Die Messung der Wasseraktivität ermöglicht, potenzielle Veränderungen der physikalischen Eigenschaften pulverförmiger Arzneimittel beispielsweise Verklumpen vorherzusagen. (Bild: bellakadife - AdobeStock)
- Wasseraktivitätsmessungen werden in der Pharma- und Chemieindustrie für die Prozesskontolle benötigt.
- Der Bluetooth-Wasseraktivitätsmesskopf Aw-Easy lässt sich per App über Tablet oder Smartphone steuern.
- Bei Konnektivitätsproblemen kann die Analyse offline über einen Knopf am Gerät gestartet werden, die Daten werden, sobald es wieder möglich ist, automatisch hochgeladen.
Der Begriff Wasseraktivität wird häufig mit „aw“ abgekürzt. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich um ein Maß für das in einem Produkt oder einer Zutat verfügbare Wasser, das entweder zu mikrobiellem Wachstum führen oder durch Migration die Qualität anderer Zutaten beeinträchtigen könnte. In der Pharmaindustrie ermöglicht die Messung der Wasseraktivität, potenzielle Veränderungen der physikalischen Eigenschaften von Produkten wie Zerfall, Aufquellen und Verklumpen von pulverförmigen Arzneimitteln vorherzusagen. Zusätzlich kann damit auch das Risiko des mikrobiellen Wachstums bewertet werden.
Wie wird Wasseraktivität gemessen?
Zur Messung der Wasseraktivität muss eine Probe des zu messenden Produkts entnommen werden. Diese muss ohne Verunreinigung vorbereitet werden. Außerdem ist zu beachten, dass die Wasseraktivität temperaturabhängig ist, das erfordert eine stabile Messumgebung. Die Probe, die in einen Einweg-Probenbecher gefüllt wird, muss dieselbe Temperatur wie die Sonde haben – normalerweise Umgebungstemperatur – erst dann sollte sie in das Wasseraktivitätsmessgerät eingegeben werden.
Nach einem kurzen Intervall – in der Regel nur wenige Minuten – berechnet das Gerät automatisch die aw-Werte, entweder auf der Grundlage eines in die Systemsoftware eingebetteten Prognosemodells oder durch Abwarten, bis der Wasserdampfdruck und die Temperatur in der Messkammer ein Gleichgewicht erreicht haben.
Anzeige als Rohdaten oder Diagramme
Der neue Bluetooth-Wasseraktivitätsmesskopf Aw-Easy von Rotronic kann Daten speichern, analysieren und anschließend automatisch Reports als PDF-Dokumente ausgeben, um sie für Qualitätskontrolle und Rückverfolgung zu verwenden. Einstellungen und Bedienung erfolgen über die iOS- oder Android-kompatible App, dabei werden für eine Messung lediglich der Name des Tests und die Chargennummer benötigt. Die Analyse wird automatisch ausgeführt und kann detailliert als Rohdaten oder in auswählbaren Diagrammen angezeigt werden, Reports werden als PDF- oder CSV-Dateien exportiert. Das Messgerät verfügt zudem über einen Touch-Button zum Starten und Stoppen von Messungen auch ohne Smartphone und bietet eine Genauigkeit im Bereich von plus oder minus 0,008 aw. Bei der Entwicklung des Messgeräts hat der Hersteller darauf geachtet, die für Wasseraktivitätsmessungen benötigte Zeit zu reduzieren. Normalerweise dauert eine Messung bis zu 50 min, doch beim Aw-Easy kann diese Zeit im Modus „Quick Function“ auf etwa 5 min verkürzt werden.
Analyse auch offline möglich
Bei Konnektivitätsproblemen beispielsweise auf Betriebsgeländen oder in Bereichen, in denen Smartphones verboten sind, können Anwender den Bluetooth-Wasseraktivitätsmesskopf als Standalone-Gerät nutzen. Die Analyse wird dann über den vorne angeordneten Touch-Button gesteuert, und die Daten werden auf dem Display angezeigt. Sobald sich das Smartphone wieder innerhalb der Reichweite befindet, werden die Daten automatisch hochgeladen.
Marko Stozinic, Spezialist für Wasseraktivität bei Rotronic, sagt über das neue Gerät: „Dank der detaillierten Reports und Bedienung über die App entfallen zudem alle weiteren Geräte, die für ältere Messköpfe normalerweise zusätzlich benötigt werden. Außerdem können mit der App Software- und Firmware-Updates schnell und einfach und ohne Benutzereingriff ausgeführt werden. Ein Update, das bald herauskommen wird, enthält beispielsweise die Option, dass Endbenutzer eine Sensorkalibrierung durchführen können, um die Benutzerfreundlichkeit noch weiter zu verbessern.“
Die Verwendung von Wasseraktivitätswerten für verschiedene Zutaten und die Erkenntnis, dass Wasser normalerweise von einer Substanz mit einem hohen aw-Wert zu einer Substanz mit einem niedrigen aw-Wert migriert, ermöglichen sowohl die Produktformulierung als auch die Kontrolle zu verbessern. Darüber hinaus wird die Wasseraktivität häufig als wichtiger Messparameter für Hazard-Analysis-and-Critical-Control-Point-Regelungen (HACCP) und als wesentlicher Messwert für eine genaue Prozesssteuerung verwendet. Damit kann das Produktionspersonal beispielsweise genau bestimmen, wie lange ein Produkt gekocht oder getrocknet werden muss, oder die Ofentemperaturen und die Geschwindigkeit von Fördersystemen steuern.
Im pharmazeutischen Sektor kann die Messung der Wasseraktivität bei der Produktformulierung, -herstellung und -verpackung eingesetzt werden. Insbesondere ist die Wasseraktivität ein wirksames Mittel, die Stabilität von Proteinen, Enzymen und biopharmazeutischen Komponenten vorherzusagen sowie die Kompatibilität hygroskopischer Hilfsstoffe wie Stärke und Zellulose in feuchtigkeitsempfindlichen Produkten zu steuern.
