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Die Wasserreinheit ist in der pharmazeutischen und biotechnischen Industrie von h?chster Bedeutung. Zugesetzte oder aufgel?ste Partikel, organische Verbindungen, Verunreinigungen und andere Fremdk?rper verhindern die Verwendung von normalem Leitungswasser in Laborbetrieben und in der wissenschaftlichen Forschung. Die Wasserqualit?t und damit die m?gliche Verwendung des Wassers wird durch Parameter wie dem Widerstand, der Leitf?higkeit, der Gr??e der Feststoffe und der Konzentration von Mikroorganismen bestimmt. Manche Anwendungen k?nnen die Gegenwart bestimmter Verunreinigungen im Wasser tolerieren, andere jedoch wie z. B. Hochleistungs-Flüssig-Chromatographen (HPLC) ben?tigen Wasser, das von den meisten Verunreinigungen befreit ist.

Verunreinigende Substanzen

Wasser ist ein hervorragendes L?sungsmittel, das nahezu überall auf der Erde zur Verfügung steht. Diese Eigenschaft macht es anf?llig für alle Arten von Verunreinigungen.

  • Schwebestoffe: Schwemmstoffe und Ablagerungen k?nnen entfernt werden, indem das Wasser mit einem 10 bis 20 Mikronfilter (oder kleiner) gefiltert wird.
  • Mikroorganismen: Bakterielle Verunreinigungen sind eine echte Herausforderung für Wasseraufbereitungsanlagen. Aufgrund ihrer Wachstumsrate, Gr??e und Robustheit ist ein effektives Design (Erkennung, Entfernung des Wassereinlasses, Unterbindung des Wachstums etc.) erforderlich. Bakterien werden in koloniebildenden Einheiten pro Milliliter gemessen und k?nnen mit Desinfektionsmitteln vernichtet werden. Im Anschluss daran müssen ihre Absonderungen und Zellfragmente ebenfalls entfernt werden, um Verunreinigung zu vermeiden.
  • Endotoxine, Pyrogene, DNA und RNS: Zellfragmente und bakterielle Nebenprodukte. Sie sind eine Gefahr für Gewebekulturen. Sie k?nnen mittels eines Limus Amoebocyte Lysate (LAL) Test erkannt werden.
  • Gel?ste anorganische Elemente: Hierzu geh?ren Phosphate, Nitrate, Kalzium und Magnesium, Kohlendioxid, Silikate, Eisen, Chloride, Fluoride und alle anderen natürlichen oder künstlichen Chemikalien, die durch die Umweltausnutzung entstehen. Die elektrische Leitf?higkeit (Siemens/cm) wird zur Feststellung einer hohen Ionenkonzentration benutzt, w?hrend der spezifische Widerstand zur Bestimmung einer niedrigen (Mùcm) Ionenkonzentration dient. Diese Verunreinigungen beeinflussen die Wasserh?rte und Basizit?t/Azidit?t.
  • Gel?ste organische Elemente: Pestizide, pflanzliche und tierische Rückst?nde oder Fragmente. TOC-Analysatoren (Total Organic Carbon) werden zur Messung des COS benutzt, das von organischen Elementen bei der Oxidation abgegeben wird. Biologisch reines Wasser wird h?upts?chlich für die Analyse von organischen Substanzen verwendet (z. B. HPLC, Chromatographie und Massenspektometrie).

Für wissenschaftliche Anwendungen müssen bestimmte Arten von Verunreinigungen entfernt werden. Für die pharmazeutische Produktion hingegen ist in den meisten F?llen das Entfernen nahezu aller Verunreinigungen n?tig (die Kriterien werden durch bestimmte Standards oder lokale/internationale Aufsichtsbeh?rden festgelegt)

Aufbereitungsprozess

Zur Aufbereitung von Wasser finden verschiedene Methoden Anwendung. Deren Effektivit ist von der Art der zu behandelnden Verunreinigung und der sp?teren Verwendung des Wassers abh?ngig.

  • Filtration: Dieser Prozess kann verschiedene Formen haben wie:
    • Grobfiltration: Wird auch Partikelfiltration genannt. Hierbei kann alles von einem 1 mm Sandfilter bis zu einem 1 Mikron Patronenfilter benutzt werden.
    • Mikrofiltration: Benutzt 1 bis 0,1 Mikro Filter zum Ausfiltern von Bakterien. Eine typische Anwendung dieser Technik findet sich bei Brauprozessen.
    • Ultrafiltration: Entfernt Endotoxine, Pyrogene, DNA- und RNS-Fragmente.
    • Umkehrosmose: Die auch als RO bezeichnete Umkehrosmose ist die h?chste Stufe der flüssigen Filtration. An Stelle eines Filters wird ein por?ses Material verwendet, das semipermeable Sieb Partikel von molekul?rer Gr??e ausfiltern kann.
  • Destillation: Die ?lteste Methode zur Wasseraufbereitung. Sie ist kostengünstig, kann jedoch nicht für Bedarfsprozesse verwendet werden. Das Wasser muss destilliert und zum sp?teren Gebrauch gelagert werden. Bei unsachgem??er Lagerung kann es erneut zu Kontaminierungen kommen.
  • Aktivkohle-Absorption: Verh?lt sich wie ein Magnet für Chlor und organische Verbindungen.
  • Ultraviolettstrahlung: Bei einer bestimmten Wellenl?nge k?nnen Bakterien sterilisiert und andere Mikroorganismen aufgespalten werden.
  • Deionisation: Auch unter dem Namen Ionentausch bekannte Methode, die zur Wasseraufbereitung nach Bedarf dient. Hierbei wird das Wasser durch eine Granulatschicht geleitet. Negativ geladenes (kationisch) Granulat entfernt positive Ionen, w?hrend positive geladenes Granulat

Hei?wasser-Desinfektion

Die desinfektion der Wasseraufbereitungsanlage mit hei?em Wasser wird durch eine geeignete Kombination aus Einwirkungszeit und Temperatur erreicht. Der Hauptzweck dieses Prozesses ist die t?tung lebensf?higer Mikroben. Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass die Reduktion von Endotoxinen nicht das direkte Ergebnis der Hei?wasser-Desinfektion ist.

Je nach Spei?ewasserquelle, Betriebsbedingungen des Systems und den Betrieb- und Wartungsverfahren des Endverbrauchers sind traditionelle chemische Reinigungsverfahren weiterhin notwendig.

Die Desinfektion mit hei?em Wasser setzt den Einbau von W?rmetauschern in das traditionelle Clean-in-Place (CIP) System voraus, so dass hei?es und kaltes Wasser langsam durch das Umkehrosmose-Membransystem gepumpt werden kann. Gew?hnlich legen die Membranhersteller eine kontrollierte Heiz- und Kühlrate fest, um die Membran vor irreparablen Sch?den zu schützen und die langfristige Leistungsf?higkeit des Systems zu gew?hrleisten.

Ein typischer Hei?wasser-Desinfektionsvorgang besteht aus den folgenden Phasen:

  • Initialisierung (überprüfung der Bedingungen)
  • Aufheizen
  • Halten der Temperatur
  • Kühlen

Ein Regelungssystem muss daher in der Lage sein, Flexibilit?t auf eine Art zu bieten, in der eine akkurate und wiederholbare Steuerung der Sterilisationsprozesse erzielt wird und welches die folgenden

Merkmale umfasst:

  • Pr?zise Regelung mit Programmierung von Sollwertprofilen
  • Ablaufsteuerung für Desinfektion/Sterilisation
  • Benutzermeldungen über den Bildschirm
  • Duty-/Standby-Pumpenregelung
  • Sicheres Speichern von On-Line-Daten des Wasseraufbereitungssystems für Analyse und Nachweis
  • Lokales Bedienerdisplay mit klaren Grafiken und überwachtem Zugriff auf alle Parameter

Der EyconTM Visual Supervisor ist die ideale L?sung für diese Applikation.

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