Reinraum ist eine energieintensive Umgebung mit hohen Anforderungen. Eine intelligentere Konstruktion in Kombination mit präziser Messtechnik kann eine echte Veränderung bewirken. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Sie die Nachhaltigkeit von Reinräumen verbessern, den Energieverbrauch senken und die Compliance-Standards erfüllen können – alles ohne Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit oder die Leistung.

Was ist ein Cleanroom?

Ein Reinraum ist ein Raum, in dem die Konzentration von Partikeln in der Luft kontrolliert werden kann. Seine Konstruktion und Verwendung minimieren die Einführung, Erzeugung und Retention von Partikeln im Raum. Auch die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Reinraum sowie die Druckdifferenz zwischen den verschiedenen Räumen werden streng kontrolliert.

Reinräume sind weit verbreitet in der Pharmaindustrie, der Lebensmittelindustrie, der Halbleiterindustrie und in Forschungslaboren. Die wichtigste Norm, die den Bau und den Betrieb von Reinräumen beeinflusst, ist die EN ISO 14644, die die zugelassene Partikelmenge in der Luft definiert. Die GMP-Vorschriften gelten auch für Reinräume in der Pharmaindustrie.

Verwalten der Reinraumluftqualität

Die Wahl, Konstruktion, Bau, Umbau und Wartung von Reinräumen sollten den Anforderungen des Prozesses entsprechen. Sie werden in der Regel mit Materialablaufsdiagrammen konzipiert, die die Vorgänge beschreiben, die in einem Reinraum durchgeführt werden sollen, und die Personen- und Materialabläufe zeichnen. Das Ziel ist es, das Risiko von Fehlern und Kreuzverschmutzung zu minimieren, eine effektive Reinigung und Wartung zu ermöglichen, die Ansammlung von Schmutz und Staub zu minimieren und jegliche nachteiligen Auswirkungen auf die Produktqualität zu beseitigen.

Der Mensch ist in der Regel die wichtigste Partikelquelle in einem Reinraum, weshalb spezielle Kleidung erforderlich ist, um Partikel zu filtern, die von der menschlichen Haut freigesetzt werden. Je stärker die Filterkapazität ist, desto weniger Partikel werden freigesetzt.

Reinigung durch Systemdesign

Ein Reinraum ist in der Regel ein spezieller Raum in einem Gebäude mit sehr strengen Umweltkontrollen. Während die typische Höhe 2,6 m beträgt, benötigen einige Prozessgeräte möglicherweise mehr Platz. Die Aufrechterhaltung der Druckdifferenz ist von entscheidender Bedeutung, um sauber zu bleiben, und kann ein häufiger Fehler im Reinraum-Design sein.

Die GMP-Richtlinien empfehlen, dass der Druckunterschied zwischen den verschiedenen Reinraum-Klassen bei 10-15 Pa gehalten wird. Normalerweise sind die Gassperren und Umkleideräume negativ gegenüber der Prozesskammer und die Korridore positiv gegenüber der nicht reinen Klasse. Verriegelungstüren helfen, die Druckdifferenz zu halten und die Einreise und Ausgang von Reinraum-Mitarbeitern streng zu kontrollieren.

Wichtigkeit der Compliance

Die strengen Anforderungen an sauberen Raum setzen hohe Standards für die Innenumweltkontrolle und die damit verbundenen Sensoren. Die Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur-, Feuchtigkeit- und Luftdruckniveaus erfordert eine präzise und zuverlässige Kontrolle der Bedingungen. Die Sensoren, die die Messdaten in das Steuersystem einführen, spielen eine entscheidende Rolle: Die Zuverlässigkeit und langfristige Stabilität der Sensoren sind entscheidend für die Aufrechterhaltung guter Bedingungen im Reinraum.

Zum Beispiel hat sich der Feuchtigkeits- und Temperatursender Vaisala HMT120 zu einer beliebten Wahl für Reinräume entwickelt, da er präzise, zuverlässige Messungen und eine gute langfristige Stabilität bietet. Der Austausch der Sonden ist einfach und schnell – die Geräte verwenden eine Standardschnittstelle, sodass die Sonden, die zum Kalibrieren ausgetauscht werden müssen, schnell ausgetauscht werden können. Dadurch wird die Ausfallzeit des Sensors auf nur wenige Sekunden verkürzt.

Neben der Kontrolle muss die Konformität des Reinraums durch regelmäßige Messungen und Aufzeichnungen nachgewiesen werden. Dies wird in der Regel mit bewährten Umweltüberwachungssystemen wie Vaisala viewLinc erreicht, das von großen Pharmaunternehmen bevorzugt wird.

Umweltüberwachungssysteme bestehen aus Sendern, Datenloggern und Partikelzählern zur Messung und Erfassung von Druckdifferenz-, Partikelzähl-, Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten. Um die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, ist eine Validierung erforderlich, was eine genaue Messung von der Konstruktionsphase über die Inbetriebnahme bis zum normalen Betrieb entscheidend macht. Eine kontinuierliche Überwachung kann sicherstellen, dass der Reinraum unter den richtigen Bedingungen steht.

Reinraum-Design optimieren

Ein wichtiger Faktor für die Sauberkeit und Energieeffizienz von Reinräumen ist die Lüftungs- und Lüftungssteuerungstechnologie. Die Luftmenge, die in einem Reinraum pro Minute ausgetauscht wird, entspricht der Luftmenge, die in einem Büro pro Stunde ausgetauscht wird. So viel Luft zu bewegen erfordert eine Menge Kraft für den Lüfter. Daher verbraucht das Lüftungssystem mehr Energie als jede andere Komponente im Reinraum. Wenn der Lüfter unabhängig von den Raumbedingungen mit maximaler Geschwindigkeit arbeitet, ist der Energieverbrauch besonders hoch. Intelligentere Lüftung, präzise Steuertechnik sowie zuverlässige Komponenten und Produkte können erhebliche Einsparungen bewirken.

Die Suche nach Möglichkeiten, Energie in sauberen Räumen zu sparen, ist nicht nur umweltfreundlich, sondern ist auch Teil der Norm EN ISO 14644. Teil 16 der EN ISO 14644 legt nun den Schwerpunkt auf Energieeinsparung und fordert die Anwender auf, dies zu berücksichtigen.

Wie man den Energieverbrauch reduziert

Um die Nachhaltigkeit von Reinräumen zu erreichen, müssen Sie zunächst übergroße Räume und übermäßige Belüftung vermeiden. Durch die Reduzierung der unnötigen Energie, die für die Lüftung verwendet wird, kann die Energieeffizienz weiter verbessert werden, indem sie auf ein nachfragebasiertes Muster der aktiven Steuerung umgestellt wird, wobei die Anzahl der Menschen im Raum und die derzeit laufenden Prozesse berücksichtigt wird. Das dynamische System kann den Luftstrom entsprechend der Echtzeitnutzung, der Belegung und dem Verschmutzungsrisiko anpassen.

In größeren Räumen oder Anlagen können kleinere Reinigungsbereiche unabhängig gesteuert werden, was dazu beiträgt, die Luftwechselrate weiter zu optimieren. Das flexible Layout ermöglicht es Ihnen, nur den gewünschten Bereich anzupassen, nicht den gesamten Raum.

Warum genaue Messgeräte wichtig sind

Genaue Messsensoren sind ein entscheidender Bestandteil eines energieeffizienten Systems, der zur Gewährleistung der Einhaltung und zur Optimierung des Energieverbrauchs beiträgt. Es ist auch wichtig, eine genaue Kalibrierung der Sensoren sicherzustellen, was die Bequemlichkeit der Kalibrierung zu einer wichtigen Überlegung macht. Qualitativ hochwertige, stabile Sensoren sorgen dafür, dass das Steuersystem auf der Grundlage von genauen und zuverlässigen Daten funktioniert und eine Überbelüftung durch Fehlermessungen verhindert.

Intelligentere Konstruktion, präzise Steuerung und präzise Messtechnik sind grundlegende Elemente für einen zuverlässigen und nachhaltigen Betrieb von Reinräumen. Vaisala bietet eine breite Palette von Produkten, die von Reinraumbetreibern auf der ganzen Welt bevorzugt werden – und ermöglicht Energieeinsparungen in Reinräumen, ohne die Standards zu senken.