Bezobjawowa awaria turbiny: zakażenie mikrobiologiczne żelu i analiza przyczyn

Jak ważna jest znajomość instalacji do produkcji i rozlewu mas kosmetycznych, nie trzeba tłumaczyć nikomu, kto na co dzień ma z nimi styczność. Tym bardziej staje się to istotne, gdy dochodzi do incydentu jakościowego, jakim jest zakażenie mikrobiologiczne. Poniższa analiza przyczyn źródłowych zdecydowanie potwierdza tę tezę.

Podczas rutynowej kontroli jakości wyrobu gotowego wykryto zakażenie mikrobiologiczne bakteriami Gram-ujemnymi (potwierdzone barwieniem Grama). Wyrób gotowy to żel kosmetyczny. Zgodnie z procedurami zablokowano: linię rozlewniczą, instalację do produkcji masy kosmetycznej oraz partię niezgodnego wyrobu gotowego. Na kwarantannę trafiły także wyroby gotowe wyprodukowane z pięciu wcześniej mieszanych i rozlewanych na tych instalacjach szarż mas kosmetycznych. W czasie identyfikacji bakterii (posiew na podłożu selekcyjnym na pałeczkę ropy błękitnej Pseudomonas Aeruginosa) rozpoczęto analizę przyczyn źródłowych, przechodząc przez kolejne punkty diagramu Ishikawy. Analiza mikrobiologiczna w ciągu kolejnych 3 dni potwierdziła zakażenie bakterią pałeczki ropy błękitnej.

Warunki hali, transport i magazynowanie

Przeanalizowano otoczenie wytworzenia niezgodnego żelu kosmetycznego. Pod uwagę wzięto wilgotność i temperaturę hali produkcyjnej w czasie produkcji. Dane archiwalne nie wskazywały na przekroczenie tych parametrów. Ważnym aspektem były surowce i komponenty opakowaniowe, a przede wszystkim warunki ich transportu oraz magazynowania. Po weryfikacji danych archiwalnych dotyczących warunków magazynowania oraz ponownej kontroli wciąż dostępnych zapasów komponentów opakowaniowych i surowców, wyeliminowano możliwość kondensacji pary wodnej w butelkach oraz zawilgocenie użytych surowców.

Zarządzanie zasobami podczas ważenia, produkcji i rozlewu

Zweryfikowano, czy zarządzanie zasobami w dniach ważenia surowców, produkcji i rozlewu niezgodnego żelu kosmetycznego było zgodne z przyjętymi zasadami. Nie stwierdzono anomalii w tym zakresie.

Prace manualne i zachowania personelu

Rozważono szereg potencjalnych przyczyn niezgodności pochodzących od człowieka: niestosowanie zasad higienicznych, takich jak używanie środków ochrony indywidualnej (rękawiczki i maseczki), niewykonanie mycia i dezynfekcji termicznej któregoś z elementów instalacji (mieszalnik, zbiornik, rurociągi i nalewaczka), niezdezynfekowanie drobnego sprzętu do naważania surowców, nieużycie jednorazowych worków do zważonych surowców czy nieprzestrzeganie metody technologicznej.

Spośród wymienionych potencjalnych przyczyn ludzkich, niektóre odrzucono po weryfikacji raportów mycia i fabrykacji. Było to możliwe dzięki dużej automatyzacji instalacji i odpowiednim przyrządom pomiarowym oraz automatycznemu raportowaniu. Pod znakiem zapytania wciąż pozostawały prace manualne oraz zachowania. Niemniej prawdopodobieństwo niestosowania rękawiczek czy jednorazowych worków do ważenia surowców określono jako niskie. Podstawą do tego był wysoki poziom kultury jakościowej potwierdzony rutynowym badaniem, dobry wynik audytów wewnętrznych oraz weryfikacja zapisu monitoringu.

Woda procesowa, surowce i komponenty

Analiza surowców pod kątem potencjalnej przyczyny zakażenia mikrobiologicznego była wielowątkowa. Przebiegała równolegle z innymi analizami od samego początku wyjaśniania przyczyn zakażenia. Rozpoczęto ją od weryfikacji wody procesowej jako podstawowego surowca. Nie stwierdzono odstępstw zarówno w regularnej kontroli podstawowych parametrów fizykochemicznych i mikrobiologicznych, jak i w rutynowym wykonywaniu dezynfekcji pętli wody. Stacja wody w okresie produkcji zakażonego żelu kosmetycznego pracowała bez zgłoszenia żadnego alarmu, co potwierdzono wyciągiem z parametrów pracy stacji wody procesowej.

W przypadku pozostałych surowców sprawdzono wyniki kontroli wejściowej oraz wytypowano te, które były zaklasyfikowane jako wrażliwe mikrobiologicznie, i wykonano powtórną kontrolę mikrobiologiczną dostępnych wciąż tych samych partii. Nie stwierdzono obecności bakterii Gram-ujemnych. Wciąż rozważano możliwość zakażenia krzyżowego zważonych surowców, do którego mogło dojść na skutek uszkodzenia jednorazowego worka podczas zasysania składnika do mieszalnika. Weryfikacja stanu worka spoczywa na pracowniku myjni, który miał obowiązek raportować każdy uszkodzony worek podczas usuwania go z beczki po zakończonej fabrykacji. W tym przypadku nie zaraportowano uszkodzonych worków. Niemniej proces oparty jest na człowieku i jego subiektywnej ocenie.

Postępowanie wyjaśniające i weryfikacja instalacji procesowej

Procesy higieniczne, takie jak mycie i dezynfekcja, oraz sam proces fabrykacji odbyły się zgodnie z dostępnymi recepturami. Ustalono to po przeanalizowaniu archiwalnych zapisów wartości temperatury w czasie oraz automatycznych statusów instalacji. Dodatkowo przeprowadzono procesy mycia i dezynfekcji poszczególnych elementów instalacji pod nadzorem Działu Jakości, co jest standardowym postępowaniem przy analizie przyczyn niezgodności mikrobiologicznej.

Porównanie parametrów programów higienicznych ze zwalidowanymi metodami oraz weryfikacja ich przy użyciu rejestratorów temperatury wykazała, że jeden zbiornik procesowy miał mocno zmienione kluczowe parametry dezynfekcji, która trwała 10 razy krócej niż powinna. Po tym odkryciu wykonano analizę mikrobiologiczną (wymazy oraz test wodny), która wykazała, że pomimo zbyt krótkiego czasu trwania dezynfekcji w tej instalacji nie występują bakterie Gram-ujemne. Niemniej zaadresowano odpowiednie działanie korekcyjne, jak również korygujące, aby w przyszłości uniknąć podobnych niezgodności.

Dezynfekcja rurociągu transferu, jak i samej maszyny rozlewniczej, przebiegła bez żadnych anomalii. Weryfikacja czystości mikrobiologicznej potwierdziła skuteczność tego procesu. Polegała ona na pobraniu wymazów z punktów krytycznych, określanych dla każdej maszyny podczas walidacji na podstawie technicznej analizy ryzyka i wykonaniu posiewu na standardowym podłożu. Zarówno raport ważenia surowców, jak i samej fabrykacji nie wskazał odstępstw od ustalonych procesów. Podobnie raporty pięciu wcześniej produkowanych szarż mas kosmetycznych nie wskazywały poważniejszych odchyleń mogących powodować zakażenie mikrobiologiczne.

Przeprowadzając test wodny, odtworzono wszystkie procesy, które stosowano podczas fabrykacji. Po każdym procesie pobierano próbkę wody, aby potwierdzić, że zakażenie nie jest powodowane przez jeden z procesów zasysania surowców, wytwarzania nadciśnienia/podciśnienia czy mieszania różnymi typami mieszadeł, w które był wyposażony mieszalnik. Pobrano mnóstwo próbek. Na wyniki trzeba było poczekać, ponieważ przyspieszona procedura badania mikrobiologicznego wody w teście wodnym trwała 3 dni. Uwagę przykuł wynik próbki pobranej po wytworzeniu podciśnienia i mieszaniu wewnętrzną turbiną homogenizującą. Tylko w tej próbce stwierdzono obecność bakterii Gram-ujemnych. Posiew na podłożu selektywnym co prawda nie potwierdził, że jest to Pseudomonas Aeruginosa, ale był to punkt zwrotny w trwającej już bardzo długo analizie przyczyn źródłowych zakażenia.

Turbina homogenizująca i układ chłodzenia

Podobnie jak w przypadku poprzednich punktów, instalację analizowano pod wieloma kątami, zaczynając od ostatniej wykonanej konserwacji, przez awarie, po zgłoszenia operatorów. O ile raporty z konserwacji czy wykonanych napraw nie wskazywały na ryzyko zakażenia mikrobiologicznego, o tyle zgłoszenia operatorów dostarczyły bardzo ważnych wskazówek. Niestety zgłaszanie incydentów czy spostrzeżeń nie było ujęte w żadnym procesie i odbywało się ustnie: albo na przekazaniu zmiany, albo podczas porannej odprawy Kierownikowi Produkcji.

Mając już wiedzę, że do mieszalnika dostają się bakterie Gram-ujemne podczas wytwarzania podciśnienia i mieszania turbiną homogenizującą, skupiono się właśnie na tych elementach instalacji. Poszukiwano przede wszystkim stojącej wody w strefie czystej oraz słabych barier między strefą czystą i brudną. Przegląd pompy próżniowej nie wykazał potencjalnej możliwości dostania się znajdującej się w niej wody do mieszalnika. Dodatkowo budowa mieszalnika i geometria rurociągów gwarantowała zachowanie odpowiednich warunków higienicznych strefy czystej instalacji po wykonaniu procesu dezynfekcji.

Została turbina homogenizująca. Zdecydowano się na fizyczną inspekcję wewnątrz mieszalnika. Oględziny przez wykwalifikowanego pracownika Działu Utrzymania Ruchu (DUR) nie potwierdziły widocznego uszkodzenia samej turbiny ani uszczelnienia mechanicznego w dnie mieszalnika. Analiza konstrukcji turbiny homogenizującej wykazała, że jest ona chłodzona roztworem wody i gliceryny krążącym w układzie zamkniętym pod ciśnieniem. Dodatkowo z rozmów z operatorami uzyskano informację, że zdarzają się sytuacje, w których turbina zatrzymuje się z powodu niskiego poziomu roztworu chłodzącego. Świadczy to o nieszczelności układu chłodzenia, którą DUR zbagatelizował i uznał, że nieszczelności występują gdzieś na zewnętrznych łączeniach rurociągu. W tym okresie nikt z DUR nie uzupełniał roztworu chłodzącego. Sprawdzono poziom roztworu chłodzącego i był on niski, ale wciąż w normie. Raport fabrykacji także jasno wskazywał, że podczas procesu turbina homogenizująca pracowała stabilnie, bez żadnych zatrzymań.

Dopiero rozmowa z operatorem przygotowującym instalację do fabrykacji przyniosła przełom. Okazało się, że podczas mycia mieszalnika przed fabrykacją zakażonego żelu turbina homogenizująca zatrzymała się z powodu niskiego poziomu roztworu chłodzącego. Operator, spiesząc się, aby zdążyć przed końcem zmiany, sam uzupełnił instalację roztworem chłodzącym, nikomu tego nie raportując. Niestety raporty mycia i dezynfekcji nie są tak zautomatyzowane jak samej fabrykacji, dlatego w trakcie ich analizy nie stwierdzono anomalii podczas mycia.

Nadal pozostawały pytania: czy roztwór chłodzący jest zakażony bakteriami pałeczki ropy błękitnej (bo pożywką jest znakomitą) oraz czy mógł się dostać do mieszalnika, skoro uszczelnienie nie jest wizualnie uszkodzone? Na pierwszą odpowiedź trzeba było poczekać do wyniku posiewu, który finalnie potwierdził obecność Pseudomonas Aeruginosa w roztworze chłodzącym.

Aby stwierdzić, czy roztwór chłodzący dostaje się przez pozornie sprawne uszczelnienie mechaniczne, do tego roztworu dodano barwnik. Do mieszalnika zadozowano wodę procesową w ilości pozwalającej zakryć turbinę homogenizującą, umożliwiając jej użycie. Wytworzono podciśnienie w zbiorniku i uruchomiono turbinę. Po dwóch godzinach pobrano ok. 30 l wody do białego wiadra. Utrzymując te same warunki ciśnienia i prędkość mieszania, po kolejnych dwóch godzinach pobrano kolejną próbkę. Porównanie próbek wskazało, że ich kolor się różni – druga próbka ewidentnie zawierała dodany do roztworu chłodzącego barwnik. Próbka po kolejnych dwóch godzinach mieszania dobitnie potwierdziła nieszczelność turbiny homogenizującej.

I tak, po prawie dwóch tygodniach postoju, licznych analizach i testach, znaleziono przyczynę zakażenia żelu kosmetycznego. Było nią uszczelnienie mechaniczne turbiny homogenizującej, które na skutek zmęczenia materiału posiadało liczne mikropęknięcia. Podczas wymiany rozpadło się na kawałki. Przeprowadzona analiza nie tylko wskazała bezpośrednią przyczynę zakażenia mikrobiologicznego, ale wykazała także szereg niedociągnięć systemowych oraz zaniechań pracowniczych.

W planie działań korygujących wskazano potrzebę:

• Usystematyzowania raportowania występujących anomalii we wszystkich procesach – nie tylko produkcyjnych, ale także okołoprodukcyjnych – oraz sposobu reakcji na nie.

• Wprowadzenia regularnej zmiany hasła dostępu do platform produkujących masy kosmetyczne na wszystkich poziomach odpowiedzialności.
• Rozszerzenia technicznej analizy ryzyka dotyczącej punktów kontrolnych i krytycznych punktów kontrolnych (CCP) także poza strefą czystą instalacji.
• Aktualizacji planu konserwacji i prewencji instalacji z uwzględnieniem wszystkich zużywających się elementów instalacji, także tych o bardzo długim cyklu życia.

Wnioski i CAPA: raportowanie, działania zapobiegawcze, automatyzacja

Dobra znajomość instalacji to klucz zarówno do skutecznej analizy CAPA, jak również optymalnego planu konserwacji i prewencji. Każdy system zapewniania jakości powinien być oparty o rzetelną wiedzę techniczną instalacji produkcyjnych. Istotna jest również automatyzacja procesów produkcyjnych i okołoprodukcyjnych. Pozwala ona na znaczne ograniczenie błędów ludzkich wynikających z zaniechania lub subiektywnej interpretacji zdarzenia lub wymagania. Dlatego tak ważne jest, aby Dobre Praktyki Produkcji (GMP) w punkcie dotyczącym szkoleń uwzględniały aspekty techniczne i procesowe występujące w danej organizacji. Pozwoli to pracownikom lepiej zrozumieć wpływ podejmowanych przez nich codziennych działań na instalację i procesy, co przełoży się na eliminację w znacznej mierze potencjalnych awarii i incydentów jakościowych oraz szybsze i skuteczniejsze analizy CAPA.