Holm & Halby

Hvor ren er rent egentlig?

Rengøringsvalidering i fødevare- og medicinalindustrien

I årtier har rengøringsvalidering været en etableret metode i medicinalindustrien. Begrebet refererer til en effektiv rengøring af medicinalrelateret produktionsudstyr såsom reaktorer eller fermenteringsbeholdere. Rengøringsvalidering bliver også i stigende grad anvendt i produktions- og forarbejdningsfaser i fødevareindustrien.

Lægemidler fremstilles ofte i diskontinuerlige produktionsprocesser. Så snart et parti af det aktive indholdsstof sendes til behandling, bliver det brugte produktionsudstyr renset, så det næste parti kan produceres. Selve renseprocessen er meget strengt defineret og bliver efterfølgende analytisk valideret, hvorved en prøve fra produktionsudstyret analyseres for bestemte parametre. Så længe en bestemt grænseværdi ikke overskrides, betragtes produktionsudstyret som værende rent og kan dermed bruges igen. Denne proces kaldes rengøringsverificering/validering.

Der er også stor interesse i rengøringsvalidering af udstyr, der anvendes til fremstilling eller forarbejdning af fødevarer i fødevareindustrien. For eksempel kræver IFS Food (internationale fremhævede standarder for vurdering af fødevarekvalitet og -sikkerhed) en validering af rengøringsforanstaltningernes effektivitet i henhold til en specifik prøvetagningsplan med egnede metoder (1).

Hvilke metoder er egnede?

Enkeltstofanalyse anvendes ofte i medicinalindustrien. Det er for eksempel muligt at analysere et bestemt aktivt stof i skyllevand, men forskellige sumparametre, såsom elektrisk ledningsevne og TOC, anvendes også ofte.

TOC (Total Organic Carbon – total organisk kulstof) kan detektere alt kulstof, der er til stede i prøven, i én enkelt analyse og er derfor særligt velegnet til bestemmelse af forurening forårsaget af organiske forbindelser.

Der anvendes forskellige metoder til TOC-analyse. De mest anvendte metoder omfatter indledende behandling af prøven med syre for at fjerne uorganiske forbindelser som f.eks. karbonater og hydrogenkarbonater. Disse omdannes til CO2 og udrenses derefter med en bæregas (syntetisk luft). Efterfølgende injiceres en delmængde af prøven på en varm platinkatalysator. De organiske stoffer oxideres til CO2 og overføres via en bæregas til en NDIR-detektor, hvor de detekteres.

Enkeltstofanalyse versus TOC

Rengøringsvalidering med TOC-bestemmelse har flere fordele sammenlignet med den mere komplekse enkeltstofanalyse. TOC-bestemmelse er hurtig og enkel, den tager kun nogle få minutter. Desuden er der ingen langvarig prøveforberedelse. Alt hvad der behøves er en TOC-analysator og nogle små mængder af en 1-molær saltsyreopløsning.

Endvidere detekterer TOC-analysen mange forbindelser i stedet for kun en enkelt og er derfor produktuafhængig og yderst fleksibel. Når forskellige produkter fremstilles af én virksomhed eller i ét produktionssystem, kan TOC-bestemmelse udføres for alle produkter, så længe de indeholder organiske forbindelser. Fødevarer betragtes generelt ikke som rene stoffer, men indeholder forskellige organiske forbindelser såsom kulhydrater, fedtstoffer eller proteiner. I tillæg til selve produktet viser TOC-analyse også overfladeaktive stoffer, der bruges til rengøring.

Gennemprøvede metoder til validering af produktionsudstyr

Der er etableret to prøvetagningsmetoder til validring af produktionsudstyr:

  • Direkte prøvetagning
  • Indirekte prøvetagning.

Direkte prøvetagning udføres med en svaber eller podepind. Dette involverer omhyggelig aftørring af en defineret og nøjagtigt afmålt overflade på produktionsudstyret med en svaber. Svaberen ekstraheres efterfølgende i et hætteglas indeholdende ultra-rent vand. Ekstraktet analyseres for dets TOC-indhold. Resultaterne af svaber-analysen udtrykkes normalt i mg/cm2.

Fordelen ved svaber-metoden er den meget præcise undersøgelse af mindre og særligt kritiske områder. Takket være det generelt lave ekstraktionsvolumen kan der opnås lavere detektionsgrænser sammenlignet med slutskylningsmetoden, som kan bruges til evaluering af et betydeligt større område af produktionsudstyret. TOC-bestemmelse med svaber-metoden er mere tidskrævende og bruges kun til mindre dele af det samlede produktionssystem.

Ved den indirekte prøvetagningsmetode udføres en slutskylning med vand efter rensningen. Denne slutskylning bliver efterfølgende analyseret. Fordelen ved slutskylningsmetoden ligger uden tvivl i dens hurtighed. Alt hvad der behøves er dekantering og analyse af slutskyllevandet.

I praksis anvendes en kombination af svabermetoden og slutskylningsmetoden mest inden for rengøringsvalidering. På denne måde kan hele produktionssystemet samt specifikke kritiske områder analyseres med den højest mulige følsomhed

To metoder, én analysator

Skyllevand og svaberekstrakter kan undersøges med en TOC-analysator. Moderne analysatorer såsom Shimadzus TOC-L-serie overtager automatisk prøveforberedelse (forsuring, og overbrusning). Ved høje produktivitetsmængder kan prøveforberedelse allerede udføres i autosampleren, hvilket sparer meget tid. Systemerne er udstyret med en meget effektiv platinkatalysator, der drives ved en forbrændingstemperatur på 680 °C. En særlig sprøjteenhed muliggør automatiseret fortynding af prøverne, når kalibreringsområdet overskrides. Standarderne fortyndes også automatisk for at skabe kalibreringskurver i ækvidistante koncentrationsintervaller.

Rengøringsvalidering med TOC-bestemmelse har imidlertid også sine begrænsninger. Den er kun nyttig, hvis de organiske forbindelser er vandopløselige. Anvendelsen af organiske opløsningsmidler til for eksempel at opløse lipofile forbindelser (såsom fedtstoffer) er per definition udelukket. Her anvendes en fortyndet natriumhydroxidopløsning i et begrænset antal tilfælde.

Rengøringsvalidering er ikke kun vigtigt i fødevareindustrien. Den er også central for andre industrier såsom i fremstilling af kosmetik eller rengøringsmidler. Rengøringsvalidering kan især være et uvurderligt værktøj i kvalitetskontrollen inden for ordreproduktion, såsom i produktionen af private mærker eller produktion af plantebeskyttelsesmidler.

(1) International Featured Standards – IFS Food – Version 6 (January 2012), 4.10 “Cleaning and disinfection“

Hvis du vil læse den originale artikel fra Shimadzu NEWS 3/2015 – kan den rekvireres hos Holm & Halby A/S

Hvis du vil vide mere om rengøringskontrol/validering – kan jeg kontaktes på telefon 43269406 eller mail bw@holm-halby.dk

Læs også denne artikel:

Cleaning Validation / Verification Online Total Organic Carbon (TOC) & ledningsevne analysatorer til verificering af CIP Processer her:

Kontakt produktspecialist Brian Wohlert her