FAQ Reinraum

Die Arbeit im Reinraum unterliegt strengen Vorgaben hinsichtlich Raumgestaltung, Bekleidung, Verhaltensregeln etc. Generell gilt es zu verhindern, dass Partikel, Keime und Co. die entsprechenden Medikamente, Geräte und anderen Produkte verunreinigen. Dies bedeutet, dass in einem Reinraum spezielle abriebfeste Kleidung getragen werden muss, die verhindert, dass Hautschuppen, Haare, Bakterien und Staub in den Reinraum getragen sowie in ihm verteilt werden. Dabei handelt es sich um komplette Anzüge mit Maske oder um eine Kombination aus Hose, Oberbekleidung, Mund-Nasen-Schutz sowie Haarschutz und Handschuhe o. Ä.

Der Arbeitsplatz in einem Reinraum erfordert zahlreiche Verhaltensregeln der Mitarbeitenden. Langsame Bewegungen sind gefragt, um die Abgabe von Partikeln gering zu halten. Zudem sind die Produktionsstraßen in einem Reinraum viel kleiner. Alle Vorgänge müssen klar voneinander getrennt sein und auch durch die Luft darf es zu keiner Kreuzkontamination kommen. Ein Beispiel aus der Pharmaindustrie: In einem Reinraum werden in einer Maschine Aspirin gepresst, in der anderen Morphiumtabletten. Beide Produktionslinien müssen komplett voneinander getrennt bleiben, die Luftströme dürfen sich nicht vermischen, damit kein Morphium im Aspirin landet. Neben baulichen Gegebenheiten wird durch integrierte Absauganlagen gewährleistet, dass keine Kreuzkontamination entsteht. Zusätzlich müssen Verschmutzungen unverzüglich und sicher entfernt werden. Hier kommen beispielsweise unsere speziell gefertigten Sauger für (brennbare) Flüssigkeiten, Stäube zum Einsatz.

In zahlreichen Reinräumen werden gesundheitsschädliche Stoffe wie Chemikalien, Säuren und Laugen sowie Pharmazeutika verarbeitet. Damit die Mitarbeitenden bestmöglich vor den gesundheitsschädlichen Eigenschaften der Stoffe geschützt werden, sind zahlreiche Sicherheitsmaßnahmen einzuhalten. Dazu gehört unter anderem die Absaugung mit Industriesaugern – integriert als Absauganlage in die Produktionslinie – oder in mobiler Ausführung zum Beispiel zur sofortigen Säuberung des Arbeitsplatzes oder bei Unfällen. Voraussetzung dafür ist grundsätzlich, dass der Reinraumsauger in seiner Gestaltung inklusive allem Zubehör auf den individuellen Einsatzfall zugeschnitten ist. Damit der passende Industriesauger mit den entsprechenden Filterelementen und Zubehörteilen für den jeweiligen Reinraum ausgewählt wird, um einer Gesundheitsgefährdung vorzubeugen, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden: Welche gesundheitsgefährdenden Stoffe sollen gesaugt werden? Welche Form haben diese (flüssig/fest)? Welche Reinraumsaugerbauart sowie welche Filter werden für das Medium benötigt? Wie muss/kann Reinigung und Entsorgung realisiert und was muss dabei berücksichtigt werden? Auf Basis dieser Fragen und darüber hinaus wird der passende Industriesauger mit entsprechenden Filterelementen für den jeweiligen Anwendungsfall im Sauger ausgewählt. Dadurch wird das Risiko einer Kontamination und damit Gesundheitsgefährdung maßgeblich verringert.

Sicherheit steht in jedem Reinraum an oberster Stelle. Reinräume sind anspruchsvolle Umgebungen, in denen der Schutz der Mitarbeitenden, der hergestellten Produkte sowie der Umwelt im Vordergrund steht. Das menschliche Verhalten sowie der eingesetzte Reinraumsauger inklusive Zubehör muss auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden, um höchstmögliche Sicherheit herzustellen. Für jeden Reinraum ist es bezogen auf den jeweiligen Anwendungsfall daher wichtig, den passenden Reinraumsauger mit richtigem Zubehör inklusive dazu passenden Filtern zu wählen.

Insbesondere bei An- und Abkopplungsprozessen entstehen Gefahren, die im täglichen Gebrauch für die Anwender unsichtbar bleiben: Staub lagert sich im Inneren des Zubehörs ab und beim Wechsel des Zubehörs könnte das Medium austreten. Für unsere Kunden testen wir unterschiedliche Zubehörtypen mit einem speziellen hygroskopischen Neon-Feinstaub (Partikelgröße > 0,6 μ) unter Schwarzlicht. Verborgene Kontamination an den Bauteilen lässt sich in einer Videoanalyse mit entsprechender Vergrößerung erkennen.

Bei Technischer Sauberkeit handelt es sich um einen fest definierten Grad an unvermeidlichen Partikelverunreinigungen, die maximal vorhanden sein dürfen – zum Beispiel auf der Oberfläche eines Bauteils. Der sogenannte Restschmutz muss so gering sein, dass es nach einer individuell festgelegten Größe zu keinen Einschränkungen oder Schädigungen innerhalb des Systems kommt. Ist dies gewährleistet, gilt ein System als technisch sauber. Technische Sauberkeit steht in der Regel in Verbindung mit der Herstellung von Bauteilen für die Automobilindustrie gemäß VDA 19, spielt aber auch in der Halbleiterfertigung oder der Mikromechanikmontage, Medizintechnik oder E-Mobilität eine wichtige Rolle. Sauberkeitssensible Produkte im Sinne der Technischen Sauberkeit lassen sich im Rahmen der sogenannten Sauberfertigung in einem Reinraum nach DIN ISO 14644 1 herstellen, weiterverarbeiten oder verpacken etc. Als höchster Sauberkeitsbereich bestehen in einem Reinraum die besten Voraussetzungen für komplette Kontaminationsfreiheit. Einerseits wird die Entstehung von Partikeln durch Schutzkleidung, Verhaltensweisen und bauliche Ausstattung vermieden. Andererseits gewährleisten unsere Reinreinraumsauger die zuverlässige Partikelabreinigung, sei es innerhalb der Produktionslinie oder bei der manuellen Reinigung des Arbeitsplatzes etc. Bestehen Risiken für die Umwelt, müssen etwaige nicht rettbare Restprodukte in speziellen Einwegsystemen verbrannt werden.

Bei der Herstellung von Arzneimitteln, sterilen Produkten etc. kommt es auf eine strenge Kontaminationskontrolle an, damit nur sichere Produkte auf den Markt gelangen. Insbesondere im medizinischen/pharmazeutischen Bereich sind klar definierte Verhaltensweisen sowie Kontroll- und Überwachungsfunktionen über die ganze Prozesskette hinweg notwendig, um die Gesundheit von Verbraucherinnen und Verbrauchern zu schützen. In verschiedenen Leitfäden werden Prozesse und damit verbundene Verhaltensweisen definiert. 1987 wurde das Dokument "Guideline on General Principles of Process Validation" von der U.S. Food and Drug Administration (FDA) herausgegeben, in dem zwei Bereiche definiert wurden: „kritische“ Bereiche, in denen sterile Produkte, Behälter und Verschlüsse der Umwelt ausgesetzt sind, und den Bereich „Überwachung“, in dem unsterilisierte Produkte, zu verarbeitende Materialien und Behälter/Verschlüsse vorbereitet werden sollen.

Die Richtlinien zur Qualitätssicherung bei Produktion, Equipment, Medien und Reinraumumgebung in der Produktion von Arzneimitteln und Wirkstoffen werden unter dem Begriff „Gute Herstellungspraxis“ (eng: Good Manufacturing Practice, abgekürzt GMP) zusammengefasst. Die GMP-Richtlinien der EU sind im EU-GMP-Leitfaden festgelegt. Annex 1 des Leitfadens der „Guten Herstellungspraxis“ gilt als die wichtigste europäische Regularie zur Herstellung steriler Arzneimittel. Die Regularie wird immer wieder überarbeitet und an moderne Ansprüche oder sich ändernde Anforderungen angepasst – zuletzt im Jahre 2020. Ziel der Richtlinien ist es, Kreuzkontaminationen zu verhindern, zum Beispiel durch spezielle Bekleidung sowie Luft- und Schleusensysteme – und damit die Sterilität der hergestellten Produkte zu gewährleisten. So heißt es in Kapitel 3: „Räumlichkeiten und Ausrüstungen müssen so angeordnet, geplant, konstruiert, nachgerüstet und instandgehalten sein, dass sie für die vorgesehenen Arbeitsgänge geeignet sind. Ihre Anordnung und Ausgestaltung müssen darauf ausgerichtet sein, das Risiko von Fehlern auf ein Minimum herabzusetzen und eine gründliche Reinigung und Wartung zu erlauben, um Kreuzkontamination, Staub- oder Schmutzansammlungen und ganz allgemein jeden die Qualität des Produktes beeinträchtigenden Effekt zu vermeiden." Gleichzeitig gilt es, eine Kontaminationskontrollstrategie zu verfolgen, also die Kontaminationsrisiken und umgesetzten Maßnahmen zur Verhinderung von Kontaminationen kontinuierlich zu überwachen und zu überprüfen. Damit soll gewährleistet werden, dass das Endprodukt durch zelluläre und mikrobielle Rückstände sowie Feinstaub verunreinigt ist.

Für Reinräume der Bereiche Pharma/Medizinprodukte gelten die Reinraumklassen nach EU-GMP-Leitfaden. In Annex 1 werden die Grenzwerte für die maximal erlaubte Partikelanzahl je qm in der Raumlauft definiert. Unterteilt werden diese in die Klassen A, B, C und D – von A als reinster Stufe bis hin zu D mit der größten maximal zulässigen Partikelkonzentration. Welche Reinraumklasse für das jeweilige Medizinprodukt genutzt werden muss, ist abhängig von der genauen Branche sowie den Bedingungen, in denen produziert wird.

KRAHNEN bietet die passende Sauglösung für die unterschiedlichen Reinheitsklassen mit leistungsfähigen HEPA-/ULPA-Filtern und weiteren Filterlösungen.

In Reinräumen gelten besonders hohe Sauberkeits- und Sicherheitsanforderungen. Beim Saugen im Reinraum ist es wichtig, die Kontamination in bzw. über die Luft durch Partikel zu verhindern oder minimieren. Der Sauger selbst darf zudem keine Staub- bzw. anderweitige Kontaminationsquelle sein. Gleichzeitig besteht in explosionsgefährdeten Arbeitsumgebungen die Gefahr, dass ein konventioneller Staubsauger explosionsfähiges Material entzündet. Spezielle ATEX-geschützte Reinraumsauger von KRAHNEN erfüllen die Ansprüche, die an einen Sauger in sauberkeitssensiblen sowie potenziell gefährlichen Arbeitsumgebungen gestellt werden. Durch ihre bauliche Gestaltung lassen sie sich leicht reinigen; der überwiegende Teil der Reinraum-Staubsauger lässt sich für GMP-Anwendungen auch autoklavieren.

Darüber hinaus ist bei einem Reinraumsauger das integrierte Filtersystem sehr wichtig, da die Abscheidung des Saugguts im Sauger hauptsächlich über entsprechende Filter erfolgt. Sowohl bei der Aufnahme von normalem Sauggut als auch zur Zonentrennung bei brennbaren Stoffen sollte der Reinraumsauger über mehrere Filter verfügen. Eine Austrittsgefährdung sollte im Hinblick auf die Korngröße des Partikels sowie auch einen möglichen Filterbruch vermieden werden. Besondere Sorgfalt sollte bei der Aufnahme von gesundheitsgefährlichen Stoffen getroffen werden. Um das Risiko einer Kontamination zu vermeiden, muss für den jeweiligen Anwendungsfall das entsprechende Filterelement im Sauger vorhanden sein. Deswegen gilt es, vor der Auswahl von Reinraumsauger sowie Filterelement folgende Aspekte abzufragen: Bauart, Zweck, Handling, Reinigung und Entsorgung.

KRAHNEN bietet Ihnen den herstellerseitigen Nachweis zur Qualität, Feinheit, Klasse, sowie zur Dichtsitzprüfung der Filterelemente nach Einbau im Reinraum-Staubsauger, damit Sie garantiert sicher saugen können.

Während sich Teil I des EU-GMP-Leitfadens an Arzneimittelhersteller richtet, wendet sich Teil II an Wirkstoffhersteller. In der „Guten Herstellungspraxis für Wirkstoffe“ finden sich Hinweise zu Richtlinien zum Qualitätsmanagement, z. B. zum Inverkehrbringen von Wirkstoffen und Zwischenprodukten, der geforderten Wasserqualität bei der Wirkstoffherstellung, Inprozesskontrollen, dem Mischen von Chargen, der Erstellung von Verunreinigungsprofilen, Wiederholungsprüfungen und vielem mehr.

Die von der Europäischen Kommission ausformulierten Grundsätze und Leitlinien für die Herstellung und die Herstellungsumgebung von Arzneimitteln und Wirkstoffen geben eine „Gute Herstellungspraxis“ (englisch Good Manufacturing Practice, abgekürzt GMP) vor. Die 1989 erstmals herausgegebenen Leitlinien beinhalten Anforderungen an die Qualitätssicherung hinsichtlich Produktion, Equipment, Medien und Reinraumumgebung. Ziel dieser Regularien ist die Möglichkeit einer Prozessüberprüfung. Der EU-GMP-Leitfaden beinhaltet ausführliche Leitlinien zur Auslegung dieser ausformulierten europäischen GMP-Grundsätze und -Leitlinien. Die wichtigste europäische Regularie der Verordnung ist Annex 1, die immer wieder aktualisiert und an moderne Ansprüche angepasst wird.

Klassen für die Herstellung steriler medizinischer Produkte nach EU-GMP

Der Annex 1 „Herstellung steriler Arzneimittel“ ist der erste Anhang des EU-GMP-Leitfadens zur „Guten Herstellungspraxis“ und ist die wichtigste europäische Leitlinie zur Herstellung steriler Arzneimittel. Er beinhaltet Richtlinien, die dazu dienen, das Risiko einer Kontamination mit Mikroorganismen, Partikeln und Pyrogenen möglichst gering zu halten. In Annex 1 werden die verschiedenen Reinraumklassen über die mikrobiologische Kontamination und Partikelhöchstwerte der Luft definiert. Die Klassen werden unterteilt in die Stufen A bis D, mit A als reinster Stufe mit der geringsten maximal zulässigen Konzentration an Partikeln. Reinraumklassen dürfen nicht übersprungen werden. Um Reinraumklasse A zu betreiben, müssen alle Klassen von D nach A durchlaufen werden. Darüber hinaus gib der Annex 1 klare Vorgaben zur Luftqualität, Sterilisation, Verhalten von Personal, Anforderungen an die Gestaltung von Räumlichkeiten, Mindestintervalle für wiederholte Qualifizierungen der Räumlichkeiten, Qualitätskontrollen und Zahlreiches mehr.

Annex 1 wurde erstmals im Jahr 1971 veröffentlicht. Seitdem wird er kontinuierlich überarbeitet und modernisiert, beispielsweise da es neue Technologien für die Herstellung steriler Arzneimittel oder moderne Prinzipien wie das Qualitätsrisikomanagement gibt. Die letzte größere Änderung war 2020 – eine wesentliche Neuerung war hier ein Konzept zur Kontaminationskontrolle (Contamination Control Strategy) im gesamten Herstellungsprozess inklusive aller dazugehörigen Bereiche. Dies beinhaltet Maßnahmen zum Senken von Kontaminationsrisiken und der Überwachung eben dieser Maßnahmen. Ziel ist es zu verhindern, dass die jeweiligen Endprodukte durch kleinste Partikeln verunreinigt werden.

Der EU-GMP-Leitfaden, Annex 1 gibt gröbere Klassifizierungen der Reinräume vor als die DIN ISO 14644. Für Lieferanten, Hersteller und Betreiber von Reinräumen sind diese gröberen Klassifizierungen in der Regel ausreichend.

Bei DIN EN ISO 14644 handelt es sich um eine international gültige Norm für Reinräume und dazugehörige Bereiche. Die DIN EN ISO 14644 definiert den Reinheitsgrad der Luft hinsichtlich partikulärer Reinheit. Festgelegt ist die Partikelkonzentration pro m³. Die Reinheit der Luft wird in neun verschiedene ISO-Klassen unterteilt; ISO-Klasse 1 ist hierbei die reinste Klasse. Reinräume werden entsprechend der Messwerte dieser ISO-Klassen in Reinraumklassen eingeteilt. Neben Partikelgrenzwerten legt die DIN EN ISO 14644 auch Prüfverfahren fest, um Reinheitsklassen zu bestimmen.

In den entsprechenden Reinräumen einer bestimmten Reinraumklasse können dann empfindliche Produkte hergestellt werden. Die DIN EN ISO 14644 ist wichtig für die Halbleiterindustrie, Luft- und Raumfahrt, optische Industrie sowie auch die Pharmaindustrie. Darüber hinaus orientieren sich auch Nahrungsmittelhersteller sowie Medizintechnik und Gesundheitswesen an der DIN EN ISO 14644. Darüber hinaus verwenden die Branchen Pharmaindustrie, Lebensmittelindustrie, Medizintechnik und Gesundheitswesen ebenfalls die geltenden EU-GMP-Richtlinien.

Im Gegensatz zu den Reinraumklassen nach EU-GMP-Leitfaden, Annex 1 sind mit der moderneren DIN EN ISO 14644 am oberen Ende viel feinere Unterscheidungen für eine noch höhere Reinheit möglich.

Nach der Norm DIN EN ISO 14644 werden neun Reinheitsklassen unterschieden. Die Reinheitsgrade werden entsprechend der jeweils maximal zulässigen Partikelkonzentration pro m³ Luft definiert. Reinheitsklasse 1 ist die reinste Klasse, die am wenigsten Partikel in der Luft erlaubt.

Reinraumklassen nach ISO-14644-1

Die Anfänge der ersten Reinraumstandards begannen im 19. Jahrhundert mit den ersten Hygienevorschriften für Ärzte bei Operationen. Daraus entstand ein Bewusstsein für Kontaminationen in sämtlichen anderen Bereichen und die Reinraumtechnik wurde entwickelt. Doch erst ab den 1960ern wurde die moderne Reinraumtechnik durch die Entwicklung eines Reinraumkonzepts mit turbulenzarmer Luftströmung vorangetrieben. Auf dieser Basis entstand letztendlich 1963 mit dem United States Federal Standard 209 (FS 209) die erste Standardisierung für die Anforderungen der Reinraumtechnik. Der US Federal Standard 209E war bis in die 90er der Standard für Reinraumklassifizierungen und wurde bis 1992 fünf Mal an den Stand der Technik angepasst.

Der US-Standard wurde im November 2001 von der DIN EN ISO 14644 abgelöst. In dieser Norm wurden alle entstanden Normen und Richtlinien aller Länder und Branchen zusammengefasst, damit es eine Richtlinie gibt, die stetig optimiert und an moderne Ansprüche angepasst wird.

Darüber hinaus haben sich in verschiedenen Branchen und Arbeitsbereiche eigene Richtlinien entwickelt.

Bereits seit einigen Jahrzehnten wird die Richtlinie VDI 2083 vom Verein Deutscher Ingenieure herausgegeben, in denen der aktuelle Stand der Technik beschrieben wird. Die Richtlinien basieren auf der ISO 14644 und führen ihre Richtlinien detailliert aus. Die VDI 2083 ist eine national gültige Norm, behandelt branchenspezifische Aspekte sowie Themen wie Energie- und Kosteneffizienz. ISO 14644 und VDI 2083 gelten heutzutage als gleichwertige Standards für Reinraumtechnik. Die VDI-Richtline 2083 findet unter anderem Anwendung in der Lebensmittelindustrie, der Mikroelektronik sowie auch der pharmazeutischen Industrie und Forschung.

Im Bereich der pharmazeutischen Industrie wurden 1962 die ersten GMP-Regeln (Good Manufacturing Practice) für die Herstellung von Arzneimitteln veröffentlicht, zunächst rechtlich unverbindlich. 1978 publizierte die FDA die ersten gesetzlich verankerten GMP-Richtlinien: Der Herstellungsprozess von Pharmaunternehmen konnte nun überwacht werden. Für Europa wurde der Leitfaden 1989 als EU-GMP-Leitfaden mit den Reinraumklassen A, B, C und D adaptiert. Annex 1 des Leitfadens definiert die Grenzwerte für die mikrobiologische Kontamination der Raumluft. Die Norm wird unter anderem auch in der Lebens- und Kosmetikmittelindustrie, Biotechnologie, Medizintechnik etc. genutzt.

Treiber der Weiterentwicklung moderner Reinraumtechnik sind vor allem die Pharma- sowie auch die Halbleiterindustrie.

Über die Jahre und Jahrzehnte wurden Maschinen und Verfahren ausgereifter und moderner – dementsprechend gab es früher andere Klassifizierungen. Bereits bei den ersten Einteilungen waren Klassen dabei, die nach damaligen Standards nicht erreicht werden konnten. Wie die späteren Klassifizierungen zeigen, ist der Grad der Reinheit schon lange überschritten worden: Reinraumklasse A des EU-GMP-Leitfadens entspricht der ISO-Klasse 5 und erfüllt bereits besonders hohe Reinheitsanforderungen.

Generell zeichnen sich Reinräume durch eine geringe Konzentration an luftgetragenen Partikeln und Keimen aus. Sie finden dort Anwendung, wo empfindliche Produkte hergestellt werden, die nicht durch entsprechende Partikel beschädigt, verunreinigt oder zerstört werden dürfen. Dazu gehören zum Beispiel die Pharma- und Lebensmittelindustrie, die Halbleiter- und Chipindustrie etc. Durch jede Branche, jedes Unternehmen und jedes Produkt ergeben sich andere Anforderungen, die der jeweilige Reinraum erfüllen muss. Dies betrifft unter anderem die Gestaltung des Raums, die vorhandene Reinraumtechnik, die Frequenz der Filterwechsel, das Verhalten der Mitarbeiter und vieles mehr. Die genauen Anforderungen, die der jeweilige Reinraum erfüllen muss, sind in den branchenspezifischen Regelwerken zu finden. Je nach Branche, Produkt o. Ä. gelten die klar definierten Reinraumklassen der DIN EN ISO 14644, des EU-GMP-Leitfadens, der Richtlinie VDI 2083, aus denen sich klare Anforderungen an Räumlichkeiten, Anlagen, Maschinen, Schutzkleidung und Verhalten der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ergeben.

Bei einem Reinraum handelt es sich gemäß gängigen Regelwerken um einen Raum, in dem die Konzentration der luftgetragenen Partikel sehr gering ist und diese darüber hinaus kontrolliert und der Reinraum entsprechend klassifiziert werden kann. Zudem muss der Raum so entworfen, gebaut und betrieben werden, dass die Zufuhr, Erzeugung und Retention luftgetragener Partikel innerhalb des jeweiligen Raumes gesteuert werden kann. Ein Raum ist also dann ein Reinraum, wenn er die Mindestanforderungen erfüllt, die an einen Reinraum gemäß DIN EN ISO 14644, des EU-GMP-Leitfadens oder der Richtlinie VDI 2083 gestellt werden.

Bei einem Sauberraum handelt es sich um eine Produktionsstätte, die einem Reinraum sehr ähnlich ist; der Grundaufbau ist sehr ähnlich. Allerdings sind die Toleranzen bezüglich Partikelgehalt und Partikelgrößen im Vergleich viel weniger streng und großzügiger. In Sauberräumen werden Partikelgrößen von bis zu 600 Mikrometern auf Bauteilen toleriert. Zum Vergleich: Im Reinraum gilt ein deutlich niedrigerer Grenzwert (bis zu 5 Mikrometer). Viel mehr als allein um die Partikelgröße geht es um die Materialeigenschaften der Partikel: Mechanische Bauteile werden zum Beispiel eher durch wenige harte Partikel zerstört als durch eine größere Anzahl weichere. Entsprechend kann die eingesetzte Lüftungs- und Filtertechnik kleiner dimensioniert werden. Dadurch unterscheiden sich auch die Anschaffungs- und Betriebskosten erheblich. Sauberräume werden nach der Technischen Sauberkeit der VDA 19 (international ISO 16232) definiert und finden vor allem Anwendung in Industrie und Fertigung. Standard sind Sauberräume unter anderem in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau, in der Kunststofftechnik sowie der Elektrotechnik – also überall dort, wo vermieden werden muss, dass kleine Schmutzpartikel Bauteile, Komponenten etc. verunreinigen und beschädigen könnten.

Unter Reinraumgebäuden versteht man komplette Gebäude, die ausschließlich unter Reinraumbedingungen betrieben werden. Von speziellen Wänden, Decken, Türen und Verglasungen über Lüftungstechnik, die das gesamte Gebäude durchströmt, bis hin zum verwendeten Silikon für die Fugen ist das gesamte Gebäude als Reinraum konzipiert. Dazu gehören auch individuelle Anforderungen wie zum Beispiel die Trennung von Personal- und Materialfluss. Manche Reinraumgebäude sind auch schwingungstechnisch entkoppelt.

Die Notwendigkeit einer bestimmten Reinraumklasse ergibt sich unter anderem aus der Branche und den hergestellten Produkten. Hierfür liefern DIN EN ISO 14644, der EU-GMP-Leitfaden oder der Richtlinie VDI 2083 entsprechende Hinweise und Vorgaben. Ein Reinraum ist in Planung und Umsetzung und später vor allem im Betrieb sehr teuer – je höher die Reinraumklasse ist, umso kostenintensiver, da immer höhere Anforderungen an die verwendete Technik, Reinigungsintervalle, Schutzkleidung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter etc. gestellt werden. Um eine Kostenexplosion zu vermeiden, lohnt es sich, den Reinraum genau nach den Bedürfnissen und Anforderungen zu planen und nicht überzudimensionieren, indem eine viel höhere Reinraumklasse gewählt oder der Reinraum zu groß geplant wird. Unterstützung bei der Planung leistet die VDI-Richtlinie 2083, die bezugnehmend auf die DIN EN ISO 14644 auch Hinweise zur Energie- und Kosteneffizienz bei Reinräumen liefert. Durch die heute vorhandenen Messmöglichkeiten, modernen Technologien, Erfahrungswerte hinsichtlich Risiken etc. ist es möglich, einen Reinraum genau nach den Bedarfen zu konzipieren und realisieren. Darüber hinaus lohnt sich ein Blick auf die den Reinraum angrenzenden Arbeitsbereiche. Es bietet sich an, diese bereits als Sauberräume/Reinbereiche zu konzipieren, um beispielsweise den Weg in den Reinraum (durch Dekontaminationsvorschriften) zu verkürzen und damit ebenfalls Kosten einzusparen.

Gemäß der „Guideline on General Principles of Process Validation“, der 1987 von der U.S. Food and Drug Administration (FDA) herausgegeben wurde, werden die Umgebungsrichtlinien für „kritische“ Bereiche, in denen sterile Produkte, Behälter und Verschlüsse der Umwelt ausgesetzt sind, wie folgt definiert: „Luft in der Nähe von exponierten sterilen Behältern/Verschlüssen und Füll-/Verschlussprozessen hat eine akzeptable Aerosolqualität, wenn die Partikelzahl pro Kubikfuß weniger als 100 (bei einer Größe bis 0,5 μm oder größer) am Arbeitsplatz und während des Füllens/Verschließens dem Luftstrom gemessen wird, bei einer Entfernung von nicht mehr als einem Fuß. Die Behörde (FDA) räumt ein, dass bei einigen Pulverabfüllprozessen hohe Konzentrationen an Schwebstoffen entstehen, die naturgemäß kein Risiko einer Produktkontamination darstellen. In diesen Fällen ist es dennoch wichtig, Luftmessungen vorzunehmen, die das Niveau der äußerlichen Verunreinigung, dem das Produkt ausgesetzt ist, widerspiegelt.

Luft in kritischen Bereichen sollte am Einsatzort HEPA-filtriert laminar geströmt sein und von ausreichender Geschwindigkeit, um Schwebstoffe vom Einsatzort wegzulenken. Üblicherweise sind 90 ft/m (0,5 m/s) +/- 20 % als Geschwindigkeit ausreichend; wenn allerdings Verfahren hohe Schwebstoffwerte verursachen oder die Anlagengestaltung den Laminarstrom stört, sind höhere Geschwindigkeiten erforderlich. Darüber hinaus sollte die Luft auch von hoher mikrobiologischer Güte sein; zulässig ist höchstens eine koloniebildende Einheit pro 0,3 m³.

Kritische Bereiche müssen außerdem Überdruck gegenüber angrenzenden weniger reinen Bereichen haben (min. 2,5 kPa); eine Druckdifferenz von 0,05 Zoll Wasser ist akzeptabel.“

Gemäß der „Guideline on General Principles of Process Validation“, der 1987 von der U.S. Food and Drug Administration (FDA) herausgegeben wurde, werden die Umgebungsrichtlinien für „geregelte“ Bereiche (Überwachung), in denen unsterilisierte Produkte, zu verarbeitende Materialien und Behälter/Verschlüsse vorbereitet werden, wie folgt definiert: „Die Luft ist im Allgemeinen von akzeptabler Qualität, wenn die Schwebstoffe pro Kubikfuß (Klasse 100.000) der Innenluft eine Partikelzahl von 100.000 (in einem Größenbereich von 0,5 μm oder mehr) nicht überschreiten, wenn sie in der Nähe von exponierten Materialien in der Einrichtung gemessen werden. Mikrobiologisch können bis zu 25 Einheiten pro 0,3 Kubikmeter gemessen werden. Um die Luftqualität in einem kontrollierten Bereich aufrechtzuerhalten, müssen für benachbarte (unkontrollierte) Bereiche ein angemessener Luftstrom und Überdruck erreicht werden. Dabei sind eine Luftmenge entsprechend mindestens 20 Luftwechseln pro Stunde und ein Differenzdruck von 2,5 kPa (Tür geschlossen) zulässig. Bei geöffneter Tür muss der Luftstrom nach außen ausreichen, um das Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern.“

In einem Reinraum wird die Luft gefiltert, um die Schmutzpartikelbelastung durch Staub, Keime und Aerosolpartikel so gering wie möglich zu halten – sowohl innerhalb des Reinraums, damit die hergestellten Produkte nicht beschmutzt werden, als auch im Bereich der Abluft, zum Beispiel wenn es sich um Stoffe handelt, die für Mensch und Umwelt gefährlich sind. Ein in einem Reinraum eingesetzter Filter muss demnach hohen Ansprüchen genügen und Kleinstpartikel, aber auch Keime und Partikel im Submikrometer-Bereich abscheiden können. Die genauen Anforderungen an die Luftfiltration und damit die Filterelemente ergeben sich im Wesentlichen aus der ISO 14644 sowie dem EU-GMP-Leitfaden. Im Reinraum kommen unter anderem Grob- und Feinstaubfilter sowie Hochleistungsschwebstofffilter (HEPA/ULPA) für Kleinstpartikel zum Einsatz.

Die identischen Kriterien gelten auch für die Reinraumreinigung, bei der eine Filterung ebenfalls gewährleistet werden muss. Die KRAHNEN Reinraumreiniger stehen für verschiedene ISO-Klassen und OEB-/OEL-Werte zur Verfügung und sind mit HEPA-/ULPA-Filtern und weiteren Filterlösungen ausgestattet.

Schwebstofffilter wie EPA-, HEPA- und ULPA-Filter unterliegen u.a. den Bestimmungen der EN 60335. Um die jeweiligen Filter einer bestimmten Filterklasse zuordnen zu können, muss der Abscheidegrad bestimmt werden. Daraus ergibt sich die Abscheideleistung sowie die Effizienz der Schwebstofffilter. Je höher der Abscheidegrad, desto besser ist ebenfalls die Filterleistung. Der Filterabscheidegrad ergibt sich in der Regel aus dem Mittelwert von stichprobenartigen Messungen mittels Partikelzählverfahren. Hierbei wird ein flüssiges oder festes Prüfaerosol verwendet. Der Abscheidegrad wird dann für diejenige Partikelgröße bestimmt, die der Filter am schlechtesten abscheiden kann. Diese Partikelgröße wird MPPS (Most Penetrating Particle Size) genannt und ist für jeden Filter individuell. Es wird also gemessen, welche Menge an Partikeln über den Filter in das System gelangt und wird in das Verhältnis gesetzt mit der Menge/Konzentration an Stoffen, die in den Filter eintritt.

Die Luftfiltration in einem Reinraum wird unter anderem durch ein ausgeklügeltes Filtersystem gewährleistet. Für die Vorfiltration der Außenluft kommen Grob- und Feinfilter zum Einsatz. Darüber hinaus scheiden HEPA- und ULPA-Filter Kleinstpartikel wie unter anderem Keime ab und sorgen für eine sehr hohe Luftreinheit. Die Schwebstofffilter werden im Deckendurchlass oder als endständige Filter in die Filterdecke integriert. Die entsprechenden Filter verlieren nach einer bestimmten Betriebsdauer an Leistungsvermögen, weswegen ein regelmäßiger Filterwechsel notwendig ist. Nur so kann die Partikelfreiheit der jeweiligen Reinraumklasse gewährleistet werden. Beim Filterwechsel ist es darüber hinaus wichtig, diesen kontaminationsfrei durchzuführen.

Zusätzliche Unterstützung für die Luftreinheit leistet KRAHNEN mit den Safety Change Saugern, mit denen brennbare und gesundheitsgefährdende Stäube kontaminationsfrei gesaugt und entsprechend entsorgt werden können. Die Sauger beinhalten nachgeschaltete Safety Change HEPA Filter H14 für die Reinraumklasse ISO 4/5 bzw. EU-GMP A.

Für die Reinheit in Reinräumen gelten Grenzwertvorgaben, die eingehalten werden müssen. Da in einem Reinraum Prozesse ablaufen, sei es der Laborbetrieb, die Fertigung von Bauteilen oder die Herstellung von Medikamenten etc., bei denen Personal und Maschinen beteiligt sind, entsteht automatisch ein gewisser Grad an Kontamination. Besonders hervorzuheben sind hier Kontaminationen durch Partikel wie Staub, Keime oder Ähnliches, aber auch zum Beispiel Verunreinigungen von Produktionsmaschinen durch Öle oder Fette. Deswegen müssen Reinräume nach diversen Normen und Vorschriften gereinigt werden, um die Sicherheit von Personal und Produkten durchgehend zu gewährleisten. Hier greifen die DIN EN ISO 14644, die EU-GMP-Richtlinie, VDI 2083 sowie branchenspezifische Normen und Vorgaben. Um Kontrolle über die Partikel – im Pharmabereich auch insbesondere mikrobischer Natur – zu erhalten, müssen die Bereiche im laufenden Betrieb kontinuierlich mit definierten Reinigungstechniken sowie auch geeigneten Reinigungs- und Desinfektionsmitteln gereinigt werden. Die Reinraumreinigung muss zudem durch geschultes Personal sowie mit einem besonderen Bekleidungskonzept erfolgen.

Während sich konventionelle Staubsauger nicht für den Einsatz im Reinraum eignen, sind unsere speziellen KRAHNEN Reinraumsauger extra für diese Anwendung ausgelegt und auch für explosionsgefährdete Arbeitsumgebungen geeignet. Die Industriesauger sind mit HEPA-/ULPA-Filtern und weiteren Filterlösungen ausgestattet und gemäß EU-GMP-Anforderungen in der Regel autoklavierbar.

Bei der Durchführung einer Reinraumreinigung gibt es einiges zu beachten. Grundlegend hierfür sind die Richtlinien DIN ISO 14644, VDI 2083 sowie EU-GMP. Zunächst kommt es darauf an, ob der Reinraum in Bezug auf Partikel oder auch hinsichtlich einer mikrobischen Kontamination gereinigt werden muss. Demensprechend sind bestimmte Reinigungstechniken sowie auch die Verwendung geeigneter Reinigungs- und Desinfektionsmittel und Geräten wie speziellen Reinraumsaugern notwendig.

Reinigungs- und Desinfektionsmittel verfügen über unterschiedliche Wirksamkeiten. Um beispielsweise der EU-GMP-Richtlinie im Pharmabereich gerecht zu werden, sollten Pharmahersteller Reinigungs- und Desinfektionsmittel mit verschiedenen Wirkungsspektren wählen. Hierbei ist es ebenfalls wichtig, die Reihenfolge der Anwendung der Putzmittel sowie deren Kompatibilität zu berücksichtigen. Neben den Putzmitteln sind ebenfalls die Reinigungsmethoden entscheidend, um den Reinraum rein zu halten. Dazu gehört zum Beispiel das klar definierte Wischen von Fußböden oder der Einsatz von reinraumgeeigneten Saugern, um gefährliche und brennbare Stäube oder Flüssigkeiten zu saugen.

Reinraumgeeignete Industriesauger von KRAHNEN sind beispielsweise die Safety Change Sauger, bei denen ein kontaminationsfreies Saugen und Entsorgen des Saugguts möglich ist. Gleichzeitig ist der kontaminationsfreie Wechsel von Zubehör möglich: Passendes Zubehör können Sie kontaminationsfrei an- und abkoppeln, ohne das Sauggut aus den Öffnungen tritt und den Raum bzw. einen Reinbereich kontaminiert. Eine weitere kontaminationsarme Sauglösung erhalten Sie mit unseren Endlospack-Industriesaugern.

Die Blow-Fill-Seal-Fertigungstechnologie (BFS) ist heutzutage eine beliebte Methode, um Arzneimittel in einem aseptischen Herstellungsprozess zu fertigen. In einem optimierten System wird zuerst aus Glas- oder Kunststoffmaterial eine Form extrudiert (Blow), direkt das Arzneimittel abgefüllt (Fill) und das Behältnis sofort verschlossen (Seal). Die Medikamentendosierung ist mittels BFS-Technologie genauer, zudem ist das Risiko einer Kontamination durch Personal geringer, da der Prozess automatisiert in einem Behältnis abläuft. Speziell für die BFS-Fertigungstechnologie modifizierte Isolatoren erhöhen den Grad der sterilen Fertigungsumgebung und gewährleisten die partikel- und keimfreien Umgebungsbedingungen gemäß EU-GMP. Isolatoren sind geschlossene Systeme: Im Isolator besteht eine kontrollierte Produktionsumgebung mit laminarer Luftströmung, um die Kontaminationswahrscheinlichkeit während der Produktion auf ein Minimum zu senken.

Da Isolatoren in sich geschlossene Systeme mit einer eigenen definierten Reinraumklasse sind, besteht die Möglichkeit, sie auch in unreineren Bereichen bei dennoch gewährleistetem, hohem Arbeitsschutz einzusetzen. Sie stellen damit im Individualfall eine Alternative zu kompletten Reinräumen in der geforderten Reinraumklasse dar.