Water System

33
WATER SYSTEM

Transcript of Water System

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

TAHAP PRE-TREATMENT

Filtrasi primer dan multimedia Koagulasi atau flokulasi Desalinasi Softening

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

KONTROL BIOKONTAMINASI

Sanitasi periodik dengan air panas Sanitasi periodik dengan 'super-heated hot

water' atau uap yang bersih Reliable Monitor suhu selama siklus

Sanitasi rutin dengan bahan kimia, misalnya ozon Penghilangan agen sebelum air digunakan sangat

penting