07. Mai 2012

Reinraumschleusen – optimale Verbindungen zwischen Reinraumklassen

Produktions- Forschungs- und Entwicklungsbereiche, die unter Reinraumbedingungen fertigen, benötigen intelligente Verbindungen innerhalb der Sauberzonen. Dies dient der Vermeidung unerwünschter Kontaminationen innerhalb der einzelnen Produktionsschritte. Dabei müssen sowohl die Materialien und Produkte als auch Personen gesichert werden.

Intelligente Verbindungen zwischen Rein- und Sauberräumen (Foto: 4X-image / istockphoto.com)

Reinraumschleusen schaffen optimale Verbindungen zwischen Räumen mit unterschiedlichen Reinraumklassen. Sie bieten einen zuverlässigen und kontrollierten Schutz beim Ein- und Ausschleusen von Personal, Produkten und Materialien. So wird gewährleistet, dass der Transport und Austausch zwischen Rein- und Sauberräumen möglichst ohne Kontaminationen und Partikeleinträge vonstatten geht. Um dies zuverlässig zu erreichen, herrscht in den jeweiligen Schleusen ein jeweils unterschiedliches, den Erfordernissen angepasstes Druckniveau.

Reinraumschleusen – individuelle Ausführungen

Reinraumschleusen können aktiv oder passiv belüftet werden. Grundsätzlich lassen sich alle gewünschten Reinheitsklassen erzielen. Hersteller bieten in Hinblick auf Reinraumschleusen unterschiedliche Ausführungen, die sich den individuellen Kriterien und Anforderungen im Unternehmen oder Forschungs- und Entwicklungsbereich anpassen.

Unterschieden wird hierbei in:

Materialschleusen
Material-Durchreichen
Personalschleusen
Luftduschen
Personen-Aktivschleusen
Dokumentenschleusen

Allen Reinraumschleusen gleich ist eine jeweils gegenseitige Abriegelung der Türen. Realisiert wird dieses Prinzip durch komplexe Technik. Spezielle Steuerungssysteme sorgen hierbei für den sicheren Verschluss. Dabei wird selbstverständlich berücksichtigt, dass sich in einem Notfall alle Verriegelungen leicht öffnen lassen. Hersteller planen Reinraumschleusen individuell und den speziellen Erfordernissen im jeweiligen Unternehmen angepasst. Unterschieden wird zwischen aktiven und passiven Reinraumschleusen. Bei einer aktiven Reinraumschleuse wird die Luftzufuhr maschinell gesteuert, bei der passiven Reinraumschleuse ist dies nicht der Fall.

Passive Reinraumschleusen für Material

Auch Personal muss vor Kontaminationen gesichert werden (Foto: DASTEX-Reinraumbekleidung)

Passive Reinraumschleusen bzw. Material-Durchreichen werden in der Regel aus hochwertigem Edelstahl, geschichtetem Stahlblech oder Spanplatten hergestellt, die mit Melaninharzen beschichtet sind. Die Türen verfügen zumeist über eine Doppelverglasung. Wie bereits angesprochen, gibt es spezielle Verriegelungssysteme.

Dabei wird sichergestellt, dass stets nur eine Tür zur gleichen Zeit geöffnet werden kann. Dies bedeutet, dass bei einer einzelnen, offenstehenden Tür alle anderen Türen der Schleuse automatisch blockiert werden und damit geschlossen bleiben. Die Technik solcher Steuerungs-Konstruktionen beruht bei passiven Reinraumschleusen auf einem mechanisch-elektronischen Prinzip.

Somit wird sichergestellt, dass sich Türen, die nicht genutzt werden, stets in einem verriegelten Zustand befinden. Erst dann, wenn Material in einen anderen Raum verbracht werden soll, lässt sich mittels eines speziellen Öffnungsstarters die Tür entriegeln. Ein Ampelsystem (rot/grün) signalisiert den jeweiligen Status. Ein solches, gegenseitiges Verriegelungssystem minimiert bzw. verhindert weitegehend das Eindringen von Störeinflüssen wie etwa Kontaminationen durch Partikeleinträge. UV-Entkeimungslampen sowie spezielle Messvorrichtungen lassen sich zusätzlich integrieren. Sie maximieren die Reinheitseffekte.

Aktive Reinraumschleusen mit Filterreinigung

Bei der aktiven Reinraumschleuse führen bestimmte Luftströme zu einem Umfeld, das der ISO-Klasse 5 gemäß DIN EN ISO 14644 entspricht. Mit einer solchen Luftreinheit wird für ideale Bedingungen gesorgt, um den Übergang von Reinräumen zu Räumen mit anderen Reinraumklassen so kontaminationsarm wie nur möglich zu gestalten. Möglich wird dies durch ein Prinzip, das für turbulenzarme Verdrängungsströmungen sorgt. Dabei kommt es zu einer vertikalen Luftströmung durch die Schleuse. Diese wird über eine Blechkonstruktion am Boden angesaugt und ermöglicht damit die Kontrolle luftgetragener Teilchen. Die so abgeleitete Luft strömt schließlich wieder nach oben und kann dort über entsprechende HEPA-Filter gereinigt und anschließend in den Luftstrom zugeführt werden.

Aktive Reinraumschleusen für Personen

Aktive Reinraumschleusen für Personen werden auch als Luftduschen bezeichnet. Hierbei wird hochgradig gereinigte Luft mittels Umluftverfahren eingesetzt und so als Luftstrom-Dusche eingesetzt. Der Vorteil liegt auf der Hand: Mittels Luftduschen findet vor dem Betreten von Reinräumen auch eine Abreinigung des Personals statt. Mitarbeiter werden so weitgehend von Partikeln befreit. Damit werden Verschleppungen von Verunreinigungen weitgehend ausgeschlossen, die durch das Personal entstehen können. Luftduschen funktionieren über zweistufige Filtersysteme und können entweder allein bzw. freistehend zum Einsatz kommen oder in vorhandene Wandsysteme integriert werden.