Absaug- und Filteranlagen für Reinräume und Reinraumbereiche

Qualitätsverlust vermeiden

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29.04.2009 Ständig steigende Qualitätsanforderungen, die Miniaturisierung sowie immer komplexere Verfahren treiben die Entwicklung der Reinraumtechnik. Neue mobile Absaug- und Filteranlagen helfen dabei, diese Anforderungen zu erfüllen – so ist beispielsweise ein kontaminationsfreier Filterwechsel möglich.

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Bereits geringste Verunreinigungen im Fertigungsprozess können zu einem Verlust an Funktionalität oder sonstiger wichtiger Qualitätsfaktoren der Produkte führen. Die Reinraumtechnik beschäftigt sich daher mit folgenden Fragestellungen:

  • Wie schütze ich die Mitarbeiter und den Arbeitsplatz vor luftgetragenen Partikeln und Mikrokontamination (Hygiene)?
  • Welche Kontaminationsquellen sind zu beachten?
  • Welchen Einfluss haben diese einzeln und gemeinsam auf das Prozessgeschehen?
  • Wie lassen sich einzelnen Kontaminationsmechanismen beherrschen?
  • Wie werden Kontaminationen analytisch bestimmt, und wie empfindlich sind die Messverfahren?

Reinraumklassen und gültige Normen

Die Anwendung von Reinraumtechnik bedeutet jedoch nicht nur Produktionsbedingungen wie zum Beispiel in der Mikroelektronik, bei denen das Personal in Schutzanzügen und partikelfreien Räumen arbeitet. Solche Bedingungen sind in der Regel mit hohen Kosten verbunden. Für die Produktionsabläufe in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie wird die Reinraumtechnik auf das Wesentliche reduziert. Hier ist ein Reinraum ein abgegrenzter Bereich, dessen Qualität durch die Zufuhr gereinigter Luft und Überdruck erreicht wird. So kann man selbst mit geringem Aufwand eine große Wirkung erzielen.

Die Reinraumtechnik wird heute in Reinraumklassen eindeutig definiert. Über diese so genannten Reinraumklassen wird die maximale Konzentration von Partikeln oder Keimen bzw. KBE (Kolonie bildende Einheiten) eindeutig definiert. Mit Hilfe genormter Messverfahren ist es heute möglich, diese Klassen zu kontrollieren. Damit ist die Luftqualität eine feste Größe, die die Wirkung von Maßnahmen zum Einhalten der Luftqualität in Fertigungseinrichtungen dokumentiert. Der alte US Federal Standard 209 klassifizierte reinraumbasiert auf der Basis der Partikelkonzentration. Dieser Standard wurde inzwischen durch die neue ISO 14644–1 und ISO 14644–2 abgelöst. Hier erfolgt die Reinraumklassifizierung in der EG-GMP nach Keimen (KBE = Kolonie bildende Einheiten).
Das Einhalten von Reinraumklassen (Kontaminationsklassen) wird durch folgende Parameter bestimmt und muss schon in der Planungsphase eines Reinraumes oder Reinraumbereiches berücksichtigt werden:

  • Definition der Reinraumklasse,
  • Luftreinheit, Luftwechselrate, Luftmengen,
  • Bekleidung in Reinräumen,
  • eingesetzte Luftfilter, Filterklassen,
  • Planung von Schleusen und Zugangsbereichen,
  • Luftströmungen,
  • Auswahl geeigneter Betriebsmittel sowie
  • Qualifizierungsmöglichkeit der Betriebsmittel.

Mobile Absaug- und Filteranlagen für kontaminationsfreie Räume

Ein Hersteller von mobilen Absaug- und Filteranlagen hat sich mit dieser Thematik in Reinräumen und Reinraumbereichen auseinander gesetzt. Dabei entstand, auch mit Hilfe von Endanwendern, die neue praxisbezogene Geräteserie TBH-CR. Ihre Kennzeichen sind

  • modularer Geräteaufbau für den leichten kontaminationsfreien Filterwechsel,
  • die Möglichkeit der Prozess-Qualifizierung der gesamten Anlage nach dem Filterwechsel und im Betrieb der Anlage,
  • die Verwendung von reinraumtauglichen, kontaminationsarmen Werkstoffen und Materialen (Abriebfestigkeit, leicht zu reinigen, geringe Ablagerungsmöglichkeit von Mikropartikeln) und
  • einen geprüften Geräteaufbau nach DIN EN ISO 14644–1, ISO-Klassen bestätigt durch das CCI in Stuttgart (Contamination Control Instruments).

 

Das bestehende modulare Anlagenkonzept erleichtert auch die Umsetzung der kontaminationsfreien Filterentnahme. Der Aufbau der Filterkassette beinhaltet das Saugrohr sowie einen auseinanderziehbaren Schutzschlauch. Wird das Saugrohr abgekoppelt, kann sich der Schutzschlauch ein Stück auseinanderziehen, und die Trennstelle wird überspannt. Damit lässt sich der Schutzschlauch über dem offenem Lufteinlass abbinden bzw. verschweißen, so dass der Lufteinlass der Filterkassette weiterhin staubdicht von der Umgebung abgeschirmt ist. Die Entnahme des Filters erfolgt durch die vorherige Versiegelung der Kunststoff-Schutzfolie, und er kann somit kontaminationsfrei entnommen werden.

Qualifizierung der Anlage im Fertigungsbereich

Die Absaug- und Filteranlagen der CR-Serie verfügen je nach Ausbaustufe über bereits integrierte Hilfsmittel für ein einfaches Qualifizieren der Anlage im Fertigungsbereich. So sitzt die Filterkassette grundsätzlich auf einem so genannten Dichtsitzprüfrahmen auf. Dieser ermöglicht das Überprüfen der Schnittstelle Filterkassette zum Basisgehäuse auf Dichtigkeit (Überdruckmessung). Darüber hinaus kann die Anlage optional mit vier Messsonden ausgerüstet werden, die unterhalb der Filterkassette positioniert sind. Dies ermöglicht eine Partikelmessung direkt nach der Filterkassette (Qualifizierungsmessung). Ebenso lässt sich der Luftausblasbereich der Filteranlage mit einem Messmodul ausstatten, um eine Qualifizierung der gesamten Anlage zu ermöglichen (Qualifizierungsmessung).

Der konstruktive Aufbau der Absaug- und Filteranlagen wurde durch das CCI (Contamination Control Instuments) in Stuttgart geprüft und bestätigt. Die CR-Serie ist damit je nach Ausbaustufe in Reinräumen der ISO-Klassen 3, 5, 7 und 9 einsetzbar. Die Luftleistungen der CR-Serie variieren zwischen 280, 330 und 440m³/h. Durch den modularen Aufbau der Absauganlagen ist die Filterausstattung frei wählbar. Für das Erfassen von Feinstaubemissionen ist das Filterpaket Z, bestehend aus einem Z-Line-Vorfilter (F5) mit nach geschaltetem Hepa-Filter (H14), geeignet. Zum Erfassen von Dämpfen und Gasen steht das Filterpaket A mit Aktivkohle und nach geschaltetem Hepa-Filter (H14) zur Verfügung. Diese Filterpakete sind sowohl in der Gehäuse-Ausführung Edelstahl als auch in MDF(Medium Density Fiberboard)-Ausführung (veraschbar) erhältlich.

Heftausgabe: Mai-Juni 2009
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Bernd Nauheimer , VP Export Manager TBH

Über den Autor

Bernd Nauheimer , VP Export Manager TBH

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