Erzeu­gung von WFI im Membranverfahren

Bosch stellt eine neue Anla­ge zur Erzeu­gung von Was­ser für Injek­ti­ons­zwe­cke (WFI) vor. WFI dient in ers­ter Linie zur Her­stel­lung von Injek­ti­ons- und Infu­si­ons­lö­sun­gen und gehört damit zu den Schlüs­sel­kom­po­nen­ten der phar­ma­zeu­ti­schen Pro­duk­ti­on. WFI-Erzeu­gung war bis­her für den euro­päi­schen Markt nur durch Destil­la­ti­ons­ver­fah­ren mög­lich. Ab dem 1. April 2017 erlaubt die revi­dier­te Phar­ma­ko­pöe der Euro­päi­schen Arz­nei­mit­tel­agen­tur (EMA) erst­mals, WFI auch mit ande­ren, der Destil­la­ti­on gleich­wer­ti­gen Metho­den zu gewin­nen. „Unse­re Erzeu­ger­an­la­ge ist genau auf die Anfor­de­run­gen der EMA aus­ge­legt“, erläu­tert Dr. John Medi­na, Ver­triebs­lei­ter bei der Bosch-Toch­ter Phar­ma­tec, die die Anla­ge kon­zi­piert hat.

WFI-Her­stel­lung im Membranverfahren

Die Erzeu­ger­an­la­ge bringt die „kal­ten“ Mem­bran­ver­fah­ren Umkehr­os­mo­se und Elek­tro­de­io­ni­sa­ti­on mit einer zusätz­li­chen Ultra­fil­tra­ti­ons­stu­fe zum Ein­satz. Die Umkehr­os­mo­se ist ein phy­si­ka­li­scher Fil­tra­ti­ons­pro­zess, der dem Was­ser die Ionen ent­zieht. Die anschlie­ßen­de Elek­tro­de­io­ni­sa­ti­on min­dert den Rest­salz­ge­halt wei­ter durch eine Kom­bi­na­ti­on von Ionen­aus­tausch und Elek­tro­dia­ly­se. Die Ultra­fil­tra­ti­ons­mo­du­le der Anla­ge tren­nen schließ­lich Par­ti­kel wie bei­spiels­wei­se Kei­me oder Pyro­ge­ne auf­grund ihres Gewichts oder Mole­ku­lar­grö­ße ab. In der Euro­päi­schen Uni­on waren die­se Ver­fah­ren bis­her nur für die Her­stel­lung von Reinst­was­ser (high­ly puri­fied water, HPW) zuläs­sig, wäh­rend die USA oder Japan bereits in der Ver­gan­gen­heit erlaubt haben, auf die­se Wei­se WFI zu gewin­nen. In Zukunft ermög­li­chen dies auch die euro­päi­schen Behör­den, die dafür jedoch beson­de­re Anfor­de­run­gen stellen.

Ther­mi­sche und che­mi­sche Sani­ti­sie­rung möglich

Grund­sätz­lich muss die Anla­ge das Was­ser unter Bedin­gun­gen erzeu­gen, die das Wachs­tum von Mikro­or­ga­nis­men und ande­ren Ver­un­rei­ni­gun­gen ver­mei­den. Für Umkehr­os­mo­se-Anla­gen schreibt die EMA eine regel­mä­ßi­ge Sani­ti­sie­rung der Anla­ge durch Heiß­was­ser vor – in ers­ter Linie, um zu ver­mei­den, dass sich Bio­fil­me bil­den. Bio­fil­me ent­ste­hen durch Mikro­or­ga­nis­men, wie zum Bei­spiel Bak­te­ri­en, und sind in Indus­trie­an­la­gen nur schwer zu ent­fer­nen. Als zusätz­li­che Sicher­heit soll eine che­mi­sche Sani­ti­sie­rung mög­lich sein.

„Die auf der inter­pack aus­ge­stell­te Anla­ge lässt eine rou­ti­ne­mä­ßi­ge ther­mi­sche Sani­ti­sie­rung zu. Bei der Heiß­was­ser­sa­ni­ti­sie­rung sind Tem­pe­ra­tu­ren von 85 Grad Cel­si­us mög­lich“, so Medi­na. Die EMA emp­fiehlt außer­dem Ozon als che­mi­sches Sani­ti­sie­rungs­ver­fah­ren, um das Risi­ko einer Ver­kei­mung zu mini­mie­ren. Die Anla­ge bie­tet auch die­se Opti­on. Um einer Kon­ta­mi­na­ti­on auf­grund man­geln­der Bar­rie­re­ei­gen­schaf­ten der Mem­bra­ne vor­zu­beu­gen, wer­den die­se regel­mä­ßig auf Dich­tig­keit geprüft.

Bosch hat auch die Kon­struk­ti­on der WFI-Anla­ge über­ar­bei­tet. Dazu gehört sowohl ein hygie­ni­sches Design als auch die ein­ge­bau­te Mess­tech­no­lo­gie zur Pro­zess­über­wa­chung. Der für die Lager- und Ver­teil­sys­te­me ver­wen­de­te Edel­stahl hat kei­nen Ein­fluss auf die Was­ser­qua­li­tät. Die Anla­ge ist zudem so kon­zi­piert, dass die ther­mi­sche Sani­ti­sie­rung sämt­li­cher Kom­po­nen­ten jeder­zeit mög­lich ist.

Pro­zess­über­wa­chung für Was­ser­qua­li­tät essentiell

„Die Über­wa­chung sämt­li­cher Pro­zes­se in der Auf­be­rei­tungs­ket­te ist essen­ti­ell, um die mikro­biel­le Qua­li­tät des Was­sers sicher­zu­stel­len“, so Medi­na. „Des­halb haben wir die Erzeu­ger­an­la­ge mit ver­schie­de­nen Sen­so­ren und Mess­ge­rä­ten aus­ge­stat­tet, um die Was­ser­qua­li­tät über den gesam­ten Pro­zess zu über­wa­chen und ein­zel­ne Ver­fah­rens­schrit­te zu kon­trol­lie­ren.“ Ein Schlüs­sel­in­di­ka­tor zur Qua­li­täts­be­stim­mung ist der gesam­te orga­ni­sche Koh­len­stoff­an­teil (total orga­nic car­bon, TOC) im Was­ser. Da der TOC zugleich eine Mess­grö­ße für das Ver­kei­mungs­ri­si­ko der Gesamt­an­la­ge ist, muss er kon­ti­nu­ier­lich gemes­sen wer­den. Ein wei­te­rer wich­ti­ger Para­me­ter ist die Leit­fä­hig­keit des Was­sers. Dafür schreibt die EMA eine Inli­ne-Pro­zess­kon­trol­le vor. Die Anla­ge ist online mit Mess­tech­ni­ken zur Über­wa­chung der spe­zi­fi­schen Leit­fä­hig­keit aus­ge­stat­tet. Um das Was­ser rou­ti­ne­mä­ßig in Echt­zeit zu tes­ten, setzt Bosch zudem ein Online-Keim­zäh­ler­ge­rät ein. Das Sys­tem erfasst und quan­ti­fi­ziert Mikro­or­ga­nis­men und iner­te Par­ti­kel mit­hil­fe von licht­in­du­zier­ten Fluo­res­zenz­mes­sun­gen und Algo­rith­men kon­ti­nu­ier­lich. Alle Para­me­ter wer­den in der zen­tra­len und intui­tiv zu bedie­nen­den Steue­rung über­wacht und geregelt.

Bosch auf der inter­pack 2017: Hal­le 6 – Stand A30-C58