Ozonkonzentration bei der Sanitisierung von PW- und WFI-Systemen

Einsatzbereich: Nur bei kalten Systemen sinnvoll

Der Einsatz von Ozon ist ausschließlich in Systemen geeignet, die das Wasser kalt oder bei Raumtemperatur lagern und verteilen. In der Praxis wird Ozon typischerweise bis maximal 35°C eingesetzt. Bereits ab etwa 40°C verringert sich die Halbwertszeit von Ozon so stark, dass eine stabile und wirksame Konzentration nicht mehr gewährleistet ist. Hinzu kommt: heiß gelagerte PW- oder WFI-Systeme haben durch die Temperatur bereits einen keimabtötenden Effekt - der zusätzliche Einsatz von Ozon wäre hier weder notwendig noch effizient.

Besonderes Augenmerk auf Kalt-Systeme

Wird Wasser bei Raumtemperatur gelagert (und verteilt), steigt das Risiko einer mikrobiellen Verunreinigung im Vergleich zu Heißsystemen deutlich an. In diesen sogenannten "Kalt-Systemen" stellt sich die Frage, ob Ozon nur kurzfristig (für 1-2 Stunden) oder kontinuierlich über längere Zeiträume (>6 Stunden) eingesetzt wird.

• Kurzzeitiger Ozoneinsatz: In diesen Fällen werden in der Regel Konzentrationen von über 50 ppb benötigt, um eine wirksame Keimreduktion zu erzielen.
• Langfristiger Ozoneinsatz: Bei längerer Expositionsdauer können bereits >= 20 ppb ausreichend sein.
  Weitere Aspekte für die Praxis
  In groß dimensionierten Verteilnetzen oder in Bereichen mit eingeschränkter Durchströmung kann ein erhöhter Ozonbedarf bestehen. Aus diesem Grund sollten die genannten Konzentrationen idealerweise auch im Rücklauf des Systems erreicht werden. Die Festlegung der geeigneten Zielkonzentration sollte im Rahmen der DQ des Wassersystems erfolgen.

Ozonmessung

Beim Einsatz von Ozon sollte dessen Effektivität nachgewiesen werden. Dies geschieht zum einen indirekt über die Ermittlung der Keimzahlen (KBE-Werte) und zum anderen durch die Ozonmessung an verschiedenen Stellen im System. Die ISPE Baseline nennt z.B. aus diesem Grund mindestens drei erforderliche Messstellen:

•  Vor der UV-Erzeugeranlage (Auslauf Lagerbehälter)
• Nach der UV-Anlage
• Im Rücklauf

Der O3-Wert vor der UV-Erzeugung zeigt, dass während der permanenten Ozonisierung die Konzentration im Lagertank ausreichend ist und dass der Ozon-Erzeuger korrekt arbeitet. Nach dem UV-System wird während der Entnahme-Zeit ständig gemessen, um zu zeigen, dass das Ozon im für die Produktion eingesetzten Wasser abgebaut wird. Im Rücklauf des Ringleitungssystems wird gemessen, um nachzuweisen, dass während der Sanitisierung die Ozonkonzentration im gesamten System ausreichend hoch ist.

Fachlich empfehlenswert ist der Vergleich der Werte vor UV und im Rücklauf zur rechnerischen Ermittlung der system-spezifischen Halbwertszeit des Ozons. Diese beträgt bei belasteten Systemen typischerweise 15 Minuten, bei sehr sauberen Systemen kann diese über 60 Minuten betragen. Die Kenntnis dieser Halbwertszeit ist technisch erforderlich, da die UV-Anlage das Ozon nicht zu 100% abbauen kann und die aktuelle Ozon-Messtechnik eine untere Nachweisgrenze von 5-10 ppb hat (Messstelle hinter der UV-Lampe). Für kritische Anwendungen, bei denen das Wasser direkten Kontakt zum Produkt hat, ist die Kenntnis der system-spezifischen Halbwertszeit des Ozons für eine fundierte Risikobetrachtung erforderlich.