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Integration von Reinigungs- und Sterilisationsanlagen in
Reinraumumgebungen in der pharmazeutischen Produktion
Dr. Christian Heuer, Geschäftsführer, Belimed Deutschland GmbH, Edisonstr. 7a, 84453
Mühldorf am Inn, Deutschland
Die Verwendung von Anlagen zur Reinigung und Sterilisation produktberührter Teile in der
pharmazeutischen Produktion als Schleusensysteme zwischen unterschiedlich
klassifizierten Räumen in einer Reinraumumgebung gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Voraussetzung für eine erfolgreiche Integration in eine Barriere ist die sorgfältige Auswahl
und Auslegung des gewünschten Systems.
Für eine einwandfreie Schleusenfunktion unter Einhaltung der GMP-Bedingungen sind eine
Reihe von grundsätzlichen konstruktiven Voraussetzungen sowie projektspezifische
Anpassungen von Maschinendesign und Steuerungssystem erforderlich.
Konstruktive Voraussetzungen
Besonders geeignet für eine Barrierenintegration sind Reinigungs- und Sterilisationsanlagen
(Abbildung 2), bei deren Entwicklung bestimmte notwendige konstruktive Details bereits
bedacht wurden, so dass ein aufwändiger projektspezifischer Umbau der Anlage entfällt.
Dies beginnt bereits mit den verwendeten Außenverkleidungsblechen der Anlage. Nur sehr
glatte, am Besten ölgeschliffene Bleche verhindern, dass bei einer turnusmäßigen
Außenreinigung mit Putztüchern Fasern auf der Oberfläche zurückbleiben, die schließlich in
die Reinraumatmosphäre gelangen. Besonderes Augenmerk ist auf die Konstruktion der
Türdichtungen und des Türantriebs zu legen, stellen doch die jeweils 2-türige Wasch- oder
Sterilisierkammer die eigentliche Schleuse in der Barriere dar. Bei den Reinigungsanlagen
sorgen Glastüren mit aufblasbaren Dichtungen (Abbildungen 1 und 3) bezüglich Dichtigkeit
für ein Optimum, während bei den Sterilisatoren die massiven Edelstahltüren mittels
sterilfiltrierter Druckluft und spezieller Silikondichtung (Abbildung 4) angepresst werden.
Türantriebe sollten möglichst abriebarm und verschmutzungsfrei arbeiten, um keine Partikel
in den Reinraum einzutragen. Insbesondere Drahtseilantriebe stellen für die Anwendung im
Reinraumbereich nicht mehr den Stand der Technik dar. Das Design der Reinigungs- und
Sterilisationsanlage sollte außerdem von vorneherein den Einbau einer luftdichten Wand
(Abbildung 5) zur Trennung der klassifizierten Bereiche im Reinraum ermöglichen.
Empfehlenswert ist auch die Separation von Wasch- bzw. Sterilisationskammer und
Maschinenraum, um eine Wartung ausschließlich von der Unreinseite zu ermöglichen.
Damit kann die zeitraubende Einschleusung des Servicetechnikers in vielen Fällen
vermieden werden. Die Reinigungsanlagen besitzen ein Trocknungsaggregat, das bei

einem Einbau in Reinräume ebenfalls spezifische konstruktive Anforderungen erfüllen muss.
Über die Trocknungsluft dürfen keineswegs Partikel in den Reinraum oder auf das
Waschgut gelangen. Die Trocknungseinheit sollte aus diesem Grund aus Vorfilter,
Ventilator, Heizregister und HEPA-Filter (Abbildung 6) bestehen, selbst wenn die
Trocknungsluft aus dem Reinraum entnommen wird, denn schließlich könnten Partikel aus
dem Heizregister ohne zusätzlichen Filter in die Waschkammer gelangen. Für die Abluft der
Waschkammer ist eine Festverrohrung vorzusehen. Die Anlage muss dazu mit einer
luftdichten Abluftklappe (mit Überdruckklappe) versehen sein. Sterilisationsanlagen werden
in ähnlicher Weise den Anforderungen an Partikelfreiheit bei der Be- und Entlüftung der
Sterilisierkammer gerecht. Die aus der Kammer abgesaugte Luft wird über einen Inline-
sterilisierbaren Vakuumfilter geführt und entspricht somit der geforderten mikrobiologischen
Reinheit in allen Reinraumklassen. Die Kammerbelüftung darf ebenso wenig dazu führen,
dass Mikroorganismen aus der umgebenden Luft über die Kammer auf das Sterilisiergut
oder sogar in den Reinraumbereich gelangen können. Daher setzt man auch hier einen
Inline-sterilisierbaren Belüftungsfilter zur Kontaminationsvermeidung ein.
Projektspezifische Anpassungen
Neben den genannten konstruktiven Voraussetzungen, die bei der Auswahl eines
geeigneten Systems zu prüfen sind, sollten bereits in der Planungsphase bestimmte
projektspezifische Anforderungen an die Funktion der Anlage im Hinblick auf die
Barrierenintegration definiert werden, um aufwändige Nachrüstungen oder Änderungen an
der bereits installierten Anlage oder gar am Baukörper zu vermeiden. Die vorgesehenen
Bedienabläufe, die Wasch- bzw. Sterilgutlogistik und das Sicherheitskonzept bestimmen
maßgeblich die Funktionsspezifikation der Anlage, diese wiederum die Programmierung der
Steuerung. Eine detaillierte Vorplanung sollte festlegen, von welcher Seite der Maschine,
welche Funktionen bedient werden können. Dies betrifft z. B. Programmstart, -anwahl und -
abbruch. Üblicherweise ist diese Funktionalität bei der klassischen Unrein-Rein-Trennung
auf der Beladeseite vorgesehen. Es gibt aber auch Szenarien, bei denen eine Bedienung
von der Entladeseite zweckmäßiger ist, z. B. bei der Trennung eines aktiven
Beladebereiches von einem inaktiven Entladebereich im Rahmen eines Wasch- oder
Sterilisierprozesses zur Virendeaktivierung. Denkbar ist aus logistischen Gründen auch die
zusätzliche Anforderung eines umgekehrten Wasch- bzw. Sterilisationsprozesses (rein-
unrein, z. B., wenn die visuelle Waschergebniskontrolle auf der Reinseite eine ungenügende
Reinheit ergibt und eine Wiederholungsreinigung vorgesehen ist, oder der
Sterilisationsprozess aufgrund eines Bedienereingriffs oder Medienmangels abgebrochen
wurde). Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass ein Wasch- oder Sterilisierprozess ohne
Schleusenfunktion (unrein-unrein oder rein-rein) ausgeführt werden soll. In diesen Fällen
sollte eine Bedienbarkeit von beiden Seiten der Maschine vorgesehen werden. Auch die

Beladungsträgerlogistik spielt eine oftmals unterschätzte Rolle, denn in vielen Fällen ist es
einfacher, Beladungsträger von der Reinseite auf die Unreinseite durch die Maschine zu
schleusen (ohne Waschen oder Sterilisieren), als diese über möglicherweise weite Wege
durch eine Materialschleuse zurück in den Unreinbereich zu bringen.
Ausgehend von den geplanten Arbeits- und Bedienabläufen erstellt der Anlagenlieferant die
Funktionsspezifikation der Anlage. Bei einem Einbau in eine Barriere sind dabei
umfangreiche Sicherheitsfunktionen zu berücksichtigen. Bedacht werden muss eine
gegenseitige Türverriegelung und die korrekte Steuerung des Luftaustausches, also der
Trocknungsluftventile und der Abluftklappe der Waschanlage, bzw. der Be- und
Entlüftungsventile des Sterilisators, je nach Prozessrichtung (z. B. unrein- rein) nicht nur für
den Regelfall, sondern auch für den Fall des Programmabbruchs, um eine Kontamination
des Reinbereiches durch Luft aus dem Unreinbereich in jedem Fall zu vermeiden. Dabei ist
das Sicherheitskonzept der Produktionsstätte z. B. für den Fall eines Stromausfalles oder
für den Ausfall der Abluftventilation mit einzubeziehen.
Ein weiteres, reinraumbezogenes Auslegungsfeld ist der Lufthaushalt der Waschmaschine.
Festzulegen ist im Vorfeld, ob die Trocknungsluft von der Unrein- oder von der Reinseite
bezogen wird. Die bauseitige Reinraumventilation muss gegebenenfalls beim Einschalten
der Trocknung hochgefahren werden, um ein Absinken des Überdrucks im Raum zu
verhindern. Für die Abluft sollte ebenfalls eine Kommunikation zwischen Maschine und
bauseitiger Abluftinstallation vorgesehen werden, wenn keine dauerhafte Entlüftung über
einen Bypass gewünscht ist. Für den Sterilisator bedeutet die Integration in einen
Reinraumbereich darüber hinaus verfahrenstechnische Anpassungen, damit ein sicherer
und zuverlässiger Betrieb gewährleistet bleibt (Abbildung 7).
Die Zugänglichkeit der Maschinenaggregate für Wartungsarbeiten während des laufenden
Betriebes kann je nach Anforderungen zu sehr unterschiedlichen, konstruktiven Lösungen
führen und muss daher bereits in der Planungsphase diskutiert werden. Zu entscheiden ist,
ob bauseitig ein Zugang für den Servicetechniker von der Unreinseite ohne allzu großen
Aufwand ermöglicht werden kann. Sind sowohl Belade- als auch Entladeseite so
klassifiziert, dass ein Zugang für Servicearbeiten im laufenden Betrieb praktisch unmöglich
ist, kann auch über aufwändigere Maschinenkonzepte, bei denen der Zugang zum
Wartungsraum von oben über eine Zwischendecke realisiert wird, nachgedacht werden. In
jedem Fall muss das Basisdesign der Maschine eine räumliche Trennung von Wasch- bzw.
Sterilisierkammer und Aggregaten vorsehen.

Im Hinblick auf die Einhaltung der geplanten Projektkosten sollten die genannten Aspekte
der Barrierenintegration von Reinigungs- und Sterilisationsanlagen bereits im
Angebotsstadium bei der Auswahl eines geeigneten Anlagentyps mit dem Anbieter
detailliert diskutiert werden, um teure Nachträge oder Projektverzögerungen in späteren
Projektphasen zu vermeiden. Insbesondere durch den notwendigen
Dokumentationsaufwand in GMP-relevanten Bereichen verursachen z. B. selbst
geringfügige, nachträgliche Änderungen in der Steuersoftware der Anlage oft hohe Kosten.
Hohe Prozesssicherheit
Als kompetenter Partner der Pharmaindustrie ist Belimed sich der Komplexität der
Integration von Reinigungs- und Sterilisationsanlagen in Reinraumumgebungen in der
pharmazeutischen Produktion bewusst. Erst durch einen permanenten Austausch zwischen
Anwender und Hersteller und die konsequente Einhaltung der aktuellsten cGMP-Standards
kann eine maximale Prozess-Sicherheit gewährleistet werden. Während der gesamten
Planungs- und Entwicklungsphase arbeitet Belimed eng mit ihren Kunden zusammen, denn
nur durch einen permanenten Austausch zwischen Anwender und Hersteller bleibt die
konsequente Einhaltung der Kundenwünsche überprüfbar und wird laufend dokumentiert.
Über den Autor
Dr. Christian Heuer begann seine Karriere als promovierter Ingenieur in der
Prozessentwicklung bei Novartis Pharma in Basel. Nach seinem Wechsel in die
Pharmatechnikbranche verfügt er heute über 10 Jahre Erfahrung in Marketing und Vertrieb
in diesem Bereich und leitet seit 2006 die deutsche Vertriebs- und Servicegesellschaft der
Belimed-Gruppe.

Abbildung 1: 2-türige Reinigungsanlage Abbildung 2: Anlagenkombination von
mit Glastüren zur Reinraumintegration Washer / Sterilisator und Reinraumtrennung
Abbildung 3: Waschkammer mit Abbildung 4: Massive Edelstahltüre mit
aufblasbarer Dichtung Silikondichtung

Abbildung 5: Luftdichte Wand zur Abschottung klassifizierter
Räume hinter der Maschinenverkleidung (zur Veranschaulichung entfernt)
Abbildung 6: GMP-konforme Trocknungseinheit
Abbildung 7: Verrohrung entsprechend GMP-Vorgaben