Der „etwas andere“ Reinraum

Abb 1: Eingangsbereich zu den Reinräumen mit vorgelagertem Labor

Abb. 2: Rechter Herstellungsraum , Team an 2 Bänken, Laminarflow von der Decke, Doppelboden V4A

Abb. 3: Mittig liegender Versorgungsflur GMP Klasse „B“ , Materialübergabe in den Herstellbereich

Abb. 3: Mittig liegender Versorgungsflur GMP Klasse „B“ , Materialübergabe in den Herstellbereich

Abb. 4: Vorreinigung der Vials in Durchladewaschmaschine.

Abb. 5: Frei „schwebende“ Sicherheitswerkbänke, Laminarflow und V4A Doppelboden im Umgebungsbereich

Abb. 6: Blick auf die Reinstwasseranlage

Abb. 7: Blick in einen der Versorgungsräume

Abb. 8: Zentrales Bedienterminal zur Steuerung aller Anlagenteile

Abb. 9: Besucherflur mit Blickmöglichkeit in die B Bereiche

Dirk Steil - BECKER Reinraumtechnik GmbH

In Saarbrücken ging ein „etwas anderer“  Reinraum in Betrieb. Die Topmedicare GmbH unter der Leitung von Herrn Dr. Fritz Trennheuser verfügt nunmehr über HighTech-Reinräume im Herzen der Saarländischen Hauptstadt. (Abb. 1)

Die Topmedicare GmbH ist Lohnauftragshersteller  von sterilen und unsterilen Arzneimitteln sowie Prüfpräparaten IMP ( Investigational Medicinal Products) für Apotheken und die pharmazeutische Industrie. Das schnell wachsende Geschäftsfeld verlangte nach einer idealen Fertigungsumgebung, die den hohen Anforderungen einer Sterilherstellung gerecht wird. Mit der Planung und dem schlüsselfertigen Bau der Reinräume hat Dr. Fritz Trennheuser das Unternehmen BECKER Reinraumtechnik GmbH beauftragt. „Für mich war die Erfahrung, die technische Flexibilität und die Innovationskraft ausschlaggebend für die Wahl des Partners. Daß dabei auch noch auf eine effiziente Energienutzung Wert gelegt wurde, war für uns ein interessantes Extra. „ so Dr. Trennheuser.

Auf über 200 m² der GMP Klassen A bis D wird nun steril produziert, wobei es dabei eine Vielzahl  von Besonderheiten gibt sowohl im Prozeß, als auch in der Reinraumtechnik. (Abb. 2)

Ein wesentlicher Punkt der Prozeßoptimierung ist der Materialfluß zur und von der Herstellung. Hier wurde das so genannte „Wasserträgerprinzip umgesetzt, d.h. es gibt zwei parallele Herstellungslinien, die durch einen dazwischenliegenden Versorgungsflur baulich voneinander getrennt sind.(Abb. 3)

Dieser Versorgungsflur ist auf GMP Klasse „B“ qualifiziert und durch eine Vielzahl von Materialdurchreichen mit den Herstellbereichen verbunden. Der sog. „Wasserträger“ ver- und entsorgt damit den nebenliegenden Herstellungsbereich ohne daß dort ein Personalfluss entsteht. Die an den 12 Sicherheitswerkbänken arbeitenden  Personen können sich somit voll auf die Sterilherstellung konzentrieren. Dabei arbeiten immer 2 Personen an 2 Bänken im Team und reichen sich die Produkte im A-Bereich zu. In einer Bank wird steril abgefüllt und die Vials dann durch eine Durchreiche zwischen den Bänken in die nebenliegende Bank zum Verbördeln weitergereicht. Somit verbleibt das Produkt immer im A-Bereich und gleichzeitig sind die beiden Prozesse voneinander getrennt. (Abb. 4)

Neben dem Herstellungsprozeß  sind auch bei der Technik interessante Besonderheiten umgesetzt worden:

So findet die Sterilherstellung nicht wie üblich in den GMP-Klassen „A in B“ statt, sondern der B-Bereich ist auch durch laminare Luft durchströmt, ohne die Barrierefunktion der Sicherheitswerkbänke zu beeinflussen. Die HEPA gefilterte Luft wird durch Fan-Filter-Units in der Decke laminar eingebracht und über einen Doppelboden aus V4A-Stahl abgeführt. Damit erreicht man eine Herstellung quasi „A in A“.

Die Forderung nach einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung vor den Sicherheitswerkbänken stellte die große Herausforderung dar, bei einer Luftgeschwindigkeit im Doppelbodenkanal zwischen 1 m/s bis 9 m/s, über alle Bodenbleche die gleichen Abluftvolumenströme abzusaugen.

Da es hierfür keine Lösung „von der Stange“ gab, wurden für diese besondere Aufgabenstellung spezielle Lochblechgitter mit einstellbaren Diffusorblechen entwickelt.

Mit Luftmengenmessungen und einer videodokumentierten Strömungsvisualisierung konnte bei der Inbetriebnahme der Nachweis einer gleichmäßigen Luftverteilung erbracht  und somit die geforderte Funktion nachgewiesen werden.

Damit nicht genug: in der Abluft des Doppelbodens kann die Partikelkonzentration online gemessen und im Bedarfsfalls die Luftmenge angepasst werden.

Die Sicherheitswerkbänke haben die Besonderheit, daß sie von der Decke abgehängt sind und – wie oben bereits erwähnt – einen Materialfluß im Team  von einer zur anderen Bank mit Hilfe von Durchreichen ermöglichen. Das sichert optimale Bewegungsfreiheit und Reinigungsmöglichkeiten sowie eine sichere Herstellung im Team. (Abb. 5)

Die Anforderungen an die Raumklimatisierung gaben für die Luftfeuchte und Temperatur Raumgradienten von 20 °C bei ≤ 40 % r.F. vor. Für die Entfeuchtung der Zuluft wurde ein zentrales RLT-Gerät mit einem integrierten Adsorptionstrockner eingesetzt. Das hydrophile Speichermedium wird hierbei nach dem Rotationsprinzip auf der Regenerationsluftseite mit erwärmter Außenluft wieder getrocknet. (Abb. 6)

Auch das Thema Energieeffizienz war zu berücksichtigen: wegen der erhöhten Schallanforderungen im Umfeld der Liegenschaft  kam für die Kälteerzeugung ein wassergekühlter Kaltwassersatz für Innenaufstellung zur Ausführung. Über einen sog. Rückkühler wird die Abwärme aus dem Kondensationsprozess an die Außenluft übertragen.

Der Rückkühler wurde so in das Kaltwassersystem eingebunden, dass die Außenluft auch gleichzeitig für die energieeffiziente Kälteerzeugung ohne mechanische Kompressionsenergie genutzt werden kann. Die Wärmetauscherfläche des Rückkühlers wurde hierbei von der Wärmerückgewinnungzahl bestimmt. Bereits ab einer Außentemperatur von 16 °C wird das Kältemedium von der Außenluft vorgekühlt, so dass nur noch die Differenz von der Kältemaschine heruntergekühlt werden muss. Ab einer Außentemperatur von 8 °C ist der Rückkühler dann in der Lage, die volle Kälteleistung ohne Kompressionsenergie zu erzeugen. Das Einsparpotential liegt in diesem Fall bei einer elektrischen Leistung von über 30 kW. (Abb. 7)

Auch das Einsparpotential eines definierten Absenkbetriebes wurde umgesetzt.

Um die Luftwechselraten und Raumkonditionen an die unterschiedlichen Nutzungszeiten anzupassen und einen aktiven Beitrag zur Energieeinsparung zu leisten,  können in den jeweiligen Nutzungsbereichen sowohl die Zuluft-Volumenströme über busfähige elektronische Volumenstromregler bedarfsgerecht reduziert als auch die Raumtemperatur/ -feuchtigkeit über Einzelraumreglungen individuell abgesenkt werden.

Um unbeabsichtigte Kontaminationen in die im Erhaltungsmodus betriebenen Nutzungszonen zu verhindern, werden die entsprechenden Zugangstüren über die zentrale Schleusensteuerung im Absenkbetrieb automatisch verriegelt.

Die Validierung dieser Absenk- und Wiederanlauffunktionen wurde dabei sichergestellt.  (Abb. 8)

Last but not least wurde auch auf die farbliche Gestaltung der Reinräume geachtet. Die Corporate Design Farbe des Unternehmens - ein frisches Grün -  zieht sich durch alle Räume in verschiedenen Farbabstufungen. Neben dem Wohlfühleffekt wurden auch Reinraumklassen farblich im Boden sichtbar gemacht. Der gesamte Reinraumbereich ist von einem umlaufenden Besucherflur umgeben und erlaubt Einblicke aus dem Schwarzbereich bis in den Arbeitsbereich GMP „A“ der Sicherheitswerkbänke. (Abb. 9)