Einleitung

Die Methoden zur Inaktivierung vonMikroorganismen mittels Sattdampf wer -den in Laboratorien der pharma zeutisch-medizinischen Industrie seit langer Zeiterfolgreich in Autoklaven durchgeführt.Der Sterilisationserfolg derartiger Pro -zesse bedingt eine vollständige Entfernungder Luft sowohl aus der Autoklaven -kammer als auch aus dem zu sterili -sierenden Autoklaviergut. Die dabei ausdem Autoklaven entfernte Abluft wirdnormalerweise von der Anlage in dieUmgebung abgegeben. In biologischenLaboratorien muss kontaminierte Prozess -abluft eines Autoklaven ab der Schutz- undSicherheitsstufe 2 gemäß der Gentechnik -sicherheitsverordnung (GenTSV) ge -reinigt werden [2]. Dem Entfernungs -schritt der Luft wird dazu eine Steril -filtration nachgeschaltet, um einen Austragvon luftgetragenen pathogenen Keimen indie Umgebung zu verhindern. Für diesenEinsatz werden Membranfilter verwendet,durch deren engporige Membranen (in derRegel 0,2 μm Durchmesser) Bakterienzuverlässig zurückgehalten werden [5].Die langjährige Erfahrung zeigt jedoch,dass eine Sterilfiltration unter gewissenGegebenheiten mit Risiken behaftet sein

kann [3]. Das Filtrat ist soweit steril,solange die Integrität (d.h. die Intaktheit)des Filters gewährleistet ist. Werden beieinem Versagen der Filter aus der Ab -luftstrecke des Autoklaven Bioaerosole indie Umgebung geschleudert, entsteht eineerhebliche Gefahr für Mensch undUmwelt.

Die Herstellerangaben zu den Stand -zeiten der Filter beziehen sich normaler -weise auf ideale Filtrationsbedingungen.Die Auswahl eines für den Prozess ge eig -neten Filters sowie dessen Abstim mungmit den herstellerseitigen Spezifikationenzu maximalem Durchfluss, Druck be -lastung und Betriebstemperatur sind be -stimmend für dessen Integrität und Stand -zeit [6]. Bisher wird die Funktions -fähigkeit der Autoklavenabluftfilter in denoben genannten Bereichen noch nichtroutinemäßig überprüft, obwohl diestechnisch grundsätzlich möglich ist.Neuere Entwicklungen im Bereich deruntergesetzlichen Regelwerke nennen dasWasserintrusionstestverfahren als ge -eignete Sicherheitsmaßnahme [4].

Risiken der Sterilfiltration an Autoklaven

Die Qualifizierung von Sterilfiltern isteine wesentliche Aufgabe des Filter -herstellers. Jedoch können potentielleTransportschäden, Beschädigungen durchunsachgemäße Handhabung oder bei -spiels weise durch die Dampfsterilisationnie komplett ausgeschlossen werden [7].Auch eine Schädigung des Filters durch

den Filtrationsprozess kann möglich sein.Ein großes Risiko ist schon beim Einbauder Sterilfilter gegeben. Wird dabei die zurAdaption an den Filtersitz notwendige O-Ringdichtung beschädigt, ist eine Steril -filtration für die nachfolgenden Sterilisa -tionszyklen nicht mehr gegeben. EinVerlust der Integrität eines Sterilfilterskann schon aufgrund mikroskopischerSchädigungen oder Veränderungen derPorenstruktur am Filter auftreten, welchemakroskopisch nicht zu erkennen sind.Eine Überprüfung ist daher nur mittelssensitiver Messmethoden möglich, welcheals Filterintegritätstests bezeichnet wer -den. Mit derartigen Integritätstests wirdunter Zuhilfenahme zerstörungsfreierTechniken eine Aussage bezüglich derFilterintegrität möglich [7]. Neben einerÜberprüfung der Filterintegrität ermög -licht ein Integritätstest zudem die Über -prüfung des Abluftfiltersystems auf mög -liche Leckagen, welche nach dessenInstallation auftreten können.

Integritätstestung

Die Integritätstestung von Sterilfilternliefert den mikrobiologischen Nachweis,dass ein Sterilfilterelement bei derBeaufschlagung mit einer bestimmtenAnzahl an Bakterien ein steriles Filtratliefert. Sie bildet damit für die Steril -filtration eine essentiell notwendigeQualitätssicherungsmaßnahme. Nur durcheinen Test wird direkt nachgewiesen, dassdie verwendeten Testorganismen zuver -lässig vom Filter zurückgehalten werden

Schwerpunktthemen

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Sichere Abluftfiltration anLaborautoklavenIntegrierter Wasserintrusionstest zur Erfüllungder Vorgaben im Bereich der BiotechnologieC. Grumbach, P. Czermak *

Die thermische Inaktivierung natürlicher oder gentechnisch veränderter Mikroorganismen erfolgt in biologischen undmedizinischen Laboratorien üblicherweise in einem Dampfsterilisator (Autoklav) unter definierten Parametern für Druck,Temperatur und Zeit. Der Austrag dieser Organismen aus der Autoklavenkammer – z.B. auf dem Abluft- oder Abwasser -pfad – muss in Abhängigkeit von der Risikogruppe der Organismen verhindert werden [1,2]. Insbesondere im Verlaufder Aufheizphase des Autoklaven, während der die Luft aus der Kammer entfernt wird und Dampf einströmt, könnenbiologische Arbeitsstoffe als Aerosole in den Arbeitsbereich gelangen. In der Praxis kommt zur Inaktivierung dieserAbluft häufig eine Sterilfiltration zum Einsatz. Die Abluft wird dazu über hydrophobe Membranfilter geleitet, welche derenKeimlast aus dem Abluftstrom bei richtiger Handhabung vollständig entfernt. Die Sterilfiltration kann unter bestim mtenBedingungen mit Risiken behaftet sein [3]. Die Filter werden bislang nicht auf ihre Funktionsfähigkeit (Integrität) geprüft,obwohl dieses technisch grundsätzlich möglich ist und im Sinne einer Risikobeurteilung als notwendig erachtet werdenmuss. Aufgrund neuerer Entwicklungen im Bereich der untergesetzlichen Regelwerke sind hier Änderungen zu erwarten[4]. Im Folgenden werden die möglichen Risiken am Praxisbeispiel dargestellt und der Systementwurf eines neuenTestsystems, welches auf Grundlage der speziellen Anforderungen an die Integritätstestung in Laborautoklavenentwickelt wurde, vorgestellt.

* Dipl.-Ing. Carsten GrumbachProf. Dr.-Ing. Peter Czermak

Technische Hochschule MittelhessenInstitut für Bioverfahrenstechnik undPharmazeutische Technologiewww.thm.de/ibpt peter.czermak@kmub.thm.de

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[8]. Bei dieser Testart handelt es sich jedoch um einen destruktivenTest, durch den die Filter für ihren eigentlichen Einsatzunbrauchbar werden. Die Filter elemente werden dazu, im Rahmeneiner produkt-/prozessspezifischen Validierung, mit demjeweiligen Produkt unter Prozess bedingungen einem Bakterien -belastungs test unterworfen. Gemäß der ASTM Guideline [9] darfein Filter nur dann als Sterilfilter klassifiziert werden, wenn dieserbei Bakterienbeaufschlagung mit 107 eines Modellorganismus derArt Brevundimonas diminuta pro Quadrat zentimeter Filterflächeein steriles Filtrat liefert. Dieser Test bildet mit einer immenshohen Bakteriendichte einen „Worst-Case“ Fall und untermauertdie hohe Sicherheit. Die jeweiligen Hersteller der Filterelementesind im Rahmen ihrer Produktvalidierung für die Korrelation derTestwerte mit mikrobiologischen Unter suchungen verantwortlich.Anhand der arti ger destruktiver Belastungstests wer den mittelsgeeigneter Modell organismen definierte Grenzwerte für die nicht -destruktiven Integritätstests festgelegt [7].

Der Wasserintrusionstest

Um den Abgasstrom von Labor auto klaven zu dekontaminieren,kommen üblicherweise gasdurchlässige hydro phobe Membran -filterelemente zum Ein satz. Ein geeignetes Integritätstest ver fahrenzur Prüfung hydrophober Mem branfilter bildet der Wasser -intrusions test. Hier wird das hydrophobe Filterelement mit Wassergeflutet und ein Testdruck, welcher unterhalb des Penetra -tionsdrucks des Filters liegt, auf das Messsystem aufgebracht. Deran der Filtermembran durch Evaporation entstehende Wasser -dampf passiert die Filtermembran. Eine Messung des Druckabfallsliefert die Wasserintrusionsrate (WIR), welche sich mit der Bak te -rien rückhalterate des Filters korrelieren lässt [10,11]. Ein Durch -bruch oder Versagen der Filterelemente kann auf diese Weisefrühzeitig erkannt und ihm vorgebeugt werden.

Das technisch einfachste Testverfahren bildet die statischeDruckabfallmethode. Der Testlauf gliedert sich dazu in drei Phasen(siehe Abbildung 2): Einer Druck aufbauphase, welche zum Aufbauund zur Stabilisierung der für den Test not wendigen kritischenkonstanten Druck verhältnisse dient. Erst unter diesen Bedin -gungen, lässt sich der zu messende Intrusionsfluss über eine für dieFilter charakteristische Stabilisierungszeit auf einen konstantenFluss stabilisieren. Mittels der darauf folgenden Messphase lässtsich der Intrusionsfluss aus dem Druckabfall bestimmen [12].

Einflussfaktoren auf die Integrität

Neben der Auswahl eines für den Prozess geeigneten Filterssind ebenfalls die Prozessbedingungen bestimmend für dessenIntegrität und Standzeit [6]. Ein schnelles Versagen derFilterelemente kann im Autoklaven dann auftreten, wenn über dieVakuumpumpe unter hohen Tempera turen große Dampfmengen

abge saugt werden und der Filter unter diesen Bedingungen einemerhöhten Differenz druck unterliegt. Die Prozessparameter fürTemperatur, Autoklavierzeit und die Höhe des gezogenen Vakuumsergeben sich durch das gewählte Autoklavierverfahren und die zusterilisierenden Beladung des Autoklaven. Das Autoklavier ver -fahren ist daher von zentraler Bedeutung für die Filterintegritätweil die Abluftfilter durch eine Evakuierung der Auto klaven -kammer in Verbindung mit erhöhten Temperaturen oder duch dieDurchströmung mittels Sattdampf aus der Kammer belastetwerden. Bezüg lich der mechanischen Stabilität von Filterkerzen istin Betracht zu ziehen, welche maximalen Drücke und vor allemDruckschwankungen in dem laufenden System auftreten können.

Schwerpunktthemen

F & S Filtrieren und Separieren Jahrgang 27 (2013) Nr. 6 369

Abb. 1: Abluftfiltersystem eines Laborautoklaven mit der Messstreckeeines adaptierten Wasserintrusionstests

Abb. 2: Druckabfallmethode (schematisch)

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Extreme Druck pulse können hier anlagen -spezifisch durch schnellschließende Ventileoder dem Filter nachgeschaltete Aggregate(z.B. Vakuum pumpen) bedingt sein.

Das Temperaturproblem

Eine Grundvoraussetzung für diezuverlässige Durchführung eines Wasser -intrusionstests ist das Vorhandensein vonstabilen Umgebungsbedingungen. Vorallem die Temperaturkonstanz ist wichtig,da eine Temperaturschwankung zu einerentsprechenden Druckschwankung imMesssystem führt, welche dann fälsch -licher weise als Wasserintrusion gewertetwird. Das Temperaturproblem gewinnt fürdie Messung noch dadurch an Komplexi -tät, dass auch die Oberflächenspannungder Be netzungsflüssigkeit tempera tur ab -hängig ist, so dass eine Tem peratur -änderung auch einen direkten Einfluss aufden zu messenden Fluss haben kann [13].

Anforderungsbeschreibung

Viele am Markt befindliche Test -systeme sind für Filtermessungen mög -lichst generisch konzipiert und stehen denInvestitionskosten von Laborautoklavengleich [14]. Solche Testsysteme eignensich aufgrund zusätzlicher hoher Quali fi -zierungskosten selten für Kleinanlagen.Derartige Kosten können gemindertwerden, indem ein Test nur für bestimmteFiltertypen und -größen konzipiert undqualifiziert wird. Zudem sollte sich einTestsystem in diversen Anlagen möglichs teinfach integrieren lassen.

Am Markt haben sich zudem ver -schiedene Technologien etabliert um denFluss über die Filtermembran zu be stim -men. Eine sehr kostengünstige Variantebildet die statische Druckabfallmethode,welche die Bestimmung der Wasser -intrusion aus der Messung eines einzelnenDruckabfalls innerhalb des Messsystemsermöglicht. Die Wasserintrusionsrate kannaus diesem bei Kenntnis der exaktenRahmenbedingungen berechnet werden.Eine wesentliche Rolle spielt dabei dieKenntnis des exakten Nettovolumens derGasmenge im Messsystem [12]. VieleTestsysteme bestimmen vor der eigent -lichen Intrusionsmessung automatisch dasNettovolumen des Filterkerzengehäuses.Das grundsätzliche Testverfahren kannjedoch bereits mittels eines einzelnenDruckaufnehmers und eines Fein druck -minderers realisiert werden [15], wenn esgelingt eine reproduzierbare Einstellungdes Testgases oberhalb des Filterelementszu ermöglichen. Auf diesem Wege kanndie relativ aufwändige Netto volumen -bestimmung umgangen werden. Eineweitere wichtige Anforderung bildet dasbereits dargestellte Temperaturproblem.Nimmt die Wärmestrahlung der Auto -klaven kammer einen Einfluss auf dieThermodynamik des Testgases, kanndieses zu einer erheblichen Be ein -trächtigung der Messergebnisse führen[8]. Aus diesem Grund wurde einespezielle Messmimik entwickelt, welchedas Testgas vor einer Wärmestrahlung vonaußen abschirmt. Lange Testlaufzeiten undAbkühlzeiten können auf diesem Wegeumgangen werden. Zudem lässt sich alleindurch den Füllvorgang des Testsystems ein

definiertes Gasvolumen im Messsystemeinstellen. Zur Messung von Filtern unter -schiedlicher Größen kann die Messmimikentsprechend ausgelegt und variiertwerden.

Neben den Anforderungen an dasTestsystem sind auch spezielle Anforde -rungen an das Abluftfiltersystem desAutoklaven zu stellen, an welches der Testadaptiert wird. Zu den wesentlichenTestvoraussetzungen zählen eine erfolg -reiche Kondensatrückführung aus demAbluftfiltergehäuse sowie eine erfolg -reiche Inlinesterilisation des Abluftfilters.Die in der Autoklavenkammer herrschen -den Sterilisationsbedingungen müssen füreine erfolgreiche Sterilisation ebenfalls indas Abluftfiltersystem transportiert wer -den. Im Filtergehäuse anfallendes Kon -den sat muss in die Autoklavenkammerabgeführt werden, um einen Konden -satstau zu vermeiden, welcher zu einemEinbrechen der Sterilisationsbedingungenführen würde [3].

Der Erfolg der Sterilisation desFilterelements ist dabei zu überwachen,um das für den Integritätstest notwendigeTestwasser nicht zu kontaminieren,welches nach dem Test in den Abwasser -pfad geleitet wird. Des Weiteren muss beider Installation des Abluftfiltersystemsdarauf geachtet werden, dass dieses fürdas Testverfahren blasenfrei gefülltwerden kann und sich somit keineToträume im System befinden, welchebeim Füllen nicht geflutet werden. Dieseswürde sonst zu einer Verfälschung desGesamtnettovolumens der Gasmengeführen. Dieses betrifft insbesondere dieMessstrecke des Messsystems. Aufgrunddieser Anforderungen, wurde eine speziel -le Ventilschaltung entwickelt, welche Tot -räume sowohl im Testsystem als auch imAbluftfiltersystem der Zielanlagen aus -schließt.

Systembeschreibung

Der Gesamtaufbau (Abbildung 3) desTestsystems setzt sich aus drei Haupt -komponenten zusammen: Einer Mess -mimik mit Drucksensor zur Messung desIntrusionsflusses über das Filterelement.Einem Ventilsystem, welches das Test -system in die Positionen der einzelnenTestphasen schaltet. Einer exakten Druck -regelung, welche die zum Test not -wendigen Testdrücke regelt und zudemeine automatisierte Trocknung undEntleerung des Testsystems ermöglicht.Das Ventilsystem steuert die zur Test -durchführung notwendigen Schritte wieFüllen, Druckaufbau, Stabilisierung Mes -sen und die abschließende Entleeren desSystems.

Innerhalb der Stabilisierungsphasefindet eine Stabilisierung des Intrusions -

Schwerpunktthemen

370 F & S Filtrieren und Separieren Jahrgang 27 (2013) Nr. 6

Abb. 3: Fließbild des Messsystem, adaptiert an das Abluftfiltersystem eines Autoklaven

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flusses bei exakt konstanten Druck verhältnissen statt. Der infolgedes Flusses generierte Druckabfall muss in dieser Phase über einenFeindruckminderer auf den exakten Testdruck geregelt werden.Nach der Stabilisierungsphase wird das Messsystem abge -schlossen und ein Druckabfall über den nun stabilisierten Flussgemessen, welcher die Wasser intrusionsrate liefert.

Integration in die Zielanlagen

Das Testsystem (Abbildung 3) lässt sich an das Abluft -filtersystem von Autoklaven über zwei Leitungen adaptieren. Dazuist eine Installation eines Ventils (V-6) in das Abluftfiltersystem desAutoklaven not wendig. Über das Ventil V-5 wird die Zu- undAblaufleitung des Testwassers über das Testsystem ermöglicht.Über einen Temperaturfühler wird die Sterilisation des Filter -elements während der Auto klavierung überwacht. Die An steue -rung aller dargestellten Komponenten sowie das Auslesen derSensoren erfolgt über eine integrierte Controller-Hardware desTestsystems.

Kalibration

Eine Bestimmung der Messgenauigkeit eines Messgerätes istnur über seine Kalibration möglich. Messtechnisch wird einIntegritätstestgerät dadurch definiert, dass es Flüsse über dieFiltermembran bei definierten Drücken exakt bestimmen kann.Folglich muss nach allgemeiner Definition einer Kalibration nebender Kalibration des Drucksensors auch eine Kalibration desFlusses mittels einer Flussreferenz erfolgen [16]. Eine Fluss -kalibration kann für das Testsystem als Initialkalibrationverwendet werden. Als wiederkehrende Prüfung genügt imAllgemeinen eine Rekalibration des Drucksensors.

Die zur Kalibration erforderlichen Flussreferenzen werdenüblicherweise mittels eines Nadelventils generiert und über eineLaborwaage gravimetrisch auf gezeichnet. Alternativ eignen sichauch Massedurchflussmesser zur exakten Bestimmung desFlusses. Diese ermög lichen zudem eine Automatisierung desKalibrierablaufs, da diese auch die exakte Regelung undÜberwachung des Flusses ermöglichen. Die folgende Abbildung 4zeigt die Kalibration mittels eines eigens für das neue Testsystementwickelten Kalibrier-Kits. Das Testsystem wird für jedeEinzelmessung erneut mit Wasser gefüllt und mittels eines Masse -durch flussmessers/-reglers (Bronkhorst Mini Cori-Flow Typ:M12V14I-AGD-11-K-S) der gewünsche Zielfluss eingestellt. DasSystem wird danach stabilisiert, woraufhin eine Bestimmung desFlusses über eine Druckabfallmessung erfolgt. Das Test systemwird danach entleert und erneut befüllt, woraufhin die nächsteMessung erfolgen kann.

Die vom Testsystem ermittelten Fluss werte lassen sich mit denvom Durch flussregler generierten Flusswerten kor relieren. Die

Abbildung 5 bestätigt eine Korrelation beider Flusswerte undbestätigt zudem eine Reproduzierbarkeit der Volumeneinstellungüber die neu entwickelte Messmimik.

Vor- und Nachbehandlung des Filters

Ein häufig in der Praxis auftretendes Problem ist ein Einbrechender Sterilisa tions bedingungen bei der Filtersterilisa tion in denAbluftfiltersystemen von Autoklaven [3]. Um diese Konden sat -problematik zu beseitigen, kann eine Trocknung des Filterelementsnach der Sterilisation unterstützend wirken, um zu verhindern, dassWasserreste in den Drainage schichten des Filters den Sterili -sationsprozess des Filters behindern. Auch zur Vorbe handlung aufdas Test verfahren kann eine Trocknung des Filters eineVerfälschung von Messergebnissen unterbinden. Wenn ein Filternach der Sterilisation noch Wasseranteile in seinen äußernenStützschichten enthält, kann das Testwasser bei einem folgendenAutoklavenlauf infolge der erhöhten Temperatur die eigentlichhydrophobe Membran benetzen und die Filtermessung stören. Dasneue Testsystem ermöglicht daher eine automatisierte Trocknungdes Filterelements vor und nach dem Wasser intrusionstest.Zusätzlich wurde eine Kühlung des Filterelements über dasTestsystem eingebaut, welches den Filter nach der Sterilisation aufTesttemperatur abkühlt.

Filtermessung im Autoklaven

Die Abbildung 6 zeigt den voll stän digen Sterilisationsverlauf(Gravitations ver fahren) des Filterelements eines ge wöhnlichenLaborautoklaven (Standauto klav; Kammervolumen 85 L) mit an -schließendem Wasserintrusionstest. Der Filter wurde in Funktion

Schwerpunktthemen

F & S Filtrieren und Separieren Jahrgang 27 (2013) Nr. 6 371

Abb. 4: Automatisierter Kalibrierablauf des Testsystems Abb. 5: Kalibriergerade (Flusskalibration)

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eines Abluft filters mittels des Sterilisa -tionslaufs des Autoklaven sterilisiert undanschließend durch das Testsystemgetestet. Die Soft ware des Testsystemszeichnet konti nuier lich Druckwerte ausdem Testsystem, sowie Temperaturwertedes Filters im Abluftfiltersystem desAutoklaven auf. Der Sterilisationslaufbesteht in seiner einfachsten Form aus

einer Aufheizphase, der Haltephase undeiner Abkühlphase. Nur die Haltephase istim Wesentlichen maßgeblich für denSterilisationserfolg und muss die vor -gegebene Temperatur über einen festenZeitraum halten. Der Testlauf besteht ausTrocknung, Kühlung, Wasser intrusions -test, Entleerung und nochmaliger Trock -nung des Filter elements. Nach Abschluss

der Sterilisation beginnt der Testlauf mitder Trocknung des Filter elements. DerTrocknungsprozess nutzt die noch imFilter vorhandene Restwärme zur Ent fer -nung von Kondensat aus der Draina ge -schicht des Membran filters. Das ver -dampfende Kondensat führt zu einemstarken Temperatureinbruch und wirkt alszusätzliche Kühlung für das Filterelement.Die noch im Filter vor handene Rest wärmewird durch den anschließenden Kühl -schritt mittels Wasser abgeführt. Die Küh -lung erfolgt dazu intervallweise, um dieWärmekapazität des Wassers optimal zunutzen. Nach dem Integritätstest erfolgtdie Entleerung und eine abschließendeTrocknung des Filters, um diesen auf dennächsten Sterilisa tionszyklus vorzu berei -ten.

Vergleichsmessungen

Zur Evaluierung des neuen Mess -systems wurde dieses mit zwei kom mer -ziell erhältlichen Messgeräten (Palltronic®

Flowstar XC und Sartocheck 4) ver -glichen. Die Vergleichsmessungen erfolg -ten an vier verschiedenen Sterilfiltertypender Hersteller Parker Domnick Hunter(High Flow Tetpor II) und SartoriusStedim Biotech (Sartofluor® GA MiniCartridge).

Die Filter wurden dazu als Abluftfilterin das Abluftfiltersystem eines Laborauto -klaven (Standautoklav; Kammervolumen85 L) eingesetzt und unter gewöhnlichenProzessbedingungen (Sterilisations tem -pera tur. 121 °C, Haltephase: 20 Minuten,Gravitationsbetrieb) belastet. Die Mes -sungen der einzelnen Filter erfolgtensowohl vor als auch nach deren Bean -spruchung durch das Auto klavier ver -fahren. Der Sterilisationsverlauf entsprichtdem im vorherigen Abschnitt be schrie be -nen Abbild, wobei die ab schließendeTestphase des Filter elements als Mehr -fachbestimmung durch die drei Test -systeme erfolgte.

In den Tabellen 1-4 sind die Messer -gebnisse der Vergleichsmessungen dar -gestellt. Bei Mehrfachbestimmung sinkendie Flüsse erfahrungsgemäß ab. DieUrsachen dieses Effekts lassen sich bishernur aus Beobachtungen ableiten, welchezeigen, dass durch die Druck beauf -schlagung Luftblasen, welche sich auf derFilteroberfläche befinden, in der Wasser -phase lösen. Dieses führt zu einemVolumenverlust, welcher vom Testsystemals Fluss interpretiert wird. Bei der zumTestabschluss vollzogenen Druckent -lastung werden diese teilweise durchAufsteigen vom Filter entfernt. Dietatsächlichen Ursachen können jedochkomplexer sein, welches einen Vergleichder Flusswerte von Messsystemen unter -schiedlicher Testsysteme erschwert. Die

Schwerpunktthemen

372 F & S Filtrieren und Separieren Jahrgang 27 (2013) Nr. 6

Tab. 2: Ergebnisse der Integritätsbestimmung eines High Flow Tetpor II Sterilfilters (ParkerDomnick Hunter), effektive Filterfläche 0,2 m2, Porengröße 0,2 µm, Grenzfluss 0,13 ml/min

Tab. 3: Ergebnisse der Integritätsbestimmung einerSartofluor® GA Mini Cartridge (SartoriusStedim Biotech), effektive Filterfläche 0,1 m2, Porengröße 0,2 µm, Grenzfluss 0,09 ml/min

Tab. 4: Ergebnisse der Integritätsbestimmung einerSartofluor® GA Mini Cartridge (SartoriusStedim Biotech), effektive Filterfläche 0,2 m2, Porengröße 0,2 µm, Grenzfluss 0,11 ml/min

Tab. 1: Ergebnisse der Integritätsbestimmung eines High Flow Tetpor II Sterilfilters (ParkerDomnick Hunter), effektive Filterfläche 0,1 m2, Porengröße 0,2 µm, Grenzfluss 0,06 ml/min

Abb. 6: Sterilisationsverlauf

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Vergleichsmessungen lassen sich aberunter dem Kriterium beurteilen, ob einIntegritätstest vom Messsystem alsbestanden oder nicht bestanden bewertetworden ist. Bei allen vier Filtertypenkönnen keine kritischen Veränderungender Flusswerte durch ein Überschreitendes Grenzflusses aufgrund der Bean -spruchung beobachtet werden, was sichdurch alle drei Testsysteme bestätigenlässt. Die Integrität des Filters kann durchdas neue Testsystem unbeeinflusst vonäußeren Temperatureinflüssen nachge -wiesen werden.

Fazit

Die Testverfahren zur Integritätstestungvon Membranfiltern scheinen auf denersten Blick messtechnisch sehr einfach zufunktionieren. Letztlich ist es aber dasZusammenspiel vieler Faktoren, die zueiner Komplexität der Materie führen undderen Entwicklung und Integration inentsprechende Zielanlagen alles andere alstrivial machen. Hinderlich erscheinenzudem die für Kleinanlagen erforderlichengeringen Investitionskosten für derartigeTestsysteme. Diese lassen sich jedoch beigenauer Definition der Anforderungen andie entsprechenden Zielanlagen und der zuprüfenden Filterelemente anpassen. Unterdiesen Voraussetzungen lassen sich auchfür Kleinanlagen sichere Testsystemeentwickeln, welche neben der einfachenDetektion von Filterversagen bis über dieFeststellung von Leckagen im System

auch eine unterstützende Wirkung auf dasSterilisationsverfahren der Filterelementemittels deren Trocknung ermöglichen.

Danksagung

Wir danken dem Hessischen Mini -sterium für Wissenschaft und Kunst für diefinanzielle Förderung unseres Ent wick -lungs projekts: Entwicklung eines modu -laren, universell einsetzbaren Wasser -intrusionstests (WIT) für Kleinanlagen.Zudem danken wir unserem Projektpartnerbiomedis Laborservice GmbH für diefruchtbare und vertrauensvolle Zusam -men arbeit.

Referenzen[1] Technische Regeln für biologische Arbeitsstoffe 100,Schutzmaßnahmen für gezielte und nicht gezielteTätigkeiten mit biologischen Arbeitsstoffen in Laboratorien,2006, ABAS.[2] Verordnung über die Sicherheitsstufen undSicherheitsmaßnahmen bei gentechnischen Arbeiten ingentechnischen Anlagen (Gentechniksicherheitsverordnung)in der Fassung der Bekanntmachung vom 14. März 1995(BGBI. I S. 2768).[3] C.Grumbach, H. Schulte-Lünzum, P. Czermak (2013):Abluftfiltration unter der Lupe, Risiken bei der Sterilfiltrationder Autoklavenabluft: Techno Pharm, im Druck[4] Einbauempfehlung für Neuanlagen, Nachrüstung oderErgänzung, zur Wahl der Abluftbehandlung von Autoklaven,Beschluss 3/2009 des ABAS, ELATEC.[5] ASTM Standard F838-83, American Society For TestingMaterial (ASTM), ASTM 1983, geändert 1988.[6] U. Brendel-Thimmel, R. Jaenchen, F. Schlamp (2006),Chemie Ingenieur Technik 78:11, 1655-1665[7] J. Meyer, Einführung in die Integritätstestung vonMembranfiltern, SPI8000-d11041, Sartorius StedimBiotech, 2011.

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Hinweis: Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr.: 307/11-52)wird im Rahmen von Hessen ModellProjekteaus Mitteln der LOEWE - Landes-Offensive zurEntwicklung Wissenschaftlich-ökonomischerExzellenz, Förderlinie 3: KMU-Verbund vor -haben gefördert.

Schwerpunktthemen

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