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Geeignete Lösungen für die Kühllagerung

Für die Qualifizierung und Validierung von:

Kühl- & Gefrierschränken
Kühl- & Gefrieranlagen
Kühl- & Gefrierräumen
Kühl- & Gefriertanks
Tiefkühl- & Ultratiefkühlgeräten
Tiefkühl- & Ultratiefkühlschränken
Tiefkühl-& Ultratiefkühlanlagen
Kyrogene Kühlsysteme & Anlagen
LN2-Tanks

empfiehlt Ellab die TrackSense® Pro X Datenlogger Serie. Eine weitere Option stellt das kabelgeführte, E-Val™ Pro System mit Thermoelementen dar.

Erkunden Sie unsere Möglichkeiten und kontaktieren Sie uns, um nähere Informationen zu erhalten.

Nähere Informationen
TrackSense® Pro X
TrackSense® Pro X

Interner Temperatursensor

E-Val™ Pro
E-Val™ Pro

Kabelgeführtes Validierungssystem

Kühllagerung

Die Hauptzielsetzung für die Lagerung bei niedriger Temperatur ist die Vermeidung weiterer biologischer Aktivitäten, u.a. mikrobiologisch oder enzymatisch.
Bei reduzierten Temperaturen werden die Prozesse dramatisch verlangsamt und kommen bei -131 ° C zu einem vollständigen Stillstand. Die Lagertemperatur basiert also auf dem Aktivitätslevel des Produktes und der zu erwartenden Lagerdauer.
Die folgenden üblichen Richtwerte werden in der Medizin-/Pharma-Industrie verwendet:

  • Kurze Lagerungsdauer
    Wenige Wochen, kann bei -18 bis -30 °C unter Verwendung von mechanischen Gefriersystemen/-anlagen erfolgen.
  • Mittelfristige Lagerungsdauer
    1-3 Monaten, kann bei -30 bis -50 °C unter Verwendung von mechanischen Gefriersystemen/-anlagen erfolgen
  • Langzeitlagerung
    6-12 Monaten, kann bei -50 bis -80 °C unter Verwendung von mechanischen Ultratiefkühlgeräten erfolgen
  • Die Lagerung über einen längeren Zeitraum (Jahre)
    kann bei -131°C oder tiefer unter Verwendung von speziellen Kühlanlagen mit kryogenen Gasen oder flüssigen Stickstoff erfolgen


Der Prozess des Einfrierens und Lagerns der Proben erfolgt durch mechanische Gefrieranlagen/-systeme sowie durch spezielle Lagertanks mit Hilfe von LN2 (Flüssiger Stickstoff) und wird üblicherweise bei den folgenden medizinischen-/Pharma-Anwendungen genutzt:

  • Lagerung von Stammzellen
  • Lagerung von Nabelschnurblut
  • Lagerung der Zelllinie
  • Lagerung von sonstigem biologischem Material

In der Lebensmittelindustrie regulieren die FDA und HACCP-Richtlinien die spezifischen Anforderungen für die Lagerung von Lebensmitteln.

Der kritische Parameter während der Lagerung ist die Temperatur. Häufig wird jedoch zusätzlich auch die Luftfeuchtigkeit überwacht.

Die Qualifizierung / Validierung von mechanischen oder kryogenen Kühlanlagen/-Systemen sollte regelmäßig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass diese präzise und reproduzierbar arbeiten.
Ellab verfügt über eine Auswahl von kabellosen Datenloggern, die bis -90°C messen können. Aufgrund des Batteriemanagementsystems und des Designs der Datenlogger sowie der flexiblen Sensoren sind sie für die Überwachung von Kühl-/Gefrierprozessen ideal geeignet.

Prozess

Die Konstruktionen der Kühllagerungssysteme variieren aufgrund verschiedener Speichervolumen und Temperaturbereiche. Die für Kühlprozesse relevanten Parameter sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Um eine Kreuzkombination zu vermeiden, werden Proben häufig in geschlossenen Behältnissen aufbewahrt.

Herausforderungen

Herausforderungen

Bei der Qualifizierung / Validierung von Kühl- und Gefriergeräten/-schränken/-anlagen/- tanks/-lagern unterscheidet man drei Hauptkategorien:

Standard Laborkühl- oder Gefriergeräte sowie Lagerräume mit einem Temperaturbereich von -10 bis 30 °C stellen normalerweise keine besondere Herausforderung dar, weil die zu prüfenden Parameter relativ leicht verglichen werden können. Da der Temperaturbereich moderat ist und keine Druckmessungen erforderlich sind, ist der Messbereich der TrackSense Lab Datenlogger ausreichend. Um die Bedienung zu vereinfachen, informiert die LED-Anzeige den Anwender sofort über den Status des Datenloggers.

Für Tiefkühlanlagen/-geräte mit einem Temperaturbereich zwischen -30 und -80 °C, ist aufgrund der niedrigen Temperaturen eine spezielle Ausrüstung erforderlich. Ellab verfügt über eine Vielzahl von Niedertemperaturloggern, die ideal für diesen Temperaturbereich geeignet sind (Pro X, Frigo, Compact Ultra X, Pro XL). 

Ultratiefkühlgeräte/-anlagen (auch Kryotechnik) sowie LN2 Tanks mit einem Temperaturbereich von -30 bis -80 °C erfordern eine spezielle Ausrüstung. Die meisten Materialien werden durch die Temperatureinwirkung sehr stark belastet, so dass es bei mechanischer Beanspruchung zu einem Bruch des Materials kommen kann. Bei der Verwendung von kabelgeführten Geräten sind die metallbeschichteten SSU-MM Sensoren für das E-Val™ Pro ideal geeignet. Ellab bietet eine Vielzahl flexibler Sensoren für niedrige Temperaturen an, die mit unseren drahtlosen Datenloggern verwendet werden können. Es wird empfohlen, den Datenlogger selbst außerhalb dieser extremen Bedingungen zu halten.

Mit SKY ausgestatteten, kabellosen Datenloggern können die Messdaten in Echtzeit übertragen werden. Für sehr kleine und kleinvolumige Gefrierkammern/-geräte, die einen oder mehrere Zugangsports besitzen, kann es jedoch von Vorteil sein, Thermoelemente zu verwenden, da diese einen geringeren Einfluss auf das Kammervolumen haben.

Abhängig von der Dauer des Validierungsprozesses könnte es erforderlich werden, die Taktrate für die Datenerfassung an die Speicherkapazität des Loggers anzupassen.

Um aufzuzeigen ob ein Produkt die Lagerbedingungen überschritten hat, empfiehlt die FDA die Berechnung der Mittleren Kinetischen Temperatur. Die MKT kann ebenfalls verwendet werden, um festzustellen, ob die Lagerung, die Bearbeitung, der Versand usw. die Haltbarkeit des Produkts beeinflusst haben. Die MKT ist eine berechnete fixe Temperatur, die die Auswirkungen von Temperaturschwankungen auf ein Produkt über einen bestimmten Zeitraum reproduziert. Sie drückt die kumulative thermische Belastung aus, die ein Produkt bei unterschiedlichen Temperaturen während der Lagerung erfährt. Zusätzlich zur MKT wird empfohlen, die min-und max-Werte, einschließlich einer Beschreibung von Zeit und Ort des Auftretens, zu bestimmen.

Herausforderungen bei der Qualifizierung / Validierung von Kühllagersystemen können sein:

  • Die kalten und warmen Zonen von Kühllagerungssystemen zu bestimmen
  • Die Bestätigung von vordefinierten Temperatur- & Luftfeuchtigkeitsbereichen
  • Die Bestimmung und Verbesserung des Temperatur-/Feuchtigkeitsausgleichs
  • Die Ermittlung der höchsten Temperatur- /Feuchtigkeitsschwankungen innerhalb der Kühlkammer
  • Die Berechnung und Dokumentation der Mean Kinetic Temperature (MKT)

Richtlinien

Es gibt keine spezifischen Normen für die Validierung von Kühlhäusern.
Die ValSuite™ Pro Software von Ellab berechnet die MKT nach den folgenden Standards:

  • USP Kapitel Nr. 1151: ”Pharmaceutical Dosage Forms in chapter Stability”

  • ICH Norm Nr. Q1A (R2) Seite 15

Die Validierung eines Kühllagerungssystems besteht aus verschiedenen Schritten in Bezug auf Installation Qualification (IQ), Operational Qualification (OQ) und Performance Qualification (PQ).

Die IQ wird durchgeführt um den dokumentierten Nachweis zu erbringen, dass die Inbetriebnahme des Kühllagersystem gemäß den vorbestimmten Design-Spezifikationen installiert wurde. Es wird u.a. der korrekte Aufbau, Standort sowie die Seriennummer überprüft und bestätigt.

In der OQ wird die Funktion des Lagersystems innerhalb der festgelegten Akzeptanzkriterien verifiziert. Die OQ eines Kühllagersystem besteht aus der Überprüfung von Warn-& Alarmgrenzen und allgemeinen Funktionen (u.a. An- und Ausschaltung) sowie aus einem Temperatur-Mapping im leeren Betriebszustand über mehrere Stunden. Das Mapping bestätigt, das die leere Kammer innerhalb der vorgegebenen Grenzen arbeitet. Die OQ beinhaltet zudem Informationen über die Kalibrierung des Messequipments sowie die Messpunkteverteilung der Thermoelemente und/oder Datenlogger.

Die PQ gibt Auskunft darüber, wie sich eine Anlage unter realen Arbeitsbedingungen verhält. Sie verifiziert, ob die beladene Kühlkammer den Zieltemperaturbereich erreichen und aufrechterhalten kann. Darüber hinaus bestätigt sie, dass das beladene Kühllagersystem innerhalb der angegebenen Grenzen arbeitet. Um sicherzustellen, dass die angegebenen Temperaturgrenzen in der gesamten Kammer auch über einen längeren Zeitraum stabil sind, wird in der Regel eine Messung über 30 Tage durchgeführt. Ebenfalls wird der Einfluss des Öffnens von Türen über zwei unterschiedliche Zeitspannen sowie die Auswirkung eines Stromausfalls auf die Kühllagerung getestet.

Die Umgebungstemperatur während der Prüfung sollte 22 °C ±3 °C betragen und ebenfalls dokumentiert werden.

Methode

Methode

Eine festgelegte Anzahl von Datenloggern wird in dem Kühllagerungssystem in den vorbestimmten kritischen Zuordnungspunkten platziert, wobei der zu erwartende Gradient in der Kammer berücksichtigt wird. Das Temperaturmapping wird in der Regel über einen Zeitraum von mindestens 48 Stunden durchgeführt.

Grundsätzlich sollte die Messpunkteplatzierung so erfolgen, dass das gesamte Volumen der Kammer sowie die kalten und heißen Zonen erfasst werden. Das Temperaturmapping sollte mindestens einmal jährlich erfolgen, kann aber bei kritischem Lagergut oder erhöhten Anforderungen, je nach Risikobewertung, auch mehrmals pro Jahr durchgeführt werden. Darüber hinaus kann ein Temperaturmapping bei Auftreten der folgenden Punkte erforderlich werden:

  • veränderte Temperatureinstellungen
  • Änderung des Beladungs-oder Packschemas
  • Austausch von kritischen Komponenten, wie zum Beispiel Ventilen oder Kompressoren
  • Neu installierte Zusatzausrüstung, welche Einfluss auf die Temperatur oder relative Luftfeuchtigkeit haben kann
  • Jegliche weiteren Änderungen, welche Auswirkungen auf die Temperatur oder relative Luftfeuchtigkeit haben können

Die meisten Anwendungen in der Pharmaindustrie erfordern die Verwendung einer erweiterten Software, wie zum Beispiel ValSuite™ Pro mit 21 CFR Part 11-Konformität, welche die Anforderungen an anspruchsvolle Berichte und Funktionen erfüllt. Für Validierungszwecke ist es von Vorteil, eine Gerätekonfiguration mit den exakten Positionen und Messpunkten zu erstellen, insbesondere bei vielen Messpunkten. Des Weiteren ist das Hinzufügen aller Datenlogger in eine Gerätekonfiguration sinnvoll und zeitsparend, da man aus dem Profil sowohl Limit Reports, wie auch Statistikberichte generieren kann.

Am Ende jeder Studie hat der Benutzer die Möglichkeit die Berichte mit elektronischer Signatur zu unterschreiben, zu speichern, zu drucken und in einem sicheren und geschützten PDF-Format zu verteilen. Für Kunden, die keine elektronischen Aufzeichnungen benötigen, ist die ValSuite Basic die richtige Wahl. Diese Softwareversion liefert die gleichen Statistikberichte und Limit Report Optionen, jedoch ohne die Part-11-Konformität.

Mit der integrierten Kalibrierungsfunktion können Benutzer die Ellab-Sensoren / Messfühler in regelmäßigen Intervallen kalibrieren oder verifizieren. Die ValSuite ™ Pro-Software erstellt einen einfach zu lesenden Kalibrierreport, der alle vom Benutzer definierten Messgrößen und Toleranzen enthält. So kann sichergestellt werden, dass alle Messungen die Toleranzkriterien erfüllen. Es wird empfohlen die Messgeräte von Ellab mindestens einmal pro Jahr zur Werkskalibrierung, welche die Ausstellung eines rückverfolgbaren Kalibrierungszertifikats beinhaltet, einzusenden. 

ValSuite™ Software Reports | Kühllagerung
Prozess Diagramm

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Limit Report

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Statistikreport

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Gerätekonfiguration

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