AMC
(a) Für einen Kunststoff soll die Quellstärke eines Weichmachers in mg/(h*m^2) ermittelt werden. Beschreiben Sie, wie das Ausgasungsverhalten untersucht werden kann und welche Daten zur Angabe der Quellstärke nötig sind.
(b) Welche ISO-ACC-Klasse ergibt sich, wenn 4 μg/m^3 Ammoniak in der Luft vorliegen?
(4 Punkte)
a) Die Bestimmung des Ausgasungsverhaltens von Werkstoff-Proben wird im Wesentlichen durch das Sammeln von flüchtigen Bestandteilen und anschließender Analyse mittels Thermodesorption in Verbindung mit einem Gaschromatographen sowie Massenspektrometer (TD-GC/MS) realisiert.
Angaben der Quellstärke: -Masse, Fläche und Zeit
b) 4 μg/m^3 = 4 *10^-6 g/m^3
ISO-ACC-Klasse = -5
(a) Bei der Herstellung von Halbleitern sind für Dotierstoffe die niedrigsten Grenzwerte festgelegt. Weshalb sind die Dotierstoffe besonders kritisch zu betrachten?
(b) Wie ist folgende AMC- bzw. ACC-Klassifizierung nach DIN EN ISO 14644-8 zu interpretieren? ISO-ACC-Klasse -8 (Ammoniak)
(c) Nennen Sie zwei Ansätze, die zur Verringerung einer Kontamination mit AMCs beitragen.
(3,5 Punkte)
a) Dotierstoffe verändern bereits in kleinsten Konzentrationen die elektrischen Charakteristika der in Halbleiterbauteilen vorhandenen Transitoren.
b) Die Konzentration an Ammoniak liegt zwischen 10^-8 g/m^3 und 10^-9 g/m^3
c)
1) raumlufttechnische Filtrationssysteme
2) kontrollierte Fertigungsprozesse & Prozessmedien
3) Verwendung reinraumtauglicher Fertigungsanlagen & Werkstoffe
4) Minimierung des durch das Personal bedingten Kontaminationseintrags -> Personal durch Automatisierungsanlagen ersetzen
AMC (3,5 Punkte)
(a) Ergänzen Sie den nachfolgenden Satz an den mit XXX markierten Stellen:
„Bei der Untersuchung des Ausgasungsverhalten von Werkstoffen wird überprüft, welche Menge einer chemischen Substanz pro XXX und XXX aus einem Werkstück freigesetzt wird.“
(b) Welche Ammoniakkonzentration liegt in der Luft vor, wenn die ISO-ACC-Klasse -4 gegeben ist?
(c) Welche Filter werden eingesetzt, um AMC-Kontaminationen aus der Luft zu entfernen?
a) pro Zeit und Fläche
b) zwischen 10^-4 g/m^3 und 10^-5 g/m^3
c) Aktivkohlefilter
AMC:
(a) In der Halbleiterbranche wird i. d. R. auf Silikonfugen/-dichtungen verzichtet, da schädliche Einflüsse auf die Halbleiter auftreten können. Doch wieso können hier Schäden auftreten, wenn das Silikonmaterial keinen direkten Kontakt zu den Halbleitern hat?
(b) Dotierstoffe verursachen bereits in sehr geringen Konzentrationen Schäden in der Halbleiterfertigung. Welche ISO-ACC-Klasse ergibt sich, wenn 0,5 ng/m3 eines Dotierstoffs in der Luft vorliegen?
(c) Bei einer Untersuchung zweier verschiedener Kunststoffe A und B ergeben sich folgende Quellstärken für eine Substanz (aus der Gruppe Condensables) in mg/(h*m2): A – 0,85, B – 2,42. Bewerten Sie, welcher der Kunststoffe besser für den Einsatz in der Halbleiterproduktion geeignet wäre. (Hinweis: zur einer Bewertung gehört eine Begründung)
a) Ausgasen von Materialien
-> im Reinraum werden z.B. Gegenstände/ Kunststoffe…,eingesetzt, die als Beschichtungen
oder Materialien dienen -> durch Ausgasen werden chemische Verunreinigungen freigesetzt
b) ISO-ACC-Klasse-9
0,5ng/m^3 = 0,5 * 10^-9 g/m^3 -> ergibt log(0,5 * 10^-9)= -9,301 -> liegt innerhalb der Klassengrenze von 1E-9 g/m^3
c) A = da wenn weniger freigesetzt wird, desto besser
-> je höher der Wert, desto höher Ausgasungsverhalten (nicht erwünscht)
AMC (3 Punkte)
(a) Wie nennt sich die AMC-Klasse, die die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern verändert?
(b) Welche ISO-ACC-Klasse ergibt sich, wenn 40 ng/m3 der chemischen Substanz DOP in der Luft vorliegen?
(c) Wie kann die Werkstoffauswahl die Gefahr einer Kontamination mit AMCs verringern?
a) Dotierstoffe
b) ISO-ACC-7 (log(4*10^-8)=-7,3979) Der Wert wird immer der höheren Klasse zugeordnet.
c) Werkstoffe mit geringer Ausgasungsrate wählen 🤷🏼♀️
(a) Für einen Kunststoff soll ermittelt werden, wie stark ein im Kunststoff enthaltener Phthalat-Weichmacher ausgast. Beschreiben Sie, wie das Ausgasungsverhalten untersucht werden kann.
(b) Der Kunststoff mit dem Phthalat-Weichmacher wird im Reinraum verbaut und es wird bei einer Messung die ISO-ACC-Klasse -8 ermittelt. Welche Konzentration des Phthalat-Weichmachers liegt dann in der Luft vor?
b) zwischen 10^-8 g/m^3 und 10^-9 g/m^3
(a) Wie ist folgende AMC- bzw. ACC-Klassifizierung nach DIN EN ISO 14644-8 zu interpretieren? ISO-ACC-Klasse -4 (Toluol)
(b) Eine mögliche AMC-Quelle sind im Reinraum eingesetzten Werkstoffe. Wie kann das Ausgasungsverhalten der Werkstoffe überprüft werden?
a) es liegt eine Konzentration zwischen 10^-4 g/m^3 und 10^-5 g/m^3 an Toluol in der Luft
b) Die Bestimmung des Ausgasungsverhaltens von Werkstoff-Proben wird im Wesentlichen durch das Sammeln von flüchtigen Bestandteilen und anschließender Analyse mittels Thermodesorption in Verbindung mit einem Gaschromatographen sowie Massenspektrometer (TD-GC/MS) realisiert.
Physikalische Risikofaktoren:
(a) Bei einigen Reinraumprozessen wird eine möglichst schwingungsfreie Produktionsumgebung angestrebt. Dabei ist es besonders wichtig Resonanz zu verhindern. Weshalb?
(b) Worauf muss bei der Beladung einer Zentrifuge geachtet werden, damit keine unerwünschten Schwingungen entstehen.
(c) Für ein Lager (abseits von Bahntrassen, Schnellstraßen und Stromleitungen) soll eine Temperaturüberwachung mittels Funksensoren installiert werden. Die Funkübertragung könnte durch elektromagnetische Felder gestört werden. Was sind hier die zwei relevantesten Störquellen (siehe Skript S. 17) und welche Schutzmaßnahmen wären hier aus Ihrer Sicht jeweils am wirkungsvollsten?
a) Resonanzen sind physikalische Risikofaktoren und primär relevant für die Halbleiterindustrie. Bei Resonanz erreicht die Amplitude der Schwingung ein Maximum.
Zu hohe Schwingungen führen zu einem Fehler (Verzerrungen) bei der Strukturübertragung.
Bei der Mikroskopie sorgen mechanische Schwingungen für Eigenbewegung des optischen Systems.
b) Die Beladung sollte immer symmetrisch und mit allen Bechern erfolgen, damit die Becher ausschwingen.
Störquellen:
- Funkmasten
- Mobiltelefone
- (ESD-Erreignisse)
Schutzmaßnahmen:
- Da es sich um eine Funkübertragung handelt, kann man den Frequnezbereich ändern
- Abstand / Abschirmung
- (Ionisation)
Physikalische Risikofaktoren
(a) Was versteht man unter einer aktiven Schwingungsisolierung?
(b) Für ein Lager soll eine Temperaturüberwachung mittels Funksensoren installiert werden. Die Funkübertragung könnte durch elektromagnetische Felder gestört werden. Welche ideale Schutzmaßnahme schlagen Sie jeweils gegen die nachfolgenden Störquellen vor?
• Störung durch Mobiltelefone/WLAN
• Stromtrasse in der Umgebung
(c) Welche Schutzmaßnahmen vor elektrostatischer Anziehung und Entladung wären für eine produktberührende Produktionsanlage neben der Erdung möglich?
(3 Punkte)
a) Ein solches System enthält zusätzlich zu den passiven Elementen aktive Elemente -> durch Aktoren werden gezielt schwingungsmindernde Kräfte eingebracht.
Solche Systeme sind dadurch ausgezeichnet, dass sie über den gesamten Frequenzbereich Schwingungen isolieren können und keine Resonanzüberhöhung aufweisen. Auch können diese Systeme sehr niederfrequente Schwingungen dämpfen.
b) • Störung durch Mobiltelefone/WLAN -> Abstand, Abschirmung (Gitter)
• Stromtrasse in der Umgebung (= Hochspannungsleitungen)-> Abstand, Abschirmung
c) Ionisation
Physikalische Risikofaktoren (3 Punkte)
(a) Was versteht man unter einer passiven Schwingungsisolierung?
(b) Für ein Lager soll eine Temperaturüberwachung mittels Funksensoren installiert werden. Die Funkübertragung könnte durch elektromagnetische Felder gestört werden. Geben Sie zu den nachfolgenden möglichen Störquellen jeweils zwei passende Schutzmaßnahmen an.
• Funkmast in der Umgebung
• ESD-Ereignisse
a) Mit passiv wird eine Schwingungsisolierung bezeichnet, die keine „aktiven“ Elemente enthält. Ein solches System besteht aus mechanischen Elementen wie Federn und Dämpfern. (es wird keine externe Energieversorgung eingesetzt)
Ein solches System ist charakterisiert durch eine Resonanzüberhöhung im Bereich der Eigenfrequenzen. Als Federelemente werden oft luft- oder ölgefüllte Zylinder verwendet.
b) • Funkmast in der Umgebung -> Abstand, Abschirmung (Gitter)
• ESD-Ereignisse (=Elektrostatische Entladung) -> Ionisation, Erdung, höhere Luftfeuchtigkeit
(a) Bei einigen Reinraumprozessen wird eine möglichst schwingungsfreie Produktionsumgebung angestrebt. Inwiefern kann das Personal im Reinraum eine Schwingungsquelle darstellen?
(b) Welche Form der Schwingungsisolierung kommt bei einem Wägetisch zum Einsatz?
(c) Weshalb sollte die elektrostatische Aufladung einer produktberührenden Oberfläche im Reinraum aus Reinheitsgesichtspunkten vermieden werden?
(d) Weshalb trägt eine Luftionisation zur Reduzierung der ESD-Gefahr bei?
a) Bewegungen des Personals, z. B. zur Beladung von Prozessmaschinen, erzeugen Schwingungen im Bereich von 1,6–2,8 Hz, die durch den Doppelboden auf die Gebäudestruktur übertragen werden.
Da diese Schwingungen sehr niederfrequent sind, lassen sie sich sehr schwer dämpfen. Deshalb müssen schon bei der Planung solche niedrigen Gebäudeeigenfrequenzen vermieden werden.
b) = passive Isolierung mit Steinplatte (ohne Kontakt mit Tisch) -> auch bei Mikroskopen
c) Elektrostatische Anziehung (ESA = electrostatic attraction)
-> begünstigt Ablagerung von Partikeln auf Oberflächen (Anziehung in der Luft)
d) Durch Luftionisatoren wird der Luftionengehalt in der Reinraumluft wiederhergestellt bzw. vergrößert. Wenn die ionisierte Luft mit geladenen Oberflächen in Berührung kommt, nimmt diese Oberfläche Ionen der Gegenpolarität auf. Daraus resultiert dann eine Neutralisation der elektrostatischen Ladung.
(a) Geben Sie einen Bereich / Anwendungsfall neben der Halbleiterfertigung an, bei dem eine möglichst schwingungsfreie Produktionsumgebung erforderlich ist.
(b) Auch elektromagnetische Felder können eine Störquelle darstellen. Nennen Sie eine mögliche Quelle elektromagnetischer Felder neben Stromleitungen, die außerhalb eines Produktionsgebäudes liegt.
(c)Welche Schutzmaßnahmen vor elektrostatischer Entladung sind möglich?Nennen Sie zwei.
a) wissenschaftliches Labor
b) Funkmasten, Mobiltelefone
c) Erdung, Luftionisation
(a) Welche Folge hätten mechanische Schwingungen bei hochauflösender Mikroskopie?
(b) Ein Mikroskoptisch wird mit luftgefüllten Zylindern gedämpft. Wie kann man diese Form der Schwingungsisolierung bezeichnen?
(c) Auch elektromagnetische Felder können eine Störquelle darstellen. Nennen Sie zwei Schutzmaßnahmen gegen diese Störquelle.
a) Mechanische Schwingungen können alle Arten von Mikroskopen (Lichtmikroskop, Elektronenmikroskop) stören. Dabei führen die Schwingungen zu Bewegungen des zu beobachtenden Objektes und zu Eigenbewegungen des optischen Systems. Dies führt zu einem unscharfen Bild und zu einer reduzierten Auflösung. Je größer die Verstärkung des optischen Systems, desto empfindlicher sind normalerweise diese Geräte gegenüber mechanischen Schwingungen.
b) passive Schwingungsisolierung
Abschirmen -> durch leitfähige Materialien wie Alufolie
Abstand
Reinheitstauglichkeit:
(a) Vor der Reinigung ergab sich eine Partikelbelastung (Partikelgröße ≥ 0,5 μm) einer Oberfläche von 100 Partikel/cm2. Nach der Reinigung beträgt die Partikelbelastung (Partikelgröße ≥ 0,5 μm) der Oberfläche noch 10 Partikel/dm2. Welche SCP-Klassen ergeben sich vor und nach der Reinigung und welche SCP-Reinigungseffizienz kann daraus abgeleitet werden?
a) 100 Partikel/cm2 -> 10^6 Partikel/m2 ->
SCP - Klasse davor: 6
10 Partikel/dm2 -> 10^3 Partikel/m2 ->
SCP-Klasse danach: 3
Reinigungseffizienz = 3
richtig ablesen!!!
cm2 und dm2 in m2 umrechnen! (bei cm2 immer x10000; bei dm2 immer mal 100)
y-Achse:
10 bis 10^2 -> 10er Schritte
10^2 bis 10^3 -> 100er Schritte
10^3 bis 10^4 -> 1000er Schritte….usw
x-Achse:
0,05 bis 0,1 -> 0,01er Schritte
0,1 bis 1 -> 0,1er Schritte….usw
Immer nächst höhere Klasse nehmen!
(b) Zur Überprüfung der Chemikalienbeständigkeit von Reinraumwerkstoffen kommen statische Tauchverfahren zum Einsatz. Was ist darunter zu verstehen?
Die Beständigkeitsüberprüfung ist für Produkte vorgesehen, die mit chemikalischen Flüssigkeiten in Kontakt kommen.
Damit erhät man eine Gewissheit über den Grad der Beständigkeit ggf. Alkoholen / Säuren / Laugen und Brennflüssigkeiten.
(a) Nennen Sie einen Grund, weshalb der Kontaminationseinfluss (Anteil an den Produktkontaminationen durch Partikel) durch Personal in Reinräumen in den letzten Jahren immer mehr rückläufig ist.
(b) Wie hängt die Verschmutzungsneigung einer Oberfläche mit deren Rauheit zusammen?
(c) Welche SCP-Klasse ergibt sich aus dem Diagramm für folgende Partikelbelastung einer Oberfläche: 30.000 Partikel/m2 (der Größe 5 μm)?
(d) Wie viele Partikel müssen, ausgehend vom dem Wert in Aufgabe c, pro m2 mindestens entfernt werden, damit sich die SCP-Klasse 3 ergibt?
a) Einsatz der Unterkleidung
b) glatte Oberflächen verschmutzen weniger als raue
c) SCP-Klasse 6 (30000 Partikel/m2 -> 3*10^4 Partikel/m2)
d) 29.800 Partikel pro m^2
(a) Welche Rolle spielt die Oberflächenrauheit hinsichtlich der Reinheitstauglichkeit einer Oberfläche?
(b) Welche SCP-Klasse ergibt sich aus dem Diagramm für folgende Partikelbelastung einer Oberfläche: 50.000 Partikel/m2 (der Größe 0,8 μm)?
c) Welche Reinigungseffizienz in Prozent ergibt sich hier?
Partikelbelastung einer Oberfläche vor der Reinigung: 800 Partikel/cm2 (der Größe 0,5 μm)
Partikelbelastung einer Oberfläche nach der Reinigung: 40 Partikel/dm2 (der Größe 0,5 μm)
a) glatte Oberflächen verschmutzen weniger als raue
b) SCP Klasse: 5 (5*10^4 Partikel/m2)
c) vor der Reinugung: SCP-Klasse 7 (800 Partile/cm2 -> 8*10^6 Partikel/m2)
nach der Reinigung: SCP-Klasse 4 (40 Partikel/dm2 -> 4*10^3 Partikel/m2)
Reinigungseffizienz: 3
In Prozent: 99,95%
8000000 -100%
799600 - x
X= 99,95%
Reinheitstauglichkeit (2,5 Punkte)
(a) Was versteht man unter einer SCP-Klasse?
(b) Wie viele Partikel/m2 sind für Partikel der Größe ≥ 100 μm maximal erlaubt, damit sich gerade noch die SCP-Klasse 5 ergibt?
a) Oberflächenreinheitsklasse (SCP-Klassen = surface cleanliness by particle concentration) nach DIN EN ISO 14644-9
b) 10^3
Reinheitstauglichkeit (3,5 Punkte)
Sie sollen einen Werkstoff zum Einsatz im Reinraum auswählen.
(a) Welcher Parameter, der die Oberflächeneigenschaften beschreibt, ist für eine geringe Verschmutzungsneigung bzw. gute Reinigbarkeit sehr wichtig?
(b) Bei einem Reinigungsversuch ergeben sich für zwei verschiedene Werkstoffe mit gleicher SCP-Klasse vor der Reinigung folgende SCP-Reinigungseffizienzen:
- Werkstoff A: 4
- Werkstoff B: 2
Welcher Werkstoff lässt sich effizienter abreinigen? A oder B? Bitte die Antwort kurz begründen.
(c) Zudem ist das Partikelemissionsverhalten essentiell, d. h. wie abriebfest der Werkstoff ist. Beschreiben Sie, wie man das Partikelemissionsverhalten untersuchen kann?
a) Oberflächenrauheit
b) Werstoff A lässt sich besser abreinigen, da die Reinigungseffizienz höher ist.
c) Prinzip: Kugel wird gegen Grundkörper gerieben & freigesetzte Partikel mit einem Partikelzähler ermittelt
-> es wird Partikelfreisetzung (Emission) bei bestimmten Bewegungen untersucht
-> Prinzip der Aufprägung typischer Reibbelastungen zwischen zwei Werkstoffen
(a) Bei einigen Reinraumprozessen wird eine möglichst schwingungsfreie Produktionsumgebung angestrebt. Welche möglichen Schwingungsquellen kann es geben. Nennen Sie drei.
(b) Auch elektromagnetische Felder können eine Störquelle darstellen. Nennen Sie zwei Schutzmaßnahmen gegen diese Störquelle.
(c) Welche Rolle spielt die Luftfeuchtigkeit im Reinraum für eine mögliche elektrostatische Aufladung von Oberflächen?
a)
1) Interne Quellen z.B. Pumpen / Ventilatoren / Kompressoren
2) Prozessgeräte
3) Menschen
4) Wind
5) Grundstück z.B. Verkehr / Zug/ Industrie
6) Schall
b)
1) Abschirmen -> durch leitfähige Materialien wie Alufolie
2) Abstand
3) entsprechende Layoutplanung bei Gebäuden -> räumliche Trennung
4) Reduzierung der Magnetfeld-Erzeugung stromführender Leiter -> Stromleitungen in entgegengesetzte Richtung & parallel zueinander legen, damit Magnetfelder sich aufheben
5) aktive Feldkompensation -> Gegenfeld erzeugen
c) zu niedrige Luftfeuchtigkeit -> mögliche elektrostatische Aufladung
Reinraumbekleidung/-textilien:
(a) Sie möchten die Partikelfreisetzung eines neuartigen Reinraumoveralls bei unterschiedlicher Bewegungsintensität (Stehen und langsames Gehen) untersuchen. Welchen Test wählen Sie hierfür aus? Beschreiben Sie zudem das grundlegende Prinzip des von Ihnen ausgewählten Tests.
(b) Bei Reinraumtextilien, wie z. B. Overalls, spielen das Partikelrückhaltevermögen und die Wasserdampfdurchlässigkeit eine wichtige Rolle. Wie hängen beide Parameter zusammen und welchen Einfluss haben beide Parameter auf eine mögliche Partikelkontamination des Reinraums?
(c) Welchen Vorteil bietet die Kappnaht gegenüber den Überwendlichnaht?
a) Body-Box-Test:
Eine Person, die die zu testende Bekleidung trägt, betritt die Body-Box.
In der Body-Box werden Messungen durchgeführt, bei denen die Person steht und bei denen die Person ein definiertes Bewegungsprogramm ausführt.
Mittels installierten Partikelmessgeräten wird die Partikelmenge, die der Mensch abgibt, gemessen.
b) Partikelrückhaltevermögen und Wasserdampfdurchlässigkeit hängen von der Porosität des Gewebes ab. Je besser Partikelrückhaltevermögen, desto schlechter die Wasserdampfdurchlässigkeit.
Zu hohe Dichtigkeit fördert Pumpeffekt = Bewegungsbedingter Aufbau eines Überdruckes im Inneren der Reinraumbekleidung -> vermehrte Freisetzung von Partikeln an den Kleideröffnungen (Hals-/Kopfbereich, Armöffnungen)
c) Vorteile:
kein “Ausfransen” offenliegender Stoffränder(offene Stoffkante muss abgedeckt sein)
Partikel sammeln sich nicht so leich (eine Nahtkräuselung sollte vermieden werden)
bessere Reinigung (Bei einer anschließenden Reinigung/Dekontamination ist nicht gewährleistet, das Partikel an der Überwendlichnaht entfernt werden, da das Waschmedium nicht ungehindert über diese Stellen („toter Winkel“) fließen kann)
(a) Erläutern Sie zwei Aspekte, inwiefern eine zu hohe Dichtigkeit eines Reinraumoveralls zu Problemen führen kann.
(b) Erläutern Sie zwei Aspekte, inwiefern durch den zusätzlichen Einsatz von reinraumtauglicher Zwischenbekleidung (unter einem Reinraumoverall) die Partikelfreisetzung reduziert wird.
(c) Beschreiben Sie das grundlegende Prinzip einer Methode, mit der die Restkontamination von Reinraumkleidung nach der Dekontamination geprüft werden kann.
(5 Punkte)
a) Zu hohe Dichtigkeit fördert Pumpeffekt = Bewegungsbedingter Aufbau eines Überdruckes im Inneren der Reinraumbekleidung -> vermehrte Freisetzung von Partikeln an den Kleideröffnungen (Hals-/Kopfbereich, Armöffnungen)
zu hohe Dichtigkeit-> geringe Wasserdampfdurchlässigkeit und Wärmeleitfähigkeit -> Diffusion und Migration von Partikeln.
b) Reinraumtaugliche Zwischenbekleidung (i. d. R. Polyester) reduziert die Partikelfreisetzung nochmals deutlich
dient als möglichst abriebfeste Oberfläche
dient als “Vorfilter” vor dem eigentlichen Reinraumtextil
c) Helmke-Drum-Test:
Die zu überprüfenden Bekleidungsstücke werden in eine sich drehende Trommel gelegt, deren Beladungsseite teilweise geöffnet bleibt. Die Bekleidungsstücke werden aufgrund der Trommeldrehungen durcheinandergewirbelt, um so Partikel vom Gewebe zu lösen. Mittels eines automatischen Partikelzählers wird das Niveau der Partikeldichte der Luft innerhalb der Trommel bestimmt.
Reinraumbekleidung/-textilien (6 Punkte)
(a) Nennen Sie zwei Aspekte neben der Filtrationseffizienz, die für OP-Masken, die im Reinraum eingesetzt werden, wichtig sind.
(b) Wie unterschiedet sich ein Reinraumbekleidungssystem der GMP-Klasse B von dem einer Klasse C? Nennen Sie vier Aspekte.
Oberflächenreinheit
Abriebfestigkeit
b) Ab der Reinraumklasse B ist eine Schutzbrille, ein Overall, ein Mundschutz, doppelte sterile Handschuhe, Zwischenbekleidung notwendig
In Klasse C sind weniger Anforderungen nötig: Overall oder Jacke/ Hose, Reinraumhandschuhe / Überziehschuhe
Reinraumbekleidung:
(a) Wie unterschiedet sich ein Reinraumbekleidungssystem der GMP Klasse B von dem einer Klasse C? Nennen Sie vier Aspekte.
(b) Wozu dient der sogenannte Body Box Test?
(c) Weshalb sind Polyesterfasern für Reinraumtextilien deutlich besser geeignet als Baumwollfasern?
(d) Wodurch wird der Pumpeffekt begünstigt? Nennen Sie zwei Aspekte.
(e) Weshalb ist die bei „normaler“ Kleidung häufig vorkommende Überwendlichnaht (siehe Abbildung) für Reinraumkleidung ungeeignet?
a) Ab der Reinraumklasse B ist eine Schutzbrille, ein Overall, ein Mundschutz, doppelte sterile Handschuhe, Zwischenbekleidung notwendig
b) Zur Überprüfung der Partikelfreisetzung des Gesamtsystems Reinraumbekleidung
(nach IEST-RP-CC-003.4)
c) haben höhere Abriebfestigkeit im Vergleich zu natürlichen Fasern
d)
zu hohe Dichtigkeit der Kleidung
Bewegung des Personals
Körperwärme
e) Eine Nahtkräuselung sollte weitestgehend vermieden werden, da sich an solchen Stellen leicht Partikel sammeln können. Bei einer anschließenden Reinigung/Dekontamination ist nicht gewährleistet, dass diese Partikel entfernt werden, da das Waschmedium nicht ungehindert über diese Stellen („toter Winkel“) fließen kann.
(a) Weshalb kann eine nicht optimale Passform eines Reinraumoveralls (zu groß oder zu klein) zu einer erhöhten Kontaminationsgefahr für den Reinraum werden?
(b) Beschreiben Sie, wie das Partikelrückhaltevermögen eines Reinraumtextils bestimmt werden kann?
(c) Was versteht man bei Reinraumoveralls unter einer doppelten Reißverschlussleiste?
(d) Beschreiben Sie das grundlegende Prinzip einer Methode, mit der die Restkontamination von Reinraumkleidung nach der Dekontamination geprüft werden kann.
(6 Punkte)
a) Ein zu weit geschnittenes Bekleidungsstück wirkt bei Bewegungen des Trägers wie ein „Blasebalg“ und belastet so den Reinraum durch die Öffnungen im Hals/ Kopf-Bereich oder durch die Arm- und Beinabschlüsse mit Partikeln und Keimen.
b) Testen von Partikelrückhaltevermögen: = Prüfstand ITV Denkendorf
1) auf der einen Seite wird Rohrluft aufgegeben mit definierten Partikelkonzentration
2) Reinraumtextil wird angespannt (roter Strich im Bild)
3) Rohrluft wird mit def. Volumenstrom durchführt
4) Hinter dem Reinraumtextil wird resultierende Partikelkonzentration gemessen
in der gefilterten Luft
-> wichtig, dass der Test standardisiert, ist damit Ergebnisse (Abscheidegrade) vergleichbar sind
-> exakt definierte Partikelgrößen müssen verwendet werden
-> welche Partikelanzahl
-> Strömungsgeschwindigkeiten/ Feuchtigkeit usw.
c) Reinraumoveralls sollten mit einer doppelten Reißverschlussleiste gefertigt werden, um so innen und außen die „Schwachstelle“ Reißverschluss durch Reinraumgewebe abzuschirmen.
d) Helmke-Drum-Test:
Reinraumbekleidung/-textilien
(a) Was versteht man unter dem Pumpeffekt?
(b) Weshalb wird durch den zusätzlichen Einsatz von reinraumtauglicher Zwischenbekleidung (unter einem Reinraumoverall) die Partikelfreisetzung reduziert? Geben Sie einen Aspekt an.
(c) Was wird mittels der Helmke-Drum-Methode oder der ASTM F51 Schnellmessmethode überprüft?
b) dient als “Vorfilter”
c) Restkontamination von Reinraumkleidung nach der Dekontamination
(d) Bewerten Sie (inkl. Begründung) inwieweit die dargestellte Naht für Reinraumkleidung geeignet ist.
e) Geben Sie zwei Aspekte neben Abrieb- und Reißfestigkeit an, die für Reinraumhandschuhe, die in der pharmazeutischen Reinraumklasse B eingesetzt werden, besonders wichtig sind.
d) geignet, weil offene Stoffkante abgedeckt ist.
e)
hohe Elastizität
niedrige Ionen-und Partikel-Rückstandswerte
(c) Weshalb ist neben den thermophysiologischen Eigenschaften von Reinraumbekleidung auch der ergonomische Tragekomfort (Schnitt/Passform) ein wichtiger Faktor. Geben Sie zwei Aspekte an.
(d) Geben Sie zwei Anforderungen an Reinigungstücher neben der Abriebfestigkeit für einen Einsatz in der pharmazeutischen Reinraumklasse A an.
c) Schlechter Tragekomfort führt zu fehlender Akzeptanz & zur erhöhten Fehlerrate des Personals
geeignete Reinigungsleistung
Reinigungszeit
Sterilität
Reinigung:
Sie sollen die Innenoberflächen des Fachs einer Reinraumgarderobe (siehe Abbildung) händisch desinfizieren. Alle Oberflächen sind gut zugänglich.
(a) Sie haben mit Desinfektionsmittel vorgetränkte Tücher und trockene Tücher plus Sprühdesinfektionsmittel zur Auswahl. Was wählen Sie weshalb aus?
(b) Wie gehen Sie beim Reinigungsvorgang vor (Wischmuster etc.)?
a) vorgetränkte Tücher (Sprühdesinfektion nur bei schlecht zugänglichen Stellen, Trockentücher sollen vermieden werden)
b) Während des gesamten Reinigungsprozesses ist darauf zu achten, dass von der reinen hin zur unreinen Seite, beginnend mit den Rändern und Ecken gereinigt wird.
Das Wischen sollte nie mit kreisförmiger Bewegung erfolgen. In Schränken und Isolatoren - von den Filtern weg wischen; dadurch wird sichergestellt, dass der Bereich „oberhalb" der gefilterten Luftsäule die effektivste Reinigung erfährt.
(a) Geben Sie zwei weitere Parameter neben einer geeigneten Reinigungsleistung an, die an Reinraumtücher gestellt werden, die in den Reinraumklassen A/B zum Einsatz kommen sollen.
(b) Berechnen Sie den Leistungswert einer Bodenreinigung von 80 m² in 40 Minuten?
(c) Wie häufig würden Sie die Arm- und Rückenlehne eines Stuhls, der arbeitstäglich in einem Reinraum genutzt wird, desinfizieren? Bitte begründen Sie Ihre Antwort.
(d) Die Richtlinie VDI 2083 Blatt 4.1 unterscheidet im Anhang D drei unterschiedliche Stufen der Reinheit im Zusammenhang mit dem Bau und der Inbetriebnahme eines Reinraums. Welcher Farbcode des Reinraumprotokolls zur baubegleitenden Reinigung entspricht diesen drei Stufen jeweils?
a) Abriebfestigkeit, Sterilität
b) 120 m^2/h (Fläche in Quadratmetern dividiert durch die Zeit in Stunden = Leistungswert.)
80/(40/60)=120
c) ein mal täglich, entweder vor Beginn der Tätigkeit oder zum Schluss.
d) Gelb - Normale Reinheit
Blau - Hohe Reinheit
Rot - Höchste Reinheit
(a) Welche Ablagefläche desinfizieren Sie zuerst, die obere oder untere? Begründen Sie Ihre Antwort.
(b) Zeichnen Sie das Wischmuster zur Desinfektion einer Ablagefläche in die Abbildung rechts in Form von Pfeilen ein.
a) die obere …bei Desinfektion können evlt vorhandenen Partikel von der oberen Ablagefläche runter fallen und die untere Ablagefläche kontaminieren.
Reinigung (5 Punkte)
(a) Im nachfolgend abgebildeten Raum soll eine Bodenreinigung erfolgen. Der Raum ist klein, sodass eine Tränkung des Wischmopps zur Reinigung der Fläche ausreicht. Zeichnen Sie das Wischmuster ein, nach dem Sie die Fläche reinigen würden. Kennzeichnen Sie dabei die Wischrichtungen mit Pfeilen.
(b) Das Reinraumprotokoll bei der Installation und Montage von Reinräumen sieht vier Phasen (grün, gelb, blau, rot) vor. Was wird durch das Reinraumprotokoll neben dem Umfang der baubegleitenden Reinigung geregelt? Nennen Sie einen weiteren Aspekt.
(c) Für eine Wandreinigung im Reinraum wird ein Leistungswert von 40 angegeben. Was bedeutet dies?
c) Fläche in Quadratmetern dividiert durch die Zeit in Stunden = Leistungswert
40m^2/h
Reinigung (4 Punkte)
(a) Bei der Installation und Montage von Reinräumen gibt es nach dem Reinraumprotokoll verschiedene Phasen.
Sortieren Sie die Phasen durch Eintragen der Reihenfolge in der linken Spalte und ordnen Sie jeder Phase die passende Reinigungsstufe zu.
b) Ergänzen Sie die nachfolgenden Sätze zum Thema Reinraumreinigung.
a) Grün -> Baureinigung besenrein
Gelb -> Feinreinigung
Blau -> Feinstreinigung
Rot -> Endreinigung
b) 360 m^2/h
hinten nach vorne und von links nach rechts
(a) Geben Sie zwei allgemeine, in sämtlichen Reinraumbereichen anwendbare, Anforderungen an Reinigungstücher an.
(b) Im nachfolgend abgebildeten Raum soll eine Bodenreinigung erfolgen.
Der Raum ist klein, sodass eine Tränkung des Wischmopps zur Reinigung der Fläche ausreicht. Zeichnen Sie das Wischmuster ein, nach dem Sie die Fläche reinigen würden.
a) Abriebfestigkeit, geeignete Reinigungsleistung
Luftversorgung:
(a) Welcher minimale Luftwechsel pro Stunde ist in einem Reinraum mit einem Raumvolumen von 150 m3 erforderlich, damit der Partikelgrenzwert für ISO 7 (Partikel ≥ 0,5 μm) nicht überschritten wird, wenn pro Minute 11 Millionen Partikel in die Luft freigesetzt werden?
(b) Ein Reinraum der Klasse B wird mit einem Volumenstrom von 2800 m3/h belüftet. Welchen Frischluftanteil (am Gesamtvolumenstrom) würden Sie dabei empfehlen, wenn vier Personen permanent in diesem Reinraum arbeiten.
a) Raumgröße: 150m^3
Paktikelemission: 11*10^6 Partikel/min
Grenzwert Partikelkonzentration für ISO 7: 352000 Partikel/m^3
Luftwechselrate = Außenluftvolumenstrom [m3/h] / Raumvolumen [m3]
Partikelverdünnung: 𝑉̇ = 𝑃generiert/ 𝑃limit [m3/h]
• 𝑉̇ = erforderlicher Volumenstrom
• 𝑃generiert = im Raum pro Stunde generierte Partikel
• 𝑃limit = maximale Partikelkonzentration pro m3
𝑉̇= 60*11000000/352000=1875 m^3/h
LWR= 1875/150=12,5
b) 35 m^3/h pro Person -> bei 4 Personen: 4 * 35 m^3/h = 140 m^3/h ->
Anteil: 140/2800= 0,05= 5%
In einem Reinraum mit einem Volumen von 250 m3 werden pro Minute 6,25 * 10^5 Partikel (≥ 0,5 μm) in die Luft freigesetzt. Der Reinraum wird mit einem 20fachen Luftwechsel pro Stunde betrieben. Welche Partikelkonzentration ergibt sich in dem Reinraum und welcher ISO-Klasse entspricht diese?
Raumvolumen: 250m3
Partikel generiert: 6,25*10^5 Partikel/min= 6,25*10^5*60= 375*10^5 Partikel/h
LWR: 20 1/h
-> Volumenstrom: 20 1/h*250 m^3= 5000 m^3/h
-> Plimit= 375*10^5 Partikel/h / 5000 m^3/h = 7500 Partikel/m^3 -> ISO 5
Luftversorgung (3 Punkte)
(a) Für die Luftversorgung eines Reinraums werden drei Filterstufen eingesetzt. Welche Filterqualität kommt als endständiger Filter beim Lufteintritt in den Reinraum zum Einsatz?
(b) Weshalb besitzen Umluftanlagen mit zentraler Außenluftversorgung eine deutlich höhere Energieeffizienz als Anlagen mit einer reinen Außenluftversorgung?
(c) Ein Reinraum der Klasse B hat eine Grundfläche von 20 m x 10 m und eine Höhe von 3 m. Es soll ein 40facher Luftwechsel pro Stunde verwirklicht werden. Welcher Volumenstrom ist hierfür nötig?
a) Luftaufbereitung für Reinräume über mehrstufige Filtration der Luft:
-> Grobstaubfilter -> Feinstaubfilter -> Schwebstoff-filter (HEPA/ULPA)
-> für RR mehrstufiges Luft-Filtrationssystem
b) Anlagen mit einer reinen Außenluftversorgung benötigen hohe Energie um Luft abzukühlen/ zu erhitzen auf nötige Temperatur-> hohe Betriebskosten
Umluftanlagen mit zentraler Außenluftversorgung:
- AB wird über dezentrale Einheit erneut in RR
zugeführt
- jeder Bereich hat eigene dezentrale Einheit,
sodass diese unabhängig voneinander arbeiten
können
-> bessere Versorgungssicherheit
-> dieses System am meisten in RR verwendet
c) Raumvolumen: 600 m^3
LWR : 40 1/h
Volumenstrom= 40 1/h * 600 m^3 = 24000 m^3/h
(a) Welche Partikelkonzentration ergibt sich in einem Reinraum mit 60 m3 Volumen bei einem 10fachen Luftwechsel pro Stunde, wenn pro Minute 100 Partikel in die Luft freigesetzt werden?
(b) Nennen und begründen Sie zwei Vorteile, die Umluftanlagen mit zentraler Außenluftversorgung gegenüber einer reinen Außenluftversorgung haben.
a) Antwort: 10 Partikel/m^3
keine Kreuzkontamination zw. unterschiedlichen Produktionsbereichen
günstigere Betriebskosten
hohe Versorgungssicherheit
Flexibilität bei nachträglichen Veränderungen in der Produktion
Luftversorgung (3,5 Punkte)
(a) Begründen Sie weshalb Umluftanlagen mit zentraler Außenluftversorgung eine höhere Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit als Anlagen mit einer reinen Außenluftversorgung besitzen?
(b) Was soll entfernt werden, wenn im Luftaufbereitungssystem Aktivkohlefilter integriert sind?
(c) Welche Luftwechselrate ergibt sich bei einem Raum mit einer Grundfläche von 10 m x 5 m und einer Höhe von 3 m, wenn der Volumenstrom 2700 m3/h beträgt?
a) Außenluftbehandlung und Umluftversorgung erfolgen in getrennten Geräten. Die Umluftgeräte sind den einzelnen Produktionsbereichen zugeordnet und bestehen in der Regel nur aus den Komponenten Kühler, Ventilator und Schwebstofffilter.
b)AMC
c) LWR= 18 [1/h]
(a) Für die Luftversorgung eines Reinraums werden drei Filterstufen eingesetzt. Bringen Sie diese in die richtige Reihenfolge.
(b) Ein Reinraum der Klasse B hat eine Grundfläche von 10 m x 4 m und eine Höhe von 2,5 m. Es wird ein 60facher Luftwechsel pro Stunde verwirklicht. Welcher Volumenstrom pro Stunde ist hierfür nötig?
a) Grobstaubfilter -> Feinstaubfilter -> Schwebstoff-filter
b) Volumenstrom= 60*10*4*2,5= 6000 m^3/h
Reinraum
(a) Weshalb sind begehbare Reinraumrasterdecken gegenüber nicht begehbaren Klemmkassettendecken zu bevorzugen? Geben Sie zwei Gründe an.
(b) Welche Bekleidung würden Sie für die blaue Phase des Reinraumprotokolls nach VDI 2083 Blatt 4.1 fordern?
(c) In der nachfolgenden Abbildung ist das Layout eines Reinraumbereichs inkl. Druckkaskade dargestellt. Für welche Art von Produkten würde ein derartiges Konzept zum Einsatz kommen. Begründen Sie Ihre Aussage.
Wartungen könne von oben durchgeführt werden
Hoch flexibel. Alle Rastermaße sind möglich
Alle Elemente sind unabhängig von benachbarten Feldern austauschbar
b) Überschuhe, Einweg-Overalls, Haarnetz und Handschuhe
c) beim Umgang mit hochaktiven Substanzen, um Kreuzkontamination zu vermeiden
In der nachfolgenden Abbildung ist das Layout des Pharmatechnikums 3 dargestellt. Beachten Sie, dass der Reinraum ausschließlich für Produktschutz vorgesehen ist.
Planen Sie die Druckkaskade. Sortieren Sie dazu die Räume nach Ihrem Überdruck im Vergleich zum Außenbereich, beginnend mit dem größten.
Begründen Sie zudem Ihre Reihenfolge.
Höchster Überdruck:
1) Reinraum Klasse C
2) Flur Klasse C
3) Personalschleuse 2 + Spülraum Klasse C
4) Materialschleuse Klasse C
5) Personalschleuse 1 Klasse D
6) Vorraum 0= Pa
Niedrigster Überdruck
Produktschutz-> nach innen steigender Druck
Monitoring / Biokontaminationskontrolle:
(a) Was unterscheidet allgemein Monitoring und Requalifizierung?
(b) Was ist unter der Contamination Recovery Rate zu verstehen?
(c) Ihnen wird folgende Auswertung im Rahmen eines mikrobiologischen Luftmonitorings der Reinraumklasse A zur Prüfung vorgelegt:
Nennen Sie drei unterschiedliche Punkte, die Sie als verantwortliche Person an der Tabelle beanstanden. Hinweis: eine fehlende Unterschrift o. ä. gilt nicht als Punkt.
Requalifizierung = Periodische, nach definierten Zeitabständen wiederkehrende Überprüfung und Bewertung einer Anlage = Sicherstellung, dass Anlage / Ausrüstung auch nach Änderungen immer noch im qualifizierten Zustand ist
-> meist alle 12 Monate, aber je nach Branche sehr variabel
Monitoring = kontinuierliche oder diskontinuierliche Überwachung einer Anlage / eines Systems im Routinebetrieb
-> z.B. Druck / Feuchtigkeit im Raum (begleitend zum regulären Betrieb)
b) "Die Kontaminationswiederfindungsrate” ist die Rate, mit der Umweltproben überhaupt eine Kontamination aufweisen. Eine Kontaminationsrate von 1 % würde zum Beispiel bedeuten, dass nur 1 % der entnommenen Proben eine Kontamination aufweisen, unabhängig von der Anzahl der Kolonien."
• keine Mittelwertbildung
• Messtellen genau beschreiben
• Messungen einzeln bewerten
(e) Im Rahmen des Monitorings von Reinräumen werden auch die Türzustände überwacht. Dies ist besonders bei Schleusen wichtig. Doch der Türzustand hängt auch mit der Druckdifferenz zwischen angrenzenden Reinräumen zusammen. Welche Auswirkung hat eine offenstehende Tür auf die Druckdifferenz zwischen den beiden angrenzenden Räumen?
(f) Eine Monitoringsoftware muss Benutzerrichtlinien, d. h. verschiedene Rollen und Zugriffsebenen, beinhalten. Weshalb ist dies eine wichtige Anforderung?
(g) Wie nennt man die automatische, nicht manipulierbare Aufzeichnung, wer/was/wann/warum am Monitoringsystem getan bzw. geändert hat?
e) Zur Vermeidung von Querkontaminationen zwischen Räumen werden über die lüftungstechnische Anlage Druckdifferenzen erzeugt. Der geforderte Differenzdruck zwischen Räumen soll sicherstellen, dass keine Luft aus unreinen in reine Bereiche gelangen kann.
Wenn die Tür offen ist, ist die Funktion nicht mehr gewährleistet!
f) Es ist eine wichtige Anforderung um zu gewährleisten, dass alle benutzer nur im Rahmen Ihrer Freigaben und Tätigkeiten die Monitoringsoftware bedienen. Außerdem beugt das Abweichungen und Operator-Fehler aufgrund von Verwechslungen bzw. Bedienerfehler vor.
g) Audit Trail
Reinraumqualifizierung & Messtechnik:
(a) Wie hängen Luftgeschwindigkeit und Volumenstromrate zusammen?
(b) Mit welchem Fachbegriff bezeichnet man Geräte zur Messung der Luftgeschwindigkeit?
(c) Welche Geräte sind zur Bestimmung der Clean-Up-Phase nötig?
(d) Beschreiben Sie das Tracerinjektionsverfahren, mit dem die Unidirektionalität einer TAV-Strömung nachgewiesen werden kann.
a) je höher die Luftgeschwindigkeit, desto höher Volumenstrom
b) Anemometer
c) Streulicht-Einzelpartikelzähler (LSAPC)
Verdünnungssystem
d) Tracerinjektionsverfahren: man injeziert kleine Partikel in Form vom Nebel, also Wassertröpfchen in die Luft
(e) Weshalb ist für den Filterlecktest ein Verdünnungssystem erforderlich?
(f) Aus welchem Grund muss regelmäßig eine Differenzdruckmessung an Luftfiltern stattfinden?
(g) In welcher Qualifizierungsphase werden bei der Inbetriebnahme eines Reinraums die Messungen in operation durchgeführt?
(h) Mithilfe welches QS-Tools werden Requalifizierungsintervalle, z. B. für einen Filterlecktest, festgelegt?
e) um die Partikelkonzentration zu verdünnen, damit der Partikelzähler die Partikeln vernünftig messen kann
f) um zu schauen ob der Filter sich zugesetzt hat und gegebenfalls ausgetauscht werden soll
g) PQ- Leistungsqualifizierung
h) Monitoringsystem
(a) Bei welcher Strömungsart wird die Luftgeschwindigkeit gemessen bzw. gibt es Vorgaben für diese: TAV und/oder TVS? Begründen Sie Ihre Antwort.
(b) Nennen Sie ein gebräuchliches Anemometer neben dem Flügelradanemometer.
(d) Was versteht man im Zusammenhang mit einer Partikelmessung unter isokinetischer Probenahme?
a) TAV (bei TVS macht es keinen Sinn)
b) Thermoanemometer
d) wenn die Strömmungsgeschwindigkeit innerhalb der Probenahmesonde(=Absauggeschwindigkeit) gleich der Anströmgeschwindigkeit ist
(e) Wovon hängt die von einem Partikelzähler gemessene Streulichtintensität ab? Nennen Sie zwei Punkte.
(f) An welcher Stelle ist für den Filterlecktest ein Verdünnungssystem erforderlich?
(g) Welches Prinzip der Nebelerzeugung kommt neben der Verdampfung bei Nebelgeneratoren zum Einsatz?
(h) Was ist die Ursache, wenn ein erhöhter Druckverlust an einem HEPA-Filter gemessen wird?
e) Partikelgröße, Partikelform
f) vor dem Filter
g) Ultraschallvernebler
h) Ablagerungen im Filter, der Filter hat sich zugesetzt
(a) Die Luftströmungsrichtung in TAV-Bereichen kann auch über das sogenannte Tracerfadenverfahren überprüft werden. Was ist darunter zu verstehen?
(b) Ermitteln Sie die 100:1-Erholzeit bei der nachfolgenden, unteren Kurve.
a) es hängen dünne Fäden im TAV Bereich und dürfen nicht wackeln
b) ca 8 Minuten
(c) Was versteht man bei Partikelzählern unter Koinzidenz?
(d) Wovon hängt das Messsignal eines Partikelzählers neben der Partikelgröße ab? Nennen Sie einen Punkt.
(e) Stellen Sie die Messanordnung für den Lecktest eines endständigen HEPA-Filters anhand einer Skizze dar.
(f) Welches Aerosol kommt üblicherweise für einen Filterlecktest zum Einsatz?
c) wenn Laser zwei Partikel, die hintereinander sich in der Kammer befinden, als ein großes Partikel interpretiert.
d) Partikelform
f) Di-2-ethyl-hexyl-Sebazat - DEHS
Reinraumqualifizierung & Messtechnik (7 Punkte)
(b) Beschreiben Sie das Messprinzip eines optischen Partikelzählers (siehe Abbildung).
Der Partikelzähler erzeugt einen Lichtstrahl, der durch den Gasstrom geleitet wird, und erfasst dann die Intensität des Streulichts. Die Größe der Partikel kann dann anhand der Veränderung der Lichtintensität bestimmt werden. Aus der Anzahl der gemessenen Streulichtimpulse, dem Probenvolumenstrom und der Messdauer kann auf die Partikelanzahlkonzentration geschlossen werden.
(c) Weshalb ist für den Filterlecktest ein Verdünnungssystem erforderlich?
(d) Beschreiben Sie eine Möglichkeit wie die Unidirektionalität einer TAV-Strömung nachgewiesen werden kann.
(e) Wann ist der Endpunkt bei der Bestimmung der Clean-Up-Phase erreicht?
(f) Was könnte die Ursache sein, wenn ein verringerter Druckverlust an einem Luftfilter gemessen wird?
c) um die Partikelkonzentration zu verdünnen, damit der Partikelzeähler die Partikeln vernünftig messen kann
e) wenn der Ruhezustand wieder erreicht ist, ca 20 min
f) eine Leckage, ein Loch im Filter
Reinraumqualifizierung und Messtechnik (7 Punkte)
(a) In welcher Qualifizierungsphase werden bei der Inbetriebnahme eines Reinraums die Messungen im Zustand «at rest» durchgeführt?
(b) Was wird mit einem Anemometer gemessen?
(c) Wie unterschieden sich 100:1-Erholzeit und Clean-Up-Phase?
a) OQ
b) Luftgeschwindigkeit
c) bei der Clean-Up Phase wird kein Aerosol aufgegeben
Reinraumqualifizierung & Messtechnik
(d) Wovon hängt die von einem Partikelzähler gemessene Streulichtintensität ab? Nennen Sie zwei Punkte.
(e) Welche Geräte (inkl. Anzahl) benötigen Sie für einen Filterlecktest?
(f) Ein HEPA-Filter hat eine Anfangsdruckdifferenz von 120 Pa. Nach einem Jahr wird die Druckdifferenz wieder überprüft. Was sagt die dann gemessene Druckdifferenz über den Filter aus?
d) Partikelgröße, Partikelform
e) •Laserpartikelzähler
• Aerosolpartikelzähler
• Aerosolgenerator
• Verdünnungssystem
f) ob der Filter sich zugesetzt hat, (die Poren des Filters sind nicht mehr so frei wie vorher)
Reinraumqualifizierung und Messtechnik
(a) In welcher Qualifizierungsphase werden bei der Inbetriebnahme eines Reinraums die Messungen im Zustand «as built» durchgeführt?
(c) Wann ist der Endpunkt bei der Bestimmung der Clean-Up-Phase erreicht?
a) OQ - Funktionsqualifizierung
c) wenn der Zielwert für den Betriebzustand “at rest” erreicht ist
(d) Stellen Sie die Messanordnung für den Lecktest eines endständigen HEPA-Filters anhand einer Skizze dar.
(e) Was kann mittels einer Strömungsvisualisierung sichtbar gemacht werden? Geben Sie zwei Aspekte an.
(f) Was ist die Ursache, wenn ein erhöhter Druckverlust an einem HEPA-Filter gemessen wird?
e) Druckdifferenz, Undichtigkeit
f) viel Ablagerungen im Filter, der Filter hat sich mit Verschmutzungen zugesetzt
(a) Weshalb sollte bei Luftkeimsammlern, die nach dem Impaktionsprinzip arbeiten, die Impaktionsgeschwindigkeit unter 30 m/s liegen?
(b) Die Auswertung von Abklatschplatten in einem Bereich der Klasse B ergab in einem Monat 980 Platten ohne Keimwachstum und 20 Platten mit Keimwachstum. Welche Contamination Recovery Rate ergibt sich daraus für diesen Monat?
(c) Weshalb erfolgt der Abklatsch von kritischen Oberflächen üblicherweise nur nach Abschluss der Produktionstätigkeiten?
a) damit die Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit auf das Nährmedium in der Petrierschale auftretten und dort bleiben
b) 2%
c) um zu schauen, ob sauber gearbeitet wurde
(d) Ihnen wird im Rahmen eines mikrobiologischen Luftmonitorings der Reinraumklasse A nachfolgende Tabelle/Auswertung von Sedimentationsplatten zur Prüfung vorgelegt. Es war eine Untersuchung von 5 Messstellen vorgesehen. Welche drei Aspekte/Punkte fehlen in der Tabelle bzw. sind zu kritisieren?
3 Aspekte in der Tabelle:
Wer hat beprobt?
wo wurde beprobt
Wann wurde beprobt
(d) Nennen Sie zwei Vorteile, die die Nutzung eines Datenloggers im Vergleich zu einer manuellen Dokumentation auf Papier mit sich bringt.
(e) Was ist an der Installation des nachfolgend abgebildeten Partikelzählers zu kritisieren?
d) effektiver, präziser und zuverlässiger
können über einen längeren Zeitraum Aufzeichnungen der Magnetfelder durchführen
Monitoring / Biokontaminationskontrolle
(a) Zu den Soll-Anforderungen an ein GMP-konformes Monitoring-System gehört ein Audit Trail. Was ist ein Audit Trail?
(b) Geben Sie einen weiteren Parameter neben Temperatur und Luftfeuchte an, der innerhalb der GMP-Klassen C und D kontinuierlich überwacht wird?
(c) Was muss zur Untersuchung der mikrobiellen Belastung von Oberflächen erfolgen und auf welcher Grundlage werden die zu beprobenden Stellen ausgewählt?
a) Audit-Trail als eine sichere, computergenerierte und zeitgestempelte elektronische Aufzeichnung, die alle Modifikationen am System zuverlässig protokolliert
b) Differenzdruckkaskade, partikuläre Reinraumklasse
c) Oberflächenmonitoring
(d) Die Auswertung der Luftkeimsammlung in einem Reinraum ergab in einem Monat 48 Platten ohne Keimwachstum und 2 Platten mit Keimwachstum. Welche Contamination Recovery Rate ergibt sich daraus für diesen Monat?
(e) Nach welchem Prinzip erfolgt bei dem dargestellten Impaktionssammler das Abscheiden vom Keimen auf der Agarplatte?
(f) Welchen Vorteil bieten Echtzeitluftkeimsammler im Vergleich zu klassischen Luftkeimsammlern?
d) 4%
f) Ermöglicht Aussagen über den Zeitpunkt der Kontamination
(a) Geben Sie zwei weitere Parameter neben Temperatur und Luftfeuchte an, die bei der aseptischen Arzneimittelproduktion innerhalb eines Klasse B Bereichs kontinuierlich überwacht werden müssen?
(b) Nennen Sie zwei Vorteile, die die Nutzung eines professionellen Monitoringsystems im Vergleich zu Datenloggern mit sich bringt.
a) Druckkaskade, Bestimmung der partikulären Reinheitsklasse
b) effektiver, präziser und zuverlässiger
(c) Ihnen wird von einem Ihrer Mitarbeiter nachfolgende Auswertung eines mikrobiologischen Umgebungsmonitorings (Klasse B, Luftkeimsammlung – Grenzwert 10 KBE/m3) vorgelegt. Nennen Sie vier unterschiedliche Punkte, die Sie als verantwortliche Person hier beanstanden würden und geben Sie jeweils an, wie man korrekterweise vorgehen würde. Hinweis: eine fehlende Unterschrift gilt nicht als Punkt.
c) Auswertung / Dokumentation
Messposition genauer beschreiben, nur “Tür” reicht nicht aus
keine Mittelwertbildung
keine Nachmessung erlaubt
Separate Bewertung aller Einzelmessungen
(d) Sie sollen zwei repräsentative Messstellen für Abklatschtests im Reinraum Klasse C der Hochschule (siehe Abbildung) festlegen (außerhalb von RABS und Sicherheitswerkbank). Welche beiden Stellen würden Sie weshalb auswählen?
Arbeitstisch-> Produkte werden dort abgelegt
Telefon-> kommt mit Gesicht in Berührung
Monitoring / Biokontaminationskontrolle (6 Punkte)
(a) Geben Sie einen weiteren Parameter neben der Strömungsgeschwindigkeit an, der bei der aseptischen Arzneimittelproduktion innerhalb eines Klasse A Bereichs kontinuierlich überwacht werden muss?
(b) Beim Monitoring muss unter-/innerhalb der Aktionsgrenze noch eine weitere Grenze festgelegt werden. Wie nennt sich diese?
(c) Zu den Soll-Anforderungen an ein GMP-konformes Monitoring-System gehört ein Audit Trail. Was ist ein Audit Trail?
a) partikuläre Reinheit
b) Warngrenze
c) Audit-Trail als eine sichere, computergenerierte und zeitgestempelte elektronische Aufzeichnung, die alle Modifikationen am System zuverlässig protokolliert
(d) Um repräsentative Probenahmestellen für den Abklatsch von Oberflächen zu ermitteln, werden häufig Spaghetti-Diagramme als Basis genutzt. Was sind Spaghetti-Diagramme?
(e) Was ist beim mikrobiologischen Monitoring unter der Contamination Recovery Rate zu verstehen?
(f) Korrigieren Sie die drei nachfolgenden Aussagen zum Thema mikrobiologisches Monitoring.
- Luftkeimsammler arbeiten nach dem Prinzip der Filtration oder Sedimentation.
- Der Abklatsch von kritischen Oberflächen erfolgt stets am Anfang einer Charge.
- Die Bewertung des mikrobiologischen Monitorings erfolgt auf Basis von Mittelwerten.
d) Das Spaghetti-Diagramm dient der Visualisierung von Arbeitsabläufen und Materialflüssen. Dazu werden in einem Layout des Produktionsbereichs die während des Produktionsprozesses zurückgelegten Wege in Form von Linien eingetragen.
Ziele:
Visualisierung zurückgelegter Wege im Arbeitsablauf
Erkennen der Verschwendungsarten Transport und Bewegung
Basis für die Optimierung des Produktionslayouts, um die Verschwendung zu verringern und so die Produktivität zu erhöhen
e) "Die Kontaminationswiederfindungsrate” ist die Rate, mit der Umweltproben überhaupt eine Kontamination aufweisen. Eine Kontaminationsrate von 1 % würde zum Beispiel bedeuten, dass nur 1 % der entnommenen Proben eine Kontamination aufweisen, unabhängig von der Anzahl der Kolonien."
f)
- Luftkeimsammler arbeiten nach dem Prinzip der Filtration oder Impaktion.
- Der Abklatsch von kritischen Oberflächen erfolgt stets am Ende einer Charge.
- Die Bewertung des mikrobiologischen Monitorings erfolgt auf Basis von Einzelwerten.
(a) Nennen Sie zwei Parameter, die üblicherweise in sämtlichen Reinräumen der Life Science Branche kontinuierlich überwacht werden.
(b) Welche beiden Formen des mikrobiologischen Luftmonitorings gibt es?
(c) Wie geht man bei der Festlegung von Probenahmestellen für den Abklatsch von Oberflächen vor und inwiefern kann hierbei ein Spaghetti-Diagramm nützlich sein?
(d) Was wird alternativ zu einem Abklatsch bei schlecht zugänglichen Oberflächen eingesetzt?
(e) Nennen Sie zwei Vorteile, die die Nutzung von professionellen Monitoringsystem im Vergleich zu Datenloggern mit sich bringen
a)Temperatur, Feuchte, Partikuläre Reinheitsklasse
b) aktiv( Impaktion und Filtration)und passiv(Sedimentation)
c) Das Spaghetti-Diagramm dient der Visualisierung von Arbeitsabläufen und Materialflüssen.
d) Abstrich
e) effektiver, präziser und zuverlässiger
Der Türgriff in einer Reinraumschleuse (Außenbereich zu Klasse D) ist mit 5 KBE pro cm2 kontaminiert. Schätzen Sie ab, wie viele KBE durch einmaliges vollständiges Umfassen des Türgriffs auf die Hand bzw. den Handschuh eines/r Reinraummitarbeiters/in übertragen werden, wenn
(a) diese/r frisch gewaschene, noch feuchte Hände hat
(b) diese/r trockene Einmal-Handschuhe trägt.
(2 Punkte)
a) 5KBE
b) 1KBE
Planung und Inbetriebnahme (3,5 Punkte)
(a) Zu welcher Qualifizierungsphase gehört das Basic Engineering, im Rahmen dessen die Entwurfsplanung / Planung eines Reinraumlayouts erfolgt?
(b) Wie viele Personalschleusen sind bei der Planung eines Reinraumlayouts erforderlich, damit das Personal vom Außenbereich in die GMP-Klasse B gelangt?
(c) In welchen Betriebszuständen eines Reinraums finden die Prüfungen der Funktionsqualizierung statt?
(d) Das Reinraumprotokoll bei der Installation und Montage von Reinräumen sieht vier Phasen (grün, gelb, blau, rot) vor. Was wird durch das Reinraumprotokoll geregelt? Nennen Sie zwei Aspekte.
a) Design Qualifizierung
b) 3- 4 Personalschleusen je nach Firmenpolitik, sind von nöten
Schwarz(—> kontroliert; kontroliert)—> D; D—>C; C—>B
c) as built und at rest
d) hier sind alle Maßnahmen, die zur Aufrechterhaltung einer definierten Reinheit in der Bauphase nötig sind:
wie soll man sich verhalten
wie wird gereinigt
was ist in der Montagephase zu beachten
„Reinraumprotokoll
= beinhaltet alle Maßnahmen während der Realisierung eines
Reinraumprojekts zur Aufrechterhaltung einer definierten
Reinheit in der jeweiligen Bauphase, wie Reinraumkleidung,
Verhalten, Personal- & Materialeinbringung, Reinigung
und reine Montage.“
Planung und Inbetriebnahme:
(a) Nennen Sie eine allgemeine Anforderung bezüglich des Fertigprodukttransports, die bei der Planung eines Layouts (d. h. der räumlichen Anordnung) für einen neuen pharmazeutischen Reinraumproduktionsbereich berücksichtigt werden sollte.
(b) Welche baulichen Gegebenheiten müssen bei einem Reinraum, der in Betrieb genommen werden soll, vorliegen, damit die rote Phase des Reinraumprotokolls nach VDI 2083 Blatt 4.1 eingeleitet werden kann?
a) die Druckkaskade im Hygienekonzept
Fertigungsprodukttransport sollte getrennt von Ausgangmaterial/ Materialschleuse sein
b) Montage der endständigen Filter oder Inbetriebnahme der Reinraumlüftungssysteme
Ultrahocherhitze Milch wird in Tetrapacks (Öffnung eines Tetrapacks: 50 cm2) abgefüllt. Im Rahmen des mikrobiologischen Monitorings wurde auf einer Sedimentationsplatte in unmittelbarer Nähe des Abfüllpunkts 1 KbE pro 50 cm2 in einer Zeit von 10 h nachgewiesen.
Wie lange darf ein Tetrapack maximal geöffnet sein, damit sich bei einer Chargengröße von 10.000 Tetrapacks maximal 1 Tetrapack mit mikrobieller Kontamination, die durch Sedimentation verursacht wurde, ergibt?
(2,5 Punkte)
50 cm² : 10.000 stk. = 200
10 h—> 600 Min
600 Min : 200 =3 Min
(10.000 stk. / 600 Min = 16,6 stk/Min
60 sek/16,6666 = 3,6 Sek.)
Rechnung von Galina :))
Öffnung 50 cm^2 , Charge 10.000 Stück -> Fläche Gesamt : 500.000 cm^2
1 KbE - 50 cm^2
10.000 KbE - 500.000 cm^2
10.000 KbE - 600 min
1 KbE - X
X= 0,06 min= 3,6 s
Ein Produkt wird in einem Reinraum in Fläschchen (Halsöffnung mit 1 cm2) abgefüllt. Im Rahmen des mikrobiologischen Monitorings wurde auf einer Sedimentationsplatte in unmittelbarer Nähe des Abfüllpunkts 1 KbE pro 100 cm2 in einer Zeit von 100 min nachgewiesen.
Wie lange darf ein Fläschchen maximal geöffnet sein, damit sich bei einer Chargengröße von 100.000 Fläschchen maximal 1 Fläschchen mit mikrobieller Kontamination, die durch Sedimentation verursacht wurde, ergibt?
es darf nur 1 KbE pro 1 cm^2 nachgewisen sein ->
Gesamtfläche : 100.000 cm^2
100 cm^2 - 1 KbE
100.000 cm^2 - X
X= 1000 KbE - 100min
1 Kbe- X
X= 0,1 Min=6s
Im nachfolgend abgebildeten Raum soll eine Bodenreinigung erfolgen. Der Raum ist etwa 20 qm groß, sodass zwei getränkte Wischmopps zur Reinigung der Fläche erforderlich sind. Zeichnen Sie das Wischmuster ein, nach dem Sie die Fläche reinigen würden.
Ein steriles Produkt (Chargengröße 1.000) wird im Reinraum in Flaschen (Halsöffnung mit 10 cm2) abgefüllt. Der Abfüllprozess pro Flasche dauert jeweils 3 s (= Öffnungszeit des Gefäßes mit offenem Produkt). Der Prozess wird mit einer Sedimentationsplatte (Fläche 50 cm2) mikrobiologisch überwacht. Wie viele KbE dürfen auf der Sedimentationsplatte bei einer Expositionszeit von 50 min nachgewiesen werden, damit mit maximal einer keimbelasten Flasche zu rechnen ist?
50 min= 3000 s
Abfüllprozess dauert ebenfalls 3000 s
1 KbE - 10 cm^2
X - 50 cm^2
X= 5 KbE
anders:
1 KbE-3s ->1000 KbE in 3000s
1000 KbE-10.000 cm^2
X- 50 cm^2
X=5 KbE
Reinraumdecken müssen partikeldicht sein. Weshalb ist dies besonders wichtig? (1 Punkt)
Reinraumdecken müssen Partikeldicht sein, da sie über dem Produkt befestigt sind und so das Produkt Schützen. Über Reinraumdecken hängt i.d.R. noch ein Technikbereich in welchem die Lüftungsanlage etc. verbaut sind, welche wiederum Partikel abgeben, die es gilt aufzuhalten.
Ein Produkt wird im Reinraum für 72 s in einem offenen Becherglas (Öffnung mit 400 cm2) gerührt. Im Rahmen des mikrobiologischen Monitorings wurden auf einer Sedimentationsplatte (Fläche 64 cm2) in unmittelbarer Nähe des Becherglases 48 KbE in einer Zeit von 2 h nachgewiesen.
Wie viele KbE sind auf Basis der Angaben während der Rührzeit im Becherglas gelandet?
2 h= 7200 s
in 7200 s - 48 KbE
in 72 s - 0,48 KbE
64 cm^2 - 0,48 KbE
400 cm^2 - X
X= 3
Antwort: 3 KbE
In der nachfolgenden Abbildung ist die Druckkaskade eines Reinraumbereichs dargestellt. Begründen Sie, inwieweit diese Druckkaskade zur Herstellung von toxischen bzw. sterilen Produkten innerhalb der Anlage geeignet ist.
Luft strömt zur RR-Anlage
= nicht geeignet für sterile Produkte, da diese durch Luftstrom kontaminiert werden. Zum Schutz der Reinheit wird ein Überdruck immer vom Produkt weg aufrecht erhalten.
= gut geeignet für toxische Produkte, da Dreck in Anlage gelangt & Toxine nicht in RR verteilt werden. Zum Schutz des Personals wird ein Überdruck immer zum Produkt hin aufrechterhalten
In einer Halbleiterproduktion werden sedimentierende Partikel überwacht. Dabei fallen 10 Partikel in einem Zeitraum von 6 min auf eine Fläche von 1 cm2. Ein Transistor eines Chips hat eine Größe von 10 nm x 10 nm.
(a) Welche Sedimentationsrate für Partikel ergibt sich daraus?
(b) Wie viele Transistoren wären belegt, wenn nur ein Makropartikel mit einer Größe von 10 μm x 10 μm auf dem Chip landen würde?
(1,5 Punkte + 1 Bonuspunkt für b)
a) 100 Partikel/h je cm²
b) 10 nm x 10 nm = 100nm² ______ 10 μm x 10 μm = 100μm²
nm —> μm :1000 —> 0,01 μm x 0,01 μm = 0,0001 μm²
Ein Produkt wird im Reinraum in Fläschchen (Halsöffnung mit 1 cm2) abgefüllt. Im Rahmen des mikrobiologischen Monitorings wurde auf einer Sedimentationsplatte in unmittelbarer Nähe des Abfüllpunkts 1 KbE pro cm2 in einer Zeit von 50 min nachgewiesen.
Mit wie vielen keimbelasten Fläschchen ist bei einer Chargengröße von 10.000 zu rechnen, wenn der Abfüllprozess pro Fläschchen jeweils 0,5 min gedauert hat?
Zeit gesamt: 20.000 Min 10.000/0,5=20.000 Min
1 KbE in 50 min -> 100 KbE in 5000 min
Antwort: 100 Fläschchen
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