Die bräunliche Verfärbung der Sterikammer - was ist das und wie krieg ich es wieder weg? Dr. Urs Rosenberg Scientific Affairs

Transkript

1 Die bräunliche Verfärbung der Sterikammer - was ist das und wie krieg ich es wieder weg? Dr. Urs Rosenberg Scientific Affairs

2 Dampfsterilisatorkammern in ZSVA s

3 Rouging in Anlagen der Pharmaindustrie Rouging kann nicht komplett verhindert sondern mittels spezifischer Massnahmen nur hinausgezögert werden!

4 Chromgehalt in Passivschicht und Basismetall Damit sich eine dauerhaft stabile Passivschicht ausbilden kann, werden in der Literatur folgende Bedingungen genannt: die Legierung enthält mind. 10 Gew.-% Chrom bzw. der Chromgehalt im Oxid muss mind. 50 % betragen. Diss. Kämmerer 2012 (Uni Augsburg)

5 Struktur der Passivschicht (Modell) Verhältnis Cr/Fe 1.5 Cr/Fe Oberfläche Abstand von Oberfläche 2.5 nm 5.0 nm 0.3 Nach: Henkel, Chem. Plants Processing (1999); 1: 50

6 Passivschicht unterbindet Diffusion und schützt vor Metallauflösung (Modell) Diss. Kämmerer 2012 (Uni Augsburg) Schematische Darstellung des bipolaren Passivschichtmodells nach Clayton et al.: Ausbildung einer inneren Anionenselektiv-Schicht, bestehend aus Hydroxiden, die einer weiteren Metallauflösung entgegen wirkt sowie einer äußeren Kationenselektiv-Schicht, die eine Diffusion von Cl -Ionen hemmt

7 Die Passivschicht als Gleichgewichtssystem (Re)Passivierung Depassivierung Umgebendes Medium und Temperatur wirken auf Passivschicht Unter bevorzugten Bedingungen tendiert Gleichgewicht zu (Re)Passivierung Depassivierung sofern Umgebungsbedingungen den Zerfall von Chromoxiden bzw. die Bildung von Eisenoxiden deutlich begünstigen In heissen Reinstwasser- und in Reindampfsystemen tendiert Gleichgewicht zu Depassivierung Chromverarmung an der Oberfläche und vermehrte Bildung von Eisenoxiden und Eisenoxidhydraten

8 Depassivierung und Bildung von Rouge Henkel und Henkel, Pharm. Ind. (2011); 73(9):

9 Limonit / Brauneisenstein FeO(OH) nh 2 O Eisen- und wasserhaltiges Gemisch verschiedener Eisenoxidhydhydraten wie Goethit und Lepidokrokit.

10 Hydroxidhaltige Oxide der Formel: Fe 3+ O(OH) Goethit α-fe 3+ O(OH) Lepidokrokit γ-fe 3+ O(OH)

11 Hämatit / Roteisenstein Fe2O3

12 Magnetit / Magneteisenstein Fe3O4

13 3 Kategorien von Rouging Rouging Kategorie Beschreibung 1 Eingeschlepptes und abgelagertes Rouge. In einer frühen Phase zu reinigen durch abwischen. Später mittels Derouging. 2 In situ gebildetes Rouge. Zu entfernen abtragend durch mechanisches Polieren, Elektropolieren, Beizen oder nicht abtragendes Derouging gefolgt von Passivierung. 3 Dunkle Belagsbildung (glänzend oder matt-pulverig), auch Blacking genannt. I.d.R. nur in Reinstdampfgeneratoren. Zu entfernen nur mit abtragenden Verfahren.

14 Rougeübertragung oder in situ Rouging? Klemme nach ca. 20 Zyklen im RDG Klemme nach ca. 20 Zyklen im Dampfsterilisator

15 Rouging fördernde Faktoren Reduzierter Sauerstoffgehalt von heissem Wasser à keine Repassivierung. Stark erhöhte Ionen-Löslichkeit in entsalztem Heisswasser. Beschleunigte Diffusion von Eisenatomen an die Oberfläche bei hohen Temperaturen und Reaktion zu Oxiden und Hydroxiden. Schlechtere Löslichkeit von oxidiertem Eisen (Fe 3+ ). CO 2 à ph-wert à Löslichkeit von Eisen. Anwesenheit von Eisenkontamination an der Oberfläche. Oberflächenfinish: Art der Behandlung, Rauheit. Nichtmetallische Einschlüsse im rostfreien Stahl. Schweissdefekte, Rückstände, unsaubere Oberflächen. Spuren von Chlorid-Ionen im Dampf (z.b. durch Mitreissen von aufgesalztem Wasser aus Dampferzeuger).

16 Kontamination oder Korrosion? Neuer Oberflächenfinish 20 Zyklen im leeren Sterilisator Glasperlgestrahlt Glaspergestrahlt Glasperlgestrahlt + elektropoliert Elektropoliert

17 Oberflächenfinish und Korrosionsanfälligkeit Aus: GLASPERLSTRAHLEN - NEUES VERFAHREN GEGEN KORROSION? M. Faller Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), 2005

18 Oberflächenfinish und Korrosionsanfälligkeit Redox-Potential des verwendeten Mediums (NaCl). Glaspergestrahlt Elektropoliert Aus: GLASPERLSTRAHLEN - NEUES VERFAHREN GEGEN KORROSION? M. Faller, Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), 2005

19 Mechanisches Schleifen die Beilby-Schicht

20 Nicht abtragendes Derouging, ph-neutral Patentiertes Verfahren 1. Chemische Reduktion höherwertiger (Fe 3+ ) Eisenoxide womit das Eisen wieder in Lösung gebracht wird. 1a) Na 2 S 2 O 4 + 3H 2 O à NaHSO 4 + NaHSO 3 + 4H + Natriumdithionit Natriumsulfat Natriumbisulfit 1b) NaHSO 3 + Fe 3+ à NaHSO 4 + Fe 2+ Natriumbisulfit Natriumsulfat 2. Chemische Komplexierung (Bindung) des Eisens zu organischem Eisen-Komplexsalz, das von der Oberfläche weggespült werden kann. Fe 2+ + H 2 C 2 O H 2 O à FeC 2 O 4 2H 2 O + H 2 Oxalsäure Eisen(II)-oxalat Dihydrat

21 Derouging von Sterikammern - Arbeitsschritte 1. Arbeitsplatz einrichten 2. Fotodokumentation 3. Demontage der «Innereien» 4. Manuelle Entfernung von Klebern / Klebstoff 5. Anschlüsse erstellen 6. Vakuum anlegen, Kammer mit Stickstoff fluten 7. Vorspülung mit VE-Wasser 8. Alkalische Vorreinigung 9. Neutralisation 10. Spülung mit VE-Wasser 10. Derouging unter anaeroben Bedingungen (Stickstoff) 11. Spülung mit VE-Wasser 12. Passivierung 13. Spülungen mit VE-Wasser 14. Fotodokumentation 15. Remontage 16. Aufheizen zum Trocknen 17. Vakuumtest 18. Bowie-Dick Test 19. Aufräumen, Mobil verpacken

22 Impressionen

23 Kleber entfernen

24 Das Derouging-Mobil

25 Zuführung über Validierungsanschluss Rotationsdüsen

26 Rücklauf über Schmutzfänger in der Leitung zur Vakuumpumpe Filter aus Schmutzfänger

27 Übersicht der Anschlüsse Eingang (von Derouging Mobil) Stromanschluss Derouging Mobil Ausgang (zu Derouging Mobil) Abfluss (Gulli) aus Derouging Mobil

28 Sterilisator aufheizen und evakuieren Ziele: - Reduktion der Sauerstoffkonzentration auf max. 0.5% (Derouging unter Luftausschluss) - Aufheizen der Sterilisatorkammer (Das Derouging benötigt eine Temperatur von ca. 70 C)

29 Der Steuermann des Derouging Mobil

30 und die Parameter nach denen er steuert Temperatur und Druck im Steri Zeit Füllstand Tank Durchfluss Druck im Kreislauf Temperatur und Leitwert

31 Steuerhebel sind Ein-/Aus Pumpe Ventil N 2 -Flasche Ventile (Kugelhähne) am Derouging Mobil Thermostat Heizung

32 Chemikalien für Steri-Derouging 1. deconex OP 197 Zur manuellen Entfernung von Klebern 2. deconex CIP alpha-x Zur alkalischen Vorreinigung der Kammer 3. deconex 26 PLUS Zur Neutralisation der Reinigungslösung 4. deconex DEROUGE Komplexierende Komponente 5. deconex DEROUGE P Reduzierende Komponente 6. deconex DEROUGE Z Emulgierende / dispergierende Komponente 7. ACDS Aktivitätscheck Tablette zur Wirksamkeitsprüfung 8. deconex CIP boost Zur Passivierung

33 Chemikalien - Risikobetrachtung Die chemischen Komponenten des ph-neutralen Derouging Prozesses sind - Oxalsäure (deconex DEROUGE) als Komplexiermittel. Eine schwache organische Säure. Verleiht z.b. der Rhabarber die Säure. - Natriumdithionit (deconex DEROUGE P) als Reduktionsmittel. Wird z.b. auch zum Bleichen von Zucker eingesetzt. - Phosphate (deconex DEROUGE Z) als Reinigungsverstärker. Werden z.b. auch in jedem maschinelle Geschirrspülmittel eingesetzt. Natriumdithionit wird während des Prozesses in Natriumsulfat und Oxalsäure in Eisenoxalat umgewandelt, beides Salze, die am Schluss mit VE-Wasser ausgespült werden. Die Ausspülung wird mittels Messung der Leitfähigkeit des Spülwassers nachgewiesen. Die Passivierung der Sterikammer nach dem Derouging erfolgt mit - Wasserstoffperoxid (deconex CIP boost). Allfällige Spuren nach der finalen Wasserspülung zerfallen schnell in Wasser und Sauerstoff.

34 Prüfen der Derouging Lösung auf Wirksamkeit Lösung inaktiv Lösung aktiv

35 Arbeitsschritte / Messwerte protokollieren

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44 Derouging von Sterikammern - Zeitaufwand 1. Arbeitsplatz einrichten 2. Fotodokumentation 0:10 3. Demontage der «Innereien» 0:10 4. Manuelle Entfernung von 0:30 Klebern / Klebstoff 5. Anschlüsse erstellen 0:20 6. Vakuum anlegen, Kammer 0:20 mit Stickstoff fluten 7. Vorspülung mit VE-Wasser 0:20 8. Alkalische Vorreinigung 0:50 9. Neutralisation 0: Spülung mit VE-Wasser 0:20 Zwischensumme 3: Derouging unter anaeroben 2:20 Bedingungen (Stickstoff) 11. Spülung mit VE-Wasser 0: Passivierung 0: Spülungen mit VE-Wasser 1: Fotodokumentation 0: Remontage 0: Aufheizen zum Trocknen 0: Vakuumtest 0: Bowie-Dick Test 0: Aufräumen, Mobil verpacken Endsumme ohne 1, 18, 19, 20 8:25

45 Regelmässige Pflege der Sterikammer Anhaftende Etikettenkleber sobald wie möglich entfernen Keine kratzenden Werkzeuge verwenden Kammer wöchentlich mit Mikrofasertuch und VE-Wasser auswischen Allfällige Verwendung von Chemikalien / Reinigungsmittel nur nach Absprache mit Sterilisator-Hersteller

46 Vielen Dank für Ihr Interesse!

47 Sterilisator 1 Jahr nach Derouging - Vergleich

48 Steriwagen vor und nach Derouging