REINRAUM

 Filter-Programm für Wasser, Druckluft und Tankbelüftung 

Filtrationstechnologien für Ophthalmika

Filter für die Wasseraufbereitung

Für die Prozess- und Produktqualität ist in der Arzneimittelproduktion die Wasseraufbereitung ein entscheidender Faktor. Die Erzeugung und Qualität des Wassers sind in den Leitlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der European Medicines Agency (EMA) festgelegt. In der industriellen Anlagentechnik stützt man sich auf eine ausgereifte Filtrationstechnik, um die strikten Vorgaben der Arzneibücher zu erfüllen. Die Herstellung wässriger Augentropfen, in der millionenfach verwendeten konservierungsstofffreien Darreichungsform der Ein-Dosis-Ophtiolen ist ein gutes Beispiel. Europäische Produzenten der Ophthalmika nutzen dabei die Filtrationstechnologien von Donaldson. Anwendungspezifische Filterelemente und -gehäuse zur Prozesswasseraufbereitung, zur Aufbereitung von Druckluft und zum Schutz der Vorprodukte stehen in den entsprechenden Spezifikationen zur Verfügung.

Nach dem Europäischen Arzneibuch (Ph.Eur.) ist das nach der Deutschen Trinkwasserverordnung geprüfte Trinkwasser für die Herstellung von gereinigtem Wasser und Wasser für Injektionszwecke (WFI) erlaubt. Für die Zubereitung von sterilen Augenarzneien wird die Verwendung von WFI empfohlen, obwohl im Ph.Eur die Vorgabe nicht mehr enthalten ist. Für die einzelnen Produktionsschritte werden von der Filtrationstechnik sichere Lösung erwartetet: Für die Wasseraufbereitung ebenso wie für die Filtration von Zusatzstoffen, die Druckluftaufbereitung und die Tankbelüftung. Für den Anwender ist es sinnvoll, wenn ein Filterhersteller diese Bereiche aus seinem Programm abdecken kann.

Filter für die Wasseraufbereitung

Um für wässrige Augentropfen zum Beispiel bei der konservierungsstofffreien Darreichungsform der Ein-Dosis-Ophtiolen eine hohe Verträglichkeit und Wirksamkeit zu erreichen, ist die Einstellung des pH-Wertes im Bereich von 7,1 bis 7,5 üblich und durch die Zugabe von 0,9 Prozent Natriumchlorid wird ein osmotischer Druck erreicht, der für die Anwendung am Auge bevorzugt wird. Werden Crossflow-Mikrofiltrationssysteme für die Wasseraufbereitung eingesetzt, kann durch den vorgeschalteten Einsatz der Donaldson LifeTec-Filter des Typs PP 100 N mit einer Rückhaltrate von einem Mikrometer die Standzeit der Crossflow-Membranen erhöht werden. Zur finalen Sicherung hinter der Crossflow-Aufbereitung haben sich die LifeTec-Filter des Typs PES WN mit der Rückhalterate von 0,2 Mikrometer bewährt.

Auch die Erzeugung von Prozesswasser durch eine dreistufige Aufbereitung von Wasser aus der kommunalen Versorgung kann wirtschaftlich durch den Einsatz von drei fünfplätzigen PF-EG 0530 –Edelstahlgehäusen für jeweils 30“ Elemente aus dem LifeTec-Programm für die Vor- und Feinfiltration dargestellt werden. Mit den Tiefenvorfiltern des Typs LifeTec PP100 N wird in der ersten Stufe eine Rückhalterate von 2,4 Mikrometer und in der zweiten Stufe von 1,00 Mikrometer erreicht. Die finale Filtration erfolgt mit Filtern des Typs LifeTec PES-WN mit einer Rückhalterate von 0,2 Mikrometer (steril).

Mit dieser Filtergehäusekonfiguration, die eine kompakte Bauweise zulässt, wird eine hohe Durchsatzleistung und lange Filterstandzeit erzielt. Die Flussrate bei hoher Filtrationsleistung ist auf den besonderen Aufbau der plissierten Membranen zurückzuführen. Bei den Vorfiltern kommen Polypropylenmembranen zum Einsatz und bei den Sterilfiltern LifeTec PES WN sorgt die plissierte hydrophile Polyethersulfon-Membrane mit ihrem stark asymmetrischen Membrandesign für hohe Filtrationsleistung.

Da Wartung- und Instandhaltung der Anlagen in der Pharmaindustrie eine besondere Herausforderung darstellen und die Filtrationstechnik eine Schlüsselfunktion bei der Erzielung der Prozessintegrität einnimmt, ist unter Sicherheitsaspekten die mechanische Stabilität der Filter ein besonderer Faktor. Dem entspricht das LifeTec- Filterprogramm für das ein hochstabiler PP-Filterelementemantel entwickelt wurde, der für alle vier Baugrößen – 10, 20, 30 und 40 Zoll und für alle gängigen Filtergehäuse zur Verfügung steht. Die Struktur des Stützmantels bewirkt eine verbesserte Druckfestigkeit und Biegesteifigkeit. Die hohe Torsionssteifigkeit reduziert die Gefahr einer Beschädigung der Filtermedien während des Ein- und Ausbaus des Elements. Mit der neuen Filterkonstruktion ist es Donaldson gelungen, die Prozessfiltration in diesem kritischen Punkt sicherer zu machen.

Tankbelüftung

Der Schutz der Vorprodukte für die Augentropfenproduktion ist essentiell. Das bezieht sich auf die Zusatzstoffe ebenso wie auf Materialien wie zum Beispiel die Kunststoffgranulate zur Herstellung der Ein-Dosis-Ophtiolen im Abfüllungsprozess. Bereits die Tankfahrzeuge müssen mit Belüftungsfiltern ausgestattet sein, die eine Kontamination durch Schadstoffe aus der atmosphärischen Luft während des Transports sowie bei der Befüllung und Entleerung verhindern. Für die Be- und Entlüftung der Tanks- und Behälter in den Produktionsanlagen gilt dies in besonderem Maße. Die ständigen Befüll- und Entleerungsvorgänge verlangen eine Ausstattung mit hochwirksamen Luft-Sterilfiltern für den Druckausgleich. In diesem Einsatzspektrum haben sich die Sterilfilter der (P)-SRF-Baureihe bewährt, die je nach Ausstattungsvariante (C= Compressed Air, V= Venting) die sichere Sterilfiltration von Luft- und Gasen ermöglichen. Die hier in P-BE-Gehäusen eingesetzten (P)-SRF V-Filterelemente sorgen mit ihrer großen Filterfläche für hohe Schmutzaufnahmekapazität und damit für die aus wirtschaftlichen und wartungstechnischen Gründen notwendige lange Lebensdauer.

 

Das (P)-SRF V Filterelement ist ein plissierter Tiefenfilter, dessen innerer und äußerer Stützmantel sowie die Endkappen aus Edelstahl gefertigt werden. Das Borsilikat-Filtermedium ist mit PTFE imprägniert und hat zudem noch ein PTFE-Außenschutzgewebe. Die Rückhalterate beträgt >99,99999995 Prozent bezogen auf 0,2 Mikrometer und > 99,99999995 Prozent bezogen auf 0,02 Mikrometer. Für nanoskalige Partikel (0,003 Mikrometer) liegt die Rückhaltung bei> 99,999999991 Proeznt, was in Anlehnung an DIN EN 1822 verifiziert wurde. Diese hohen Rückhalteraten unter anderem für Bakterien, Viren und Partikel bis > 3 Newtonmeter sind für die Produkt- und Prozessintegrität von entscheidender Bedeutung. Das Filtermedium ist ohne Verwendung von chemischen Zusatzstoffen hergestellt. Die stabile Konstruktion ermöglicht mehr als 160 Dampf-Sterilisationszyklen bei 141 Grad Celsius / 290 Grad Fahrenheit in beide Strömungsrichtungen und erlaubt auch die Anwendung anderer Sterilisationsarten wie zum Beispiel Ozon oder VPHP.

Druckluftaufbereitung

In vielen Fertigungslinien der Pharmaindustrie wird Druckluft als Prozessluft und Arbeitsluft eingesetzt. Erfahrene Spezialisten für die Aufbereitung von Druckluft erarbeiten individuelle und energieeffiziente Konzepte. Die Parameter und Grenzwerte werden vom Anwender selbst festgelegt, denn sie sind in den Arzneibüchern nicht genau spezifiziert. So kann es einen unnötigen wirtschaftlichen Aufwand bedeuten, wenn die Richtlinien des Europäischen Arzneibuch (Ph.Eur.) für Druckluft- und Gase als Arzneimittel zugrunde gelegt werden. Die Orientierung der Druckluft an Reinraumklassen ist da zielführender.

Filterhersteller wie Donaldson verfügen über die am effektivsten einsetzbaren Komponenten, die hinter den Kompressoren in der zentralen Aufbereitung eingesetzt werden: Die Kühler, Zyklonabscheider, Koaleszenzfilter, Kondensatableiter, Kälte- und/oder Adsorptionstrockner und Partikelfilter sind dort hintereinander angeordnet und erzeugen die notwendigen Druckluftqualitäten die in ISO 8573-1:2010 festgelegt sind. Die Qualitätsklassen 1-2:1-2:1-2 und auch 0 sind erreichbar, also noch besser als Klasse 1 auf die Anwendung abgestimmt. Je nach Beurteilung des Gesamtsystems kann es notwendig sein, die geforderten Druckluftqualitäten am Punkt des Verbrauchs sicherzustellen, denn in den Druckluftnetzen sind Kontaminationen mit Aerosolen nicht ausgeschlossen. 

Für diese dezentrale Aufbereitung stehen Point of Use-Filter zur Verfügung, die Partikel bis zu 0,01 Mikrometer zurückhalten oder kompakte mehrstufige Aufbereitungssysteme wie Ultrapac Smart. In diesem modular aufgebauten System hält der integrierte Vorfilter Feststoffpartikel und Schwebstoffe sowie Flüssigkeitsaerosole (Öl/Wasser) zurück. Die Adsorptionstrocknerstufe adsorbiert die Feuchtigkeit in der Druckluft bis zu einem Drucktaupunkt von -70 Grad Celsius, bei 70 Prozent Nennlast (Standard -40 Grad Celsius). Im letzten Schritt werden verbleibende Feststoffpartikel bis zu 0,01 μm im integrierten Nachfilter zurückgehalten.

Fazit

Am Beispiel des Produktionsprozesses für die Herstellung von Augentropfen zeigt sich, dass es aus wirtschaftlicher und logistischer Sicht vorteilhaft ist, wenn ein Filterhersteller über die Erfahrung und das Programm verfügt, mit dem weite Bereiche der notwendigen Filtrationsverfahren abgedeckt werden können. Besonders in Zeiten angespannter Lieferketten ist es für die Pharmaproduktion von Vorteil, wenn für die einzelnen Produktionsschritte von der Wasseraufbereitung über die Filtration der Zusatzstoffe und die Aufbereitung von Druckluft bis zur Tankbelüftung bewährte und innovative Lösungen bereitstehen.

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