Instandhaltung

Reinigen in Reinräumen

Das Reinigen von Reinräumen zählt zu den schwierigsten Reinigungsaufgaben überhaupt. Kontaminationen sind durch hohe Hygienestandards zu vermeiden. Und die Betreiber brauchen zuverlässige Partner, um die richtigen Maßnahmen, Maschinen und Geräte auszuwählen.

Bodenreinigung im Reinraum: Nur mit einem Spezialsauger.

Die Reinräume der Mikroelektronik sind eine Welt für sich. Hier gilt es vor allem die Belastungen mit Partikeln auf den erzeugten Waren herabzusetzen, die Partikel zu kontrollieren und ihre Anzahl im Raum gering zu halten. Noch extremer sind die Anforderungen in den Hygiene-Reinräumen von Pharmazie, Medizintechnik und Lebenmittel-Industrie. Hier wird zusätzlich versucht auch Keime, Viren, Bakterien und andere Mikroorganismen zu kontrollieren und zu reduzieren. Ein äußerst diffiziles Unterfangen, denn nicht wenige dieser Störfaktoren haben eine Größe von weniger als 0,5 µm. Sie sind auch in Reinräumen eine nicht leicht auszumachende Quelle der Verunreinigung. Zahlreiche Normen versuchen, die Materie in den Griff zu kriegen. So kennt man die alte Norm Federal Standard 209 D, die die Partikel im Raum per Kubikfuß beschreibt und die noch heute gebräuchlichen Reinraumklassen 10, 100 oder 1000 beschreibt. Aber nicht nur in den USA, sondern auch in Europa wurden Normen entwickelt, die Reinraumklassen beschrieben haben.

So kamen Normen wie die Afnor X 44101 aus Frankreich, die BS 5295 aus Groß-Britannien und die VDI 2083 aus Deutschland. Diese Vielfalt bewirkte allerdings das, was eigentlich vermieden werden sollte: ein Durcheinander verschiedener Betrachtungsweisen. Seit 1997 gibt es die ISO 14644-1, die diese Normenvielfalt eliminiert und einheitliche Standards vorgibt.

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Eine praktische Erkenntnis aber teilen früher oder später alle Reinraum-Anwender: „Ein Reinraum macht nicht sauber“. Daher ist es wichtig, sich zunächst einmal mit den möglichen Quellen der Verunreinigung auseinanderzusetzen. Der klassische Verschmutzer des Reinraumes ist in jedem Fall der Anwender selbst, der in diesem Raum arbeitet. So kommen vom Menschen vor allem Hautpartikel, Schuppen, Kosmetika, Kleidungspartikel und Haare, aber auch Mirkoorganismen in die überwachten Bereiche. Für diese Verunreinigungen gibt es in der Regel spezielle Hygienemaßnahmen, die von allen Mitarbeitern in diesen Bereichen befolgt werden müssen. Hundertprozentige Sicherheit geben diese Maßnahmen aber auch nicht. Vor allem Mikroorganismen können sich selbst bei den besten Hygienemaßnahmen unbeabsichtigt in überwachte Bereiche einschleusen. Auch der Reinraum an sich stellt eine nicht unerhebliche, potenzielle Quelle der Verunreinigung dar. So können sich im Laufe der Benutzung Farben und Beschichtungen des Reinraumes ablösen und Kontaminationsquellen bilden. Natürlich ist hier auch die Zu- und Abluftanlage besonders gefordert, um schädliche Einflüsse dieser Bereiche auszuschließen. Und als nicht unerheblich stellt sich immer auch das im Reinraum verwendete Material und Werkzeug dar, wenn man die Verunreinigungen in Reinräumen betrachtet. Alle ver- und bearbeiteten Materialien können früher oder später die Reinräume so kontaminieren, dass spezielle Maßnahmen ergriffen werden müssen. Als Betreiber eines Reinraumes steht man daher immer vor der Frage, wie denn eine Reinigung im Reinraum auszusehen hat. Freie Partikel werden im Reinraum zum großen Teil bereits über das Downstream-Verfahren abgeschieden. Das bedeutet, dass in vielen Reinräumen ein Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck aufrechterhalten wird, und die Lüftung in dem Raum von oben her erfolgt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Entlüftungen liegt diese nicht oberhalb der Arbeitsbereiche, sondern unterhalb, in Bodennähe. Dadurch werden viele Partikel, die der Schwerkraft unterliegen, innerhalb der Lüftungstechnik abgeschieden bevor sie den Boden erreichen. In Reinräumen gibt es allerdings, wie in jedem anderen Raum auch, physikalische Gegebenheiten, die verhindern, dass Partikel dorthin fliegen, wo man sie am leichtesten abscheiden kann. Es können Adhäsionskräfte, Luftverwirbelungen oder Ecken und Kanten sein, die Schwierigkeiten bei der Partikelabscheidung machen.Dadurch bleiben auch Partikel im Reinraum, die nicht automatisch beseitigt werden. Um diese einzufangen, bedient man sich, wie in anderen Bereichen auch, gerne eines Staubsaugers. Dass dieser ein wenig anders aussieht, als jene, die im normalen Betriebsalltag eingesetzt werden, versteht sich von selbst. Neben dem Filtersystem, das geeignet sein muss, sämtliche Partikel bis 0,5 µm zuverlässig abzuscheiden, muss dieser Sauger noch einige andere spezielle Anforderungen erfüllen. Zu den Hauptanforderungen zählt sicherlich die Autoklavierbarkeit der Geräte. Spezialsauger, wie der IVT 1000 CR von Nilfisk-Advance, sind für diesen Einsatzfall daher in gebräuchlicher Edelstahlausführung im Reinraummaterial AISI 316 gefertigt. Auch das Zubehör für diese Sauger muss in abriebfester, autoklavierbarer reinraumverträglicher Ausführung genau für diesen Einsatzfall entwickelt worden sein. Mit diesen Spezialsaugern können mit spezieller Ulpa-Filterung auch Reinraumklassen bis ISO 4 abgedeckt werden, was der alten amerikanischen Reinraumklasse 10 entspricht. Das ist die Klasse, in der in einem Kubikfuß Luft nur noch 10 Partikel zugelassen werden, die größer als 0,5 µm sind. Eine noch höhere Reinraumklasse ist nur sehr selten zu finden, da der technische Aufwand für noch höhere Reinraumklassen überdimensional ansteigt.

Die Entsorgung von Schmutz aus einem Reinraum ist verständlicherweise nicht einfach. Mit dem Schmutz, der beim Staubsaugen eingefangen wird, verhält es sich nicht anders. Dieser muss vor der Entsorgung so gesichert werden, dass keine Möglichkeit besteht, dass er wieder austreten kann. In der Regel werden hierfür spezielle Beutelsysteme angeboten, die eine zuverlässige und sichere Entsorgung zulassen. Eine Neuerung auf dem Markt für eine besonders sichere Entsorgung stellt ein System dar, bei dem das Hauptfilter (Hepa A H 13) komplett mit dem Entsorgungsbehälter zusammen entsorgt wird. Diese Technologie ist vor allem bei biokontaminiertem Gut eine sichere Entsorgungsmethode.

Neben dem trockenen Verfahren werden für die Reinigung in Hygienebereichen auch Nassreinigungsverfahren eingesetzt. Neben der klassischen Reinigung mit deionisiertem Wasser (DI) gibt es Spezialchemie, die hier eingesetzt wird. Um dabei die negativen Eigenschaften von Tensiden (die sich an sich an Oberflächen anlagern und Partikel regelrecht anziehen) auszuschalten, wird häufig auf tensidfreie Chemie zurückgegriffen. Mit speziellen Reinigungstüchern, die den Reinraumanforderungen entsprechen müssen, können so auch jene Stellen gereinigt werden, die nur nass gereinigt werden dürfen. Dies gilt sowohl für die Reinigung von Oberflächen, als auch von Bodenflächen und Wänden.

Stephan Krüger, Nilfisk Advance/ ms

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