Mikrobiologisches Risiko unter Kontrolle

Präzise, einfache und kontinuierliche Überwachung von Reinstwasser

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Die Pharmakopöen definieren eindeutige Qualitätsparameter für das verwendete Wasser. Die Anzahl der koloniebildenden Einheiten (KBE) dient dabei der Beurteilung der mikrobiologischen Reinheit. Konventionell wird hierfür der Plattentest verwendet. Mit dem Aqu@sense MB von BWT steht jetzt ein kontinuierliches Verfahren zur Reinstwasserüberwachung zur Verfügung.

Während die Grenzwerte anderer geforderter Parameter wie z. B. der Leitfähigkeit, gesamter organischer Kohlenstoff (total organic carbon, TOC) oder Nitrat durch moderne Aufbereitungsanlagen sicher eingehalten werden, besteht bei der Mikrobiologie das Risiko der Biofilmbildung und der Kontamination des Systems. Die Überwachung und Kontrolle der mikrobiologischen Qualität ist daher von besonders großer Bedeutung. Verfügbar und anwendbar sind verschiedene Verfahren.

Die konventionelle Methode ist die Bestimmung der KBE durch Plattentests. Hierbei wird die Probe über eine Membran filtriert, auf eine Platte mit R2A-Agar aufgebracht, für mindestens fünf Tage bei 30 bis 35 °C kultiviert und anschließend ausgezählt. Diese Methode ist jedoch mit einigen Nachteilen verbunden:

  • Die Ergebnisse sind frühestens nach 5 Tagen verfügbar. Die verspätete Erkennung führt zu stark verzögerten Reaktionszeiten, was wiederum die Fehlersuche erschwert.
  • Die Kosten pro Probe wie auch die Gefahr der Falsch-Positiv-Bestimmung sind erheblich.
  • Es werden nicht alle Bakterien gezählt. Laut USP werden im Trinkwasser mit dem Plattentest nur 0,1 bis 1 % aller vorhandenen Bakterien entdeckt.
  • Die Automatisierung ist äußerst schwierig bzw. nur eingeschränkt möglich.
  • Einzelproben schaffen wenig Überblick über Trends, eine lückenlose Überwachung ist damit nicht möglich.

In Laboren kommen schon seit Längerem alternative mikrobiologische Methoden anstelle des Plattentests zum Einsatz. Diese Entwicklung zeichnet sich nun auch zunehmend für industrielle Applikationen im Reinstwasserbereich ab.

Neue Lösungen für alte Probleme

Alternative mikrobiologische Methoden sind Verfahren zur Bestimmung der mikrobiologischen Qualität, die nicht dem Plattentest entsprechen. Bislang wurden diese aber mehrheitlich in der Forschung und nur wenig im Reinstwasserbereich eingesetzt, obwohl zahlreiche offizielle Dokumente auf die Möglichkeiten des Einsatzes dieser Methoden verweisen. Durch die Revision der Monografie 0169 der Ph. Eur. im April 2017 wurde die Relevanz der alternativen mikrobiologischen Methoden weiter erhöht. Seit dieser Änderung darf WFI auch mit nichtdestillativen Verfahren produziert werden. Das größte Risiko in membranbasierten Produktionsanlagen stellt das Biofouling der Membranen dar. In der Monografie wird darauf hingewiesen, dass entsprechende Maßnahmen durchgeführt werden müssen. So soll gewährleistet werden, dass die Zahl der KBE angemessen kontrolliert und überwacht wird. Eine kontinuierliche Messung der Zellen ist in Anbetracht der pharmazeutischen Relevanz des WFI sicherlich als „angemessen“ einzuschätzen.

Die European Medicines Agency (EMA) verlangt in ihrem Q&A-Dokument zur membranbasierten WFI-Erzeugung den Einsatz einer zuverlässigen Kontrollstrategie. Da der Nachweis von Kontaminationen des Wassers aufgrund losgerissener Biofilme mit Einzelmessungen schwierig ist, werden kontinuierliche Überwachungssysteme empfohlen. Die Trendanalyse wird als kritischer Faktor angesehen. Dementsprechend sollten alternative mikrobiologische Methoden in Erwägung gezogen werden, um Kontaminationen oder Biofouling frühzeitig zu erkennen und sicherzustellen, dass zeitnah reagiert werden kann.

Klarer Zeitvorteil

Alternative mikrobiologische Methoden werden aufgrund ihrer Eigenschaft, Ergebnisse schneller als der Plattentest zu liefern, auch als Rapid Microbiological Methods (RMM), auf Deutsch mikrobiologische Schnellmethoden, bezeichnet. Verglichen mit der Arzneibuchmethode weisen sie zahlreiche Vorteile auf:

  • Ergebnisse in Sekunden oder Stunden verfügbar
  • weniger manuelle Arbeitsschritte
  • höhere Präzision, d. h. sie detektieren auch Zellen, die nicht zu Kolonien wachsen würden
  • ggf. Automatisierung möglich
  • höheres Prozessverständnis, Nachweis der Wirksamkeit von Sanitisierungen und Anpassung der Zyklen

Vielseitiges Messgerät

BWT präsentiert auf der Powtech in Nürnberg den Aqu@sense MB. Das automatische System überzeugt mit einfacher Bedienung sowie hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit durch Durchflusszytometrie.

Auf dem Touchpanel werden die wichtigsten Ergebnisse klar und eindeutig dargestellt. Auch die Integration in übergeordnete Systeme zur Reinstmedienautomatisierung wie Aqu@view von BWT ist durch eine standardisierte Datenübergabe einfach möglich. Die notwendigen Probe- und Reinigungsreagenzien sind in einer anwenderfreundlichen Mehrweg-Kartusche untergebracht. Hiermit sind 1000 Messungen ohne Chemikalienhandling möglich.

Das Gerät bietet zwei Betriebsmodi: Fest installiert an einem Messpunkt, z. B. nach der Umkehrosmose im Reinstmedienerzeuger oder der Rückleitung aus dem Lager- und Verteilsystem, erfasst es automatisch in regelmäßigen Intervallen die mikrobiologische Qualität des Reinstwassers. Alternativ ist auch eine einfache manuelle Messung möglich. So lassen sich Proben aus den verschiedensten Stellen mit nur einer Einheit analysieren. Werden die gesetzten Grenzen überschritten, sind unmittelbare Maßnahmen möglich – zeitnah und nicht mit Tagen Verzögerung.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: phpro0219bwt

Halle 3, Stand 247


Autor: Mathias Klees

Area Sales Manager,

BWT Pharma & Biotech



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