Die Reinraumzelle als Alternative zum Reinraum

Wissenschaft und industrielle Fertigung arbeiten höchst präzise und benötigen eine saubere bis teilweise sogar keimfreie Umgebung. Tendenziell wird der Bedarf nach Sauberkeit in den genannten Bereichen sogar größer. Allerdings sind die Kosten für die Einrichtung eines Raums, der eine bestimmte Reinraumklasse erfüllen muss, oft zu hoch für kleine und mittelständische Unternehmen. Hier hilft die Reinraumzelle, die als preiswerte Alternative gilt und aus verschiedenen Modulen bedarfsgerecht errichtet werden kann. Ein kompletter Reinraum ist mit Errichtung dieser Modulzelle nicht mehr nötig.

Alternativ einrichten

Gerade im Bereich der Fertigung von mechanischen und elektronischen Komponenten ergibt sich rasch der Bedarf nach einer sauberen bis sterilen Umgebung. Jedes Staubkorn ist eines zu viel. Diese Anforderungen kann ein normaler Raum mit den üblichen Säuberungsmaßnahmen nicht erfüllen. Ein Komplett-Reinraum ist in vielen Unternehmen jedoch nicht vorhanden bzw. ist die Einrichtung eines solchen zu kostenintensiv. Hier hilft die mobile Reinraumzelle, die unter anderem von der Firma Spetec erhältlich ist. Sie ist flexibel einsetzbar und bringt sogar noch den Vorteil mit, dass sie viel kostengünstiger ist. Die geforderte Reinraumklasse vermag sie aber dennoch einzuhalten und steht damit dem fest installierten Komplett-Reinraum in nichts nach. Noch vor wenigen Jahren galt die Vorstellung, dass eine solche Zelle flexibel aufzubauen sein soll und dennoch die geforderten Ansprüche erfüllt, als utopisch und nicht vorstellbar. Heute ist dies jedoch kein Problem mehr und viele Unternehmen investieren in die Einrichtung dieser Reinraumzellen.

Die Modulzellen kommen für verschiedene wirtschaftliche, technische und medizinische Bereiche infrage. Derzeit sind es vor allem die Lasertechnik, die Halbleitertechnik, die Optoelektronik sowie die Optik, die für Arbeiten unter höchsten Reinheitsbedingungen diese baulichen Anlagen benötigen. Generell sind es staubempfindliche mechanische oder elektronische Bauteile, die unter höchsten Sauberkeitsbedingungen ihre Montage erfahren. Auch im Bereich des Zusammenbaus von Displays kann die Modulzelle sinnvoll eingesetzt werden.

Zu Aufbau und Größe einer Reinraumzelle

Die verschiedenen Zellenbestandteile lassen sich in Profiltechnik aufbauen und stellen damit keine hohen Anforderungen an die Errichtung. Die einzelnen Module sind zwischen 0,24 und neun Quadratmeter groß und lassen damit eine individuelle Anpassung an den benötigten Raum zu. Diese Module werden zusammengestellte und können eine Fläche von maximal zehn Quadratmeter umfassen. Bauliche Vorbereitungen sind nicht nötig, auch anderweitige Maßnahmen entfallen. Möglich ist sogar die Integration von Fertigungsstraßen und Fließbändern, somit wird die mobile Reinraumzelle zum Bestandteil der Fertigung.

Der „Zellen-Reinraum“ besteht aus eloxiertem Aluminiumprofilen. Diese sind teilweise mit Kunststoff beschichtet, der auch gegen Säuren resistent ist. Die gesamte Zellenkonstruktion bekommt einen Vorhang aus Lamellen. Die angebrachten PVC-Streifen bewirken, dass der Bereich innerhalb der Zelle von der Außenwelt abgetrennt ist. Damit kann zudem ein Arbeitsplatz entstehen.

Des Weiteren werden Filter (H14) integriert, die für eine konstant saubere Luft und Umgebung sorgen. Sie bewirken, dass die Reinraum-Klasse 100 erreicht wird. Es ist damit praktisch nicht möglich, dass unreine Luft von außen in das Innere der Modulzelle dringen kann. Unter den Modulen wird konstant ein laminarer Luftstrom erzeugt, dieser verhindert das Eindingen der unreinen Luft. Die Arbeit in den Modulzellen ist wie unter Bedingungen im Labor möglich. Luftgetragene Partikel, die ohne Filter und laminaren Luftstrom problemlos ins Innere gelangen könnten, werden nicht hereingelassen. Die Forschung erhält daher eine Möglichkeit, einen Arbeitsplatz einzurichten, der besonders für hohe Ansprüche an die Sauberkeit der Luft sowie der Umgebung geeignet ist.

Die kleine Variante: Flow Box

Die Modulzelle ist so groß, dass sich hier problemlos ein Arbeitsplatz einrichten lässt. Nun ist dank der Modulbauweise die bauliche Vielfalt gegeben, außerdem lassen sich verschiedene Größen der Zellen einrichten. Besonders klein ist die Flow Box, die überall Reinraumbedingungen zu schaffen vermag. Sie ist besonders dann geeignet, wenn nur ein winzig kleiner Bereich unter saubersten Bedingungen benötigt wird. Die effektive Fläche der Flow Box variiert zwischen 0,24 und 1,12 Quadratmeter. Dank des integrierten Filters werden bis zu 99,995 Prozent der unsauberen Partikel aus der Umgebung herausgefiltert. Es ist also durchaus legitim, hier von reinster Luft zu sprechen, die noch in das Innere der Box gelangen darf. Als Maß für die durchlässigen Partikel gilt eine Größe von 0,5 µm und mehr. Diese Größe ist laut EU-Verordnung für die Reinraumklasse 100 festgelegt. Selbst kleinere Partikel werden zuverlässig zurückgehalten. Tests haben dabei ergeben, dass diese zu 99,95 Prozent nicht durchgelassen werden, wenn sie eine Größe von 0,21 µm und mehr aufweisen. In Fachkreisen wird vom Isolationsfaktor gesprochen, der in dem Fall 103 beträgt. Die Qualität der umgebenden Luft wird dank der eingebauten Filter um das Tausendfache verbessert. Werden die größeren Partikel als Grundlage genommen, wird sogar eine Verbesserung um das Neunzigtausendfache erreicht. Dies ist der Fall, wenn die herauszufilternden Partikel mindestens 0,5 µm betragen.

Die Strömungsgeschwindigkeit in der Flow Box beträgt 0,45 m/sec, daher ist von einem laminaren Luftstrom die Rede. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Luft nach unten fließt und dabei in parallelen Stromlinien fließt.

Das Prinzip der kleinen Flow Box ist vergleichbar mit dem der größeren Reinraumzellen, die gesamte Funktionsweise ist hier gleich. Lediglich die Größe der Modulzellen ist geringer.

Weitere Vorteile der Modulzellen

Die Reinraum-Zellen von Anbietern wie Connect 2 Cleanrooms bringen zahlreiche Vorteile mit. Sie liefern saubere Luft in einem eng begrenzten Raum und lassen so eine Produktion unter sterilen Bedingungen zu. In Wissenschaft und Forschung sind solche Räume inzwischen überlebenswichtig geworden. Doch die Zellkonstruktionen bieten noch weitere Vorteile. So sind die Decken und Wände flächenbündig konstruiert und bedingen damit eine sehr einfache Reinigung. Es gibt keinerlei scharfe Kanten oder Ecken im Raum. Gebürstetes Edelstahl oder die eloxierten Aluminiumprofile sind sehr widerstandsfähig und werden durch die üblichen Reinigungsmittel, die in Forschung und Produktion verwendet werden, nicht angegriffen.

Hier noch einmal die Vorteile auf einen Blick:
Saubere Umgebungsluft auf kleinstem Raum
Flexibler Einbau möglich
Keine vorbereitenden Baumaßnahmen nötig
Reinraum-Klasse 100 wird erreicht
Sehr gute Reinigungsmöglichkeiten
Verwendung hochwertiger Materialien
Edelstahl und Aluminium bzw. Kunststoff säureresistent
Flexibler Einbau möglich
Resistent gegen Reinigungsmittel
Verschiedene Größen und flexibler Aufbau möglich

Diese Fakten zeigen, dass die Investition in die genannten Modulzellen durchaus sinnvoll und vor allem auch für kleine Labore sowie kleine und mittelständische Unternehmen alternativ zum Reinraum möglich ist.