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Reinraumklimatisierung Reinräume zielorientiert und kostenbewusst planen

| Autor / Redakteur: Matthias Juffa / Dipl.-Medienwirt (FH) Matthias Back

Ein Reinraum sollte genau so auf die Prozessanforderungen zugeschnitten sein wie ein Maßanzug auf seinen Träger. Als Alternative greift man oft zum Reinraum „von der Stange“, der jedoch spezifische Einflussfaktoren zur Erfüllung der Prozessanforderungen wenig berücksichtigt. Langfristig kann dies sogar erheblich höhere Betriebskosten verursachen. Und auch die Erstinstallation kann deutlich kostspieliger als nötig ausfallen.

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Um langfristig höhere Betriebskosten zu vermeiden, ist es wichtig, den Reinraum genau auf die jeweiligen Prozessanforderungen anzupassen.
Um langfristig höhere Betriebskosten zu vermeiden, ist es wichtig, den Reinraum genau auf die jeweiligen Prozessanforderungen anzupassen.
(Bild: Chemgineering)

Was eigentlich ist das Ziel von Reinräumen? Ein Stück der Antwort steckt schon im Namen „Reinraum“. In solchen Räumlichkeiten sollen die Partikelkonzentration sowie die Keimbelastung von Luft und Oberflächen unter festgelegten Grenzen bleiben. Aber auch die Einhaltung von MAK/OEL-Werten (Maximale Arbeitsplatzkonzentration/Occupational Exposure Level) – insbesondere bei der Handhabung hochaktiver Wirkstoffe – sowie die thermische Behaglichkeit am Arbeitsplatz müssen garantiert sein.

Um dies zu erreichen, werden oft sehr energieaufwendige Lösungen umgesetzt, die noch deutliche Einsparpotenziale besitzen. Die meisten dieser gegebenenfalls kostentreibenden Einflussfaktoren für die bedarfsgerechte Konzipierung eines Reinraumes lassen sich am effektivsten in der Planungsphase beeinflussen. Oft sind solche Kostensenkungsmaßnahmen jedoch auch für bereits bestehende Reinräume nachträglich gut realisierbar.

Luftströmungen kennen und beherrschen

Partikelexposition, der große „Feind“ des Reinraums, kann den zu schützenden Bereich von außen und von innen kontaminieren. Die Hauptpartikelquellen in reinen Räumen sind Produktionsmaschinen, Menschen, die offene Handhabung von Produkten bzw. Materialien und eine unreine Umgebung.

Mögliche Maßnahmen zur Verhinderung einer Partikelkontamination von außen sind die Sicherstellung einer möglichst guten Systemdichtheit sowie entsprechend eingestellte Raumdruckkaskaden. Der Kontamination von innen wird oft dadurch begegnet, dass die freigesetzte Partikelbelastung mittels größtmöglicher Verdünnung unter dem zulässigen Grenzwert gehalten wird. D.h., man operiert normalerweise mit relativ hohen Luftwechselzahlen im Raum, was wiederum mit einem hohen Energieeinsatz für die Luftkonditionierung – Erhitzen, Kühlen, Ent- bzw. Befeuchten – und den Transport der Luft zusammenhängt.

Energetisch lässt sich dies optimieren, indem die Luftbewegung im Raum so beeinflusst wird, dass die ungewollten Partikel mit einem geringen Luftvolumenstrom möglichst gut aus dem zu schützenden Bereich hinaus transportiert werden. Dies lässt sich mittels vertikaler oder horizontaler „laminarer Verdrängungsströmung“ bewerkstelligen.

Hierfür werden die Zuluft- und Abluftöffnungen an vorher definierten und gegebenenfalls mittels Strömungssimulation berechneten Positionen im Reinraum angeordnet. Ebenso können die freigesetzten Partikel direkt an der Emissionsquelle (Quellenabluft) abgesaugt werden, um den benötigten Luftdurchsatz zu minimieren.

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