Seit einigen Jahren geistert der Begriff des Sauberraums durch Kundengespräche und Fachartikel. Doch wie genau wird der „Sauberraum“ definiert? Und wie unterscheidet sich dieser vom Reinraum? Inwiefern ist eine exakte Abgrenzung der Termini in der Praxis überhaupt relevant? Wir haben uns in diesem Blogbeitrag ausführlich mit diesen Fragestellungen befasst und zeigen auf, worauf es im Rahmen dieser Thematik ankommt.
Was ist ein Sauberraum?
Der Begriff "Sauberraum" wird für räumlich abgetrennte Bereiche verwendet, die von ihrer Luftreinheit besser als die umgebenden Bereiche sind, jedoch nicht zwingend Reinraumqualität aufweisen müssen und nicht in die gängigen Partikelreinheitsklassen der Luft nach ISO 14644-1 bzw. VDI 2083-1 eingeordnet werden. Auf Grund der konsequenten Umsetzung des metrischen Maßsystems und der Ablösung des US-Federal-Standards 209E durch die ISO 14644-1 kann man ggf. den Sauberraum mit einer Partikelreinheitsklasse der Luft von ISO 9 oder ISO 8 beschreiben. Viel wichtiger als diese Klassifizierung über Partikelkonzentrationen in der Luft ist es aber, den Sauberraum für den jeweiligen Einsatzfall zu definieren und Aktionen festzulegen, die diesen als den ursprünglich gedachten Sauberraum erhalten.
Was muss definiert werden?
- Festlegung der einzusetzenden Materialien, die für die Fertigung des Raums notwendig sind
- Qualitätsfestlegungen zur Durchführung der Installation des Raumes
- Frischluftversorgung, die durch Lüfter-Filter-Module oder Sauberraummodule ermöglicht wird
- Betretensordnung für die saubere Umgebung
- Verhaltensordnung innerhalb dieser Umgebung
- Die Wahl der entsprechend notwendigen Bekleidung innerhalb eines solchen Sauberraums
- Reinigungsvorschrift, um eine gleichbleibend hohe Qualität der zugeführten Luft zu gewährleisten
- Ggf. Art der Qualifizierung und Requalifizierung
- Festlegung eines Sauberraumverantwortlichen und dessen Ausstattung mit den notwendigen Kompetenzen. Dies kann im Rahmen einer Schulung oder Beratung ermöglicht werden.
- Festschreibung im Qualitätshandbuch, um eine gleichbleibende Qualität sicher zu stellen.
Wie wird die saubere Luft erzeugt?
Zum Erreichen einer festgesetzten geringen Partikelkonzentration in einem Raum, die noch keiner festgelegten Reinraumklasse entsprechen muss, sind spezielle Sauberraummodule entwickelt worden. Mit ihnen können die oben benannten Luftreinheitsklassen ISO 8 und 9 erreicht werden. Dank eines Feinstaubfilters werden grobe Partikel aus der Umgebungsluft gefiltert. Die saubere Luft wird an die saubere Umgebung abgegeben. Ein hoher Luftdurchsatz (bis zu 2.750 m³/h) wird erzielt und somit für viele Prozesse ausreichende Luftfiltration ermöglicht.
Klassifizierung des Begriffs "Sauberraum"
Wird ein Sauberraum als ein einzig und allein über die Klimatechnik regulierter Raum definiert, ergibt sich eine Klassifizierung des Begriffs, die erstmals in der VDA 19/2 definiert wurde. Nachfolgende Abbildung veranschaulicht die Einteilung nach Sauberkeitsstufen:
Bei der Klassifizierung nach VDA 19/2 stellt sich die Frage wie ein Sauberraum definiert werden kann, wenn es keiner Klimatechnik bedarf, sondern Reinlufttechnik installiert wird. Kommt Reinlufttechnik zum Einsatz, handelt es sich definitionsgemäß um einen Reinraum. Eine abgrenzende Definition der beiden Begrifflichkeiten sollte zwar gegeben sein, allerdings nicht im Fokus der Fragestellungen stehen. Die Abgrenzung, ob ein Sauberraum, Reinraum oder lediglich eine Sauberzone benötigt wird, kann nach einer grundlegenden Analyse der Prozesse leicht beantwortet werden. Man darf nicht vergessen, dass die erwähnten Reinheitstechnologien nur Mittel zum Zweck sind und damit nur so gut wie nötig und nicht so gut wie möglich auszulegen sind.
Viel wichtiger ist es, Produkte und Fertigung in den Mittelpunkt der Betrachtung zu rücken, die durch die entsprechende Reinheitstechnologie sauber gehalten werden sollen. Da sich Sauberräume und Reinräume im Rahmen der Gestaltung nur minimal unterscheiden, ist eine exakte Abgrenzung beider Begrifflichkeiten für die Installation in der Praxis eher unwichtig. Wesentlich interessanter ist die Frage nach möglichen Einsparungspotentialen bei der technischen Umsetzung des Sauber- bzw. Reinraums.
Um Einsparungspotentiale zu realisieren, gibt es unter anderem, folgende technische Lösungen.
1. Sauberraummodule
Sauber-Raum-Module sind dem Aufbau allgemein bekannter Lüfter-Filter-Module (FFM/FFU) sehr ähnlich. Allerdings sind Sauber-Raum-Module mit anderen Filtern ausgestattet. Lüfter-Filter-Module sind in der Regel entweder mit HEPA- oder ULPA-Filtern bestückt, wohingegen Sauber-Raum-Module mit einem Feinfilterelement der Klasse F9 ausgestattet sind. Die Ausstattung mit Feinfilterelementen hat zwar weniger Einfluss auf die direkten Investitionskosten, aber langfristig werden laufende Kosten aufgrund von Filterwechseln minimiert.
Was ist ein Sauberraummodul - SRM?
Nicht immer zieht die Forderung nach einer höheren Luftreinheit auch die Schaffung einer kostenintensiven reinen Umgebung mit hoher Luftreinheit nach sich. Für Bereiche mit einer geforderten höheren Luftreinheit, aber nicht zwangsläufig mit erhöhter Reinraumqualität wurde das Sauberraummodul entwickelt. Dieses Modul ist universell einsetzbar. Es lässt sich nicht nur in Raumdecken integrieren, sondern auch in lokalen sauberen Bereichen. Die Einbaulage spielt dabei keine Rolle. Die Module können horizontal oder vertikal verbaut werden.
Wie funktioniert ein Sauberraummodul?
Die mit entsprechenden Filtern bestückten Sauber-Raum-Module können für eine erreichbare Luftqualität der Luftreinheitsklasse ISO 8 sorgen, was natürlich wiederum von den jeweiligen Umgebungsbedingungen abhängig ist. Diese eingesetzte Filterklasse entspricht auch weitestgehend der Endfilterstufe in Klimaanlagen, soweit diese entsprechend qualifiziert ausgelegt wurden. Durch den Einsatz solcher Module und Filter, können abgegrenzte Bereiche oder auch lokale Lösungen sehr einfach und effizient mit einer ausreichenden Luftqualität versorgt werden.
Das Sauberraummodul funktioniert ähnlich wie ein Lüfter-Filter-Modul. Mit Hilfe der Ventilatortechnik und des Filtermediums werden die in der Luft befindlichen Partikel angesaugt, gefiltert und an die Umgebung abgegeben. Der Unterschied hierbei ist das Filtermedium, das gröbere Partikel filtert, als es bei einem Lüfter-Filter-Modul der Fall ist. Das Modul erzeugt eine partikel- und turbulenzarme Verdrängungsströmung. Der Reinheitsgrad dieser Strömung ist abhängig von der Umgebung und vom Abscheidegrad des eingesetzten Filtermaterials.
Optional kann ein Vorfilter eingesetzt werden, um die Lebensdauer des Hauptfilters bei starker Staubbelastung zu erhöhen. Der Wechsel des Filterelements ist außerdem reinluftseitig und werkzeuglos einfach durchzuführen.
Wo können Sauberraummodule eingesetzt werden?
Diese Module werden meist in Umgebungen eingesetzt, in denen eine höhere Luftreinheit gefordert ist, jedoch noch keine Reinraumumgebung notwendig wird. Weiterführende Informationen zu solch einem Modul und nähere technische Informationen finden Sie auch unter folgendem Link auf der Homepage der COLANDIS GmbH.
2. Folienwände und -decken für Sauberräume
Mit Folienwänden und -decken sind nicht etwa die allgemein bekannten Reinraumfolien gemeint. Reinraumfolien sind zwar in vielen Bereichen das Mittel der Wahl, bringen aber auch einige Nachteile mit sich. So lassen sich diese beispielsweise eher schlecht reinigen, sind für lange Zeit sehr geruchsintensiv und können im Falle von PVC-Folien brandschutztechnisch bedenklich werden.
Insbesondere brandschutztechnischen Bedenken können entsprechenden Folienwand- und Foliendeckensystemen verwerfen. Diese mit Brandschutzfolie bespannten Rahmensysteme können als Decken- und Wandelemente in Leichtbauweise integriert und mit Sauber-Raum-Modulen kombiniert werden.
Der entscheidende Vorteil dieser Systeme gegenüber regulären Reinraumfolien liegt auf der Hand: Ein bereits existierendes Brandschutzkonzept mit dazugehöriger Sprinkleranlage muss nicht extra in den Sauberraum verlegt werden, sondern kann wie bisher weiterverwendet werden. Kommt es im Notfall zu einem Brand, reißt die Brandschutzfolie des Rahmensystems auf und das über dem Sauberraum existierende Sprinklersystem kann wie vorgesehen in Aktion treten.
Fazit
Ob nun Sauber- oder Reinraum. Entscheidend ist vor allem eine praxistaugliche und kostenschonende Einbindung der technischen Lösungen, um Ihre sensiblen Produkte und Prozesse optimal vor schädlichen Partikeln zu schützen und einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten. Nehmen Sie dazu einfach unverbindlich Kontakt zu uns auf.
