Abnahmemessung
Jul04

Abnahmemessung

Warum werden Abnahmemessungen durchgeführt?

Eine Abnahmemessung für Reinräume und lokale reine Umgebungen in unterschiedlichen Dimensionen dienen dem Nachweis der Übereinstimmung mit den festgelegten Anforderungen der Luftreinheit. Die Anzahl der luftgetragenen Partikel innerhalb dieser reinen Umgebung wird gemessen und anhand verschiedener Normen auf dessen Grenzwerte überprüft. Somit wird kontrolliert, ob die reine Luft innerhalb der Umgebung der geforderten Luftreinheitsklasse entspricht.

 

Was wird gemessen?

Abnahmemessungen erfolgen nach vorgeschriebenen Standards. Diese Standards entsprechend DIN EN ISO14644-2, DIN EN ISO 14644-4 und VDI 2083-3. Die Abnahmemessungen umfassen dabei mindestens

  • Luftvolumenstrom- / Luftgeschwindigkeitsprüfung
  • Bestimmung der Luftwechselzahl
  • Differenzdruckprüfung
  • Dichtheitsprüfung für Filter
  • Zählung luftgetragener Partikel inkl. statistische Auswertung und Klassifizierung des Reinraumes

Weitergehende Messungen können Klimaparameter, Schallpegel und Beleuchtungsstärke umfassen.

 

Wann wird eine solche Messung durchgeführt?

Die Abnahmemessung wird nach Fertigstellung des Reinraumes durchgeführt. Bei der Abnahmemessung erfolgt dies meist im Betriebszustand as-built (Reinraum in Betrieb, ohne Einrichtung und ohne Personal). Bei einer Qualifizierungsmessung oder einer Requalifizierung einer reinen Umgebung werden hingegen meist die Zustände at-rest (Reinraum in Betrieb, mit Einrichtung, ohne Personal, keine Produktion) und/ oder in-operation (Reinraum in Betrieb, mit Einrichtung, mit Personal, normaler Betrieb) betrachtet.

 

Welchen Nachweis erhalte ich?

Nach erfolgreich abgeschlossener Messung erhalten Sie als Kunde ein ausführliches Abnahmeprotokoll, in dem alle Messwerte noch einmal aufgeschlüsselt und die Ergebnisse grafisch dargestellt sind. Zudem erhält Ihr Reinraum oder Ihre Maschine nach erfolgreicher Zertifizierung das Siegel „cleanroom tested“ der COLANDIS GmbH womit Sie gleichzeitig einen Nachweis für eine erfolgreiche Abnahmemessung erhalten.

 

Wer kann solch eine Abnahme- oder Zertifizierungsmessung durchführen?

Nach Abschluss eines Projektes führt COLANDIS solch eine Messung durch. Zertifizierungen und Requalifizierungsmessungen können ebenfalls vom Unternehmen durchgeführt werden. Weiterführende Informationen hierzu finden Sie auch unter folgendem Link.

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Partikel – winzig kleine Teile mit großer Wirkung
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Partikel – winzig kleine Teile mit großer Wirkung

Wie wird der Begriff Partikel definiert?

Partikel sind schädigende winzig kleine Teile, die Ihr Produkt nachhaltig schädigen oder gar zerstören können. Hierfür gibt es verschiedene Definitionen:

In der Norm EN ISO 14644-1 wird ein Partikel als „kleines Teil Materie mit physikalisch definierten Abgrenzungen“ definiert. Für die Partikelgröße sieht die obige ISO-Norm folgende Erklärung vor: „Durchmesser einer Kugel, der mit Hilfe einer Vorrichtung zur Bestimmung der Partikelgröße gemessen werden kann, deren Messgröße in vergleichbarem Zusammenhang mit der Messgröße des Partikels steht“.

Zudem kann man diese Kleinstteilchen Materie nach verschiedenen Größen definieren. Ein Makropartikelbeispielsweise ist ein „Partikel mit einem Äquivalentdurchmesser größer als 5 µm“ [ISO 14644-1]

 

Gibt es weitere Definitionen?

Ja. Die VDI-Richtlinie 2083-1 definiert den Begriff sogar noch etwas genauer als „festes oder flüssiges Teilchen mit definierten physikalischen Grenzen und einer Partikelgröße zwischen ≥ 0,1 µm und ≤ 5 µm“.

 

Wie viele Partikel befinden sich in der Luft?

In der Stadtluft beispielsweise befinden sich zwischen 15 Mio. und 100 Mio. Partikel bei einem Bezugsvolumen von 1 m³. In der als sauber empfundenen Bergluft sind immerhin noch etwa 10 Mio. von ihnen in einer Höhe von 2000 Metern zu finden.

 

Ist eine reine Umgebung frei von Partikeln?

In dieser besonderen Umgebung werden Partikel gefiltert, sind jedoch noch immer in verschiedenen Größen und in einer maximalen Konzentration in der Umgebungsluft enthalten. Um die Umgebung klassifizieren zu können ist die maximale Anzahl einer jeden Partikelgröße in der Partikelreinheitsklasse der Luft definiert und darf auch nicht überschritten werden.

 

Wie kann man schädigende Partikel vom Produkt fern halten?

Schädigende Partikel werden mit Hilfe von Lüfter-Filter-Modulen aus der Luft gefiltert und mittels der Ventilatoren an die saubere Umgebung abgegeben. Zusätzlich kann ein Vorfilter am Lüfter-Filter-Modul integriert werden, um den Filter zusätzlich vor groben Teilen zu schützen und die Laufzeit des Filters zu verlängern. Verschiedene Varianten eines solchen Lüfter-Filter-Moduls finden Sie auch auf der Homepage der COLANDIS GmbH.

 

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Sauberraum – hohe Luftreinheit ohne Reinraumqualität
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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.

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Partikelreinheitsklasse der Luft
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Was ist die Partikelreinheitsklasse und wie wird sie ermittelt?

Die Reinheit der Luft muss durch die Angabe der maximal zulässigen Anzahl luftgetragener Partikel klassifiziert werden. Die Klassifizierung ist in der ISO 14644-1 und der VDI 2083-1 beschrieben. Die Partikelreinheitsklassen der Luft werden durch Messungen der Partikelkonzentration ermittelt. Die Partikelreinheitsklasse der Luft gilt als erreicht, wenn die gemessene Partikelkonzentration in jeder vorab festgelegten Partikelgröße die Grenzkonzentration einhält.

Oftmals werden hierfür auch die Begriffe Luftreinheitsklasse, ISO-Klasse oder Reinraumklasse verwendet.

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Reinraum – die partikelfreie Umgebung für Ihren Prozess
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Wie wird ein Reinraum definiert?

Laut ISO wird ein Reinraum wie folgt definiert: „Raum, in dem die Anzahlkonzentration luftgetragener Partikel geregelt und klassifiziert wird und der zur Regelung der Einschleppung, Entstehung  und Ablagerung von Partikeln im Raum entsprechend konstruktiv geplant, baulich ausgeführt und betrieben wird.

Anmerkung 1 zum Begriff: Die Klasse der Konzentration der luftgetragener Partikel wird festgelegt.

Anmerkung 2 zum Begriff: Die Grade von weiteren Reinheitsmerkmalen, wie z. B. die chemischen Konzentrationen sowie die Konzentrationen von lebensfähigen oder nanoskaligen Partikeln in der Luft, aber auch die Oberflächenreinheit, in Bezug auf Partikel-, Nanopartikel-, chemische Konzentrationen sowie auf Konzentrationen von lebensfähigen Partikeln, könnten festgelegt und geregelt werden.

Anmerkung 3 zum Begriff: Weitere relevante physikalische Parameter könnten auch, falls gefordert, geregelt werden, z. B. Temperatur, Feuchte, Druck, Vibration und Elektrostatik. “ [EN ISO 14644-1:2015]

Nach der Definition der VDI 2083 kann man einen Reinraum wie folgt definieren: „Raum mit definierter Konzentration luftgetragener Partikel, der so konstruiert und verwendet wird, dass die Anzahl der in den Raum eingeschleppten bzw. im Raum entstehenden und abgelagerten Partikel kleinstmöglich ist, und in dem andere reinheitsrelevante Parameter wie Temperatur, Feuchte und Druck nach Bedarf geregelt werden. [VDI 2083; Blatt 1;2013]

 

Wie funktioniert solch ein Raum?

Dem Reinraum wird zum Ausgleich der Leckagen Frischluft zugeführt. Diese wird mit Hilfe von Lüfter-Filter-Modulen gefiltert, um sie dann dem Reinraum zuzuführen. Dies kann in Form eines horizontalen oder vertikalen Luftstromes geschehen. Mit Hilfe eines definierten Überdruckes, welcher permanent überwacht wird, wird ein Rückstrom definiert, die Luft erneut gefiltert und gereinigt und dem Reinraum erneut zugeführt. Somit wird ein permanenter Luftwechsel innerhalb des Reinraumes erzeugt.

 

Wie kann ein Reinraum kategorisiert werden?

In den meisten Fällen findet man heute die konventionellen Reinräume in den unterschiedlichen Partikelreinheitsklassen. Diese Klassen sind in der ISO 14644-1 spezifiziert. Die Einteilung der einzelnen Klassen verändert sich prinzipiell nicht, es wird nur konsequent auf das metrische Messsystem übergegangen.

 

Wo werden Reinräume eingesetzt?

Herkömmliche konventionelle Reinräume finden wir vor allem in der Pharmazie und der Halbleiterindustrie, wo sehr enge Klimatoleranzen neben der Partikelfreiheit für die Fertigung der Produkte unbedingt notwendig sind. Die Kosten für diese Reinräume sind dementsprechend hoch. Zudem bringt ein großer Reinraum zusätzlich hohe laufende Kosten mit sich.

Bedenkt man, dass für andere Fertigungsbereiche, in denen die Klimabedingungen eine untergeordnete Rolle spielen, ebenfalls im großen Maße diese hochwertigen Reinräume eingesetzt werden, ist es sehr leicht verständlich, dass Produktionskosten in die Höhe schnellen.

An dieser Stelle soll der konventionelle Reinraum nicht als überlebt dargestellt werden, sondern es soll darauf aufmerksam gemacht werden, dass benötigte Produktionsumgebungen vor der Erstellung reiner Fertigungsumgebungen vorher genau zu definieren sind. Dabei sind vor allem das Produkt und die durchzuführenden Produktionsprozesse genauestens zu untersuchen und festzustellen, an welchen Stellen kritische bzw. weniger kritische Prozesse ablaufen und die Fertigungsumgebung darauf abgestimmt wird.

COLANDIS findet gemeinsam mit Ihnen die passende Lösung für Ihren Prozess, um Ihr Produkt bestmöglich vor schädigenden Einflüssen zu schützen.

 

Welche Alternative zum herkömmlichen Reinraum gibt es?

Doch häufig ist solch ein konventioneller großer Reinraum nicht notwendig. Nicht nur Investitionskosten sondern auch die Unterhaltskosten sind weitaus höher als bei einer kleineren lokalen reinen Lösung. Solch eine Lösung kann beispielsweise ein Minienvironment sein, welches lediglich eine Maschine beziehungsweise den Prozess mit reiner Luft versorgt.

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Reinraumtauglichkeit (nach VDI 2083-9.1)
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Was ist Reinraumtauglichkeit?

Die Reinraumtauglichkeit beschreibt den Einfluss einer Maschine oder Komponente auf die Luftreinheitsklasse des Reinraums und beurteilt die Tauglichkeit eines Betriebsmittels für seinen Einsatz in Reinräumen, die nach einem Regelwerk zur Beurteilung der Luftreinheit spezifiziert sind. Die Reinheitstauglichkeit hingegen beschreibt den Einfluss auf das jeweilige Produkt. Die Betrachtung beider Größen ist wichtig, wohingegen der Reinheitstauglichkeit eine größere Bedeutung beigemessen wird.

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