Reinräume sind energieintensive Umgebungen mit strengen Anforderungen. Eine intelligentere Gestaltung in Kombination mit präziser Messtechnologie kann einen großen Unterschied machen. Erfahren Sie, wie Sie die Nachhaltigkeit von Reinräumen verbessern, den Energieverbrauch senken und Konformitätsstandards erfüllen können – und das alles ohne Kompromisse bei Zuverlässigkeit oder Leistung.
Ein Reinraum ist ein Raum, in dem die Konzentration luftgetragener Partikel gesteuert wird. Er ist so konstruiert und wird so genutzt, dass die Einführung, Erzeugung und Aufbewahrung von Partikeln im Raum minimiert wird. Auch die Lufttemperatur und Feuchte in einem Reinraum sowie der Differenzdruck zwischen den Räumen werden streng gesteuert.
Reinräume kommen in vielen Bereichen zum Einsatz, unter anderem in der Pharmaindustrie, der Lebensmittelindustrie, der Halbleiterindustrie und in Forschungslabors. Die wichtigste Norm, die den Bau und Betrieb von Reinräumen betrifft, ist die EN ISO 14644, die unter anderem die zulässige Partikelmenge in der Luft definiert. Auch für Reinräume in der Pharmaindustrie gelten die Vorschriften der Guten Herstellungspraxis (GMP).
Reinräume sollten so platziert, entworfen, gebaut, angepasst und gewartet werden, dass sie den Anforderungen des durchgeführten Prozesses entsprechen. Die Konzeption erfolgt üblicherweise anhand eines Materialflussdiagramms, das die im Reinraum ablaufenden Arbeitsvorgänge beschreibt und die Personalbewegungen und Materialbereitstellungen zuordnet. Ziel der Gestaltung ist es, das Risiko von Fehlern und Kreuzkontaminationen zu minimieren, eine effektive Reinigung und Wartung zu ermöglichen, die Ansammlung von Schmutz und Staub zu verringern und jegliche nachteilige Auswirkungen auf die Produktqualität zu vermeiden.
Der Mensch ist oft die größte Partikelquelle in einem Reinraum, weshalb spezielle Kleidung erforderlich ist, um die von der Haut des Menschen abgegebenen Partikel zu filtern. Je besser die Kapazität von Filtration, desto weniger Partikel werden freigesetzt.
Ein Reinraum ist typischerweise ein Raum in einem Raum mit einer streng kontrollierten Umgebung. Während die typische Höhe 2600 mm beträgt, können einige Prozessgeräte mehr Platz benötigen. Die Aufrechterhaltung von Druckdifferenzen ist für die Bewahrung der Sauberkeit unerlässlich – und kann ein häufiger Fehler bei der Reinraumgestaltung sein.
Die GMP-Richtlinien empfehlen eine Druckdifferenz von 10 bis 15 Pa zwischen den Reinraumklassen. Luftschleusen und Umkleideräume stehen im Vergleich zum Prozessraum normalerweise unter Unterdruck und im Vergleich zum nicht klassifizierten Korridor unter Überdruck. Ineinandergreifende Türen tragen dazu bei, die Druckdifferenz aufrechtzuerhalten, wobei der Zugang zu Reinräumen streng gesteuert wird.
Strenge Anforderungen an die Raumgröße legen die Messlatte für die Raumumgebungssteuerung und die dazugehörigen Sensoren hoch. Die Aufrechterhaltung der erforderlichen Werte von Temperatur, Feuchte und Druck erfordert eine präzise und zuverlässige Steuerung der Bedingungen. Sensoren, die die Messdaten in das Steuerungssystem einspeisen, spielen eine wesentliche Rolle: Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität der Sensoren sind entscheidend für die Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen in Reinräumen.
Beispielsweise hat sich der Feuchte- und Temperaturmesswertgeber Vaisala HMT120 als beliebte Option für Räume erwiesen, da er genaue, zuverlässige Messungen mit hervorragender Langzeitstabilität liefert. Das Auswechseln der Sonde geht schnell und einfach von der Hand. Die Geräte verfügen über eine Standardverbindung, sodass die zur Kalibrierung vorgesehenen Sonden schnell ausgewechselt werden können. Auf diese Weise lässt sich die Ausfallzeit des Sensors auf nur wenige Sekunden reduzieren.
Neben Steuerungen muss die Reinraumkonformität auch durch regelmäßige Messungen und Dokumentation nachgewiesen werden. Dies wird üblicherweise durch ein validiertes Umgebungsüberwachungssystem erreicht, zum Beispiel Vaisala viewLinc, auf das alle führenden Pharmaunternehmen setzen.
Umgebungsüberwachungssysteme bestehen aus Messwertgebern, Datenloggern und Partikelzählern zum Messen und Erfassen von Daten zu Druckdifferenzen, Partikelzählern, Temperatur und Feuchte. Die Validierung muss Vorschriften einhalten, weshalb genaue Messungen von der Entwurfsphase bis hin zur Inbetriebnahme und zum Normalbetrieb unerlässlich sind. Kontinuierliche Überwachung bestätigt, dass die richtigen Bedingungen eingehalten werden.
Die wichtigsten Faktoren zur sicheren Steuerung der Sauberkeit und Energieeffizienz von Reinräumen sind die Lüftung und die Lüftungssteuerungstechnik. Die Luftmenge, die in einem Reinraum pro Minute ausgetauscht wird, entspricht der Luftmenge, die in einem Büro pro Stunde ausgetauscht wird. Um diese Luftmenge zu bewegen, ist für die Ventilatoren eine hohe Leistung erforderlich. Folglich verbraucht die Lüftung in einem Reinraum mehr Energie als alles andere. Besonders hoch ist der Energieverbrauch, wenn die Ventilatoren ungeachtet der Raumbedingungen mit maximaler Geschwindigkeit laufen. Durch intelligentere Lüftung, präzise Steuerungstechnik sowie zuverlässige Komponenten und Produkte können deutliche Einsparungen erzielt werden.
Die Suche nach Möglichkeiten zur Energieeinsparung in Reinräumen ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern auch Teil der EN ISO 14644-Norm. Part 16 von EN ISO 14644 hebt nun Energieeinsparungen hervor und fordert die Benutzenden auf, dies zu berücksichtigen.
Die Nachhaltigkeit von Reinräumen beginnt damit, eine Überdimensionierung und Überlüftung der Räume zu vermeiden. Die Energieeffizienz kann weiter verbessert werden, indem der unnötige Energieverbrauch für die Lüftung reduziert wird, indem man auf einen bedarfsgeregelten und proaktiv gesteuerten Modus umschaltet, wobei die Anzahl der Personen im Raum und der aktuell laufende Prozess berücksichtigt werden. Ein dynamisches System kann den Luftstrom entsprechend der Nutzung, der Auslastung und des Kontaminationsrisikos in Echtzeit anpassen.
Kleinere Reinzonen in größeren Räumen oder Anlagen können unabhängig voneinander gesteuert werden, was zu einer weiteren Optimierung der Luftwechselraten beiträgt. Durch flexible Grundrisse können Sie nur die erforderlichen Bereiche klimatisieren, anstatt ganze Räume.
Präzise Messsensoren sind ein wichtiger Bestandteil eines gut funktionierenden und energieeffizienten Systems. Sie tragen dazu bei, die Konformität von Vorschriften sicherzustellen und den Energieverbrauch zu optimieren. Es ist auch bedeutend, zu gewährleisten, dass die Sensoren genau kalibriert sind. Dies macht eine einfache Kalibrierung zu einem wichtigen Aspekt. Hochwertige, stabile Sensoren sorgen dafür, dass die Steuerungssysteme auf der Grundlage präziser und zuverlässiger Daten funktionieren und eine Überlüftung aufgrund falscher Messwerte verhindert wird.
Intelligentere Gestaltung, präzise Steuerung und genaue Messtechnologie sind wesentliche Elemente eines zuverlässigen und nachhaltigen Reinraumbetriebs. Vaisala bietet eine breite Produktpalette, der Reinraumbetreiber weltweit vertrauen. Sie ermöglicht Energieeinsparungen in Reinräumen, ohne Kompromisse bei den Standards einzugehen.
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