EP4701770A1 - Sterilisationsverfahren für einen hohlfasermembranfilter - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren eines Hohlfasermembranfilters mit einem sterilisierenden Fluid, wie z.B. Wasser oder Wasserdampf, aufweisend einen Spülschritt, einen Sterilisationsschritt und einen Leckage-Test zur Gewährleistung einer höheren Sicherheit der Sterilität des Hohlfasermembranfilters.

Description

STERILISATIONSVERFAHREN FÜR EINEN HOHLFASERMEMBRANFILTER

[0001] Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Sterilisationsverfahren für Hohlfasermembranfilter, die für die extrakorporale Blutbehandlung von nierenkranken Patienten verwendet werden.

[0002] Die für die Blutreinigung verwendeten Hohlfasermembranen bestehen häufig aus Polysulfon (PSU) und Polyvinylpyrrolidon (PVP), da sich diese Materialien als bevorzugt hämokompatibel herausgestellt haben und daher in der Blutbehandlung, insbesondere in der Hämodialyse, aus medizinischer Sicht bevorzugt sind.

[0003] In der Herstellung derartiger Hohlfasermembranen wird eine Spinnmasse über eine Düse zu einem hohlen Spinnfaden extrudiert und in ein Fällbad, in der Regel bestehend aus Wasser, eingeleitet. Zur Ausbildung der Porenstruktur wird ein wässriges Fällmittel verwendet, das aprotische Lösungsmittel wie z.B. Dimethylacetamid, N-Metyhlpyrrolidon, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid enthält. Die erhaltene Hohlfasermembran wird anschließend durch Spülbäder geführt, getrocknet und auf eine Haspel aufgenommen. Von der Haspel können die Hohlfasermembranen in Form von Hohlfasermebranbündeln entnommen werden. Für den Bau von Hohlfasermembranfiltern werden solche Hohlfasermembranbündel in ein Gehäuse, vorzugsweise ein zylindrisches Gehäuse, eingebracht. Die Enden des Hohlfasermembranbündels werden in eine Vergussmasse eingebettet und die offenen Enden der Hohlfasern freigelegt. Die Vergussmasse bildet einen abdichtenden Bereich zwischen dem Inneren der Hohlfasermembranen, dem Gehäuse und den die Hohlfasermembranen umgebenden Bereich. Es wird dadurch im fertigen Hohlfasermembranfilter ein erster Raum gebildet, der die An- und Abströmbereiche der Enden des Hohlfasermembranbündels und auch das Innere der Hohlfasermembranen umfasst. Ein zweiter Raum bildet sich demgemäß im Zwischenraum zwischen den Hohlfasermembranen und zwischen Gehäusewand und den Hohlfasermembranen. Fluidzugänge am Gehäuse des Hohlfasermembranfilters ermöglichen das Zuführen und Abführen von Flüssigkeiten und Fluiden zu dem ersten und/oder dem zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters.

[0004] Hohlfasermembranfilter, die für die extrakorporale Blutbehandlung vorgesehen sind, weisen in der Regel einen ersten und einen zweiten Fluidzugang am ersten Raum des Filtermoduls sowie einen ersten und einen zweiten Fluidzugang am zweiten Raum des Filtermoduls auf. Fluide, insbesondere Flüssigkeiten oder Gase, können so über den ersten Zugang eines Raums des Hohlfasermembranfilters je nach Strömungsrichtung oder über den zweiten Zugang eines Raums des Hohlfasermembranfilters entsprechend der Strömungsrichtung zu- oder abgeleitet werden.

[0005] Für Hohlfasermembranfilter, die für medizinische Zwecke, insbesondere für die Blutbehandlung von nierenkranken Patienten vorgesehen sind, schließen sich an den Herstellprozess der Hohlfasermembranen und dem Filterbau in der Regel ein oder mehrere Spül- und Sterilisationsschritte an, um die Hohlfasermembranen zu reinigen und für den medizinischen Gebrauch zu sterilisieren.

[0006] Im Stand der Technik sind entsprechende Verfahren bekannt, bei denen die Hohlfasermembranen in Hohlfasermembranfiltern Spül- und Sterilisationsschritten unterzogen werden. Insbesondere stellt die Hitzesterilisation mit Wasser oder Wasserdampf in Hohlfasermembranfiltern ein bekanntes Sterilisationsverfahren von Hohlfasermembranen und Hohlfasermembranfiltern dar. Unter Hitzesterilisation ist eine Sterilisation mit Fluiden (beispielsweise Wasser oder Wasserdampf oder Mischungen hieraus) oberhalb einer Temperatur von 100°C zu verstehen. Eine Hitzesterilisation mit überwiegend reinem Wasserdampf wird auch Dampfsterilisation genannt.

[0007] Ein entsprechendes Verfahren zur Sterilisation von Dialysatoren wird in der DE 39 36 785 C1 beschrieben. Nach diesem Verfahren werden die Dialysatoren zunächst einem Spülprozess und anschließend einem Sterilisationsprozess unterzogen. Bei dem Sterilisationsprozess wird der Dialysator mit auf über 121 °C erhitztem Wasser oder Wasserdampf gespült. Die gemäß der DE 39 36 785 C1 durchgeführte Hitzesterilisation hat sich gegenüber den anderen genannten Sterilisationsmethoden als apparativ und prozesstechnisch überlegen herausgestellt. [0008] WO2018/204498A9 beschreibt ein Sterilisationsverfahren für Hohlfasermembranfilter aufweisend Hohlfasermembranen aus Polysulfon und Polyvinylpyrrolidon. In dem beschriebenen Sterilisationsverfahren wird ein Prozessschritt angewandt, bei dem Wasserdampf über die Einstellung der Druckverhältnisse im ersten und im zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters über die Membranwand geleitet wird.

[0009] Die im Stand der Technik bekannten Verfahren sind so ausgelegt, dass nach dem eigentlichen Sterilisationsschritt weitere Prozessschritte folgen. Insbesondere wurde in diesen Verfahren der Leckage-Test des Hohlfasermembranfilters dem Sterilisationsschritt nachgelagert. Der bei der Wasserdampf-Sterilisation von Hohlfasermembranfiltern durchgeführte Leckage-Test wird in der Regel als sogenannter „bubble point test“ durchgeführt. Bei diesem Test wird der oben definierte zweite Raum des Hohlfasermembranfilters mit steriler Druckluft befüllt oder alternativ mit steriler Druckluft durchströmt. Der zweite Raum des Hohlfasermembranfilters wird mit Reinstwasser befüllt oder durchströmt. Durch einen vorgelagerten Schritt werden die Poren der Hohlfasermembranen mit Wasser befüllt. Der Druck der sterilen Druckluft im „bubble point test“ wird dabei so gewählt, dass die Oberflächenspannung des Wassers in den Poren nicht überwunden wird und das Wasser in den Poren verbleibt. Sofern aber Leckagen zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters bestehen, wird bei dem eingestellten Druck die sterile Druckluft in den ersten Raum übertreten und mit dem durchströmenden hochreinen Wasser aus dem ersten Raum ausgetrieben werden. Ein Luftblasendetektor, der an einer Ableitung des ersten Raums des Hohlfasermembranfilters angeschlossen ist, kann die übergetretene sterile Druckluft detektieren, und der Hohlfasermembranfilter kann im Prozessablauf entsprechend aussortiert werden.

[0010] Nachteilig dabei ist, dass dieser Leckage-Test im Stand der Technik nach dem eigentlichen Sterilisationsschritt durchgeführt wird. Es besteht daher die Notwendigkeit, die Qualität der Sterilität des Filters weiter zu verbessern. Darüber hinaus ist aber auch die Integrität eines Hohlfasermembranfilters und damit auch die Durchführung des Leckage- Tests von größter Bedeutung, da Hohlfasermembranfilter, die produktionsbedingt eine Leckage aufweisen, nicht zur medizinischen Anwendung kommen dürfen. AUFGABE DER ERFINDUNG

[0011] Hinsichtlich der im Stand der Technik vorherrschenden Probleme bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Sterilisation von Hohlfasermembranfiltern bereitzustellen, das auf dem Prinzip der Wasserdampf- und Hitzesterilisation basiert und eine hohe Sterilisationsqualität aufweist, zudem aber auch die Integrität eines Hohlfasermembranfilters gewährleistet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0012] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 14 stellen bevorzugte Ausführungen des Verfahrens dar.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0013] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einzelner Ausführungsformen beschrieben und anhand der Fig. 1 bis 4 veranschaulicht.

[0014] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren eines Hohlfasermembranfilters mit einer Vielzahl von Hohlfasermembranen, die an den Enden so in dem Gehäuse des Hohlfasermembranfilters abgedichtet sind, dass ein erster Raum entsteht, der das Innere der Hohlfasermembranen umfasst, und ein zweiter Raum entsteht, der einen Raum zwischen den Hohlfasermembranen umfasst, wobei der Hohlfasermembranfilter zumindest zwei Fluidzugänge aufweist, die mit dem ersten Raum verbunden sind und zumindest zwei Fluidzugänge aufweist, die mit dem zweiten Raum verbunden sind, und wobei die Fluidzugänge vorbereitet sind, mit einer Sterilisationsvorrichtung verbunden zu werden. Das Verfahren umfasst wenigstens die Schritte:

Spülen des Hohlfasermembranfilters mit einem Fluid, insbesondere Wasser, wobei das Spülfluid durch den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters über eine Auswahl der Fluidzugänge geleitet wird, Durchführen eines Leckage-Tests, Sterilisieren des Hohlfasermembranfilters mit einem sterilisierenden Fluid, insbesondere erhitztem Wasser oder Wasserdampf, wobei das sterilisierende Fluid durch den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters über eine Auswahl der Fluidzugänge geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckage-Test vor dem Schritt des Sterilisierens durchgeführt wird.

[0015] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass im Leckage-Test sterile Druckluft in den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters eingeleitet, insbesondere durchgeleitet wird, und hochreines Wasser in den ersten Raum des Hohlfasermembranfilters geleitet, insbesondere durchgeleitet wird, und der Druck im zweiten Raum höher ist als im ersten Raum.

[0016] Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt der Schritt des Sterilisierens nach dem Leckage-Test. Es wird dadurch sichergestellt, dass nach dem Sterilisationsschritt keine weiteren Spülschritte, z.B. im Rahmen eines Leckage-Tests, erfolgen, wodurch der Hohlfasermembranfilter erneut mit Keimen kontaminiert werden könnte.

[0017] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Spülschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt wird ein Hohlfasermembranfilter 101 , der zwei Fluidzugänge 102a, 102b aufweist, die einen Zugang zu dem zweiten Raum 120 des Hohlfasermembranfilters 101 bilden. Schematisch wird in Fig. 1 nur eine aus einer Vielzahl an Hohlfasermembranen gezeigt. Mit 103a, 103b werden die Fluidzugänge gezeigt, die einen Zugang zu dem ersten Raum 110 des Hohlfasermembranfilters bilden. Die Fluidzugänge 102a, 102b, 103a, 103b sind über Anschlussvorrichtungen 150A, 150B, 150C, 150D mit einer

Sterilisationsvorrichtung verbunden, die in Fig. 1 nichtgezeigt wird. Über die Sterilisationsvorrichtung wird ein Strom an Reinstwasser zur Verfügung gestellt, der über die Anschlussvorrichtungen 150A, 150B und die Fluidzugänge 102b, 103b in den zweiten und den ersten Raum 120, 110 des Hohlfasermembranfilters 101 eingeleitet wird. Der erste und der zweite Raum 110, 120 werden gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 von Reinstwasser durchströmt. Der Hohlfasermembranfilter wird so für die nachfolgenden Schritte des Sterilisationsverfahrens vorkonditioniert. Die Charakteristik von Reinstwasser im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist im Europäischen Arzneibuch „European Pharmacopoeia PH. EUR. 04/2017:0169“ beschrieben. [0018] Die Temperatur des einströmenden Reinstwassers beträgt gemäß der gezeigten Ausführungsform 85°C. Generell können aber je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters auch andere Temperaturen zwischen 50 bis 120°C, 50 bis 95°C oder 60 bis 90 °C oder 65 bis 90°C oder 70 bis 90°C des Reinstwassers im Spülschritt eingestellt werden. Das Reinstwasser verlässt den ersten und den zweiten Raum 110, 120 über die Fluidzugänge 103a, 102a und die Anschlussvorrichtungen 150C, 150D und wird als Abwasser abgeführt. [0019] Die Dauer des Spülschritts beträgt vorzugsweise 40 Sekunden (s). Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters kann eine alternative Dauer des Spülschritts vorgesehen sein, z.B. 20 bis 60 s, 30 bis 60 s, 35 bis 50 s, oder 35 bis 45 s.

[0020] Bei dem Spülschritt wird sämtliche Luft aus dem Hohlfasermembranfilter ausgetrieben, d.h. dass die Luft im ersten und im zweiten Raum 110, 120 des Hohlfasermembranfilters und insbesondere auch die Luft aus den Poren der Membranwand der Hohlfasermembranen ausgetrieben werden.

[0021] Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Schritt des Leckage-Tests des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der gezeigten Ausführungsform ist der Leckage-Test als sogenannter „bubble point test“ ausgeführt. Die Anordnung des Hohlfasermembranfilters, der Anschlussvorrichtungen 150A, 150B, 150C, 150D in Verbindung mit der

Sterilisationsvorrichtung (nicht gezeigt in Fig. 2) ist dabei dieselbe wie in Fig. 1. Im schematisch dargestellten Verfahrensschritt des Leckage-Tests wird Reinstwasser über die Sterilisationsvorrichtung zur Verfügung gestellt und über die Anschlussvorrichtung 150B und den Fluidzugang 103b in den ersten Raum 110 des Hohlfasermembranfilters eingeleitet. Das Reinstwasser hat in dieser Ausführungsform eine Temperatur von 50°C und einen Druck von 1 bar. Die Temperatur kann je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters variieren und zwischen 30 bis 70°C, 40 bis 60°C oder 45 bis 55 °C liegen. Der Druck kann entsprechend zwischen 0,5 bis 1 ,5 bar oder zwischen 0,9 bis 1 , 1 bar liegen. Über die Anschlussvorrichtung 150D und den Fluidzugang 102a wird sterile Druckluft in den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters eingeströmt. Der Druck der sterilen Druckluft beträgt in der gezeigten Ausführungsform 2 bar und kann je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters und Porengröße in den Hohlfasermembranen zwischen 1 ,5 und 3,5 bar variieren. Das Reinstwasser wird durch den ersten Raum 110 durchgeleitet und über den Fluidzugang 103a und die Anschlussvorrichtung 150C abgeleitet. Die sterile Druckluft wird durch den zweiten Raum 120 des Hohlfasermembranfilters 101 durchgeleitet und über den Fluidzugang 102b und die Anschlussvorrichtung 150 A abgeleitet. In der gezeigten Ausführungsform werden sterile Druckluft und Reinstwasser im Gegenstromprinzip durch den jeweiligen zweiten und ersten Raum 120, 110 des Hohlfasermembranfilters durchgeleitet. Sofern eine Leckage zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum vorhanden ist, tritt sterile Druckluft von dem zweiten Raum 120 in den ersten Raum 110 und kann detektiert werden. Entsprechend ist ein optischer Detektor an der Abwasserleitung 104 angebracht, wobei die Abwasserleitung an der Anschlussvorrichtung 150C angebracht ist und in Fluidverbindung mit dem ersten Raum 110 des Hohlfasermembranfilters 101 steht. Die Druckluft, die bei Leckage in den ersten Raum übertritt, wird als Luftbläschen mit dem Reinstwasser aus dem ersten Raum des Hohlfasermembranfilters ausgetrieben und kann optisch in der Abwasserleitung durch entsprechende Detektoren detektiert werden.

[0022] Sofern festgestellt wurde, dass der Hohlfasermembranfilter leckagefrei ist, sind nach dem Leckage-Test der zweite Raum 120 des Hohlfasermembranfilters 101 mit Luft und der erste Raum mit Reinstwasser gefüllt. Darüber hinaus sind die Poren der Membranwand der Hohlfasermembranen ebenfalls mit Reinstwasser befüllt.

[0023] Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung den Schritt des Sterilisierens des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Anordnung des Hohlfasermembranfilters, der Anschlussvorrichtungen 150A, 150B, 150C, 150D in Verbindung mit der

Sterilisationsvorrichtung (nicht gezeigt in Fig. 3) ist dabei dieselbe wie in Fig. 1 und Fig. 2. Im Sterilisationsschritt wird Reinstwasserdampf über die Anschlussvorrichtungen 150C und 150D und die Fluidzugänge 103a und 102a in den jeweils ersten Raum 110 und den zweiten Raum 120 des Hohlfasermembranfilters 101 eingeleitet. Der Reinstwasserdampf wird über die Sterilisationsvorrichtung zur Verfügung gestellt und hat gemäß der gezeigten Ausführungsform eine Temperatur von 123°C und einen Druck von 1 ,3 bar. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters können aber auch andere Drücke und Temperaturen vorgesehen sein, um ein optimales Sterilisationsergebnis zu gewährleisten. Insbesondere können auch Drücke von 1 ,1 bis 3 bar oder 1 ,1 bis 2,5 bar oder 1 ,1 bis 2 bar, oder 1 ,1 bis 1 , 8 bar oder 1 ,2 bis 1 ,6 bar für den Sterilisationsschritt vorgesehen sein. Alternative Temperaturen des Reinstwasserdampfes können zwischen 105 bis 150 °C oder zwischen 110 bis 140 °C oder zwischen 115 und 130°C liegen. Der Reinstwasserdampf wird durch den ersten Raum und den zweiten Raum 110, 120 des Hohlfasermembranfilters durchgeleitet, und der erste Raum und der zweite Raum werden dadurch sterilisiert. Beim Durchleiten des Reinstwasserdampfes durch den ersten und den zweiten Raum kühlt der Reinstwasserdampf ab, so dass ein Teil des Reinstwasserdampfes kondensiert. Die Mischung aus Reinstwasserdampf und kondensiertem Wasser wird im technischen Prozess als Kondensat bezeichnet und über die Fluidzugänge 102b, 103b und die Anschlussvorrichtungen 150A und 150B aus dem zweiten Raum und dem ersten Raum ausgetragen. Die Dauer des Sterilisationsschrittes beträgt in einer Ausführungsform 900 s. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters kann eine andere Zeitdauer des Sterilisationsschrittes vorgesehen sein, z.B. 200 bis 1400 s, oder 400 bis 1100 s, oder 400 bis 800 s.

[0024] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten, insbesondere Durchleiten von steriler Druckluft in/durch den zweiten Raum und das Einleiten, insbesondere Durchleiten von hochreinem Wasser in/durch den ersten Raum des Hohlfasermembranfilters während des Leckage-Tests im Gegenstromprinzip erfolgen.

[0025] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Wassers, das durch den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters geleitet wird, 50 bis 120°C oder 50 bis 95°C oder 60 bis 90 °C oder 65 bis 90°C oder 70 bis 90°C beträgt.

[0026] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das sterilisierende Fluid Wasserdampf, insbesondere Reinstwasserdampf mit einer Temperatur von 105 bis 150°C ist, das mit einem Druck von 1 ,1 bis 3 bar in den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters eingeleitet wird. Insbesondere können auch Drücke von 1 ,1 bis 2,5 bar oder 1 ,1 bis 2 bar oder 1 ,1 bis 1 ,8 bar oder 1 ,2 bis 1 ,6 bar für den Sterilisationsschritt vorgesehen sein. Alternative Temperaturen des Reinstwasserdampfes können zwischen 110 bis 140 °C oder zwischen 115 und 130 °C liegen. [0027] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leckage-Test und dem Schritt des Sterilisierens ein Ausblasschritt mit steriler Druckluft durchgeführt wird, wobei der erste und der zweite Raum des Hohlfasermembranfilters mit steriler Druckluft ausgeblasen werden.

[0028] Fig. 4 zeigt diesen Ausblasschritt in schematischer DarstellungAusblasschritt. Die Anordnung des Hohlfasermembranfilters, der Anschlussvorrichtungen 150A, 150B, 150C, 150D in Verbindung mit der Sterilisationsvorrichtung (nicht gezeigt in Fig. 4) ist dabei dieselbe wie in Fig. 1 bis 3. Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung, dass sterile Druckluft über die Anschlussvorrichtungen 150C und 150D und die Fluidzugänge 103a, 102a in den ersten und zweiten Raum 110, 120 des Hohlfasermembranfilters eingeleitet und durchgeleitet wird. Die sterile Druckluft wird als Abluft aus dem ersten und zweiten Raum 110, 120 des Hohlfasermembranfilters über die Anschlüsse 103b und 102b und die jeweiligen Anschlussvorrichtungen 150B und 150A ausgeleitet. Die Drücke der in den ersten und zweiten Raum 110, 120 eingeströmten sterilen Druckluft sind dabei im Wesentlichen gleich groß z.B. zwischen 1 und 2 bar. Durch den Ausblasschritt wird restliches , aus dem Leckage- Test verbleibendes Wasser aus dem ersten Raum 110 des Hohlfasermembranfilters ausgetrieben. Die Poren der Membranwand der Hohlfasermembranen bleiben aber vorzugsweise mit Wasser gefüllt. Der Filter wird somit vorteilhaft auf den nachfolgenden Sterilisationsschritt mit Wasserdampf konditioniert. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters kann der Ausblasschritt während einer Dauer von 30 bis 90 s oder 40 bis 80 s oder 50 bis 70 s durchgeführt werden.

[0029] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Leckage-Test ein Dampfstoßschritt durchgeführt wird, bei dem Wasserdampf in den ersten und in den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters geleitet, insbesondere durchgeleitet wird. Die Durchführung des Dampfstoßschrittes erfolgt entsprechend der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3. Im Dampfstoßschritt wird Reinstwasserdampf über die Anschlussvorrichtungen 150C und 150D und die Fluidzugänge 103a und 102a in den jeweils ersten Raum 110 und den zweiten Raum 120 des Hohlfasermembranfilters eingeleitet. Der Reinstwasserdampf wird über die Sterilisationsvorrichtung zur Verfügung gestellt und hat gemäß der gezeigten Ausführungsform eine Temperatur von 123°C und einen Druck von 1 ,3 bar. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters können aber auch andere Drücke und Temperaturen vorgesehen sein. Insbesondere können auch Drücke von 1 ,1 bis 3 bar oder 1 ,1 bis 2,5 bar oder 1 ,1 bis 2 bar oder 1 ,1 bis 1 , 8 bar oder 1 ,2 bis 1 ,6 bar für den Dampfstoßschritt vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der Druck des Reinstwasserdampfes im ersten und im zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters im Dampfstoßschritt im Wesentlichen gleich groß. Alternative Temperaturen des Reinstwasserdampfes können zwischen 50 bis 150 °C oder 105 bis 150°C oder zwischen 110 bis 140°C oder zwischen 115 bis 130 °C liegen. Der Reinstwasserdampf wird durch den ersten Raum und den zweiten Raum 110, 120 des Hohlfasermembranfilters durchgeleitet, und der erste Raum und der zweite Raum werden dadurch konditioniert. Beim Durchleiten des Reinstwasserdampfes durch den ersten und den zweiten Raum kühlt der Reinstwasserdampf ab, so dass ein Teil des Reinstwasserdampfes kondensiert. Die Mischung aus Reinstwasserdampf und kondensiertem Wasser wird im technischen Prozess als Kondensat bezeichnet und über die Fluidzugänge 102b, 103b und die Anschlussvorrichtungen 150A und 150B aus dem zweiten Raum und dem ersten Raum ausgetragen. Die Dauer des Dampfstoßschritts beträgt in einer Ausführungsform 90 s. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters kann eine andere Dauer des Dampfstoßschrittes vorgesehen sein, z.B. 40 bis 140 s oder 50 bis 110 s oder 60 bis 100 s. Durch den Dampfstoßschritt wird der Hohlfasermembranfilter hinsichtlich Temperatur und Druck auf den nachfolgenden Sterilisationsschritt vorkonditioniert. Dadurch können mögliche Leckagen im nachfolgenden Leckage-Test vor dem Sterilisationsschritt besser ermittelt werden.

[0030] In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren zudem dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten, insbesondere das Durchleiten von Wasserdampf im Dampfstoßschritt in den ersten und in den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters im Gleichstromprinzip erfolgt.

[0031] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf im ersten und im zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters im Wesentlichen den gleichen Druck aufweist, oder dass der Wasserdampf im ersten Raum einen höheren Druck aufweist als der Wasserdampf im zweiten Raum. Die Drücke im ersten und zweiten Raum können während des Dampfstoßschrittes variiert werden. Insbesondere kann durch einen höheren Druck im ersten Raum ein transmembraner Übergang des Reinstwasserdampfes vom ersten Raum in den zweiten Raum erfolgen. Durch diesen Schritt können z.B. Verblockungen in den Poren der Membranwand gelöst und die Hohlfasermembranen im Hohlfasermembranfilter aufgelockert und damit letztendlich die Trennleistung des Hohlfasermembranfilters in Filtrationsanwendungen, d.h. die sogenannte Clearance, gesteigert werden. Es kann daher vorgesehen sein, dass der Druck im ersten Raum 1 ,5 bar oder 1 ,3 bar oder 0,8 bar größer ist als der Druck im zweiten Raum, wobei der Druck im zweiten Raum dann 0,3 bar oder 1 ,3 bar oder 1 ,5 bar betragen kann.

[0032] In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Spülschritt zwischen dem Dampfstoßschritt und dem Leckage-Test durchgeführt wird. Damit können vorteilhaft Anhaftungen und Partikel, die durch den Dampfstoßschritt gelöst werden, vor dem Leckage-Test und Sterilisationsschritt aus dem Hohlfasermembranfilter ausgetragen werden.

[0033] In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem Dampfstoßschritt ein erster Ausblasschritt stattfindet, bei dem der erste Raum und der zweite Raum des Hohlfasermembranfilters mit steriler Druckluft ausgeblasen werden.

[0034] Der erste Ausblasschritt erfolgt dabei analog zu dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausblasschritt. Die Anordnung des Hohlfasermembranfilters, der Anschlussvorrichtungen 150A, 150B, 150C, 150D in Verbindung mit der Sterilisationsvorrichtung (nicht gezeigt in Fig. 4) ist dabei dieselbe, wie in Fig. 1 bis 3. Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung, dass sterile Druckluft über die Anschlussvorrichtungen 150D und 150C und die Fluidzugänge 102a, 103a in den zweiten und den ersten Raum 120, 110 des Hohlfasermembranfilters eingeleitet und durchgeleitet wird. Die sterile Druckluft wird als Abluft aus dem ersten und zweiten Raum 110, 120 des Hohlfasermembranfilters über die Anschlüsse 103b und 102b und die jeweiligen Anschlussvorrichtungen 150B und 150A ausgeleitet. Die Drücke der in den ersten und zweiten Raum 110, 120 eingeströmten sterilen Druckluft sind dabei im Wesentlichen gleich groß, z.B. zwischen 1 und 2 bar. Durch den ersten Ausblasschritt wird der Hohlfasermembranfilter für den nachfolgenden Dampfstoßschritt vorgetrocknet. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters kann der erste Ausblasschritt während einer Dauer von 30 bis 90 s oder 40 bis 80 s oder 50 bis 70 s durchgeführt werden.

[0035] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass sich nach dem Schritt der Sterilisation ein Trocknungsschritt anschließt, bei dem sterile Druckluft durch den ersten Raum und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters durchgeleitet wird. Technisch wird der Trocknungsschritt analog einer der zuvor beschriebenen Ausblasschritte durchgeführt. Je nach Bauart des Hohlfasermembranfilters wird der Trocknungsschritt aber während einer Dauer von 900 bis 1800 s oder 1100 bis 1600 s oder 1200 bis 1500 s oder 1250 bis 1400 s durchgeführt. [0036] Nach dem Trocknungsschritt ist der Hohlfasermembranfilter in einem gebrauchsfertigen Zustand. Die Fluidzugänge 102a, 102b, 103a, 103b werden nach dem Trocknungsschritt durch entsprechende Kappen keimdicht verschlossen. Das Verschließen der Fluidzugänge wird dabei vorzugsweise unter sterilen Bedingungen in den Anschlussvorrichtungen 150A, 150B, 150C, 150D vorgenommen.

[0037] In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasermembranen des Hohlfasermembranfilters Polysulfon und Polyvinylpyrrolidon aufweisen oder aus Polysulfon und Polyvinylpyrrolidon bestehen.

[0038] In einer bevorzugten weiteren Ausführungsform werden die Hohlfasermembranen nach der folgenden Methode hergestellt: Eine Spinnlösung, bestehend aus 16 Gewichtsteilen Polysulfon (P3500 der Fa. Solvay), 4,4 Gewichtsteilen Polyvinylpyrrolidon (K82-86 der Fa. Ashland) und 79,6 Gewichtsteilen DMAC, werden unter Rühren, Erwärmen auf 60°C und Entgasen zu einer homogenen Spinnmasse verarbeitet. Die Spinnmasse wird durch eine Ringspaltdüse mit einem zentral geführten Fällmittel, bestehend aus 35% DMAC und 65% Wasser, zu einem Spinnfaden extrudiert. Das Fällmittel wird im Inneren des hohlen Spinnfadens geführt. Die Temperatur der Ringspaltdüse beträgt 70°C. Der extrudierte Spinnfaden wird durch einen Fällraum geführt, dessen Atmosphäre eine relative Feuchtigkeit von 100 % aufweist. Die Höhe des Fällspaltes beträgt 200mm und es wird eine Verweilzeit im Fällspalt von 0,4 s eingestellt. Der Spinnfaden wird in das aus Wasser bestehende und auf 80°C temperierte Fällbad eingeleitet und zu einer Hohlfasermembran ausgefällt. Anschließend wird die Hohlfasermembran durch Spülbäder, die auf eine Temperatur von 75°C bis 90°C temperiert sind, geleitet. Danach durchläuft die Hohlfasermembran einen Trocknungsprozess mit einer Temperatur zwischen 100°C und 150°.

[0039] Für den Bau eines Hohlfasermembranfilters wird die erhaltene Hohlfasermembran anschließend von einer Haspel aufgenommen und zu einer Fadenschar zusammengeführt. Aus der gehaspelten Fadenschar werden Hohlfasermembranbündel hergestellt und diese im Bau der Hohlfasermembranfilter verwendet.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Sterilisieren eines Hohlfasermembranfilters mit einer Vielzahl von Hohlfasermembranen, die an den Enden so in dem Gehäuse des Hohlfasermembranfilters abgedichtet sind, dass ein erster Raum entsteht, der das Innere der Hohlfasermembranen umfasst, und ein zweiter Raum entsteht, der einen Raum zwischen den Hohlfasermembranen umfasst, wobei der Hohlfasermembranfilter zumindest zwei Fluidzugänge aufweist, die mit dem ersten Raum verbunden sind und zumindest zwei Fluidzugänge aufweist, die mit dem zweiten Raum verbunden sind, und wobei die Fluidzugänge vorbereitet sind, mit einer Sterilisationsvorrichtung verbunden zu werden, umfassend wenigstens die Schritte: a) Spülen des Hohlfasermembranfilters mit einem Fluid, insbesondere Wasser, wobei das Spülfluid durch den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters über eine Auswahl der Fluidzugänge geleitet wird, b) Durchführen eines Leckage-Tests, c) Sterilisieren des Hohlfasermembranfilters mit einem sterilisierenden Fluid, insbesondere erhitztem Wasser oder Wasserdampf, wobei das sterilisierende Fluid durch den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters über eine Auswahl der Fluidzugänge geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckage-Test vor dem Schritt des Sterilisierens durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Leckage-Test sterile Druckluft in den zweiten Raum Hohlfasermembranfilters geleitet, insbesondere durchgeleitet wird, und hochreines Wasser in den ersten Raum des Hohlfasermembranfilters geleitet, insbesondere durchgeleitet wird, und der Druck im zweiten Raum höher ist als im ersten Raum.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten, insbesondere Durchleiten von steriler Druckluft in den zweiten Raum und das Einleiten, insbesondere Durchleiten von hochreinem Wasser in den ersten Raum des Hohlfasermembranfilters im Gegenstromprinzip erfolgen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Wassers, dass durch den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters geleitet wird, 50 bis 120°C beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sterilisierende Fluid Wasserdampf mit einer Temperatur von 105 bis 150°C ist, das mit einem Druck von 1 ,1 bis 3 bar in den ersten und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters eingeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leckage-Test und dem Schritt des Sterilisierens ein Ausblasschritt mit steriler Druckluft durchgeführt wird, wobei der erste und der zweite Raum des Hohlfasermembranfilters mit steriler Druckluft ausgeblasen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Leckage-Test ein Dampfstoßschritt durchgeführt wird, bei dem Wasserdampf in den ersten und in den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters geleitet, insbesondere durchgeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten, insbesondere Durchleiten von Wasserdampf in den ersten und in den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters im Gleichstromprinzip erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf eine T emperatur von 100 bis 150 °C und einen Druck von 1 ,1 bis 3 bar hat.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf im ersten und im zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters im Wesentlichen den gleichen Druck aufweist, oder dass der Wasserdampf im ersten Raum einen höheren Druck aufweist als der Wasserdampf im zweiten Raum.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülschritt zwischen dem Dampfstoßschritt und dem Leckage-Test vor dem Sterilisieren stattfindet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Dampfstoßschritt ein erster Ausblasschritt stattfindet, bei dem der erste Raum und der zweite Raum des Hohlfasermembranfilters mit steriler Druckluft ausgeblasen werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich nach dem Schritt der Sterilisation ein Trocknungsschritt anschließt, bei dem sterile Druckluft durch den ersten Raum und den zweiten Raum des Hohlfasermembranfilters durchgeleitet wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasermembranen Polysulfon und Polyvinylpyrrolidon aufweisen oder aus Polysulfon und Polyvinylpyrrolidon bestehen.