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Risikofaktor Mensch - Die Personalschleuse im Reinraum

Die richtige Planung der Personalschleusen ist ein sehr wichtiger Punkt im Gesamtkonzept einer Reinraumfertigung. Welche Überlegungen sollten im Vorfeld getroffen werden?

 

1. Wozu braucht ein Reinraum eine Personalschleuse?

  • um den Eintritt in eine höhere Reinheitsklasse zu ermöglichen, ohne den darin ablaufenden Prozess zu gefährden
  • zum Ein- und Auskleiden des Personals
  • zum Ein- und Ausschleusen von Personen
  • zur Lagerung und Bereitstellung der Reinraumkleidung

 

Der Mensch ist die größte Gefahrenquelle was die Einschleppung von Kontaminationen in den Reinraum betrifft. Der bei weitem höchste Anteil an Fremdpartikeln, die die Produktion im Reinraum gefährden können, gelangen mit dem Personal in den Reinraum. Wird ein Reinraum von Mitarbeitern oder Besuchern betreten, muss sichergestellt werden, dass die Reinheit der Luft im Reinraum nicht gefährdet wird. Insbesondere das Anlegen spezifischer Reinraumbekleidung vermindert die Partikelabgabe von Mensch und Straßenbekleidung.

Zwischen Außenbereich und Reinraum liegen deshalb Personalschleusen, die als Umkleideräume dienen und gleichzeitig eine Barriere darstellen, um so wenig Partikel wie möglich in den Reinraum zu tragen.

 

2. Schleusengröße festlegen

Personalschleusen müssen so eingerichtet sein, dass das Ein- und Auskleiden des Personals sicher, ergonomisch und zeitsparend durchgeführt wird. Die Schleusen werden daher mit reinraumspezifischer Möblierung ausgestattet, die der Aufbewahrung von Kleidung dient und die die Umkleideprozesse strukturiert und erleichtert (z.B. Waschbecken, Spender, Garderobenschränke, Sitover, Spiegel, Abfallsammler).

Bei der Festlegung der Größe und Einrichtung einer Personalschleuse müssen eine Reihe von Faktoren im Vorfeld beachtet werden. Das bedeutet, dass möglichst schon bei der Planung des Reinraums der Einsatz des Personals im Endausbau berücksichtigt wird.

Folgende Fragen sollten schon bei der Planung berücksichtigt werden:

  • Wie sieht ihr Bekleidungskonzept für die geforderte Reinraumklasse aus?
  • Welche Kleidungsstücke sollen in welcher Reihenfolge wo angezogen werden?
  • Gibt es prozessspezifische Kleidungsvorschriften?
  • Welcher Kleidungstyp kommt zum Einsatz (Einweg/Mehrweg)?
  • Wie viele Personen arbeiten gleichzeitig pro Schicht im Reinraum?
  • Wie viele Schichten sind geplant?
  • Gibt es männliche und weibliche Mitarbeiter? Können diese einen gemeinsamen Umkleidebereich nutzen?
  • Werden  persönliche Spinde mit Schließmöglichkeiten benötigt?
  • Nach welcher Sortierung sollen die neu verpackten Kleidungsstücke bereitgestellt werden? (Größe/ pro Mitarbeiter)
  • Wird ein Waschbecken in der Schleuse gewünscht?

Mit der Beantwortung dieser Themen wird die Einrichtung mit Spendersystemen platzsparend angeordnet, sodass nur so viel Platz wie notwendig berücksichtigt wird. 

 

3. Schleusenanzahl je Reinraumklasse

Bei jedem Einschleuseprozess werden in der Personalschleuse Partikel freigesetzt bzw. eingebracht. Diese werden während des Aufenthalts mit reiner Luft „ausgespült“. Schleusen im Übergang von einer Reinheitszone zur nächsten sollen im Ruhezustand die Reinraumklasse des nächsten Raumes aufweisen. So wird sichergestellt, dass bei Zutrittserlaubnis nach der Schleusenspülzeit der folgende Raum nicht gefährdet wird.

Die Anzahl der Personalschleusen, die für eine sichere Einschleusung benötigt wird, hängt damit von der erforderlichen Reinraumklasse ab. Bei höheren Reinraumklassen werden mehrere Personalschleusen empfohlen:

Reinraumklasse

ISO 8

ISO 7

ISO 6

ISO 5

GMP D

GMP C

GMP A/B

Anzahl Personalschleusen

1

1

2

3

1

2

3

 

In einigen Fällen werden die Schleusen auch mit Luftduschen kombiniert, da diese praktisch eine Schleuse ersetzen sollen.

 

4. Druckkaskaden

Um Kontaminationen zu verhindern müssen bei einem Reinraumbetrieb folgende technische Vorkehrungen getroffen werden:

  • Verhinderung unkontrollierter Luftdurchströmung in den Reinraum
  • Vermeidung von Druckabfall

Die Schleusen dienen der Aufrechterhaltung sogenannter Druckkaskaden. Durch Druckunterschiede zwischen dem Außenbereich, den Schleusen  und dem Reinraum wird eine Partikelbewegung in die reineren Zonen verhindert. Bei höheren Reinheitsanforderungen werden dabei Zonen mit mehreren Druckstufen gebildet, um die sensibelsten Zonen am stärksten zu schützen.

Durch Druckunterschiede von 5-20 Pascal (nach ISO 14644-4) bzw. 5-15 Pascal (nach GMP Annex 1) zwischen den verschiedenen Reinraumklassen wird eine gezielte Strömung der Luft realisiert. Um die Druckkaskaden aufrecht zu halten, sind die Türen der Schleusen prinzipiell wechselseitig verriegelt. Diese Verriegelung stellt sicher, dass immer nur eine der beiden Türen geöffnet werden kann, damit es nicht zu einem plötzlichen Druckverlust kommt.

Die Druckzonen werden für die Räume mit Regeltoleranzen so gewählt, dass durch die Regelung sichergestellt werden kann, dass es zu keiner Druckumkehr kommen kann.  

 

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