D. Reinraumtechnik / MVI

• Luft- und Raumfahrtindustrie
• Halbleiterindustrie
• Mikrosystemtechnik
• Automobilindustrie
• Medizintechnik
• Pharmaindustrie
• Lebensmittelindustrie

Pharmaindustrie

• Ausschluss von Kontaminationen mit gesundheitsschädlichen Substanzen oder Keimen bei der Herstellung der Arzneimittel.
• Personenschutz und Schutz der Umgebung bei bestimmten hochwirksamen Substanzen (Penicilline, Zytostatika, Radioisotope etc.).
• Insbesondere muss durch Produkttrennung bzw. Chargentrennung eine Kreuzkontamination von Arzneimitteln und Ausgangsstoffen vermieden werden.
• Besondere Anforderungen an die Luftfeuchte bei Produkten mit hygroskopischen Eigenschaften (z. B. Brausetabletten) sowie an die Auswahl von Komponenten bei lösemittelhaltiger Fortluft (z. B. durch Alkohole bei Granulierungsprozessen: Explosionsschutz und Emissionsbegrenzung durch Fortluftbehandlung).

Lebensmittelindustrie

Die Reinraumtechnik in der Lebensmittelindustrie unterscheidet sich wesentlich von anderen Reinraumanwendungen. Das Produkt „lebt“ und kontaminiert den Reinraum selbst. Prinzipiell verlängert die Reinraumtechnik die Lebenszeit bzw. Haltbarkeit der Lebensmittel. Dabei ist zu beachten:

• Vermeidung von molekularen Einflüssen auf das Lebensmittel, wenn es dadurch für den Verzehr ungeeignet wird (Ausnahme: für die Produktion notwendige, definierte molekulare Einflüsse – z. B. bei der Herstellung bestimmter Käsesorten).
• Im Reinraum ablaufende Prozesse meist Abpackprozesse, die entweder mit längslaufenden oder rotierenden Maschinen erfolgen, was zu turbulenten Luftströmungen führt (keine idealen Reinraumbedingungen)

Die Reinraumtechnik führt nicht zu einer Reinigung des Lebensmittels und verhindert nicht die Verunreinigung der Produktionsanlagen durch das Produkt selbst (Reinigung und Desinfektion der Reinräume erforderlich).

• Abiotische Partikel
• Mikroorganismen Elektrostatik
• Magnetische Felder
• Chemische Kontaminanten

• Reinheitsklasse A: aseptische Zubereitung und Abfüllung
• Reinheitsklasse B: Hintergrundumgebung für eine Zone der Klasse A
• Reinheitsklasse C: Produktabfüllung (bei entsterilisierten Produkten)
• Reinheitsklasse D: Handhabung von Bestandteilen nach dem Waschen

turbulente Mischströmung:

Vorteil:

• Erheblich geringerer Zu Luftstrom, der zur Partikelkontrolle genutzt wird

Nachteil:

• Partikelausbreitung, die sich über turbulente Austauschbewegungen ergeben
• intensive Vermischung von Zuluft & Raumluft
  • komplette Raumdurchströmung & Verteilung von Partikeln

turbulenzarme Verdrängungsströmung:

Vorteil:

• gleichmäßige Luftströmung, die den Raum kolbenartig durchströmt
• Abluftentnahme im unteren Raumbereich

Nachteil:

• Zur Aufrechterhaltung einer stabilen Raumluftströmung sind große Luftströme erforderlich
• Wirbelschleppen hinter bewegten Körpern
• Turbulente Austauschbewegungen

Rückströmwirbelfelder -> Verteilung von Partikelemissionen im Bereich der Rückstromwirbel über dem Arbeitstisch

Der Wandeffekt verringert die Wirksamkeit der laminaren Strömung und erhöht das Risiko der Partikelablagerung und Kontamination in Reinräumen mit Arbeitstischen in Wandnähe.

• An Produktionseinrichtungen anfallende Wärme bildet vertikal nach oben gerichtete Konvektionsströmung (der Raumluftströmung entgegengerichtet)
• Abhängig von Wärmeübertragungsleistung und Oberflächentemperatur des wärmeabgebenden Körpers sowie der Luftgeschwindigkeit der Verdrängungsströmung
• Bildung von Rückströmungen, die zu einem Rückströmwirbelfeld führen, entlang der wärmeabgebenden Flächen
• Je geringer die Anströmgeschwindigkeit, desto breiter das Wirbelfeld
• Bei weiterer Reduzierung der Anströmgeschwindigkeit Instabilität des Strömungsfeldes, Bildung periodischer Wirbelablösungen, die weit in den Nachbarbereich hineingetragen werden
• Deshalb Strömungsgeschwindigkeiten in der Verdrängungsströmung entsprechend hoch wählen
• Temperatur verringern