water management

47
Water Management BY FST STUDENTS OF A AND B BATCH 2012 COLLABORATION All figures and tables are adopted only for study purpose

Upload: stanislaus-krisbangkit-putra

Post on 29-Jan-2016

234 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Test

TRANSCRIPT

Page 1: Water Management

Water Management

BY FST STUDENTS OF A AND B BATCH 2012 COLLABORATION

All figures and tables are adopted only for study purpose

Page 2: Water Management

2

Purified Water

Merupakan pelarut yang digunakan dalam sediaan non parenteral,

umumnya untuk sediaan oral.

Pelarut yang paling banyak dan umum digunakan karena biaya yang

rendah dan aman (low toxicity)

Fungsi lain : pencuci-pembilas alat dan wadah, bahan air untuk

sterilisasi panas basah, sumber bahan air untuk pekerjaan lab

Page 3: Water Management

3Water For Injection

Merupakan pelarut yang digunakan dalam pembuatan sediaan parenteral

Tidak steril karena akan dilakukan sterilisasi (filtrasi (jika larutan) dan

atau final) saat proses pembuatan sediaan parenteral

Disimpan dalam wadah steril dan bebas pirogen yang biasanya terbuat

dari kaca

Fungsi lain : pencuci pembilas alat-wadah

Page 4: Water Management

4

Contoh Water For Injection

Page 5: Water Management

5Sterile Water For Injection

mirip dengan air untuk Injeksi, tapi disterilkan terlebih dahulu kemudian dikemas

(sterilisasi filtrasi) dan atau mengalami final sterilisation (autoclaving sterilisation)

dalam wadah dosis tunggal 1 liter atau lebih kecil

Harus steril, bebas pirogen, dengan batas endotoksin 0.25 EU/mL, bebas partikel

Penggunannya sebagai pelarut obat dalam bentuk injeksi yang sudah disterilkan

dan dikemas,

Penggunaan lain: untuk bahan air uji sterilitas dan LAL test (pengencer)

Tidak isotonis -> hanya untuk rekonstitusi (ex. Dry powder Sterile Ampicillin

Sodium)

Page 6: Water Management

6

Contoh Steril Water For Injectiondan dry powder

Page 7: Water Management

7USP Purified Water and Water for Injection Criteria

USP, 25th Edition, p. 643.

Page 8: Water Management

TOC

TOC adalah jumlah karbon terikat dalam suatu senyawa organik dan sering digunakan sebagai indikator non-spesifik dari kualitas air atau kebersihan peralatan pabrik farmasi.

Terdapat korelasi antara konsentrasi TOC dan tingkat endotoksin dan mikroba.

Tingkat TOC rendah membantu mengontrol kadar endotoksin dan mikroba dan dengan demikian perkembangan pertumbuhan biofilm

Berpengaruh pada kejernihan produk air

Page 9: Water Management

9

Kriteria Konduktivitas Air

USP, 25th Edition, p. 645.

Page 10: Water Management

10Konduktivitas Air

Konduktivitas air berhubungan dengan resiko korosi pada sistem

yang dapat terjadi.

Semakin besar nilai konduktivitas air, maka sifat air untuk

menimbulkan korosi semakin tinggi.

Korosi yang terjadi dapat merusak sistem.

Nilai konduktivitas air yang baik ≤ 1,3 μS/cm

Page 11: Water Management

11

Sumber Air Dalam Pembuatan Produk Steril

Page 12: Water Management

12

USP General Information Water for Pharmaceutical Purposes, 36th Edition, p. 3.

Page 13: Water Management

13

USP General Information Water for Pharmaceutical Purposes, 36th Edition, p. 3.

Page 14: Water Management

14

Pengolahan Air untuk mengahasilkan PW dan WFI

Page 15: Water Management
Page 16: Water Management
Page 17: Water Management

17Pembuatan Purified Water

Metode pemurnian yang sering digunakan :

Distilasi

Ion Exchange

RO (Reverse Osmosis)

Allen, L. V., 2011, Ansel’s Pharmacetical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Ninth Edition, p. 338.

Page 18: Water Management

18Metode Distilasi

Mampu menghilangkan mikroba dan senyawa kimia dengan penguapan

suhu, dan melakukan kondensasi uap air

Tidak mampu membersihkan air dari ion dan endotoksin

Range distilasi yang dapat dihasilkan 0.5 – 100 gallon destilat per jam

10% -20% destilat pertama dan 10% sisa air yang belum terDistilasi

dibuang

Page 19: Water Management

19Contoh Alat Distilasi Air dalam Industri

Page 20: Water Management

20

Keuntungan Kerugian

Dapat menghilangkan sejumlah kontaminan

Beberapa kontaminan dapat ikut ter-kondensasi

Reusable Perlu penanganan khusus

Memerlukan energi yang besar (panas)

Biasanya memerlukan counter/ tempat yang cukup luas

Metode Distilasi

Page 21: Water Management

21Metode Ion Exchange(Pertukaran Ion)

Dalam skala besar maupun kecil, dan memiliki keuntungan dibandingkan Distilasi

Distilasi Ion Exchange

Membutuhkan panas Tidak membutuhkan panas

Biaya pemeliharaan lebih mahal

dan cara pengoperasian rumit

Alat sederhana, pemeliharaan

minimal

Page 22: Water Management

22

Mekanisme : air melewati kolom penukar anion kation yang terdiri dari :

Senyawa polimer fenolik sintetik tidak larut air

Senyawa karboksilat, amino, resin tersulfonasi dengan BM tinggi

Resin terdiri dari 2 tipe :

Kation/ penukar asam pertukaran kation dari air dengan ion hydrogen

dari resin

Anion/ resin penukar basa penghilangan anion dari air

Metode Ion Exchange(Pertukaran Ion)

Page 23: Water Management

23

Proses :

M+ menunjukkan logam/ kation (Na+)

X- menunjukkan anion (Cl-) Pertukaran Kation :

H- resin + M+ + X- + H2O M-resin + H+ + X- + H2O (murni)

Pertukaran Anion :

Resin-NH2 + H+ + X- + H2O Resin-NH2 HX + H2O (murni)

Metode Ion Exchange(Pertukaran Ion)

Allen, L. V., 2011, Ansel’s Pharmacetical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Ninth Edition, p. 338.

Page 24: Water Management

24Metode Ion Exchange(Pertukaran Ion)

Page 25: Water Management

25Metode Ion Exchange(Pertukaran Ion)

Keuntungan Kerugian

Menghilangkan senyawa anorganik secara efektif

Tidak efektif dalam menghilangkan partikel,

pirogen, bakteri

Dapat diperbaharui (dengan deionisasi)

Beads dapat ditumbuhi mikroba

Harga alat relative murah

Page 26: Water Management

26Metode Reverse Osmosis

Menggunakan membrane semipermeable, dengan pori yang merupakan

ruang antar molekul polimer.

Pori cukup besar untuk dilewati molekul air, tapi terlalu kecil untuk

dilewati ion kimia hidrat.

Faktor yang mempengaruhi selektivitas membrane : suhu, pH, tekanan

Page 27: Water Management

27

Proses :

Aliran air bertekanan dilewatkan ke membrane filter, sebagian air

terserap di membrane sebagai filtrate/ permeat. Air yang melewati

membrane disebut konsentrat.

Osmosis : proses perpindahan melalui membrane semipermeable

dari konsentrasi rendah ke tinggi.

Pada Reverse Osmosis : dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah

Metode Reverse Osmosis

Page 28: Water Management

Membran RO

Membrane RO memiliki pori-pori dengan ukuran kurang dari 0,02 µm dengan ketebalan 150µm

Pada prinsipnya air adalah satu-satunya material yang dapat melewati membrane sehingga membrane ini merejeksi partikel berberat molekul tinggi dan rendah

Page 29: Water Management

29Prinsip Kerja Reverse Osmosis

Page 30: Water Management

30

Macam membrane yang digunakan (based on pore size): Microfiltration (0.1 – 2 μm) ex. Bakteri Ultrafiltration (0.01 – 0.1 μm) ex. Virus Nanofiltration (0.001 – 0.01 μm) ex. Senyawa organic dengan BM

300 – 1000 Reverse Osmosis ( < 0.001 μm ) : menyaring virus, bakteri, pirogen,

dan molekul organic 90% - 99%

Metode Reverse Osmosis

Page 31: Water Management

31

Keuntungan Kerugian

Hasil filtrasi baik % recovery air murni yang sedikit

Tidak memerlukan panas Membrane yang mahal

Membutuhkan tekanan yang tinggi agar memperoleh %recovery besar

Metode Reverse Osmosis

Page 32: Water Management

32

Pembuatan WFI

Dengan cara Distilasi atau Reverse Osmosis, dengan standar yang sama pada pembuatan PW.

Page 33: Water Management

Storage and distribution

Typical water storage and distribution schematic

Water must be kept

circulating

Spray ballCartridgefilter 1 µm

Air breakto drain

Outlets

Hygienic pump

Optionalin-line filter

0,2 µm

UV light

Feed Water from

DI or RO

Heat ExchangerOzone Generator

Hydrophobic air filter& burst disc

Page 34: Water Management

Sistem sanitasi dan bioburden kontrol

Sistem untuk mengontrol proliferasi mikroba

Teknik untuk sanitasi atau sterilisasi

Pertimbangan sudah selama tahap desain - kemudian divalidasi

Tindakan pencegahan khusus jika air disimpan di bawah suhu 70 sampai 80 derajat Celcius

Page 35: Water Management

Biocontamination Control Techniques

Water scours dead leg

If D=25mm & distance X isgreater than 50mm, we havea dead leg that is too long

Dead leg section

>1.5D

Flow direction arrows on pipes are important

Sanitary Valve

D

X

Dead legs adalah daerah stagnan di mana tidak ada aliran air

Daerah stagnan memungkinkan kontaminasi mikroba sebagai akibat dari kolonisasi permukaan dengan pembentukan biofilm

kaki mati tidak boleh lebih besar dari dua kali diameter pipa .

Page 36: Water Management

Biocontamination Control TechniquesBall valves

Stagnant water

inside valve

Page 37: Water Management

Butterfly valves.Diaphragm Valves

Page 38: Water Management

Biocontamination Control Techniques

Alat pengukur tekanan dipisahkan dari membran sistem

Pipa diletakkan miring- memungkinkan drainase

Mempertahankan sistem pada suhu tinggi (di atas 70 derajat Celcius)

Menggunakan radiasi UV

Laju alir, siklus hidup lampu

Bahan konstruksi yang sesuai

Page 39: Water Management

Biocontamination Control Techniques

Pertumbuhan mikroorganisme dapat dihambat oleh:

- Sumber radiasi ultraviolet dalam pipa;

- Mempertahankan sistem dipanaskan (suhu 70 - 80 ° C);

- Sanitasi sistem secara berkala dengan menggunakan air panas (suhu> 70 ° C);

- Sterilisasi atau sanitasi sistem secara berkala dengan menggunakan super- air panas panas atau steam bersih; dan

- Sanitasi kimia rutin menggunakan ozon atau lainnya yang sesuai bahan kimia.

Page 40: Water Management

Sinar UV

Radiasi UV mengarah pada pembentukan ikatan kovalen antara residu pirimidin yang berdekatan satu sama lain pada rantai yang sama, menghasilkan formasi dimer pirimidin tipe-siklobutan

Mengakibatkan suatu hambatan sintesis DNA serta efek sekundernya menghambat pertumbuhan dan respirasi.

Page 41: Water Management

Water treatment system inspection

dead legs

filters

pipes and fittings

ionic beds

storage tanks

by-pass lines

Page 42: Water Management

Water treatment system inspection

Other checks

Pipes and pumps hygienic couplings welded pipes hygienic pumps hygienic

sampling points acceptable floor no leaks

Page 43: Water Management

43Daftar Pustaka

Allen, L. V., Popovich, N. G., Ansel, H. C., 2011, Ansel’s Pharmacetical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Ninth Edition, Lippincott Williams & Wilkins, USA, pp. 337-338, 437-438.

Jones, D., 2008, Fast Track : Pharmaceutics Dosage Forms and Design, Pharmaceutical Press, London, pp. 6, 113-114.

United States Pharmacopeia Convention, 2005, United States Pharmacopeia, 25th Edition, United States Pharmacopeia, USA, p. 643, 645.

United States Pharmacopeia Convention, 2013, United States Pharmacopeia: General Information Water for Pharmaceutical Purposes, 36th Edition, United States Pharmacopeia, USA, pp. 2-3, 13.

Page 44: Water Management

44

Jawaban dan Pertanyaan

Novi (NIM 117): Kenapa pembuatan WFI memakai distiliasi dan RO dan tidak hanya menggunakan ion exchange semata?

Jawab : karena pada ion exchange hanya menghilangkan air dari ion-ion yang berpengaruh dalam menurunkan pada konduktivitas air. Jika sumber air yang digunakan dalam membuat WFI adalah PW yang telah melalui proses ion exchange, maka proses selanjutnya yang paling baik adalah dengan metode RO atau distilasi karena dapat memisahkan air dari partikel-partikel organik termasuk pirogen dengan baik.

Page 45: Water Management

45

Prita (NIM 094) : (1) Tahapan proses dalam pembuatan purified water dari drinking water merupakan suatu serangkaian tahapan atau hanya merupakan pilihan tahapan?

(2) Apa yang mendasari dalam pemilihan membran? Jawab (1) : tahapan proses tersebut merupakan suatu serangkaian

tahapan Jawab (2) : yang mendasari pemilihan membran adalah tujuan dari

air yang kita inginkan

Jawaban dan Pertanyaan

Page 46: Water Management

46

Kevien (NIM 126) : Apakah alat RO (Reverse Osmosis) pada depot air minum sama dengan RO pada industri?

Jawab : prinsip pemisahan proses RO sama, tetapi dengan menggunakan membran yang berbeda dari yang digunakan di industri. Pada industri, membrann yang digunakan memang membran yang memiliki kualitas yang sudah ter-validasi sedangkan pada depot air minum belum tentu.

Jawaban dan Pertanyaan

Page 47: Water Management

47

Putra (NIM 101) : Tidak ada batasan endotoksin dalam purified water, apakah purified water aman digunakan?

Jawab : endotoksin dapat menyebabkan demam (fever) jika berada dalam aliran darah.

Purified water digunakan dalam proses pembuatan sediaan non parenteral, umumnya merupakan sediaan oral, di mana penggunaan sediaan oral akan masuk ke dalam GI tract, dan pada GI tract memiliki enzim-enzim pencernaan yang dapat merusak endotoksin, selain itu juga bahwa ada proses absorpsi dimana endotoksin kecil kemungkinan terabsorpsi. Sediian topikal (yang menggunakan PW) juga tidak perlu bebas pirogen, mengingat bahwa sediaan tidak ditujukan untuk masuk ke sirkulasi sistemik secara langsung dan atau menembus langsung sistem pertahanan tubuh luar (baca: stratum corneum kulit, lapisan mukosa-epitel membran mukosa) .

Jawaban dan Pertanyaan