IAB Reinraum – Reinraum Funktion, Klassen, Einsatz

Reinräume kennt man üblicherweise aus technischen Dokumentationen, in denen gezeigt wird, wie man Festplatten repariert oder hochempfindliche Halbleiter für elektronische Geräte produziert.

Was auf den ersten Blick auffällt, ist die Schutzkleidung, die den Mitarbeiter in einem solchen Umfeld auszeichnet. Aber zu einem Reinraum gehört sehr viel mehr als nur staubfreie Kleidung.

Wer braucht einen Reinraum?

Reinräume werden sowohl in der Fertigung als auch in der Forschung verwendet. Zum Beispiel dann, wenn die Materialien oder Endprodukte nicht mit Staub in Kontakt kommen dürfen.

Computerfestplatten sind ein gutes Beispiel, denn ein einziges Staubkorn, das bei der Produktion in das Gerät gelangt, kann eine Festplatte im Betrieb zerstören. Auch in der pharmazeutischen Industrie werden solche Räume benötigt, um die Anzahl der Keime in der Umgebungsluft zu kontrollieren.

Wie funktioniert ein Reinraum?

Prinzipiell ist ein Reinraum eine abgedichtete Box mit hocheffektiven Luftfiltern und einer Hochleistungs-Belüftungsanlage. Die Anzahl der Partikel oder Keime, die in der Luft vorhanden sein dürfen, sind hier auf ein Minimum reduziert.

Luft-Reinigung mit HEPA oder ULPA Filtern

Die Luft wird durch HEPA oder ULPA Filter gereinigt. HEPA steht für «High Efficiency Particulate Airfilter», während UPLA einen «Ultra Low Penetration Air» Filter bezeichnet.

Beide Typen zeichnen sich durch eine geschickte Kombination von Siebwirkung und speziellen physikalischen Effekten im Bereich der Luftströmung aus. Dadurch werden in der Luft schwebende Partikel zurückgehalten. Je nach Anforderung an den Reinraum gibt es unterschiedliche Filterklassen, die Partikel fast vollständig herausfiltern können.

Luft-Strömung im Reinraum ist wesentlich

Die Luft in einem Reinraum ist einer ständigen Strömung unterworfen. Das soll eventuell vorhanden Partikel mitreißen, die dann beim nächsten Durchgang durch den Filter entfernt werden.

Um zu gewährleisten, dass der Anteil an erlaubten Partikeln pro Kubikmeter Luft nicht überschritten wird, werden diese Teilchen ständig gemessen. Dazu verwendet man Geräte die in der Lage sind selbst kleinste Partikel mit spezieller Lasertechnik zu zählen.

Was benötigt man für einen Reinraum?

  • Neben der extrem sauberen Spezialbekleidung werden natürlich viele Ausrüstungsgegenstände benötigt. Alle Geräte und Materialien, wie Regale, Stühle, Tische und Werkzeuge, die sich innerhalb dieser Räume befinden, müssen den Anforderungen für Reinräume erfüllen. Sie dürfen selbst keine Verschmutzungen mitbringen, so dass z.B. bestimmte Materialien für Sitzmöbel ungeeignet sind.

Welche Anforderungen werden an die Einrichtung gestellt?

Alles, was sich in einem Reinraum befindet, ist nicht einfach nur besonders sauber, es müssen zusätzliche Anforderungen erfüllt werden. So dürfen Oberflächen keine elektrostatischen Aufladungen ermöglichen. Gerade im Bereich Halbleiter und Elektronik, können Potenzialdifferenzen und Entladungen schwere Schäden an der empfindlichen Elektronik anrichten.Electronics Research And Development

Selbst die Verbrauchsmaterialien und deren Verpackungen müssen bestimmte Kriterien erfüllen. So dürfen beispielsweise beim Aufreißen von Beuteln keine zusätzlichen Partikel in die Luft gelangen.

Bau eines Reinraums – Voraussetzungen

Alle Oberflächen, sowie Böden, Wände und Decken müssen glatt sein, damit sie möglichst leicht und gründlich gereinigt werden können. Beim Bau eines Reinraumes werden Ecken und Kanten weitgehend vermieden, weil sich dort Schmutz ansammeln kann.

Da der Boden rutschfest sein muss, auch wenn einmal etwas verschüttet wurde, ist ein spezieller Bodenbelag notwendig. Dieser darf nur einen geringen Abrieb haben und nicht zu elektrostatischer Aufladung neigen. Darüber hinaus müssen die Flächen auch leicht zu desinfizieren sein.

Natürlich gelten alle diese Anforderungen auch für die Utensilien, die zur Reinigung verwendet werden. So können nur besonders geeignete, fusselfreie Mopps und Tücher verwendet werden.

Je nachdem, für welchen Zweck der Reinraum benötigt wird, herrscht entweder Über- oder Unterdruck. Im Bereich Medizin und Biotechnologie wird häufig Unterdruck verwendet, damit eventuell in der Luft befindliche Keime nicht in die Umwelt entweichen können.

Überdruck oder Unterdruck beim Reinraum

Im Fall eines Lecks wird so verhindert, dass gefährliche Krankheiten die Bevölkerung gefährden können. Andere Reinräume arbeiten mit Überdruck, beispielsweise in der Medikamentenherstellung. Hier will man vermeiden, dass fremde Keime von außen in die Produktion gelangen, und so das Medikament verunreinigen.

Wie gelangt man in den Reinraum?

Natürlich kann man einen Reinraum nicht durch eine gewöhnliche Haustür betreten. Üblicherweise wird ein spezieller Raum vorgeschaltet, in dem man seine Kleidung wechseln kann. In diesem Raum, Grauraum genannt, wird die Schutzkleidung angelegt. Spezielle Schleusen, die den Mitarbeiter vor dem Eintreten mit gereinigter Druckluft abpusten, bilden den eigentlichen Zugang zum Reinraum. In extremen Fällen kann es nötig sein, eine Kaskade von Reinräumen mit unterschiedlichen Reinraumklassen zu verwenden. So werden die Mitarbeiter stufenweise in den Raum mit der höchsten Klasse eingeschleust.

Welche Reinraumklassen gibt es?

Die einzelnen Reinraumklassen werden in der DIN EN ISO 14644-1 beschrieben. ISO 9 wäre hier der «schmutzigste» Reinraum, vergleichbar etwa mit einem sauberen Büroraum. ISO 1 definiert die höchste Reinraumklasse. Pro Kubikmeter Luft dürfen hier maximal 10 Partikel mit einer Größe von 0,1 Mikrometern und 2 Partikel mit einer Größe von 0,2 Mikrometern vorhanden sein.

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