C. Wasserversorgung Flashcards
- Welche beiden grundsätzlichen Herkunftsarten für Wasser kennen Sie?
- Oberflächenwasser aus Flüssen, Seen
* Grundwasser, Tiefe abhängig von Gesteinsschichten
- Welches Wasser der beiden Herkunftsarten ist für die industrielle Verwendung in der Life Science Industrie prinzipiell besser geeignet?
Geben Sie Gründe dafür an.
(auch SS 2016)
Grundwasser ist besser geeignet, da es keine / nur geringe Temperaturschwankungen gibt, konstante Wasserinhaltsstoffe, hohe Wasserhärte durch Vielzahl anorganischer Verbindungen, niedriges Fouling-Potential, Kolloidindex gering (<2), Brunnen in Wasserschutzzonen Keine zusätzliche Klärung erforderlich
- Welche Gruppen von Wasserinhaltsstoffen kennen Sie?
min. 5 (auch SS 2016)
- Anorganische Wasserinhaltsstoffe
- Organische Wasserinhaltsstoffe
- Kolloide
- Mikrobiologische Verunreinigungen
- Gase (Kohlensäure)
- Partikel
- Wie verhält sich die elektrische Leitfähigkeit zwischen Trinkwasser und
hochreinem Wasser?
(auch SS 2015)
Trinkwasser besitzt eine Vielzahl an Ionen, diese erhöhen die Leitfähigkeit des Wassers.
• Trinkwasser 200 – 1.000 microS/cm
• Hochreines Wasser 0,1 microS/cm
Je mehr Salze (anorganisch, Anionen & Kationen) im Wasser gelöst sind, desto höher ist die Leitfähigkeit, somit sinkt die Leitfähigkeit mit steigender Qualität, da weniger Salze im Wasser sind
- Warum ist die Unterscheidung der Wasserhärte in Carbonathärte und nicht Carbonathärte wichtig?
(auch SS 2016)
• Wasserhärte = Gehalt aller im Wasser gelöster Erdalkalien (Kalzium- & Magnesiumsalze; Einheit: mmol/l)
• Carbonathärte = Erdalkalien mit Hydrogencarbonationen
• Nichtcarbonathärte = Erdalkaliionen mit Chlorid, Sulfat, Nitrat
Carbonathärte lässt sich wesentlich wirtschaftlicher entfernen durch Entcarbonisierung, Nichtcarbonathärte muss über stark sauren Ionenaustauscher enthärtet werden.
- Was versteht man unter dem TOC-Wert?
Total Organic Carbon, Summenparameter zur Erfassung von organischen Wasserinhaltsstoffen (durch Arzneimittelwirkstoffe, Pflanzenschutzmittel etc.), in Trinkwasserverordnung aufgeführt, aber ohne Grenzwert
- Was versteht man unter Fouling und unter Biofouling?
auch SS 2015
- Fouling Deckschichtbildung durch organische Wasserinhaltsstoffe. An Oberflächen von Wasseraufbereitungsanlagen vor.
- Biofouling Ausbildung eines speziellen Biofilms hauptsächlich durch Mikroorganismen
- Erläutern Sie den Begriff des Kolloidindex. (auch SS 2016)
Kolloide (10-8 m bis 10-5 m, organisch / anorganisch) Kolloidindex ist Maß für die vorhandenen Trübstoffe im Wasser, interessant v.a. bei Oberflächenwasser
- Wann muss die mikrobiologische und analytische Reinheit von Wasser dokumentiert werden?
Trinkwasser in D aufgrund TWVO einwandfrei, Wasser muss nur bei Validierung dokumentiert werden.
Belastung durch Mikroorganismen 5-10 KBE/ml,
Grenzwert: 100 KBE/ml
- Wo ist die Qualität von Trinkwasser in Deutschland festgelegt?
Trinkwasserverordnung (TWVO) legt Qualität fest, es dürfen 100 KBE/ml Keime vorhanden sein, bei desinfiziertem Wasser maximal 20 KBE/ml.
Nicht enthalten sein dürfen in 100ml:
- Escherischia Coli
- Coliforme Keime
- Fäkalstreptokokken
Für Chemikalien und Elemente gibt es noch weitere Grenzwerte
- Nennen Sie Beispiele aus der Lebensmittelproduktion, bei denen produktspezifische Anforderungen an Wasser gestellt werden.
(Beispiel Fruchtsaftgetränke oder Milchprodukte beantworten SS 2015)
Bier: Gesamthärte des Wassers beeinflusst Geschmack, aber auch Relation von Carbonathärte zu Sulfathärte (bestimmt den pH-Wert), Wasserbedarf 4,5-8hl pro hl Bier
Fruchtsaftgetränke: wenig Biocarbonate, (neutralisieren Zitronensäure), wenig freies Chlor, kein Ozonüberschuss, geringe Sauerstoffmengen (Minderung des Vitamin-C-Gehalts, Beeinflussung des Aromas)
Obst-/Gemüsekonserven: frei von Eisen oder Mangan (Verfärbung), niedriger Natrium- & Hydrogencarbonatgehalt (negative Vitamin- beeinflussung)
Milchprodukte: hohe mikrobiologische Anforderungen an Prozesswasser (Verfärbungen), Butterwasser mit niedrigem Kalziumgehalt (Aroma-verlust) kein Magnesium (bitterer Geschmack), wenig gelöster Sauerstoff (Fettoxidation)
Backwaren: geringe Eisen- / Mangananteile (Verfärbung), weiches Wasser für manche Keks- und Brotsorten
- Welche Wasserqualitäten werden nach dem europäischen Arzneibuch unterschieden?
- AP (aqua purificata – gereinigtes Wasser) auch Purified Water / vollentsalztes Wasser niedrigste Stufe, weder steril noch pyrogenfrei, Ausgangswasser für Erzeugung von Reindampf
- WFI (Wasser für Injektionszwecke), Unterscheidung nach Bulkware und WFI sterilisiert in Endbehältnis, geeignet zur Herstellung von Arzneimitteln zur parenteralen Anwendung
- Nennen Sie mindestens 3 Wasserqualitäten nach USP.
- Purified Water (PW), entspricht etwa AP (EP)
- Sterile Purified Water
- Water for Injections, entspricht etwa WFI (EP)
- Sterile Water for Injections
- Bacteriostatic Water for Injections
- Sterile Water for Inhalation
- Was versteht man unter Ultrafiltration?
Wasserkonditionierungs- / -aufbereitungsverfahren in Pharmaproduktion zur Entfernung von mikrobiologischen Verunreinigungen (Keime, Pyrogene, Viren, Proteine) über Membrantrennverfahren, alle Inhaltsstoffe die größer sind als Membranporen (ca. 0,1μm) werden zurückgehalten
- Welche beiden Technologien werden in der Ultrafiltration als Membrantrennverfahren eingesetzt? (auch SS 2015)
Dead-End-Betrieb Wasser wird vollständig durch die Membran filtriert
Cross-Flow-Filtration Überströmung der Membran während der Filtration mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten, Scherkräfte verhindern die Ausbildung von Ablagerungen auf der Membranoberfläche
- Beschreiben Sie die Enthärtung von Wasser im Ionenaustauscher-Verfahren.
Stark saure Kationentauscher (Na), Austausch von Calcium- & Magnesiumionen (Härtebildner), Regeneration mit Natriumchlorid, Ableitung in Abwasser
- Beschreiben Sie die vollständige Wasserentsalzung mit dem Ionenaustauscher-Verfahren
Stark saure Kationentauscher (H+) und stark basische Anionentauscher (OH-) sind entweder in einem (Mischbettanlagen) oder in zwei getrennten Behältern, (Getrenntbettanlagen), Austausch von Kationen (Na+) und Anionen (Cl-), Regeneration durch HCl und NaOH, Leitfähigkeit des Wassers wird reduziert, PW oder HPW entsteht, Verkeimungsgefahr bei den Ionenaustauschern
- Beschreiben Sie das System der Osmose und der Umkehrosmose.
Osmose: zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Konzentration getrennt durch semipermeable Membran, Flüssigkeit mit niedrigerer Konzentration verdünnt die konzentriertere Lösung
Konzentrationsausgleich auf beiden Seiten der
Membran, semipermeable Membran ist nur
wasserdurchlässig, daher werden im Wasser
gelöste und ungelöste Stoffe herausgefiltert.
Umkehrosmose: wird auf die konzentrierte Lösung Druck ausgeübt, der höher ist, als der osmotische Druck, so wird die Fließrichtung wird umgekehrt, wichtiges Verfahren zur Herstellung von gereinigtem Wasser
- Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau einer Umkehrosmose-Anlage.
Bild lernen
- Beschreiben Sie die prinzipielle Funktionsweise der elektrochemischen Deionisation.
kurz: EDI, elektrochemisches Membranverfahren, Kombination aus Elektrodialyse und Ionenaustausch, Salze im Wasser sind ionogene Verbindungen (positiv oder negativ geladen), Gleichspannungsfeld mit Anode (+) und Kathode (-), Anziehung der entsprechend geladenen Teilchen
Anionen- und Kationenselektive Membrane (ionenselektiv) bewirken eine bessere Ausschleusung einzelner Ionen aus dem System
EDI ist ein kontinuierlicher Prozess mit hoher Qualität des Reinstwassers und niedrigem Energiebedarf, jedoch muss das Wasser zunächst vorbehandelt werden.
- Was versteht man bei der EDI unter einem Stack?
Technische Einheit mit vielen anionen- und kationenpermeablen Ionenaustauschermembranen zwischen den beiden Elektroden.
- Für welche Reinstwasserqualität ist das Destillationsverfahren im EP zwingend vorgeschrieben?
Wasser für Injektionszwecke (WFI – EP)
Nicht mehr!