Industrielle Automation 3/2018

Den Keimen an den Kragen

Den Keimen an den Kragen gehen Überwachung der Bio-Dekontamination mit verdampftem Wasserstoffperoxid Zur Bio-Dekontamination industrieller Anlagen zur Produktion von Spezialchemikalien, Pharmazeutika und Nahrungsmitteln, aber auch in der Medizintechnik wird heutzutage oftmals verdampftes Wasserstoffperoxid eingesetzt. Variierende Raumgrößen und Umgebungsbedingungen erschweren jedoch eine optimale Begasung. Ein einziger Sensor kann nun Abhilfe schaffen. kontaminiert und anschließend über einen Katalysator in Wasser und Sauerstoff zerlegt. Die Gesamtlänge der Reinigungsprozedur hängt dabei vom zu sterilisierenden Objekt ab, typische Zyklen liegen jedoch zwischen einer und zwei Stunden. Die Dekontamination mit H 2 O 2 findet bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur zwischen 6 und 60 °C statt. Permanente Überwachung der Raumparameter Bei der Messung der H 2 O 2 -Konzentration muss beachtet werden, dass bestimmte Umgebungsbedingungen und Materialien das Ergebnis beeinflussen können. Auch Temperatur und Feuchtigkeit beeinflussen die Konzentration von Wasserstoffperoxid, die maximal erreicht werden kann. Als Richtmaß für die Qualitätskontrolle während der Bio-Dekontamination mit verdampftem Wasserstoffperoxid können so- Als saubere und umweltfreundliche Alternative zur bisherigen Bio-Dekontamination mit Formaldehyd hat sich verdampftes oder vernebeltes Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) erwiesen. Die Verwendung wird immer beliebter, da es selbst die resistentesten Mikroorganismen wie Bakteriensporen, Mykobakterien und Viren bei Raumtemperatur und bereits in niedrigen Konzentrationen abtötet. Während und nach dem Sterilisationsprozess zerfällt Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff, sodass es keine toxischen Rückstände hinterlässt. Darüber hinaus gilt die Reinigung mit H 2 O 2 als besonders effektiv, da es mit einer Vielzahl von Materialien verträglich ist und ein breites Wirkungsspektrum abdeckt. In der Regel wird dazu eine 35-%ige H 2 O 2 - Lösung mit einem speziellen Apparat in dem zu dekontaminierenden Raum verdampft, bis der Taupunkt erreicht ist. Durch die gleichmäßige Mikrokondensation auf allen Oberflächen wird der Reinraum dewohl die relative Luftfeuchtigkeit als auch die relative Sättigung gemessen werden. Die Gesamtfeuchte wird während des Reinigungsprozesses vom H 2 O 2 -Gehalt in der dekontaminierten Luft beeinflusst. Wichtig zu verstehen ist, dass die relative Luftfeuchtigkeit nur den Feuchtewert aus dem Wasserdampf angibt. Der relative Sättigungsmesswert hingegen gibt sowohl die Feuchtigkeit an, die vom Wasser als auch vom Wasserdampf stammt. Damit ist die relative Sättigung der einzige Parameter, der anzeigt, wenn ein Luftgemisch zu kondensieren beginnt und damit zentral für die Überwachung der Dekontamination. Dazu wird – abhängig von den jeweiligen Raumparametern und den räumlichen Gegebenheiten – so viel H 2 O 2 verdampft, bis der Taupunkt erreicht und die Mikrokondensation auf den Flächen einsetzt. Erst dann kommt es zu einem vollständigen Kontakt zwischen Wirkstoff und Oberfläche – die Dekontamination beginnt und ein optisch nicht sichtbarer Film mit einer Stärke von 2 bis 6 μm bildet sich auf den Oberflächen. Liegt die H 2 O 2 -Konzentration unterhalb des Taupunktes, ist der Kontakt von H 2 O 2 -Molekülen und Keimen nur zu fällig – und damit nicht ausreichend für Andreas Knop ist Sales Director EMEA – Industrial Measurement bei der Vaisala GmbH in Bonn 38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2018

01 Die 3-in-1-Messsonde Peroxcap HPP272 misst verdampftes Wasserstoffperoxid, Feuchte und Temperatur 02 Der kapazitive Dünnschicht-Polymer- Sensor ermöglicht wiederholbare Messungen die strengen GMP-Auflagen in der pharmazeutischen Industrie. Das Robert-Koch-Institut sieht vor, dass die physikalischen Parameter Temperatur, rel. Feuchte (%) und Wasserstoffperoxid- Konzentration im Raum und die Betriebsdaten des Generators für die Konditionie- rung (ggf. Entfeuchtung), Desinfektion und Belüftung für einen kompletten Begasungszyklus mit geeigneten Prüfungen ermittelt und festgelegt werden müssen. Damit nicht genug, diese Parameter müssen auch fortlaufend kontrolliert und dokumentiert werden. Bisherige Messmethoden – etwa über elektrochemische Zellen oder Nah-Infrarot- Technologie – konnten diese Vorschrift bis jetzt nicht vollständig einhalten, da die Konzentrationen während des Dekontaminationszyklus unter anderem den Messbereich der elektrochemischen Verfahren überschreiten. Mit vorhandenen Verfahren konnte bislang auch lediglich H 2 O 2 (ppm) gemessen werden, sodass für die Feuchtemessung ein zusätzlicher Sensor notwendig wurde. Messtechnologie für eine präzise H 2 O 2 -Begasung Die Lösung ist ein Messverfahren, das sowohl die relative Luftfeuchtigkeit als auch die relative Sättigung sowie die Temperatur ermittelt und damit die Kontrolle über die drei entscheidenden Raumparameter bei der Bio-Dekontamination ermöglicht. Speziell für diese Zwecke entwickelt, nutzt die HPP272-Sonde von Vaisala den neu entwickelten Peroxcap-Sensor, der auf einer kapazitiven Dünnschicht-Polymer-Sensortechnologie basiert. Die Peroxcap-Messung verwendet zwei zusammengesetzte Humicap-Sensoren, einen mit einer katalytischen Schutzschicht und einen ohne. Wasser und Wasserstoffperoxid haben eine sehr ähnliche Molekularstruktur und beeinflussen beide die Feuchtigkeit der Erstmalig kann ein einziger Sensor die drei zentralen Parameter messen. Luft, in der sie sich befinden. Die HPP272- Messung unterscheidet deshalb zwischen der Feuchtigkeit, die durch H 2 O 2 -Dampf und Wasserdampf verursacht wird, und der Feuchtigkeit, die nur durch Wasserdampf entsteht. Die katalytische Schicht des Humicap-Sensors katalysiert H 2 O 2 aus dem Gasgemisch, sodass der Sensor mit dieser Schicht nur Wasserdampf erfasst und damit die relative Luftfeuchtigkeit misst. Der zweite Humicap-Sensor ohne katalytische Schicht erfasst das Luftgemisch aus verdampftem Wasserstoffperoxid und Wasserdampf. Die Differenz zwischen den Ablesungen der beiden Sensoren zeigt die Dampfkonzentration von H 2 O 2 an. Wegen der Wiederholbarkeit der Messung durch die HPP272-Sonde ist die Verifizierung des Bio-Dekontaminationsprozesses Zyklus für Zyklus zuverlässig. Die ex trem stabile 3-in-1-Sonde muss nur einmal pro Jahr kalibriert werden. Darüber hinaus sorgt die Heizfunktion des Sensors dafür, dass kein Wasser auf dem Sensor kondensieren kann, sodass die Messdaten auch bei extrem hoher Luftfeuchtigkeit zuverlässig bleiben. Fotos: Shutterstock, Vaisala www.vaisala.de Your Global Automation Partner Himmelsleiter! Turck Cloud Solutions Sicheres Übertragungsprotokoll, einfache Integration und weltweiter Zugriff auf Maschinen- und Anlagendaten Funktionen wie Monitoring, Alarm-Messaging, Reports, Trends oder Geolokalisierung bereits integriert Daten-Hosting in verschiedenen Varianten: as a Service oder lokal als„Private Cloud“ in Ihrem Rechenzentrum www.turck.de/tcs