Water System
-
Upload
fauzan-ahmad -
Category
Engineering
-
view
515 -
download
4
Transcript of Water System
PENDAHULUAN
Pengertian Air Menurut WHO
Air adalah bahan yang paling banyak digunakan sebagai bahan mentah, bahan awal dalam produksi, selama proses dan formulasi dari produk farmasi. Air memiliki sifat kimia yang unik karena polaritasnya dan ikatan hidrogen yang dimilikinya. Artinya, air memiliki kemampuan untuk melarutkan, mengabsorpsi, mengadsorpsi, dan mensuspensikan banyak senyawa yang berbeda. Termasuk juga kontaminan yang dapat menyebabkan bahaya atau memungkinkan terjadinya reaksi.
Menurut GMP Menurut ISPE
PENDAHULUAN
Sebagaimana bahan awal yang digunakan untuk produksi farmasi, air yang digunakan juga harus memenuhi persyaratan GMP Potensi terjadinya pertumbuhan mikroba Sistem air harus tervalidasi atau kualifikasi dengan
baik Air untuk penggunaan parenteral tidak boleh ada
kontaminasi pirogen/endotoksin Memerlukan pemenuhan spesifikasi dan pengujian
secara periodik
PURIFIKASI AIR Kemurnian air dipengaruhi oleh variasi musim,
dan variasi kualitas air masing-masing regional Harus menghilangkan cemaran dan
mengkontrol mikroba untuk mencegah terjadinya kontaminasi
Treatment (penanganan) tergantung pada kondisi ar : Hujan Terjadinya erosi Polusi Sedimentasi Dekomposisi
KONTAMINASI
Tidak ada benar-benar air murni di alam, masih mungkin terdapat kontaminan : Senyawa inorganik Senyawa organik Padatan Gas Mikroorganisme Mineral
Kalsium, magnesium, tembaga, aluminium, logam berat, arsen, timbal, cadmium, nitrat
Besi, mangan, silikat
KONTAMINASI (2)
MIKROBA Dapat mempengaruhi kualitas produk Dapat membentuk biofilm Dapat membentuk senyawa endotoksin
KONTAMINASI
Terdapat dua jenis mikroorganisme Planktonik
Mikroba yang mengapung dan ikut mengalir bersama aliran air
Benthik Terdapat dalam bentuk biofilm dan dapat
menempel pada permukaa. Merupakan sumber dari mikroorganisme planktonik
BIOFILM
Proses pembentukan biofilm Surface conditioning
Molekul organik menempel pada permukaan dan menetralisir muatan permukaan
Proses adhesi bakteri pioneer Bakteri planktonik menempel karena adanya gaya
elektrostatik maupun fisik, beberapa menempel permanen karena mengeluarkan polimer ekstraseluler yang lengket. Bakteri pioneer biasanya adalah Pseudomonas aeruginosa, yang mempunyai flagella.
BIOFILM
Pembentukan 'Slime' Polimer ekstraseluler (terdiri dari polisakarida
bermuatan dan netral) tidak hanya menempelkan sel ke permukaan namun juga dapat 'menangkap' sisa nutrien dari air, sehingga bakteri pioneer akan bereproduksi.
Anak hasil reproduksi dari bakteri pioneer akan membentuk polimer lagi dan menangkap nutrien hingga kembali bereproduksi
Hal ini terjadi terus menerus hingga terbentuk lapisan yang licin seperti gelatin
BIOFILM Kolonisasi sekunder
Selain mengangkap nutrien, polimer ini juga akan menangkap mikroba tipe lain, dimana mikroba ini akan memetabolisme buangan dari koloni primer dan akan menghasilkan buangan yang dapat digunakan oleh sel-sel lainnya
Biofilm yang berfungsi penuh (fully functioning) Biofil dewasa bersifat kompleks dan kooperatif
dalam hal metabolisme. Terdapat lapisan anaerob di bawah lapisan aerob. Jika telah mencapai ketebalan tertentu, adanya
turbulensi akan menyebabkan terlepasnya bagian biofilm menjadi planktonik dan membentuk koloni di tempat yang baru
PENGGUNAAN AIR DALAM PRODUKSI SEDIAAN FARMASI
Hal-hal yang perlu diperhatikan : Proses yang dilakukan :
Pencucian Preparasi Sintesis Produksi Formulasi
Bahan yang digunakan Bahan awal Produk jadi
TINGKAT KEMURNIAN
AIR YANG DIGUNAKAN??
Jenis Air Penggunaan Sumber Persyaratan
Drinking Water
Purified Water Drinking Water
Harus divalidasiSterile Purified Water Merupakan purified water yang dikemas dan disterilkan Purified Water
Tidak digunakan untuk sediaan parenteral, hanya jika diperlukan
Water for injection
Harus divalidasiSterile Water for injection Merupakan water of injection yang dikemas dan disterilkan Water for injection
Digunakan sebagai pelarut untuk sediaan steril
Water for injection
Digunakan sebagai pelarut untuk sediaan steril
Digunakan untuk tahap awal preparasi kimia dan tahap awal pembersihan dari peralatan produksi farmasi
Dapat diperoleh dari berbagai sumber, misalnya Air minum publik (PAM), sumur, atau kombinasinya
Tidak dibatasi oleh kompedia/farmakope, namun harus memenuhi syarat dari EPA NPDWR atau European Union/Japan
Sebagai bahan tambahan produksi sediaan farmasi, pembersihan peralatan tertentu.
Harus memenuhi persyaratan ion dan senyawa organik dan harus dilindungi dari pertumbuhan mikroba
Merupakan bahan tambahan yang digunakan untuk produksi sediian farmasi steril, pembersihan peralatan steril , dan bahan tambahan untuk pembuatan produk ruahan.
Drinking water yang telah dipurifikasi terlebih dahulu dan dilakukan reverse osmosis atau destilasi
Harus memenuhi semua persyaratan purified water dan harus bebas endotoksin
Bacteriostatic Water for injection
Merupakan Water of injection yang ditambahkan satu atau lebih zat pengawet yang sesuai
JENIS-JENIS AIR MENURUT USP
JENIS-JENIS AIR MENURUT WHO
Jenis air Sumber Persyaratan
Dilindungi dari re-kontaminasiDilindungi dari pertumbuhan mikrobaMemenuhi persyaratan European pharmacopeia
Potable Water/Drinking Water
Air publik (PAM) atau sumber alam
Harus memenuhi spesifikasi dari WHO, ISO dan agensi nasional/internasional
Kualitas sumber air menentukan treatment yang diperlukan
Purified water
Potable water/drinking water
Memenuhi persyaratan farmakope-farmakope baik secara kemurnian kimia maupun mikrobiologi
Highly Purified Water
Potable water/drinking water
Standar kualitas seperti water for injection, termasuk batas endotoksin
Water for Injection
Potable water/drinking water
Tidak steril dan bukan merupakan sediaan final. Bebas endotoksin
METODE PURIFIKASI AIR
Hal-hal yang harus diperhatikan :– Hasil (efisiensi) dari sistem
– Kualitas feed water
– Reliabilitas dan ketangguhan dari sistem penanganan (treatment)
– Dukungan supplier, pemeliharaan dan biaya operasional
SISTEM PURIFIKASI AIR Hal-hal yang harus diperhatikan :
Leaching dari kontak dengan bahan Adsorpsi Higienitas dan sanitasi Ketahanan terhadap korosi Kebocoran Pertumbuhan mikroba Toleransi agen pembersih dan sanitasi Kemampuan dan kapabilitas output Instrumen, sensor, kontrol dan poin sampling Ruang yang dibutuhkan untuk instalasi peralatan Akses yang dibutuhkan untuk pemeliharaan Regenerasi dan sanitasi
raw water in
« S” trap to sewer
Water is kept circulating
To water softener & DI plant
Pretreatment – schematic drawing
cartridgefilter
5 micrometers
activatedcarbon
filter
spray ball
break tank
air break to draincentrifugal pump
air filter
floatoperated
valvesand filter
excess water recycledfrom deioniser
brine and salt tank
brine
"hard" waterin
zeolite water softener-exchanges-Ca and Mg for Na
drain
"soft" water to deioniserby pass valve
TAHAP FINAL TREATMENT
Filtration Disinfection Reverse Osmosis (RO) dan Deionisasi (DI) Destilasi dan Ultrafiltrasi
Cationic column Anionic column
Hygienic pump
Outlets or storage.
Ozone generator
UV light
HCl NaOH
Eluates toneutralization
plant
Air break to sewer
Drain line
from water softener
Water must be kept circulating
Typical deionizer schematic
12345
6
1
2345
6
Return to deionizer
Cartridgefilter 5 µm
Cartridgefilter 1 µm
raw water
High pressure
Feedwater
underpressure
Reje
ctw
ater
Sem
i-perm
eab
lem
emb
rane
Perm
eate
water
drain or recycle
Low pressure
Purified water
Reverse osmosis (RO) theory
Branch
Branch
2nd stage buffer tank
Cartridgefilter 1 µm
Second stage RO cartridge
First stage filtrate feeds second stage RO with excess back to 1st stage buffer tank.
1st
stag
e re
ject
co
nce
ntr
ate
Air breakto sewer
Second stage reject water goes back to first stage buffer tank
Second stage RO watermeets Pharmacopoeia
standards Outlets or storage
1st stage buffer tank
Water from softener or de-ioniser
Water returns to 1st stage buffer tank
Typical 2-stage RO schematic
Hygienic pump
First stage RO cartridge
High pressure pump
PEMBUATAN JENIS-JENIS AIRJenis Air Treatment
Filtrasi, Softening
Disinfeksi atau sanitasiPembuangan logam besiPresipitasiPengurangan jumlah senyawa inorganik/organik
Purified water Disinfeksi dengan UVSanitasi dengan pemanasanSanitasi secara kimia (ozon)
Highly Purified Water Ion exchangeUltrafiltrationReverse Osmosis
Water for Injection
Potable Water/Drinking Water
Destilasi (International and European Pharmacopeias)
SPESIFIKASI DESAIN
Material yang kontak dengan WPU (Water for Pharmaceutical Use) Pipa Valve dan fitting Seals Diapraghma dan instrumen Tangki Pompa
SPESIFIKASI DESAIN
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan : Kompabilitas
Terutama dengan suhu dan bahan kimia yang digunakan pada sistem
Leaching effect Tidak leaching pada rentang temperatur tertentu
Ketahanan terhadap korosi PW, HPW dan WFI sangat korosif Sebaiknya menggunakan stainless steel 316 L Melakukan sistem pasivasi setelah instalasi dan
modifikasi sesuai SOP
SPESIFIKASI DESAIN
Penghalusan permukaan Mencegah kontaminasi biofilm dan mikroba Retakan dan permukaan tidak rata berasosiasi
dengan kontaminasi dan korosi Jika menggunakan stainless steel dapat dihaluskan
dengan cara mekanis dan electropolishing Sambungan
Proses penyambungan dilakukan dengan welding (las) dapat dikontrol dengan cara :
Kualifikasi operator, dokumentasi, weld logs, inspeksi visual dari hasil welding
SPESIFIKASI DESAIN
Tangki penyimpanan Desain dan ukuran
Merupakan tempat 'buffer' antara generation dan penggunaan
Avoid ineffeciencies and equipment stress during frequent on-off cycles
Waktu penyimpanan tidak terlalu lama Kontrol kontaminasi
Headspace (selalu dibasahi dengan spray ball/distributor) Nozzles (tidak ada dead zone) Vent filters (tipe, pengujian, pemanasan) Valve bertekanan dan burst discs (desain sanitasi)
SPESIFIKASI DESAIN
Pipa dan heat exchangers (distribusi) Loop harus terus bersirkulasi Filtrasi tidak dilakukan pada loop dan 'take-off point' Heat exchangers :
Double tube plate, double plate dan frame type Didesain untuk memastikan tidak ada air yang stasis
Jika air didinginkan sebelum digunakan: dilakukan dalam waktu minimum, dan proses tervalidasi
SPESIFIKASI DESAIN
Pompa sirkulasi (circulation pump) Desain sanitasi dengan seals yang baik Stand by pump :
Dapat juga digunakan Dikonfigurasi sedemikian rupa agar mencegah air
terperangkap atau terbentuk dead zone
KONTROL BIOKONTAMINASI
Aliran sirkulasi membentuk turbulensi yang berkesinambungan Dengan kecepatan yang telah dispesifikasi dan
dimonitor Menghindari adanya dead legs Pola valve yang higienis : diapraghma Panjang pipa mengikuti jalur yang sependek
mungkin Pipa untuk sistem suhu ambient, diisolasi dari
pipa panas.
KONTROL BIOKONTAMINASI
Dead legs
Water scours dead leg
If D=25mm & distance X isgreater than 50mm, we havea dead leg that is too long
Dead leg section
>1.5D
Flow direction arrows on pipes are important
Sanitary Valve
D
X
KONTROL BIOKONTAMINASI
Pressure gauges dipisahkan dari membran sistem
Pipa dipasang dengan kemiringan tertentu – memungkinkan untuk self drainage
Sistem dijaga pada temperatur tinggi (di atas 70° C)
Menggunakan lampu UV Perhatikan :Kecepatan aliran, life-cycle dari lampu
Bahan material yang cocok