Bei der Ausstattung von Reinräumen nach GMP-Standard hat die Klimaanlage höchste Priorität. Ob die Klimatisierung des Reinraums den Anforderungen genügt, hängt maßgeblich von ihr ab. Die Klimaanlage, auch als Reinigungs- und Klimatisierungssystem bezeichnet, sorgt in pharmazeutischen Reinräumen nach GMP-Standard für optimale Luftqualität. Sie regelt die einströmende Luft und kontrolliert Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Schwebstoffe, Mikroorganismen, Druckdifferenz und weitere Parameter der Produktionsumgebung. So wird sichergestellt, dass die Umweltparameter den Qualitätsanforderungen entsprechen, Luftverschmutzung und Kreuzkontaminationen vermieden werden und gleichzeitig ein angenehmes Arbeitsumfeld für die Mitarbeiter geschaffen wird. Darüber hinaus trägt die Klimaanlage in pharmazeutischen Reinräumen dazu bei, die negativen Auswirkungen von Arzneimitteln auf die Mitarbeiter während des Produktionsprozesses zu reduzieren und die Umwelt zu schützen.
Gesamtkonzept des Klimaanlagenreinigungssystems
Die gesamte Klimaanlage und ihre Komponenten müssen den Umweltanforderungen entsprechen. Die Anlage umfasst im Wesentlichen Funktionsbereiche wie Heizen, Kühlen, Befeuchten, Entfeuchten und Filtern. Weitere Komponenten sind Abluftventilatoren, Zuluftventilatoren, Wärmerückgewinnungssysteme usw. Im Inneren der Anlage dürfen keine Gegenstände herunterfallen, und die Spalten müssen so klein wie möglich sein, um Staubablagerungen zu vermeiden. Klimaanlagen müssen leicht zu reinigen sein und der erforderlichen Begasung und Desinfektion standhalten.
1. Art des HLK-Systems
Klimaanlagen-Reinigungssysteme lassen sich in Gleichstrom- und Umluft-Klimaanlagen unterteilen. Die Gleichstrom-Klimaanlage leitet aufbereitete Außenluft, die den Raumanforderungen entspricht, in den Raum und gibt anschließend die gesamte Luft ab. Das System nutzt ausschließlich Frischluft von außen. Bei der Umluft-Klimaanlage wird die Reinraumluft mit einem Teil aufbereiteter Frischluft von außen und einem Teil der Abluft aus dem Reinraum vermischt. Da Umluft-Klimaanlagen die Vorteile niedriger Investitions- und Betriebskosten bieten, sollten sie bei der Planung von Klimaanlagen möglichst effizient eingesetzt werden. In einigen speziellen Produktionsbereichen ist eine Umluftnutzung nicht möglich, beispielsweise in Reinräumen, in denen während des Produktionsprozesses Staub freigesetzt wird und Kreuzkontaminationen durch die Aufbereitung der Raumluft nicht vermieden werden können; in der Produktion organischer Lösungsmittel, bei der Gasansammlungen Explosionen oder Brände und andere gefährliche Prozesse verursachen können; in Bereichen, in denen Krankheitserreger verarbeitet werden; in Bereichen der Produktion radioaktiver Arzneimittel; sowie in Produktionsprozessen, die große Mengen an Schadstoffen, Gerüchen oder flüchtigen Gasen erzeugen.
Ein pharmazeutischer Produktionsbereich lässt sich üblicherweise in mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Reinheitsstufen unterteilen. Jeder Reinraumbereich sollte mit einer eigenen Klimaanlage ausgestattet sein. Die Klimaanlagen sind räumlich voneinander getrennt, um Kreuzkontaminationen zwischen den Produkten zu vermeiden. Unabhängige Klimaanlagen können auch in verschiedenen Produktbereichen oder zur Trennung verschiedener Bereiche eingesetzt werden, um Schadstoffe durch strenge Luftfiltration zu isolieren und Kreuzkontaminationen über das Luftkanalsystem zu verhindern. So sollten beispielsweise Produktionsbereiche, Hilfsproduktionsbereiche, Lagerbereiche, Verwaltungsbereiche usw. mit einer separaten Klimaanlage ausgestattet sein. Für Produktionsbereiche mit unterschiedlichen Betriebsschichten oder Nutzungszeiten und großen Unterschieden in den Anforderungen an Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle sollten die Klimaanlagen ebenfalls separat eingerichtet werden.
2. Funktionen und Messgrößen
(1) Heizung und Kühlung
Die Produktionsumgebung sollte an die Produktionsanforderungen angepasst werden. Sofern keine besonderen Anforderungen an die pharmazeutische Produktion bestehen, kann der Temperaturbereich von Reinräumen der Klassen C und D auf 18–26 °C und der von Reinräumen der Klassen A und B auf 20–24 °C geregelt werden. In der Reinraumklimatisierung können Heiz- und Kühlregister mit Wärmeleitlamellen, elektrische Rohrheizungen usw. eingesetzt werden, um die Luft zu erwärmen und zu kühlen und sie auf die für den Reinraum erforderliche Temperatur zu bringen. Bei hohem Frischluftvolumen sollte eine Vorwärmung der Frischluft in Betracht gezogen werden, um ein Einfrieren der nachgeschalteten Register zu verhindern. Alternativ können Heiz- und Kühlmedien wie Heiß- und Kaltwasser, Sattdampf, Ethylenglykol, verschiedene Kältemittel usw. verwendet werden. Bei der Auswahl der Heiz- und Kühlmedien sind die Anforderungen an die Lufterwärmung oder -kühlung, Hygieneanforderungen, Produktqualität, Wirtschaftlichkeit usw. zu berücksichtigen. Die Entscheidung sollte auf Basis der Kosten und anderer Bedingungen getroffen werden.
(2) Befeuchtung und Entfeuchtung
Die relative Luftfeuchtigkeit im Reinraum muss den Anforderungen der pharmazeutischen Produktion entsprechen, und ein optimales Produktionsumfeld sowie der Komfort der Mitarbeiter müssen gewährleistet sein. Sofern keine besonderen Anforderungen an die pharmazeutische Produktion bestehen, wird die relative Luftfeuchtigkeit in Reinräumen der Klassen C und D auf 45 % bis 65 % und in Reinräumen der Klassen A und B auf 45 % bis 60 % geregelt.
Sterile Pulverprodukte und die meisten festen Zubereitungen erfordern eine Produktionsumgebung mit niedriger relativer Luftfeuchtigkeit. Zur Entfeuchtung können Luftentfeuchter und Nachkühler eingesetzt werden. Aufgrund höherer Investitions- und Betriebskosten muss die Taupunkttemperatur üblicherweise unter 5 °C liegen. Eine höhere Luftfeuchtigkeit kann durch die Verwendung von Werksdampf, Reinstdampf aus gereinigtem Wasser oder eines Dampfbefeuchters aufrechterhalten werden. Wenn in Reinräumen Anforderungen an die relative Luftfeuchtigkeit gestellt werden, sollte die Außenluft im Sommer mit einem Kühler gekühlt und anschließend mit einer Heizung erwärmt werden, um die relative Luftfeuchtigkeit anzupassen. Zur Kontrolle statischer Aufladung in Innenräumen ist in kalten oder trockenen Klimazonen eine Luftbefeuchtung erforderlich.
(3). Filter
Die Anzahl von Staubpartikeln und Mikroorganismen in Frisch- und Abluft kann durch Filter in HLK-Anlagen minimiert werden, sodass der Produktionsbereich die üblichen Reinheitsanforderungen erfüllt. In Klimaanlagen-Reinigungssystemen wird die Luftfiltration üblicherweise in drei Stufen unterteilt: Vorfiltration, Zwischenfiltration und HEPA-Filtration. Jede Stufe verwendet Filter aus unterschiedlichen Materialien. Der Vorfilter befindet sich am Anfang des Luftaufbereitungsgeräts und ist die unterste Stufe. Er filtert größere Partikel aus der Luft (Partikelgröße über 3 Mikrometer). Die Zwischenfiltration ist nach dem Vorfilter in der Mitte des Luftaufbereitungsgeräts, am Eintrittspunkt der Abluft, angeordnet. Sie dient der Abscheidung kleinerer Partikel (Partikelgröße über 0,3 Mikrometer). Die Endfiltration befindet sich im Auslassbereich des Luftaufbereitungsgeräts und hält die Rohrleitungen sauber, wodurch die Lebensdauer des Endfilters verlängert wird.
Bei hohen Reinheitsanforderungen im Reinraum wird ein HEPA-Filter als Endfilter nach der Endfiltration installiert. Dieser Endfilter befindet sich am Ende des Lüftungsgeräts und ist an der Decke oder Wand des Raumes montiert. Er gewährleistet die Zufuhr von reinster Luft und dient dazu, die im Reinraum freigesetzten Partikel zu verdünnen oder abzuleiten, beispielsweise in Reinräumen der Klasse B oder in Reinräumen der Klasse A mit Hintergrundgeräuschen aus Reinräumen der Klasse B.
(4) Druckregelung
Die meisten Reinräume weisen einen Überdruck auf, während der Vorraum, der zu diesem Reinraum führt, sukzessive niedrigere Überdrücke bis hin zum Nulldruck in unkontrollierten Bereichen (normalen Gebäuden) aufweist. Die Druckdifferenz zwischen Rein- und Nicht-Reinräumen sowie zwischen Reinräumen unterschiedlicher Reinheitsklassen sollte mindestens 10 Pa betragen. Gegebenenfalls sollten auch zwischen verschiedenen Funktionsbereichen (z. B. Operationssälen) derselben Reinheitsklasse entsprechende Druckgradienten aufrechterhalten werden. Der im Reinraum aufrechterhaltene Überdruck wird durch ein größeres Zuluftvolumen als Abluftvolumen erreicht. Durch Ändern des Zuluftvolumens lässt sich die Druckdifferenz zwischen den einzelnen Räumen anpassen. In Bereichen, in denen spezielle Arzneimittel, wie z. B. Penicillin, hergestellt werden und große Mengen an Staub entstehen, sollte ein relativer Unterdruck herrschen.
Veröffentlichungsdatum: 19. Dezember 2023