Anlagenbau & Prozesstechnik

Erfolgreiches Wischen

Die Wissenschaft des effektiven Wischens

21.07.2014 -

Vorgetränkte Wischtücher eignen sich hervorragend zur Säuberung von Reinräumen, jedoch kann ihr falscher Einsatz die Zeit und den Aufwand, die auf ihre Auswahl, ­Erprobung und Validierung ver­wendet wurden, zunichte machen.Karen Rossington betrachtet die Wissenschaft, die dem effektiven Wischen zugrunde liegt, näher.
Studien haben gezeigt, dass das Wischen die effektivste Methode zur Säuberung von Reinraum-Oberflächen ist. Insbesondere vorgetränkte Wischtücher sind hervorragend zum Auffangen und Entfernen von Partikeln und Schmutz, zur Störung der Biofilmbildung und Entfernung von Rückständen geeignet. Die Entfernung von Partikeln ist dabei besonders wichtig - geht es dabei nicht nur um das Auffangen von Schmutz und Partikeln, sondern auch um ihren dauerhaften Verbleib im Tuch und ihre Entfernung aus dem Reinraum.
Die Fähigkeit eines Wischtuchs, einen Partikel oder eine Faser zu erfassen und zu entfernen, hängt von der Struktur des Tuchs und der Größe des Kontaminationsstoffes ab. Eine Befeuchtung von Wischtüchern erhöht ihre Fähigkeit zur Partikelerfassung und Entfernung wesentlich. Einige Hersteller haben ebenfalls urheberrechtlich geschützte Oberflächenbehandlungen für Trockentücher entwickelt, die eine Partikelerfassung und -Entfernung erleichtern.

Particle Attraction Technology (PAT)
Die Particle Attraction Technology (PAT) verstärkt die Eigenschaft des Tuchs, feine Partikel von unter 10 µm Größe anzuziehen und zu halten. Dies verbessert die Fähigkeit des Tuchs zur Oberflächenreinigung und hinterlässt sauberere Oberflächen. Es handelt sich dabei um eine permanente Behandlung, bei der eine Bindung auf molekularer Ebene mit den Stofffasern erzielt wird, die durch die Anwesenheit eines Lösungsmittels weiter verbessert wird. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen, die gegen Feinpartikel empfindlich sind (siehe Abb. 1).
Verschiedene Studien haben gezeigt, dass das Abwischen mit getränkten Reinigungstüchern eine effektive Methode zur Kontaminationskontrolle auf harten Oberflächen ist. Studien zur Partikelanhaftung auf Oberflächen haben gezeigt, dass die Hauptkraft, die Partikel an eine Oberfläche bindet, eine Kapillarkraft ist. Die Verwendung eines Tuchs, das mit einer Flüssigkeit vorgetränkt ist, die eine niedrige Oberflächenspannung aufweist - dazu gehört z. B. Alkohol - unterstützt die Senkung der Oberflächenspannung dieser Bindungskraft und fördert somit die Entfernung des Partikels.
Die zusätzliche Befeuchtung des Tuchs verbessert seine Fähigkeit zum Festhalten von Partikeln noch weiter. Ein befeuchtetes Tuch verfügt durch die darin enthaltene Feuchtigkeit über hydroskopische Kapillarkräfte, die helfen, die von der Oberfläche entfernten Partikel im Tuch zu halten. Wird das Tuch aus der Umgebung entfernt, werden damit auch die Partikel entfernt, und dies stellt die effektivste Methode zur Entfernung von Partikeln von Reinraum-Oberflächen dar. Dabei erweist sich die Flüssigkeitsmenge, mit der das Tuch vorgetränkt wurde, als kritisch - ist das Tuch zu stark vorgetränkt, so werden die Partikel wieder auf der Oberfläche deponiert, einfach an einen anderen Ort gewischt und nicht im Tuch entfernt.
Eine weitere Frage, die beantwortet werden muss, ist die, ob es besser ist, ein vorbefeuchtetes Tuch zu verwenden oder ein Trockentuch, das am Einsatzort mithilfe einer Spritz-, Aerosol- oder Zerstäuberflasche befeuchtet wird? (Die Begriffe vorgetränkt, vorbefeuchtet oder vorimprägniert beziehen sich allesamt auf ein Tuch, das bereits fertig befeuchtet mit einem Lösungs- oder Desinfektionsmittel gekauft wird, und sich meist in einem wieder versiegelbaren Beutel oder Behälter befindet.)

Vorgetränkte oder Trockentücher?
Vorgetränkte Tücher können im Vergleich zu IPA-Sprühflaschen und Trockentüchern beim Einsatz im Reinraum zahlreiche Vorteile aufweisen. Sie wurden 1988 von Contec in Reinräumen eingeführt, um den Lösungsmittelverbrauch zu verringern und eine bequemere Reinigung von Hand für IBM zu ermöglichen. Da sie eine ausgezeichnete Lösungsmittelkontrolle gestatten, fanden vorgetränkte Tücher auch bald in der ­Aerospace-, Halbleiter-, Fahrzeugbau- und anderen Industrien zur Erfüllung immer strengerer Vorschriften zur Kontrolle von VOC-und Lösungsmittelemissionen Anwendung. Der medizinische Gerätebau war jedoch eine der ersten Branchen, die diese Produkte anwendete, da sie die Vorteile sah, die die Technologie in Bezug auf Produktivität und Prozesssteuerung bot.
Sterile vorgetränkte Tücher für die pharmazeutische Industrie wurden in den 1990er-Jahren eingeführt und gehören jetzt - aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften - zu den Verbrauchsmaterialien in den Reinräumen der Pharmaindustrie, nach denen die Nachfrage am schnellsten steigt.
Auf Grundlage des Feedbacks von Endverbrauchern in zahlreichen Branchen hat ein Vergleich herkömmlicher Methoden zur Aufbringung von Reinigungs- und anderen Prozesslösungen auf Wischtücher gezeigt, dass sich der Lösungsmittelverbrauch in Abhängigkeit von der verwendeten Befeuchtungsmethode um zwischen 15 und 50 % verringern lässt. Dies hat sich als entscheidender Vorteil für Unternehmen erwiesen, die ihren Lösungsmittelverbrauch und ihre Emissionen verringern jedoch nicht auf bewährte Arbeitspraktiken verzichten möchten, die ein Abwischen von Hand vorsehen.
In den meisten Reinräumen in der pharmazeutischen und der Gesundheitsbranche werden 70 %ige Alkohollösungen zur Transferdesinfektion eingesetzt, da sie schnell wirken und keine Rückstände hinterlassen. Handelt es sich bei dem gewählten Alkohol z. B. um IPA, so weist dieser einen geringen Arbeitsplatz-Expositionsgrenzwert auf (GB TWA 400ppm, 8 Stunden) und dieser Grenzwert kann sehr leicht überschritten werden, wenn bei der Transferdesinfektion über längere Zeit gesprüht wird. Die Verwendung vorgetränkter Tücher kann kostspielige Nachrüstungsarbeiten zum Einbau von Belüftungsluken überflüssig machen.
Ein anderes Beispiel zeigt die Vorteile, die der Einsatz vorgetränkter Tücher einem großen Flugzeughersteller bringt, der die zulässigen Grenzwerte für Lösungsmittelemissionen in die Atmosphäre erreicht hatte. Hier kamen bei vielen Operationen und Prozessen Lösungsmittel zum Einsatz, darunter das Abwischen von Hand mit einem Tuch und separatem Lösungsmittel. Das Unternehmen nutzte die verbesserte Prozesskontrolle, die vorgetränkte Tücher bieten, und konnte seinen Lösungsmittelverbrauch und seine Emissionen ausreichend senken, um die zulässigen Emissionsgrenzwerte zu erreichen.
Ein weiterer Vorteil wurde festgestellt, als man die verbesserte Qualität der produzierten Teile aufgrund der gleichmäßigen Tuchtränkung entdeckte. In diesem Falle waren die konkreten Kosten der vorgetränkten Tücher höher als die für die bisher von der Firma verwendeten Trockentücher und Lösungsmittel aber das Unternehmen konnte hohe Geldstrafen für zu hohe Lösungsmittelemissionen vermeiden.
In allen Reinräumen besteht die Notwendigkeit wiederholbarer, validierter Prozesse. Das Besprühen eines Trockentuchs mit einem Lösungsmittel auf einen vorgegebenen Befeuchtungsgrad ist kein wiederholbarer Prozess. Jeder Mitarbeiter hat seine eigene Meinung dazu, wann sich ein Tuch feucht anfühlt. Zieht man dann noch in Betracht, dass jeder Mitarbeiter wahrscheinlich zwei Paar Handschuhe oder Schutzhandschuhe mit Stulpen trägt und automatisch dazu neigt, das Tuch zu stark zu befeuchten, da man nicht „fühlen" kann, wie nass (oder nicht) es ist. Selbst derselbe Mitarbeiter befeuchtet das Trockentuch an verschiedenen Tagen unterschiedlich stark.
Warum ist das ein Problem? Bei der Desinfektion kommt es darauf an, einen sichtbaren Desinfektionsmittelfilm für eine bestimmte Kontaktzeit auf eine Oberfläche aufzubringen. Das Tuch muss ausreichend befeuchtet sein, um genug Desinfektionsmittel zurückzulassen, darf aber nicht so nass sein, dass die Vorteile der Aufbringung einer kontrollierten Flüssigkeitsmenge verloren gehen.
Ein validiertes Desinfektionsverfahren basiert ebenfalls darauf, dass jeder Mitarbeiter die korrekte Desinfektionsmittelmenge aufbringt, damit die erwartete log-Reduktion an Mikroorganismen erzielt wird. Wird eine unzureichende Menge an Desinfektionsmittel aufgebracht, so kann dieses bereits vor Erreichen der validierten Kontaktzeit getrocknet sein.
Bei der Reinigung spielt der Saturierungsgrad eine noch größere Rolle. In einer Studie von Mattina et al, wurden fünf verschiedene herkömmliche Tücher auf verschiedene oberhalb und unterhalb des vollen Saturierungswerts des Tuches liegende Volumenniveaus benetzt. Zu den getesteten Tüchern gehören Polyester-/Zellulosevlies, Polyestervlies, heißluftgezogenes Polypropylen und sowohl geschnittenes als auch kantenversiegeltes Polyester. Die von den Tüchern erzielte Leistung bei der Reinigung einer herkömmlichen Oberfläche wurde dann durch Messung der nach dem Wischen auf der Oberfläche verbliebenen Kontaminationsstoffe verglichen.
Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass ein Tuch, das über seinen vollen Saturierungsgrad hinaus getränkt ist, mehr Kontaminationsstoffe auf der Oberfläche hinterlässt als ein beliebiger anderer Saturierungsgrad. Tatsächlich resul­tierten Saturierungsgrade unterhalb der Saturierungsgrenze (d. h. ein geringer benetztes Tuch) darin, dass weniger Kontaminationsstoffpartikel auf der abgewischten Oberfläche verblieben. Es wird angenommen, dass die Partikel von abgewischter Oberfläche und Tuch durch das auf dem Tuch befindliche Lösungsmittel verbreitet werden. Ein zu stark benetztes Tuch hinterlässt etwas Lösungsmittel auf der abgewischten Oberfläche und somit auch jedwede im Lösungsmittel enthaltene Kontaminationsstoffe.
Ein validierter Reinigungsprozess erfordert eine Dokumentation des Prozesses und auch der dabei verwendeten Produkte. Der Einsatz vorgetränkter Tücher verringert ebenfalls Zeit- und Kostenaufwand, da nur ein Produkt - das vorgetränkte Tuch - anstelle von zwei Produkten (Tuch und Sprühmittel) klassifiziert und validiert werden muss. Der Einsatz vorgetränkter Tücher vereinfacht das Erstellen von SOPs, da der Prozess der Sprühmittelvalidierung wegfällt. Dies spart Zeit und, was viel wichtiger ist, liefert einen Prozess, der sich leichter intern und extern auditieren lässt.
Eine andere erst vor kurzem in The Society for Applied Microbiology, Letters in Applied Microbiology6 veröffentlichte Studie verglich die Ausbreitung mikrobischer Kontamination auf Oberflächen, die mit Trockentüchern gereinigt worden waren, die zuvor mit Alkohol besprüht wurden, mit der auf Oberflächen, die mit vorgetränkten Tüchern gereinigt worden waren. Diese unabhängige Studie kam zu dem Schluss, dass die Reinigung mit vorgetränkten Tüchern der Kontaminationsausbreitung entgegen wirkt.
„Die mit Alkohol besprühten Trockentücher zeigten nur einen geringen Einfluss auf die Minderung des Mikrobengehalts auf einer Oberfläche und übertrugen lebensfähige Mikroorganismen zwischen einzelnen Oberflächen... Jedoch gibt die kontinuierliche Übertragung von Bakterien nach Einsatz von mit Alkohol besprühten Trockentüchern Grund zur Besorgnis... Unsere Ergebnisse haben klar und auf quantitative Weise gezeigt, dass mit Alkohol vorimprägnierte Tücher effektiver bei der Minderung des Mikrobengehalts sind als mit Alkohol besprühte Trockentücher."
An dieser Stelle sei angemerkt - nicht alle Wischtücher sind mit allen Desinfektionsmitteln kompatibel. Hypochloritlösungen werden sehr stark durch organische Stoffe wie Zellulose beeinträchtigt, die ihre antimikrobielle Wirkung stark bis vollständig außer Kraft setzten. Bei vorgetränkten Tüchern wurde diese potenzielle Inkompatibilität bereits getestet und verifiziert bzw. vom Hersteller eliminiert.

Wischtechniken
Damit der Wischprozess erfolgreich verläuft, muss das Wischtuch in direkten Kontakt mit den unerwünschten Kontaminationsstoffen kommen und der Prozess muss konsistent und wiederholbar sein. Es gibt viele Bereiche in einem Reinraum, wo berücksichtigt werden muss, ob die Partikel verborgen sind (siehe Abb. 2). Schwierig zu reinigende Bereiche sind stets zuerst zu reinigen; dabei ist besonders auf Bereiche zu achten, in denen sich Partikel verbergen können oder die schwer zu erreichen sind.
Die Technik ist ebenfalls wichtig, um zu verhindern, dass die abgewischten Kontaminationsstoffe erneut auf der Oberfläche deponiert werden.
Zu den Best-Practice-Regeln gehören folgende:
• Falten Sie das Tuch, sodass ein gleichmäßiger Druck auf das gesamte Tuch ausgeübt werden kann. Dies bedeutet ebenfalls, dass die Oberfläche bei jedem Wischen mit einer sauberen Tuchseite abgewischt werden kann, und so keine Kontaminationsstoffe erneut auf der Oberfläche deponiert werden. Das zweimalige Falten des Tuchs in der Mitte erzeugt bis zu acht saubere, einzeln verwendbare Seiten (siehe Abb. 3).
• Ergreifen Sie das zweimal gefaltete Tuch an den offenen Seiten. Fixieren Sie die offene Tuchkante zwischen Daumen und Zeigefinger. Üben Sie beim Wischen einen gleichmäßigen Druck entlang der Handkante aus, Finger aneinander, und ziehen Sie die Hand über die zu reinigende Fläche, wobei die offenen Tuchseiten von der Oberfläche wegbewegt werden. Das leichte Anwinkeln der Hand gestattet, dass die gefaltete Tuchkante in ständigem Kontakt mir der Oberfläche bleibt. Dies lässt sich leicht beim Training überprüfen, um festzustellen, ob ein Mitarbeiter gleichmäßigen Druck ausübt. Dazu wird eine farbige Flüssigkeit verwendet und an Stellen, an denen ein ungleichmäßiger Druck ausgeübt wurde, sind massivere Farbflecke vorhanden.
• Ein weiteres Best-Practice-Beispiel ist die in Abb. 4 gezeigte "Wisch- und Hubtechnik". Das Heben des Tuchs nach jedem Wischen gestattet ein Entfernen des Kontaminationsstoffes von der Oberfläche.
• Nach jedem Wischen ist das Tuch entweder zu wenden oder neu zu falten, um eine saubere Fläche freizulegen. Als Faustregel gilt: Wischfläche nach jeweils zehn Wischlängen wechseln. Das ständig neue Falten zum Erhalt einer sauberen Wischkante kann für die Mitarbeiter sehr verwirrend sein und muss daher beim Training geübt werden. Alternativ dazu kann das Tuch nur einmal mittig gefaltet werden.

Zusätzlich zu einem ständigen Kontakt zwischen Tuch und Oberfläche muss darauf geachtet werden, dass kein Bereich ausgelassen wird. Eine Best-Practice-Technik dafür besteht darin, dass geradlinig gewischt wird, wobei sich die einzelnen Wischlängen überlappen. Damit wird jeder Zentimeter abgedeckt. Um geringe Abstände zwischen den einzelnen Wischlängen zu vermeiden, sollte jede Länge die vorherige um 10 -25 % überlappen. Das geradlinige Wischen bewirkt neben der Vermeidung von ausgelassenen Bereichen, dass Kontaminationsstoffe bei jeder Wischbewegung von der Oberfläche entfernt werden. Die Überlappung bedeutet ebenfalls, dass die Wischtuchkanten keine „Kontaminationsstreifen" hinterlassen.
• Das Wischen sollte nie mit kreisförmiger Bewegung erfolgen, da so der schmutzigste Tuchbereich über eine gerade gereinigte Fläche gelangt. Dieser Fakt muss Mitarbeitern besonders erklärt werden, da die kreisförmige Bewegung Studien zufolge die bequemste und angenehmste ist.
• Das Wischen sollte vom saubersten zum schmutzigsten Bereich - vom kritischsten zum am wenigsten kritischen - erfolgen. Dies ist normalerweise von oben nach unten, von hinten nach vorn, vom trockensten zum feuchtesten Bereich. In Schränken und Isolatoren - von den Filtern weg wischen; dadurch wird sichergestellt, dass der Bereich „oberhalb" der gefilterten Luftsäule die effektivste Reinigung erfährt.

Kontaminationsstoffe, die nach unten bewegt werden (weniger kritisch) haben den geringsten Einfluss auf die Sauberkeit der kritischen Prozessbereiche. In schwer zugänglichen Bereichen können Reinigungswerkzeuge helfen, die korrekte Wischtechnik einzuhalten. Spezialwerkzeuge mit trockenen oder vorgetränkten Bezügen können das Wischen von Hand ersetzen.
Abschließend kann gesagt werden, dass das Abwischen von Oberflächen und Geräten von Hand einen wichtigen Bestandteil des Herstellungsprozesses in vielen Reinräumen bildet. Die Reinigung und Desinfektion eines Pharma-Reinraums ist ein kritischer Prozess zum Schutz von Patientensicherheit und Produktqualität. Effektivere und konsistente Reinigung und Desinfektion von Hand resultieren in mehr Beständigkeit, Qualität und Sicherheit von Gesamtprozess und Endprodukt. Das feuchte Abwischen nach einem validierten Verfahren ist eine - im Vergleich zu anderen Verfahren - bewährte Methode zur effektiven Oberflächenreinigung.
Vorgetränkte Tücher bieten weitere Vorteile, wie Produktivitätssteigerung, weniger Validierung, verbesserte Prozesskontrolle und Wiederholbarkeit, mehr Sicherheit und VOC-Reduzierung. Für Biowissenschaft-Reinräume eignen sich mit Alkohol vorgetränkte Tücher im Vergleich
zu am Einsatzort befeuchteten Tüchern sogar noch mehr, da sie den Mikrobengehalt der Oberfläche nachweislich effektiver reduzieren.

Kontakt

Contec, Inc.

Rue Paul Dupleix, Z I du Prat
56000 Vannes
Frankreich

+33 (0)2 97 43 76 98

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