Reinraumausrüstung: die zentrale Grundlage für präzise Kontaminationskontrolle und der Eckpfeiler der Qualität in High-End-Industrien.

Reinraumausrüstung lässt sich funktionsbasiert in vier Kernsysteme unterteilen. Diese Systeme bilden zusammen eine vollständige Kontrollkette – von der Quellenreinigung über die Prozessregelung und Kontaminationsabwehr bis hin zur Echtzeitüberwachung – und gewährleisten so, dass die Reinraumumgebung kontinuierlich den Standards entspricht.

(I) Luftreinigungssystem: Die „Lunge“ einer sauberen Umwelt

Die Luftreinigung ist eine Grundvoraussetzung für Reinräume. Dieses System entfernt durch mehrstufige Filtration und präzise Luftzufuhr Partikel, Mikroorganismen und andere Schadstoffe direkt an der Quelle aus der Luft und ist entscheidend für die Bestimmung des Reinheitsgrades. Zur Kernausrüstung gehören:

Mehrstufige Filter: Als zentrale Verteidigungslinie des Reinigungssystems bilden sie ein dreistufiges Filtrationssystem aus Vorfiltern, Mittelfiltern und Hocheffizienzfiltern (HEPA/ULPA). Vorfilter fangen Partikel mit einer Größe von über 5 Mikrometern ab, während Mittelfilter Partikel zwischen 1 und 5 Mikrometern filtern. Zusammen entlasten sie die Hocheffizienzfilter (HEPA) und verlängern deren Lebensdauer. HEPA-Filter filtern über 99,97 % der Partikel mit einer Größe von unter 0,3 Mikrometern, während Ultrahocheffizienzfilter (ULPA) eine noch höhere Abscheideleistung von 99,999 % für 0,12 Mikrometer große Partikel erreichen und somit die Einhaltung der Reinheitsstandards gewährleisten. Sie werden üblicherweise am Ende der Luftzuleitung installiert.

Ventilator-Filter-Einheit (FFU): Ein unabhängiges Luftzufuhrgerät mit integriertem Ventilator und HEPA-Filter. Es ermöglicht einen modularen Aufbau und die flächendeckende Installation zur Erzeugung eines vertikalen, unidirektionalen Luftstroms, wodurch Schadstoffe schnell aus dem Bereich entfernt werden. Es ist eine Kernkomponente von Reinraumbereichen der ISO-Klassen 5–6 (Klasse 100/Klasse 1000).

Zuluft-/Abluftsystem: Dieses System, bestehend aus Kanälen, Ventilatoren und Ventilen, sorgt für die gleichmäßige Zufuhr von Reinluft in alle Bereiche des Reinraums und die Rückführung kontaminierter Luft zur Weiterbehandlung. Durch eine geeignete Strömungsführung lassen sich unidirektionale oder nicht-unidirektionale Strömungsmuster realisieren, wodurch eine gleichmäßige Reinheit gewährleistet und Kontaminations-Totzonen vermieden werden.

(II) Umweltkontrollsystem: Ein präzises Werkzeug für stabile Betriebsbedingungen

Neben der Sauberkeit beeinflusst die Stabilität von Parametern wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck die Produktionsprozesse und die Produktqualität unmittelbar. Das Umweltkontrollsystem gewährleistet durch präzise Eingriffe, dass diese Parameter innerhalb der vorgegebenen Bereiche bleiben.

Reinraum-Klimaanlagen: Diese Geräte vereinen Kühlung, Heizung, Befeuchtung, Entfeuchtung und Filtration und ermöglichen eine präzise Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung (z. B. ±0,1 °C Temperaturschwankung, ±5 % relative Luftfeuchtigkeit). Gleichzeitig wird ein Überdruck im Reinraum (typischerweise 10–15 Pa) aufrechterhalten, der eine Barriere gegen Kontamination von außen bildet. In speziellen Bereichen (z. B. Sicherheitslaboren) wird ein Unterdrucksystem eingesetzt, um das Austreten schädlicher Substanzen zu verhindern.

Differenzdruckregelungstechnik: Diese Geräte, darunter Differenzdruckmessgeräte, Differenzdrucksensoren und Zu-/Abluftregelventile, überwachen in Echtzeit die Druckdifferenz zwischen Reinraum und Umgebung sowie zwischen Bereichen unterschiedlicher Reinheitsklassen. Sie passen den Luftstrom automatisch an, um einen stabilen Druckgradienten aufrechtzuerhalten und Kreuzkontaminationen zu verhindern. Beispielsweise muss der Überdruck in einem Bereich der Klasse 100 höher sein als in einem Bereich der Klasse 1000, um einen gerichteten Schadstofftransport zu gewährleisten.

Spezielle Steuerungstechnik: Luftbefeuchter/Luftentfeuchter, Antistatikgeräte usw. werden branchenspezifisch konfiguriert. Beispielsweise benötigt die Elektronikindustrie Ionenlüfter, um statische Aufladung zu verhindern und Staubablagerungen vorzubeugen; die biopharmazeutische Industrie benötigt hochpräzise Luftbefeuchter, um die Feuchtigkeitsanforderungen einer sterilen Produktionsumgebung zu erfüllen.

(III) Personal-/Materialreinigungsausrüstung: Die „erste Verteidigungslinie“ der Schadstoffbekämpfung

Personal und Materialien, die den Reinraum betreten und verlassen, sind die Hauptquellen für Verunreinigungen. Diese Art von Ausrüstung nutzt eine „Vorbehandlung“, um das Eindringen von Verunreinigungen an der Quelle zu verhindern:

Luftdusche/Ladungsdusche: Der notwendige Durchgang für Personal oder Material, das den Reinraum betritt. Ein Hochgeschwindigkeits-Luftstrom von 20–25 m/s entfernt Staubpartikel von der Oberfläche des menschlichen Körpers oder von Materialien; eine Doppeltür-Verriegelung verhindert den direkten Kontakt zwischen Rein- und Nicht-Reinraumbereichen und beugt so Kreuzkontaminationen vor.

Durchreichefenster: Dient dem Materialtransfer zwischen Rein- und Nicht-Reinraumbereichen und ist mit einer UV-Sterilisationsfunktion oder einem Luftschleier-Isolationsdesign ausgestattet, um einen sterilen und staubfreien Materialtransfer zu gewährleisten, ohne das Luftdruckgleichgewicht des Reinraums zu stören.

Persönliche Schutzausrüstung (PSA): Umfasst spezielle Ausrüstung wie Reinraumanzüge, Handschuhe, Masken und Kopfbedeckungen. Hergestellt aus staubfreien und antistatischen Materialien, verhindert sie das Eindringen von Verunreinigungen wie menschlichen Haaren und Hautschuppen in die Reinraumumgebung und dient somit als wichtige Ergänzung zur Personendesinfektion.

(IV) Überwachungs- und Unterstützungssystem: Der „Echtzeit-Wächter“ der Sauberkeit

Durch Echtzeitüberwachung und intelligente Frühwarnung stellt das System sicher, dass die Umgebungsparameter im Reinraum kontinuierlich den Standards entsprechen und liefert gleichzeitig Daten zur Unterstützung von Betrieb und Wartung:

Kernüberwachungsausrüstung: Ein Partikelzähler überwacht die Konzentration von Partikeln in der Luft in Echtzeit; ein mikrobieller Probennehmer erkennt mikrobielle Verunreinigungen; und Temperatur-, Feuchtigkeits- und Differenzdrucksensoren liefern kontinuierlich Rückmeldungen zu wichtigen Parametern und bilden so ein umfassendes Überwachungsnetzwerk.

Alarm- und Steuerungssystem: Überschreiten Parameter wie Partikelkonzentration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Differenzdruck die festgelegten Bereiche, gibt das Alarmsystem umgehend einen akustischen und optischen Alarm aus und veranlasst gleichzeitig automatische Anpassungen an Klimaanlage, Dämpfern und anderen Anlagen. Hochwertige Systeme ermöglichen Fernüberwachung und intelligente Steuerung über SPS- oder IoT-Plattformen.

Reinigungs- und Desinfektionsausrüstung: einschließlich Staubsauger mit HEPA-Filtern, spezielle Desinfektionsmittel/Desinfektionsgeräte, Reinraumtücher usw., um Reinraumoberflächen und -geräte zu reinigen und zu desinfizieren, ohne Sekundärverschmutzung zu verursachen und die Umwelthygiene aufrechtzuerhalten.