiesbaden, Skandinavien, Frankreich, Schweiz, Russland, Italien, Indien und den USA. Die Firma ist ein Unternehmen der Glatt Firmengruppe, die als wegweisend bei Wirbelschichttechnologien für Granulation und Coating in der pharmazeutischen Feststoffproduktion gilt. KoNTaKT VIP 3000 e. V., Wathlingen Tel.: 05144/ Fax: 05144/ info@vip3000.de KoNTaKT Glatt Ingenieurtechnik GmbH, Weimar Tel.: 03643/147-0 Fax: 03643/ info@glatt-weimar.de

7 VIP 3000 aus der Praxis für die Praxis Reuko Klima Service GmbH & co. KG Reuko Klima-Service bietet ein breites Spektrum an Dienstleistungen im technischen Gebäudemanagement. Schwerpunkte sind hierbei Themen wie Klima-, Lüftungs-, Kälte- und Reinraumtechnik, aber auch die zugehörige Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Mehrere Niederlassungen im gesamten Bundesgebiet bieten kundenorientierte Lösungen, vor allem, wenn es um Wartungen, Instandhaltungen, Sanierungen, Messungen oder auch Umbauten verschiedenster Größenordnungen geht. Einen großen und wichtigen Teil bei der Wartung und Instandhaltung stellt der Bereich Brandschutztechnik dar. Sach- und fachkundige Mitarbeiter, die regelmäßig geschult werden garantieren hier eine kompetente Beurteilung, Dokumentation und ggf. Sanierung. Für die technische Ausführung sind unsere qualifizierten Servicetechniker und Kundendienstmonteure mit modernster Ausstattung bundesweit im Einsatz. Um den Anforderungen der Kunden über das tägliche Dienstleistungsgeschäft hinaus gerecht zu werden, bietet Reuko Planung und Errichtung größerer Projekte bei Klima-, Reinraumanlagen sowie der Gebäudeleittechnik an. Neben standardisierten Anwendungen zählen kunden spezifische Sonder- und Speziallösungen zu den Stärken. Speziell in der Reinraumtechnik werden maßgeschneiderte Lösungen für alle Marktsegmente und Anwendungsfälle bei Reinraumklassen von 10 bis entwickelt. Das Leistungsspektrum umfasst die Beratung, Planung, Konstruktion bis hin zur Montage, Inbetriebnahme und der späteren Wartung und Instandhaltung. Ebenso können auf Wunsch Qualifizierungsleistungen angeboten und erbracht werden. Bereits sehr früh hat sich Reuko mit den Standards und Anforderungen der Hygiene in raumlufttechnischen Anlagen befasst. Die in der VDI6022 beschriebenen Anforderungen an die Anlagentechnik und Lufthygiene werden durch speziell geschultes Personal überprüft, gemessen und beurteilt. TÜV SÜD cleancert GmbH High End Technologie braucht den besten Partner Risiken minimieren Prozess Sicherheit schaffen Rendite steigern Qualität sicherstellen, Risiken eliminieren, die optimale Balance zwischen Betriebs und Investitionskosten finden das sind die Herausforderungen, denen Sie sich im Bereich der High-End-Produktion täglich stellen müssen. Wir von TÜV SÜD Cleancert beschäftigen uns seit Jahren intensiv mit Reinraumtechnik und Prozess-Equipment. Als Ihr Prozessmanager bieten wir Ihnen Wissen, das weltweit einzigartig ist. Zur Lösung Ihrer Aufgabe vernetzen wir führende Experten zu einem erfolgreichen Team. Unsere Vorgehensweise bringt Ihnen Investitions-, Planungs- und Rechtssicherheit und stellt Ihr Unternehmen auf eine sichere wirtschaftliche Basis. Stellen Sie uns auf die Probe. unsere TÜV SÜD leistungen: Projektstudien Prozessberatung GMP-Projektbegleitung (RA/VMP/QMP/SOP) Baubegleitung FAT- und SAT-Support Anlagen-Zertifizierung (DQ/IQ/OQ) Baurechtliche Abnahmen Schulung und Training Projektmanagement KoNTaKT Reuko Klima-Service GmbH & Co. KG, Eutingen Tel.: 07459/ Fax: 07459/ KoNTaKT Walter Ritz, TÜV SÜD Cleancert GmbH, Nürnberg Tel.: 0911/

8 Produktion Grenzenlos scheinen die Möglichkeiten der Spritzgießtechnologie zu sein. Innovative Sonderverfahren wie Mehrkomponenten-, Dekor- und Inserttechnik, das Schaumspritzgießen, die Gas- und Wasserinjektion, Verfahrenskombinationen, Dünnwandtechnologie und zunehmend die Mikro- und Nanotechnologie sorgen dafür, dass die unterschiedlichsten Anforderungen der diversen Anwenderbranchen abgedeckt werden können. Gerade in der Medizintechnik bietet die Spritzgießtechnologie ein Spielfeld mit unendlichen Möglichkeiten. Lebenswichtige Hochtechnologie Spritzgießen als Innovationsmotor für die Medizintechnik Neben dem stetigen Fortschritt in der Verfahrenstechnologie erschließt die Entwicklung neuer Werkstofftypen zusätzliche Anwendungsgebiete. Sterilisierbarkeit, Biokompatibilität, antimikrobielle Ausrüstung, spezielle Barriereeigenschaften, Nano- und Mikrosystemtechnik, biologisch abbaubare und resorbierbare Materialien sind nur einige der wesentlichen Aspekte, mit denen die Materialentwickler den Fortschritt auf diesem lebenswichtigen Gebiet weiter voran treiben. Doch wer als Lieferant speziell in der Medizintechnik Fuß fassen will, muss nicht nur innovativ sein, qualitativ hochwertig und kosteneffizient produzieren, sondern zusätzlich die in dieser Branche geltenden Regularien beherrschen. Sicherheit und Sauberkeit auf ganzer Linie Der Qualitäts- und Dokumentationsstandard ist im Vergleich zu anderen Branchen herausragend. Die Fertigung gemäß GMP-Richtlinie (Good Manufacturing Practice) ist Pflicht. Eine permanente Überwachung und Einhaltung der Hygienevorschriften sowie die lückenlose Dokumentation sämtlicher Prozessdaten über Jahre hinweg sind Bestandteil dieses Reglements. Die Produktion medizin- oder auch pharmatechnischer Spritzgussteile ist eng mit der Reinraumtechnik verbunden. Hierzu bieten die Spritzgießmaschinenbauer gemeinsam mit Reinraumtechnik-Spezialisten verschiedene auf den zu produzierenden Artikel und auf die betrieblichen Gegebenheiten zugeschnittene Reinraumlösungen an. Ein einfacher und kostengünstiger Ansatz ist die Montage einer Laminar-Flow-Einheit über den Aufspannplatten für das Spritzgießwerkzeug. Die aufwändigste Lösung beinhaltet den Betrieb der Spritzgießmaschine direkt im Reinraum. Die im Trend liegenden vollelektrisch angetriebenen Spritzgießmaschinen spielen hier alle Vorzüge aus: Gegenüber herkömmlichen hydraulischen Anlagen erzeugen sie kaum Abwärme und sind aufgrund ihrer gekapselten Antriebseinheiten frei von Schmierstoffen und anderen durch Abrieb erzeugten Partikeln, die Spritzgussteile kontaminieren könnten. Massenfertigung mit höchster Präzision Medizintechnische Einwegartikel werden als Massenartikel in der Regel vollautomatisiert auf extrem hohem Qualitätsniveau unter 100 %iger Qualitätskontrolle produziert. Hier kommt es für eine wirtschaftliche Fertigung auf jede Zehntel Sekunde an. Immer leichtere und schlankere sowie antriebsoptimierte Entnahmesysteme sorgen für die entsprechende Dynamik bei den eingesetzten Automationssystemen. Einen extrem schnellen reinraumtauglichen Entnahmegreifer stellte Hekuma Ende 2009 vor. Die laut Anbieter schnellste Entnahme, die es derzeit für Pipettenspitzen gibt, erzielt mit ihrer Linearachse 8 ReinRaumTechnik 3/2010

9 Produktion Beschleunigungswerte bis zu 10 G sowie Verfahrgeschwindigkeiten bis mm/s. Hochpräzise, reinraumtauglich und zugleich wirtschaftlich müssen selbstverständlich auch die für die medizintechnische Massenfertigung eingesetzten Spritzgießwerkzeuge sein. Neben der Realisierung möglichst dünnwandiger Produkte zur Material- und Zykluszeiteinsparung sind hohe Kavitätenzahlen und ausgeklügelte Kühlsysteme gefragt. Spritzgussteile im menschlichen Körper Doch nicht nur Einwegartikel finden ihren Ursprung im Spritzgießwerkzeug. Auch wenn es um Ersatzteile für den menschlichen Körper geht, bedient man sich der Spritzgießtechnik. Besonders spektakulär sind Bauteile für den Einsatz in inneren Organen. So fertigt beispielsweise die Moskauer Firma Roscardioinvest eine neue Generation dreiflügeliger Herzklappen aus einem modifizierten Polyamid. Die nur 0,25 g leichte mechanische Herzklappe stellte höchste Anforderungen an ihre Entwickler. Das weltweit erste Werkzeug für das vollautomatische, nachbearbeitungsfreie Spritzgießen solcher Herzklappenflügel hat Köbelin Formenbau entwickelt und gebaut. Zahlreiche Hochpräzisionsbauteile finden noch auf andere Weise ihren Weg in den menschlichen Körper. Dazu zählen Komponenten für den Einsatz in der minimalinvasiven Chirurgie. Derartige Funktionsteile werden immer kleiner, komplexer und präziser der Trend zur Miniaturisierung schreitet in der Medizintechnik mit großen Schritten voran. Mikrotechnik für Kleinstteile und -strukturen Eine große Rolle spielt die Mikrotechnik zudem in der Diagnostik-Sparte. Mikrostrukturen werden vor allem in der Mikrofluidik benötigt Stichwort Lab-on-Chip-Systeme. Dabei handelt es sich um miniaturisierte Analysensysteme mit einem Netz aus intelligent miteinander verschalteten Mikrokanälen. Diese lassen sich aus Kunststoff wesentlich kostengünstiger als aus Glas oder Silizium herstellen. Mikroskopisch kleine Oberflächenstrukturen können in der Implantattechnik zur gezielten Steuerung des Wachstums menschlicher Zellen genutzt werden. Nicht nur mikrostrukturierte Oberflächen sondern auch Kleinst-Implantate stehen im Fokus der Forscher am Fraunhofer- Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen. Mittels Mikro-Metallpulverspritzguss (µ-mim) entstehen beispielsweise filigrane Herzklappenringe aus biokompatiblem Titan. Und selbst das kleinste Knöchelchen im menschlichen Körper, der Steigbügel im Ohr, lässt sich per Mikro-Pulverspritzguss aus Titan, biokompatiblem Edelstahl oder auch aus Aluminiumoxid in Serie fertigen. Ausblick Nicht nur diese Beispiele zeigen, dass die Spritzgießtechnologie im Gesundheitswesen eine zunehmend wichtige Rolle spielt. Mit innovativen Produktentwicklungen hat sie sich einen großen Markt mit hohem Wachstumspotenzial erschlossen. Als Weltleitmesse der Kunststoffindustrie wird die K 2010 Kunststoff und Kautschuk den neuesten Stand der Werkstoff-, Maschinen- und Werkzeugtechnik zur Produktion von medizinischen und medizintechnischen Kunststoffkomponenten zeigen. Diese findet vom 27. Oktober bis zum 3. November 2010 in Düsseldorf statt. Kontakt Eva Rugenstein / Desislava Angelova Messe Düsseldorf, Pressereferat K 2010 Tel.: 0211/ Fax.: 0211/ RugensteinE@messe-duesseldorf.de Wir schaffen reine Räume! Alle Informationen zur professionellen Reinraumreinigung nach ISO-, VDI- und GMP-Standards, sowie Training, Schulung und Seminare unter: Reinraumreinigung Reinraumschulung ReinRaumTechnik 3/2010 9

10 Produktion Abb. 1: In der Medizintechnik reicht ein kontrolliertes Umfeld bei der Produktmontage aus, deshalb werden die Reinräume nach DIN ISO abgenommen. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH) Im Gegensatz zur Pharmabranche beurteilt die Medizintechnik das Herstellergebnis und weniger die Herstellungsumgebung eines Produktes, da nachfolgend in den meisten Fällen ein Reinigungs- und Sterilisierungsprozess stattfindet. Der Reinraum oder Sauberraum wird deshalb lediglich nach DIN EN ISO abgenommen und lässt einfachere Druckstufen- und Schleusenkonzepte zu, als dies nach den Vorgaben der GMP (Good Manufacturing Practice) möglich ist. Der Sauberraum Angepasste Reinraumtechnik für die Herstellung von Medizinprodukten Olaf Nerling In der Pharmazeutischen Industrie muss man sich von Reinheitsklasse zu Reinheitsklasse vorarbeiten, also von der Fertigungsumgebung stufenweise in den sterilen Bereich, erklärt Olaf Nerling, Geschäftsführer der Nerling Systemräume. In der Medizintechnik hingegen kann bereits in einem Reinraum ohne mehrstufiges Schleusenkonzept in einer normalen Fertigungsumgebung mit hoher Reinheit produziert werden. Die erforderliche Prozesssicherheit wird durch das nachgelagerte Reinigungs- und Sterilisierungsverfahren sichergestellt. Wichtig ist hier vor der Sterilisierung die maximal zulässige Oberflächenkontamination, das heißt die Anzahl der koloniebildenden Einheiten (KbE), zuverlässig zu unterschreiten. Bei der Planung des Reinraumes wird zunächst darauf geachtet, wie der Materialfluss ist und welche Kontaminationsrisiken zu berücksichtigen sind. In einem bereits sauberen Arbeitsumfeld können mit reinen Werkbänken, auch Flow Boxen genannt, lokal hochwertige Reinraumbedingungen geschaffen werden. Durch eine über dem Tisch installierte Filtereinheit wird eine laminare Luftströmung erzeugt, in der das Produkt offen gehandhabt werden kann. Eine Flow Box ist sehr effizient, wenn nur direkt der Arbeitsplatz vor Partikeln geschützt werden muss, so Nerling. Die Verdrängungsströmung kann je nach Ausführung horizontal oder vertikal geführt werden. Eine Sit-over-Bank trennt die verschiedenen Zonen Im Bereich Materialfluss kann durch die Vermeidung von Kartonagen die Partikelanzahl erheblich reduziert werden. Es sollten nur Verpackungsmaterialien zum Einsatz kommen, welche auch die definierten Reinheitsnormen erfüllen. Selbst von Kunststoffbehältern ist abzuraten, wenn eine Box quer durch Europa unterwegs war und dann direkt eingeschleust wird, sagt Nerling. Die einzelnen Teile sollten deshalb in 10 ReinRaumTechnik 3/2010

11 Wir sind Europas einziger Hersteller von Verbrauchsmaterial der Reinraumtechnik mit über 30 Jahren Produktionserfahrung. Abb. 3: Eine Sitzbank trennt den Umkleidebereich von der sauberen Zone. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH) PE-Beuteln verpackt werden und in diesen durch die Schleuse gehen. Ebenso wie das Material müssen auch die Mitarbeiter mit einer möglichst geringen Partikelanzahl in den Reinraum kommen. Eine Sitover-Bank dient als Abgrenzung zwischen dem Umkleidebereich und der reinen Zone. Dabei zieht man in der Personenschleuse seine Reinraumkleidung und Kopfhaube über, wechselt beim Übersteigen der Sit-Over-Bank die Schuhe und gelangt so vorschriftsgemäß bekleidet in den Reinraumbereich. Abscannen der Filteroberfläche nach Lecks. Ein wichtiger Parameter ist auch der Raumüberdruck, da ein Druckabfall zuverlässig eine große Zahl von Fehlerquellen anzeigt. Ein kontinuierliches Überwachen der Parameter garantiert, dass die Kontaminationen sicher ferngehalten werden. Präzisions- und Fein- Reinigungstücher aus Gestricken und aus Vliesstoffen Spendersysteme für Feinreinigungstücher Wohlfühlklima ist planbar Damit die Luftführung im Reinraum den Erfordernissen entspricht, muss die Deckenhöhe richtig geplant werden. In der Montage von medizintechnischen Produkten sind vor allem Frauen beschäftigt, weil sie feinmotorische Arbeiten einfacher durchführen können. Mitarbeiterinnen reagieren aber in der Regel auf Zugluft empfindlicher. Deshalb ist es wichtig, die Temperaturspreizung zwischen Zuluft und Reinraumtemperatur möglichst gering zu halten. Wenn der Temperaturunterschied zu groß ist, wird bereits eine geringe Luftgeschwindigkeit als unangenehm empfunden. Bei der Reinraumtechnik ist es wichtig, alle eingesetzten Produkte laufend zu überprüfen, so Nerling. Ein Filterintegritätstest etwa sorgt dafür, dass Filter im eingebauten Zustand auf Leckfreiheit überprüft werden können. Hierfür wird eine definierte Kontamination auf den Filter aufgegeben. Mit dem Partikelzähler erfolgt dann auf der Reinraumseite das systematische Abb. 2: Eine installierte Flow Box über der Werkbank kann das Produkt vor Schwebstoffen schützen. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH) Kontakt Olaf Nerling Nerling Systemräume GmbH, Renningen Tel.: 07159/ Fax: 07159/ Reinraum-Notizbücher und reine Papiere CLEAR & CLEAN - Werk für Reintechnik GmbH, Lübeck Tel , Fax mail clearclean@t-online.de Internet cleanboss.de ReinRaumTechnik 3/

12 Qualitätssicherung Reinraumklassenbestimmung ISO EN DIN und/oder GMP Annex 1 konform Die Grundlage für die Herstellung von Produkten und / oder die Durchführung von Prozessen, die gegenüber von Verunreinigungen durch luftgetragene Partikel empfindlich sind, bilden Reinräume und zugehörige Reinraumbereiche. Je nach Anforderung sind verschiedene Reinraumqualitäten auszuwählen und nachzuweisen. Die Reinraumklassenbestimmung ermöglicht die geforderten Eigenschaften eines Reinen Raumes nachzuweisen und zu dokumentieren. Abb. 1: Reinraumklassenbestimmung an einer Werkbank (A-Zone) Die ISO EN DIN : 1999 definiert die Anforderungen und Vorgehensweisen der Durchführung der Reinraumklassenbestimmung. Des weiteren werden in der ISO EN DIN : 2000 die Intervalle definiert, in denen nachzuweisen ist, dass die fortlaufende Übereinstimmung mit den Anforderungen aus der ISO EN DIN : 1999 an die Partikelreinheit der Luft gewährleistet ist. Folgendes ist in der ISO EN DIN Reihe definiert: Grundsätzliches zur Bestimmung der Reinraumklasse Das Ziel ist die Beschreibung der Vorgehensweise bei der Durchführung der Messungen zur statistisch gesicherten Bestimmung der maximal zu erwartenden Partikelkonzentration in der Raumluft bei zwei Partikelgrößen. Als Messgerät werden optische Partikelzähler eingesetzt. Bei Reinräumen der ISO-Klassen 1 bis 4 ist die untere Nachweisgrenze des Partikelzählers > 0,1 µm. Bei Reinräumen der ISO-Klassen 5 bis 9 werden die Messungen mit einem Partikelzähler durchgeführt, der mindestens Partikel > 0,5 µm detektieren kann. Die Messung wird durchgeführt, indem die Sonde des Partikelzählers an den vorher festgelegten Messstellen installiert wird und die vorgegebenen Volumen gemessen werden. Für die Bestimmung der Reinraumklasse wird die Partikelmessung auf Arbeitshöhe und / oder auf Produkthöhe oder aber 1,2 m ab Boden gemäß dem vorher festgelegten Messraster durchgeführt. Werden 10 und mehr Messpositionen erfasst, so gilt die Messposition mit den größten gemessenen Partikelzahlen als Grundlage zur Reinraumklassenbestimmung, wobei alle Messpositionen innerhalb der Klassengrenzwerte liegen müssen, eine Mittelwertberechnung sagt somit nichts aus. Bei neun oder weniger Messpositionen wird eine Berechnung des UCL (upper confidential limit) verlangt, wobei aber dieselben Kriterien wie oben gelten. Die Berechnung des UCL stellt sicher, dass mit einer 95%- igen Sicherheit nicht mehr Partikel im Raum anzutreffen sind als berechnet wurden. Anzahl der Messpunkte Die Anzahl der Messpunkte wird durch eine Risikoanalyse bestimmt. Dabei ist aber auch die Mindestanzahl der Messstellen zu beachten, die in den Normen. bzw. Richtlinien gefordert ist. Bei turbulenzarmer Verdrängungsströmung muss die Anzahl der Probenahmestellen gleichmäßig über den gesamten Reinbereich in der Eingangsebene verteilt sein (wenn nicht anders spezifiziert), soweit dies nicht durch im Reinbereich aufgestellte Geräte verhindert wird. Die Mindestanzahl von Probenahmestellen, die zur Klassenbestimmung eines Reinbereichs benötigt werden, entspricht der Wurzel aus der Luftauslassfläche (in m 2 ), mindestens aber 2. Bei turbulenter Mischlüftung beträgt die Mindestanzahl der Messpunkte die Quadratwurzel der Fläche (in m 2 ) des Reinraumes bzw. des reinen Bereiches, mindestens aber 2. Berechnung des UCL Das arithmetische Mittel: Standardabweichung: Varianz: Vertrauensbereich 95% (UCL): Mit Faktor t = Praktisch bewährter Faktor für 95%-ige Genauigkeit der Aussage der Formel. Wobei Faktor t : 6,3 bei 2 Messpositionen 2,4 bei 4 Messpositionen 2,0 bei 6 Messpositionen 1,9 bei 8 Messpositionen Mindestprobevolumen 2,9 bei 3 Messpositionen 2,1 bei 5 Messpositionen 1,9 bei 7 Messpositionen 1,9 bei 9 Messpositionen An jeder Messposition ist ein Mindestprobevolumen zu nehmen, bei dem mindestens 20 Partikel der größten betrachteten Partikelgröße gemessen werden. Für die ISO Klassen 4.8 bis 8 und 12 ReinRaumTechnik 3/2010

13 Qualitätssicherung einer betrachteten Partikelgröße 5,0 µm ist die Mindestmesszeit: ISO - Klasse Klassengrenze für 5,0 µm Probevolumen in Liter Messdauer für 1 CFM Partikelzähler ** ** , ,68 1 ** Bei Anwendung des aufeinander folgenden Probenahmeverfahrens Aufeinanderfolgendes Probenahmeverfahren Beobachtete Partikelzählung [C] Aufeinanderfolgendes Probenahmeverfahren: Partikelzählung abgebrochen, NICHT-EINHALTUNG Partikelzählung fortgesetzt 5 Partikelzählung abgebrochen, EINHALTUNG Erwartete Partikelzählung [E] Die Messung kann bei Überschreitung der oberen Partikelkonzentrationsgrenze als entspricht nicht und bei Unterschreitung der unteren Partikelkonzentrationsgrenze als entspricht abgebrochen werden. Anforderungen aus dem EG-Leitfaden der Guten Herstellungspraxis Unterliegen die Reinräume aber zusätzlich noch den Anforderungen aus dem EG-Leitfaden, so läuft zur Zeit eine angeregte Diskussion über die Umsetzung der Forderung aus Abschnitt 5: Für Klassifizierungszwecke von Klasse A-Bereichen sollte ein Probevolumen von mindestens 1 m 3 je Entnahmestelle gewählt werden. Und der dieser Forderung widersprechenden Aussage zwei Sätze weiter: Zur Klassifizierung definiert die Methodik der EN/ISO sowohl die Mindestanzahl der Probenahmeorte und das Probevolumen auf der Basis der bei der Klassengrenze größten betrachteten Partikelgröße als auch die Methode zur Bewertung der gesammelten Daten. Es sind demnach zwei Forderungen zu erfüllen, aber der Betrachter kann auch zu folgenden Überlegungen kommen: Der erste Satz ist abgeleitet aus der Berechnung des Mindesteinzelprobenvolumens, wie es in der Formel aus der EN/ISO vorgegeben ist. Die Formel lautet: V S = (20 / C n,m ) x 1000 Die Tabelle zeigt die oberen und unteren Partikelkonzentrationsgrenzen für Partikelgrößen 5,0 µm. Einhaltung Nicht-Einhaltung Bruchteilzeit Messzeit beobachtete Messzeit beobachtete Bruchteilzeit in min Partikelzahl in min Partikelzahl 0,1922 6, ,0019 0, ,2407 8, ,0505 1, , , ,0992 3, , , ,1476 5, , , ,1961 6, , , ,2447 8, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Aus den vorgenannten Forderungen kann man demnach bereits nach 7 Minuten pro Messpunkt feststellen, ob der Raum die Anforderungen erfüllen wird. Eine Aussage für die Nichteinhaltung kann bereits nach 1 Minute erfolgen. Die Messung kann abgebrochen werden: > Bei Überschreitung der oberen Partikelkonzentrationsgrenze als entspricht nicht > bei Unterschreitung der unteren Partikelkonzentrationsgrenze als entspricht Dabei ist: V S das Mindesteinzelprobenvolumen an einem Probenahmeort, angegeben in Liter C n,m die Klassengrenze (Partikelanzahl je Kubikmeter) für die größte betrachtete Partikelgröße der entsprechenden Klasse 20 die bestimmte Partikelanzahl, welche gezählt werden könnte, wenn die Partikelkonzentration sich in den Klassengrenzen befindet. Dies bedeutet für die Klasse A, bzw. ISO 4.8 ein Mindesteinzelprobenvolumen von 1000 Liter. Um die Probenahmezeiten entscheidend zu verkürzen, ermöglicht die ISO14644 die Verwendung des aufeinander folgenden Probenahmeverfahrens. Das aufeinander folgende Probenahmeverfahren kann angewendet werden, wenn die zu prüfende Luft bedeutend mehr oder bedeutend weniger kontaminiert ist als die festgelegte Klasse oder Konzentrationsgrenze der betrachteten Partikelgröße. Das Verfahren beruht auf dem Vergleich von sich addierenden Echtzeit-Partikelzählungen und Bezugswerten. Bezugswerte werden von den Gleichungen für die oberen und unteren Grenzen abgeleitet. Obere Grenzen: C = 3,96 + 1,03 E Untere Grenzen: C = 3,96 1,03 E Dabei ist: C die beobachtete Partikelzählung E die erwartete Partikelzählung Die erste Forderung (1m 3 ) steht, wird aber abgeschwächt durch die Forderung der Klassifizierung nach ISO EN DIN :1999, die gültig ist (Probevolumen nach ISO und aufeinanderfolgendes Probenahmeverfahren)? Die Addition der beiden Forderungen, somit ist der Kubikmeter gesetzt, obwohl explizit das Probevolumen nach ISO EN DIN :1999 genommen werden sollte. Welchem Zweck dient aber die Klassifizierung? Hier definiert die ISO EN DIN klar den Zweck und die einzuhaltenden Intervalle: Die Klassifizierung weist die fortlaufende Übereinstimmung mit den Anforderungen aus der ISO EN DIN : 1999 nach und zwar mit einem maximalen Zeitraum von 6 Monaten zwischen den Messungen (für ISO-Klasse 5). Betrachtet man nun die überwachte Zeit für die Klassierung und die restliche Zeit, so ist der Zeitunterschied für die Klassifizierungsmessungen zwischen EG-Leitfaden und ISO vernachlässigbar. Die praktische Umsetzung Beim aufeinander folgenden Probenahmeverfahren für die Klasse ISO 4.8 (A-Zone) gilt: Die Klassengrenze für Partikel der Größe 5,0 µm liegt bei 20 Partikeln. Dies ergibt ein Einzelprobevolumen von 1000 Litern. Unter Verwendung eines Partikelzählers mit einem Volumenstrom von einem Kubikfuß pro Minute (28,3 l/min) ergibt dies eine gesamte Messzeit von 35,34 Minuten. Verwendet man nun die Tabelle F1 aus der ISO EN DIN :1999, so kommt man zu den Messzeiten mit Werten der maximal erlaubten Partikeln für den einzelnen Messpunkt. Fazit Bei der Reinraumklassenbestimmung zur Qualifizierung von Reinen Bereichen der Klasse ISO 4.8, bzw. der A-Zone werden aus Erfahrung keine Partikel ( 0,5 µm) gemessen. Aus diesem Grund macht es keinen Sinn auf das zu messende Volumen von 1 m 3 zu beharren. Das Abbruchkriterium nach der ISO EN DIN :1999 ist daher ein sinnvolles Verfahren die Qualität der Reinen Bereiche von ISO 4.8, bzw. A-Zone nachzuweisen. Kontakt Dr.-Ing. Jürgen Blattner BSR Ingenieur-Büro, Oberhausen-Rheinhausen Tel.:07254/ Fax: 07254/ blattner@reinraum.info ReinRaumTechnik 3/

14 Anlagenbau Repräsentative reaktive Materialprobe in Petrischalte gegossen mit Probenkammer und Auflagering zur Bestimmung der spezifischen Emissionsrate der Materialprobe Das Ausgasungsverhalten reinraumtauglicher Materialien spielt neben der Partikelgenerierung bei mechanischer Belastung eine immer bedeutendere Rolle. Zum Einen müssen durch die Verwendung geeigneter Materialien die gesetzlichen Grenzwerte für die Arbeitsplatzbelastung (MAK-Werte) eingehalten werden, zum anderen bedürfen sensible Produktionsumgebungen eine kontrolliert niedriges Niveau an molekularen organischen Verunreinigungen der Umgebungsluft. Emissionen reinraumtauglicher Materialien Industrieangepasste Methode zur vergleichenden Materialklassifizierung Markus Keller Ausgasende organische Komponenten von Materialien (Weichmacher, Lösemittel, andere flüchtigen Bestandteile des Materials) spielen dabei eine entscheidende Rolle bei der Belastung der Raum- oder Prozessluft durch luftgetragene organische Verunreinigungen. Verschiedene Schadensszenarien sind denkbar: Luftgetragene organische Verunreinigungen (volatile organic compounds, VOC; siehe DIN ISO ) können sich auf Linsen von Lithographieeinheiten niederschlagen und deren Leistungsfähigkeit empfindlich stören. Kondensieren Organophosphate oder Dotierstoffe auf Wafern in der Halbleiterfertigung, können diese durch falsche Dotierung schwer beschädigt werden. Siloxane können zum Totalausfall von elektrischen Kontaktierungen führen, wie sie bei der Kontrolle von Wafern eingesetzt werden. Deshalb gibt es besonders kritische Verbindungsklassen, welche in der Reinraumatmosphäre in der Halbleiterproduktion nicht vorhanden sein dürfen. Dies sind unter anderem Siloxane, Phthalate, Amine, Organophosphate, Dotierstoffe und andere prozessspezifisch gefährliche Substanzen, welche es bei der Betrachtung des Ausgasungsverhaltens reinraumtauglicher Werkstoffe besonders zu beachten sind. Die hier vorgestellte Materialklassifzierung ermöglicht eine gezielte Auswahl von Werkstoffen für deren Einsatz in reinen Fertigungsumgebungen. Bestimmung der materialspezifischen Emissionsrate Das hier beschriebene Verfahren hat zum Ziel, Prüfkriterien zu definieren, anhand derer Materialien hinsichtlich Ihrer Ausgasungseigenschaften bewertet und klassifiziert werden können. Dieses Verfahren ermöglicht eine Vergleichbarkeit verschiedener Materialien hinsichtlich ihrer Emission flüchtiger organischer Verbindungen und daraus abgeleitet die Erstellung einer Rangliste zur Auswahl und Klassifizierung von Werkstoffen. Die Menge an ausgasenden organischen Verbindungen aus Materialien ist abhängig von deren Oberfläche, der Ausgasungszeit, deren Alter und der Prüftemperatur. Die spezifische Emissionsrate SER bezieht sich auf diese Parameter und wird angegeben als Masse pro Fläche x Zeit [g/ m 2 s] bei der entsprechenden Raumtemperatur. Als standardisiertes vergleichbares Prüfverfahren werden Messungen mit Hilfe einer Mikrokammer vorgenommen. Die Bestimmung der Ausgasung erfolgt durch Sammlung und Anreicherung flüchtiger Verbindungen und nachfolgender Analyse mittels Thermodesorption und gekoppelter Gaschromatographie mit einem Massenspektrometer (TD-GC/MS). Probenvorbereitung Die Probe muss hinsichtlich der Geometrie und Oberflächenausführung repräsentativ sein sowie der späteren Anwendung des Werkstoffs im Reinraum entsprechen. Der Schichtaufbau bei Mehrschichtanwendungen muss der geplanten Anwendung entsprechen. Schnittkanten von festen Proben, die nicht zur aktiven Oberfläche zählen sollen, müssen entsprechend abgedeckt werden (z. B. mit einem Alu-Schneidring). Für fließfähige Proben sind VOC-freie Trägermaterialien (Glasschalen, Edelstahl) zu verwenden. Die Ausbringung dieser fließfähiger Proben ist so vorzubereiten, dass die aktive Oberfläche quantifizierbar ist. Die Vorkonditionierung reaktiv 14 ReinRaumTechnik 3/2010

15 Anlagenbau aushärtender Proben erfolgt über 30 Tage unter kontrollierten klimatischen Bedingungen (Raumtemperatur 22+/-1 C, relative Luftfeuchte von 45 % (siehe auch VDI 2083 Blatt 9.1 und DIN EN ISO ). Eine Kontamination der Proben während der Lagerung muss vermieden werden. Dies wird durch eine VOC-reduzierte Lagerungsumgebung (z.b. Minienvironment mit VOC-Filtration) realisiert. Die VOC-reduzierte Umgebungsqualität muss mindestens um eine Klasse besser sein, als die erwartete VOC-Bewertung des Prüflings. Probenahme Nach der Ablagerung wird eine definierte Materialprobe mit einer Oberfläche von 10 cm 2 in einer Prüfkammer (µcte, Markes International) mit den Abmessungen d = 45 mm und V = 40 ml unter atmosphärischem Druck bei einer standardisierten Temperatur von 22 C +/-1 C (Raumtemperatur) über eine Stunde temperiert. Der Volumenstrom des Spülgases durch die Kammer muss auf die Geometrie der Prüfkammer abgestimmt sein. Bei der hier vorgestellten Mikrokammermessung beträgt der Volumenstrom 100 ml/min. Die aus der Materialprobe ausgasenden flüchtigen organischen Verbindungen werden mit Hilfe eines Spülgases zu einem Sorptionsröhrchen mit einem geeigneten Adsorbens (Tenax GR) transportiert und dort adsorbiert. Die Dauer der Probenahme und der Volumenstrom sind Grundlage der anschließenden quantitativen Klassifizierung. Eine Vergleichbarkeit ist nur bei identischen Probenahmetemperaturen und -zeiten gegeben. Auf Basis der Messung bei Raumtemperatur wird der Werkstoff später klassifiziert. Die Analyse der Sorptionsröhrchen erfolgt mittels Thermodesorption und gekoppelter Gaschromatographie mit einem Massenspektrometer. Durch die Thermodesorption (TD) werden die VOC von den Sorptionsröhrchen desorbiert und der anschließenden Analyse in Anlehnung an VDA 278 zugänglich gemacht. Bestimmung der spezifischen Emissionsrate Die Emissionsmessung liefert zunächst nur die Masse an adsorbierten flüchtigen organischen Verbindungen, welche sich auf dem Sorptionsröhrchen befunden haben. Diese Masse wird auf die Probenoberfläche und die Dauer der Probennahme bezogen und ergibt somit die flächenspezifische Emissionsrate des Materials. Hierbei gilt: SER m = flächenspezfische Emissionsrate des Materials m bei einer Raumtemperatur von 22 +/ 1 C in g/(m 2 *s) m TVOC = Masse der Gesamtausgasung des Werkstoffs m in g A m = Fläche des Werkstoffs m in m 2 t = Dauer der Probennahme in s Überführung der materialspezifischen Emissionsrate in eine einheitliche Materialklassifizierung Die Klassifizierung des Werkstoffs in ISO-AMC (or)-klassen in Anlehnung an DIN EN ISO erfolgt anhand der Größe TVOC norm : Hierbei gilt: V norm = normiertes Kammervolumen von 1 m 3 A norm = normierte Fläche des Werkstoffs von 1 m 2 n norm = normierte Spülgasrate von 1/s TVOC norm = normierte Gesamtausgasung des Werkstoffs m in g/m 3 R Reine Luft ist unser Business. Die leistungsstarken Partikelzähler von CLiMET - Durchflussraten bis 100 Liter pro Minute - benutzerfreundliche Touchscreen Display - USB und Ethernetanschlüsse - robuste Bauweise durch Chromstahlgehäuse - integriertes Sicherheitssystem mit 4 Levelstufen Autorisierter Vertriebspartner von CLiMET Produkten: CAS Clean-Air-Service AG CH 9630 Wattwil T +41 (0) CAS Clean-Air-Service AG D Herzogenrath T +49 (0) CAS Clean-Air-Service AG A-6020 Innsbruck T +43 (0) ReinRaumTechnik 3/

16 Der Zahlenwert von TVOCnorm wird dekadisch logarithmiert und ergibt damit die werkstoffspezifische normierte ISO-AMCm-Klasse. Diese wird in folgendem Format angegeben: ISO-AMCm Klasse N (or). Die ISO-AMCm-Klasse N wird innerhalb eines Bereichs von 0 bis 12 erhalten. Es dürfen Zwischenwerte der Klassifizierung angegeben werden. Dabei ist 0,1 die kleinste zulässige Schrittweite von N. Die Bezeichung or definiert die flüchtigen organischen Verbindungen als Kontaminantengruppe. Umrechnung der werkstoffspezifischen ISO-AMC m Klasse auf die ISO-AMC CR Klasse realer Reinraumumgebungen Um für einen Reinraum (CR) mit bekannten Betriebsparametern die durch das Einbringen eines Werkstoffes zu erwartende ISO-AMC- Klasse zu berechnen, wird folgende Formel angewendet: Abb. 1: Materialprobe in der Mikrokammer mit geöffnetem Deckel von TVOC CR ergibt die ISO-AMC- Klasse des Reinraums. Diese wird in folgendem Format angegeben: ISO- AMC CR Klasse N (or). Die ISO-AMC- CR-Klassifizierung erfolgt gemäß DIN EN ISO (s. Tab. 1). C-tec Ceanroom-Technology GmbH Hegelstraße D Rottenburg Tel.: +49 (0) public@c-tec.de Hierbei gilt: TVOC CR = berechnete Gesamtausgasung des Werkstoffs m im Reinraum in g/m 3 A CR = Fläche des Werkstoffs im Reinraum in m 2 V CR = Reinraumvolumen in m 3 n CR = Frischluftrate des Reinraums in 1/s Mit obiger Formel werden die Einflussfaktoren Frischluftrate, Fläche des Werkstoffs im Reinraum und das Volumen des Reinraums auf die VOC-Belastung eines Reinraums berücksichtigt. Die Frischluftrate berechnet sich folgendermaßen: Hierbei gilt: n CR = Frischluftrate im Reinraum LWR CR = Luftwechselrate im Reinraum FLA CR = Frischluftanteil im Reinraum Bei der Frischluftrate ist zu beachten, dass hierbei die Zuführung von VOC-freier Reinstluft angenommen wird. Der dekadische Logarithmus Fazit Durch eine geeignete Prüfkammermessung und entsprechender Analytik kann die spezifische Emissionsrate flüchtiger organischer Verbindungen einer Materialprobe bestimmt werden. Ausgehend von diesem Wert wird durch eine geeigente Normierung eine Materialklasse berechnet. Diese einheitliche Mateiralklassifizierung ermöglicht den direkten Vergleich des Ausgasungsverhaltens flüchtiger organischer Verbindungen der getesteten Materialien. Die hier vorgestellte Vorgehensweise wird im Industrieverbund CSM (cleanroom suitable materials, des Fraunhofer IPA angewandt. Die untersuchten und klassifizierten Materialien erhalten ein entsprechendes CSM-Siegel und werden in die Datenbank des Industrieverbunds eingestellt. Die Datenbank ermöglicht direkte Vergleiche der getesteten Materialien nicht nur hinsichtlich des Ausgasungsverhaltens, sondern auch anderer Parameter wie chemische Beständigkeit, Partikelabrieb und Bioresistenz und stellt somit ein geeignetes Werkzeug bei der Auswahl reinraumtauglicher Werkstoffe dar. 16 ReinRaumTechnik 3/2010

17 anlagenbau ISo amc Klasse Konzentration g/m³ Konzentration µg/m³ Konzentration ng/m (1,000,000) 10 9 (1,000,000,000) (100,000) 10 8 ( ,000) (10,000) 10 7 (10,000,000) (1,000) 10 6 (1,000,000) (100) 10 5 (100,000) (10) 10 4 (10,000) (1) 10 3 (1,000) (0.1) 10 2 (100) (0.01) 10 1 (10) (0.001) 10 0 (1) (0.0001) 10 1 (0.1) ( ) 10 2 (0.01) ( ) 10 3 (0.001) Tab. 1: ISo amc Reinheitsklassen nach DIN EN ISo KoNTaKT Dipl. Biol. (t.o.) Markus Keller Abteilung Reinst- und Mikroproduktion Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart Tel.: 0711/ Fax: 0711/ Markus.Keller@ipa.fraunhofer.de AUF ZUM CHEMANAGER-PORTAL CHEManager CHEManager Europe LVT LEBENSMITTEL Industrie CITplus Uns gibt s jetzt auch online!

18 Titelstory In der Novelle zur Annex 1 wird auf EU Ebene ein kontaminationsfreies Handling im Gefriertrocknerbereich gefordert. Die Annex 1 zieht damit nicht nur mit internationalen Standards gleich, sondern setzt auch ein starkes Zeichen hin zu erhöhten Qualitäts- und Sicherheitsstandards im pharmazeutischen Abfüllbereich. Der vorliegende Bericht beschäftigt sich speziell mit dem Bereich des kontaminationsfreien Handlings im Lyophilisations-Bereich. Kontaminationsfreies Handling Auswirkungen des Annex 1 Josef Ortner Da trotz verschärfter Auflagen immer noch ein Restrisiko nach dem Lyophilisationsprozess durch ein mögliches Lösen eines Stopfens besteht, gelten ab dem 1. März 2010 für das Verbördeln von lyphilisierten Vials folgende neue Rahmenbedingungen: Vor dem endgültigen Verschließen sollte der Transfer von partiell verschlossenen Behältnissen, wie sie beim Gefriertrocknen verwendet werden, entweder in einem Bereich der Reinheitsklasse A mit einem Umgebungsbereich der Klasse B oder in geschlossenen Transfersystemen in einem Bereich der Reinheitsklasse B erfolgen. Partiell verschlossene Behältnisse, wie sie beim Gefriertrocknen verwendet werden, sollten solange unter Klasse A-Bedingungen behalten werden, bis der Stopfen vollständig eingeführt ist. (Auszug aus der Annex 1) Neue Herausforderungen Mit der Annex 1 Änderung sind sowohl die produzierenden Unternehmen als auch die Equipment- und Anlagenhersteller gefordert neue Überlegungen für betroffene Produktionsbereich anzustellen. Zur Ausgangslage: In vielen Pharmaproduktionen werden Lyo- Anlagen direkt vom Reinraum der Klasse B oder B+ bestückt und auch entladen. Bei dieser Situation besteht nun das Risiko des Transportes zur Bördelung oder zur Verschlussanlage. Auch ist es durchaus ein gängiger Weg Durchreiche Lyo Anlagen zu verwenden. Die Entladung erfolgt meist in der Peripherie-Reinraumzone der Klasse B-C oder niedriger. Das Risiko des Stopfenabbruchs oder -abfalls ist in diesem Fall entsprechend hoch anzusetzen. Eine weitere Herausforderung entsteht in der Zwischenlagerung. Die Entladung und Verbördelung ist nicht immer als zeitgleicher [und zeitaufwändiger] Prozess anzusehen. Meist müssen die Produkte zwischen den einzelnen Bereichen mehrere Stunden und oft Tage zwischengelagert werden. In der Regel gibt es in den meisten Produktionsabteilungen Standortbezogene, individuelle Lösungen für das Entladen, den Transport und die Zwischenlagerung. Grundsätzlich stehen dem Nutzer nun verschiedene Lösungsansätze in der Umsetzung zur Verfügung: Lösung 1: Gesamtes Handling und Transport unter Reinraumbedingungen Klasse A Dabei werden, Laminarflow Einheiten oder Filterdecken nach Klasse A installiert. Die Räume oder zumindest die Zonen werden als Klasse A bzw. B+ qualifiziert. Dies bedeutet in der Regel eine Reihe von organisatorischen, baulichen, logistischen und infrastrukturellen Maßnahmen. Bei der Installation von mehreren Lyophilisationsanlagen an unterschiedlichen Räumen oder gar Gebäuden an einem Standort erhöht sich diese Problematik. 18 ReinRaumTechnik 3/2010

19 Titelstory Angemerkt seinen hier nur einige dieser Themen: Bei einer solchen Lösung werden sehr hohe Luftmengen transportiert die einerseits großen Rückströmflächen benötigen und andererseits zu gravierenden Querströmungen führen können. Schallbehandlung und Temperatureintrag sind entscheidende und oft nicht lösbare Herausforderungen. Die Schleusenprozesse und Zugänglichkeiten sind ungemein aufwändig und blockierend. Diskussionsbehaftet bleiben die Investionsund Betriebskosten, welche im Vergleich zur herkömmlichen Prozessgestaltungen sehr hoch zu bewerten sind. Hinzu kommt, dass sich die tägliche Nutzung oft schwierig und unkontrollierbar gestaltet. Unter Berücksichtigung all dieser Punkte, sind solche Lösungen in der Regel nur für Einzel Lyo Anlagen sinnvoll. Lösung 2: Vollautomatisierte Lyo-Prozesse Dabei wird der gesamte Be- und Entladebereich unter Reinraumklasse A gesetzt und der Materialflussprozess durch Roboteranlagen durchgeführt. Diese Lösung ist in Bezug auf Reinheit und Produktsicherheit der effektivste Weg, bedeutet jedoch einen sehr hohen technischen Aufwand. Die Ausschussraten vervielfachen sich meist gerade am Beginn eines Prozesses und die Wartungs- und Requalifizierungsaufwendungen fallen selbst nach mehreren Monaten und Jahren wesentlich höher aus, als bisher angenommen. Nicht zu vernachlässigen ist die vergleichsweise schwierige Gestaltung eines Dekontaminationsprozesses für automatisierte Anlagen. Was tun, wenn die Fabrik nicht auf eine Automatisierung ausgerichtet ist, oder Lyoanlagen nur vereinzelt in unterschiedlichen Herstellungsebenen gebraucht werden? Ortner Reinraumtechnik hat dazu einen 2-Schritte-Plan entwickelt, um solche Anforderungen Annex 1 konform zu lösen. Lösung 3: Minienvironment mit halbautomatisierten Handling 1. Mit der Minienvironment Lösung wird der unmittlbare Be- oder Entladebereich kleinflächig unter die Reinraumklasse A gesetzt. Um hier die größtmögliche Sicherheit zu erhalten, erstellt die Firma Ortner im Vorfeld immer umfassende Simulationen für unterschiedliche LF-Größen und LF-Konditionen. Die damit verbundenen Strömungscharakteristika können so mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit erkannt und die entsprechenden Maßnahmen bereits im Bau der Anlagen umgesetzt werden. Eine der bemerkenswertesten Simulationserkenntnisse für uns ist, dass großflächige LF Einheiten, die gleichgerichtete Kolbenstörmung nur bis ca. 1500mm oberhalb des Bodens möglich machen. Im Bodenbereich und speziell im unteren Lyo Bereich entsteht damit ein Staudruck und sogar einen Strömung von unten nach oben entgegen der Laminarströmung. Eine genaue Positionierung und das Design der LF-Anlagen ist ausschlaggebend für eine optimale Strömung. Simulationen machen sich bewährt und sparen damit Kosten. Viel wichtiger ist, dass sich durch solche Berechnungen das Risiko entsprechend reduzieren lässt, Josef Ortner, Geschäftsführer der Ortner Reinraumtechnik GmbH. 2. Um den Operator vor dem direkten Kontakt mit dem Gebinde zu schützen, wurde als zweiten Schritt eine halbautomatisierten mobilen Transferanlage entwickelt. Für den Transport und die Zwischenlagerung werden halbautomatische Laminar Flow Carts (LF-Carts) eingesetzt. Um die Anforderungen der Annex 1 zu gewährleisten, ist das LF-Cart der Firma Ortner mit Filter-Fan- Unit-Modulen ausgestattet. Die Beladung der LF-Carts sowie das Entladen bzw. Bestücken der Bördelanlage erfolgt mittels dieser Transferanlagen. Das Endprodukt bleibt während des gesamten Zwischenprozesses unter der Reinraumklasse A. Höchstmögliche Flexibilität hieß die Herausforderung bei der Entwicklung der LF-Carts an das Produktmanagement der Firma Ortner: In den Lyo Anlagen werden unterschiedliche Gebindegrössen verwendet. Die Fachböden im LF Cart sind variabel auf die Flaschengrössen adaptierbar. Durch die beidseitigen Schiebtüren ist ein flexibles Handling der Carts von beiden Seiten aus möglich. Die Carts werden über Akkus betrieben und ermöglichen damit einen netzunabhängigen Einsatz. Die Carts verfügen über eine Akku betriebene Selbstfahreinrichtung. Damit ist das Bedienen und Bewegen der Carts trotz hoher Belademasse und hohem Eigengewicht für den Nutzer jederzeit möglich. Die LF-Carts sind mit einer Reihe von Überwachungs- und Sicherheitssysemen wie z.b.: eine Filter- und Strömungsüberwachung, ein Wegfahrsperre, Bedienercode, untersch. Signalleuchten, Lade- oder Akkustand ausgestattet. Fazit Mit diesem 2-Schritte Konzept spielen Parameter wie Positionierung von Lyoanlagen oder LF-Bautypendiskussionen keine Rolle mehr. Eine Realisierung solcher Projekte ist selbst bei schwierigen Raumsituationen jederzeit möglich. Nicht zu verachten ist, dass das Handling über fahrbare Minienvironments eine vergleichsweise kostengünstige und flexible Nutzungsmöglichkeit für den Lyo-Bereich darstellt. Die großen Vorteile liegen neben der flexiblen Einsetzbarkeit, vor allem in der einfachen und unkomplizierten Handhabung. Kontakt Josef Ortner Ortner Reinraumtechnik GmbH Uferweg 7, A-9500 Villach Tel.: / , Fax: / reinraum@ortner-group.at ReinRaumTechnik 3/

20 Hygiene Martina Taylor/Fotolia.com Die Vermeidung mikrobiologischer Kontaminationen im Zuge des Produktionsprozesses stellt eine wesentliche Voraussetzung zur Herstellung sicherer Produkte im Pharmabetrieb dar. Dabei können sinnvolle und effektive Maßnahmen abgeleitet werden, wenn die Informationen über das generelle Wirkspektrum von Bioziden, potentielle Kontaminationsquellen, Informationen aus dem mikrobiologischen Monitoring und mikrobiologische Wirksamkeitsgutachten von Desinfektionsmitteln systematisch zusammengeführt und bewertet werden. Desinfektion im Pharmabetrieb Systematische Analyse von Desinfektionsmitteln sporizide Wirksamkeit besitzen. Quarternäre Ammoniumverbindungen (Quats) wirken ebenfalls nicht gegenüber bakteriellen Sporen und sind auch gegenüber den vor allem im medizinischen Bereich als Infektionserreger bedeutsamen Mykobakterien nicht wirksam. Dieses trifft auch für Guanidine zu, die in Bezug auf quarternäre Ammoniumverbindungen gegenüber Gramnegativen Bakterien eine etwas bessere Wirksamkeit haben, dagegen aber in ihrer fungiziden Wirksamkeit etwas schlechter abschneiden. Dr. Katrin Steinhauer Antimikrobielle Wirksamkeit verschiedener Desinfektionsmittelwirkstoffe Die Auswahl eines effektiven Desinfektionsmittelregimes, welches den hygienischen Erfordernissen im Produktionsbetrieb angemessen ist, stellt eine komplexe Fragestellung dar. Die Betrachtung der antimikrobiellen Wirksamkeit unterschiedlicher Biozide bildet dabei eine wichtige Entscheidungsgrundlage. Abbildung 1 gibt einen exemplarischen Überblick über das Spektrum der antimikrobiellen Wirksamkeit unterschiedlicher biozider Wirkstoffe und zeigt, dass Alkohole, die schnell und effektiv gegen Bakterien, Mykobakterien, Pilze und Viren wirken, keine Abb. 1: Exemplarische Darstellung der mikrobiziden Wirksamkeit biozider Wirkstoffen. Die mikrobizide Wirksamkeit der ausgewählten Biozide ist unterteilt in Baktrizide, mykobakterizide, sporizide, fungizide und viruzidie Wirksamkeit. +++: gute Wirksamkeit; ++: mäßige Wirksamkeit; - : ungenügende Wirksamkeit 20 ReinRaumTechnik 3/2010