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Arten und Klassifizierungsmethoden der Reinraumtechnik
Erstellt 2024.11.08
In vielen Bereichen wie der modernen Industrieproduktion, wissenschaftlichen Forschungsversuchen sowie der medizinischen und gesundheitlichen Versorgung spielt die Reinraumtechnik eine entscheidende Rolle. Sie kann einen sauberen Raum schaffen, der die Anforderungen für spezifische Umgebungen erfüllt und so den reibungslosen Ablauf von Produktion und Forschung sowie die Gesundheit und Sicherheit von Menschen gewährleistet. Dieser Artikel stellt die Arten der Reinraumtechnik und gängige Klassifizierungsmethoden im Detail vor.
I. Arten der Reinraumtechnik
(I) Industrielle Reinraumtechnik
1. Reinraumtechnik in der Elektronikindustrie
Der Herstellungsprozess von elektronischen Chips hat extrem hohe Umgebungsanforderungen. Bei Schlüsselprozessen wie der Fotolithografie und dem Ätzen von Chips können selbst kleinste Staubpartikel Kurzschlüsse oder andere Leistungsprobleme in den Chips verursachen. Daher muss die Reinraumtechnik in der Elektronikindustrie einen ultra-sauberen Raum schaffen, der im Allgemeinen dem ISO1-ISO3-Standard entspricht. Diese Art von Reinraumtechnik hat auch strenge Anforderungen an Temperatur, Luftfeuchtigkeit und statische Kontrolle. Normalerweise sollte die Temperatur innerhalb von 22℃ ± 1℃ gehalten werden, und die Luftfeuchtigkeit sollte zwischen 45 % und 55 % liegen, um den stabilen Betrieb der Produktionsanlagen und die Ausbeuterate der Chipherstellung zu gewährleisten.
2. Reinraumtechnik in der Pharmaindustrie
Die pharmazeutische Produktion steht in direktem Zusammenhang mit menschlichem Leben und Gesundheit. Von der Verarbeitung der Rohmaterialien bis zur Herstellung der Präparate ist eine saubere Umgebung erforderlich. Beispielsweise können in der Produktionswerkstatt für Injektionen Mikroorganismen und Staub in der Luft die Medikamente kontaminieren und schwerwiegende medizinische Zwischenfälle verursachen. Je nach Produktionsschritt variieren die Reinheitsanforderungen der pharmazeutischen Reinraumtechnik. Im Allgemeinen wird in Schlüsselbereichen der Sterilproduktion, wie z. B. beim Abfüllprozess, eine Reinheitsklasse A (entspricht ISO5) gefordert, während die Hintergrundbereiche die Klassen C oder D (entspricht ISO7 - ISO8) aufweisen können. Gleichzeitig sollte diese Art von Reinraumtechnik auch auf Belüftung und Luftsterilisationsbehandlung abzielen, um Kreuzkontaminationen zu verhindern.
3. Reinraumtechnik in der Lebensmittelindustrie
Bei der Lebensmittelverarbeitung, insbesondere bei Lebensmitteln mit extrem hohen Hygienestandards wie Säuglingsmilchpulver und Gesundheitsprodukten, ist die Reinraumtechnik unerlässlich. Die Reinraumtechnik in der Lebensmittelindustrie zielt hauptsächlich darauf ab, Probleme wie mikrobielle Kontamination und Fremdkörperverunreinigung zu verhindern. Bei den Trocknungs- und Verpackungsprozessen der Milchpulverherstellung muss die Staub- und Mikroorganismenanzahl in der Umgebung kontrolliert werden, und die Reinheit muss im Allgemeinen das ISO7-ISO8-Niveau erreichen. Darüber hinaus sollte die Reinraumtechnik auch die Verhinderung von Schädlingsbefall und chemischer Kontamination berücksichtigen, um die Sicherheit und Qualität von Lebensmitteln zu gewährleisten.
(II) Biologische Reinraumtechnik
1. Biologische Reinigungstechnik in Laboren
In biologischen wissenschaftlichen Forschungslaboren, insbesondere in Bereichen, die sich mit hochpathogenen Mikroorganismen und gentechnischen Experimenten befassen, ist die Reinraumtechnik der Schlüssel zur Gewährleistung der Sicherheit des Laborpersonals und der Genauigkeit der experimentellen Ergebnisse. Beispielsweise muss in Biosicherheitslaboren der Stufe P3 und P4 die Luftströmungsrichtung streng kontrolliert werden, und es muss ein Unterdruckdesign angewendet werden, um das Austreten von Mikroorganismen zu verhindern. Gleichzeitig muss das Reinigungssystem über eine hocheffiziente Luftfilterfunktion verfügen, mit einer Filtereffizienz von mehr als 99,97 % für Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 0,3 µm, und es müssen spezielle Desinfektions- und Sterilisationsgeräte vorhanden sein, um den Laborraum und Abfälle rechtzeitig zu behandeln.
2. Reinraumtechnik in Krankenhausoperationssälen
Der Operationssaal eines Krankenhauses ist ein wichtiger Ort zur Lebensrettung, und die Reinraumtechnik kann das Risiko chirurgischer Infektionen reduzieren. Operationssäle werden je nach Art der Operation und den Anforderungen an die Sauberkeit in verschiedene Klassen eingeteilt. Beispielsweise müssen Organtransplantationen, Herzoperationen usw. in besonders sauberen Operationssälen der Klasse I mit einem Reinheitsstandard von ISO5 durchgeführt werden. Die Luftwechselrate pro Stunde kann 30-40 Mal erreichen, um die Luftqualität im Operationsbereich zu gewährleisten. Gleichzeitig sollten auch Umweltfaktoren wie Beleuchtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Operationssaal streng kontrolliert werden, um gute Bedingungen für den reibungslosen Ablauf der Operation zu schaffen.
(III) Sonstige spezielle Reinigungstechnik im Zusammenhang mit Reinräumen
1. Reinigungstechnik in der Luft- und Raumfahrtindustrie
Bei der Herstellung und Montage von Luft- und Raumfahrtteilen können winzige Verunreinigungen die Leistung der Teile und die Zuverlässigkeit des Raumfahrzeugs beeinträchtigen. Beispielsweise müssen in der Montagehalle für optische Satellitenkomponenten Arbeiten in einer extrem sauberen Umgebung durchgeführt werden, um zu verhindern, dass Staub die Genauigkeit der optischen Linse beeinträchtigt. Diese Art von Reinraumtechnik stellt hohe Anforderungen an die Stabilität der Umgebung und die langfristige Aufrechterhaltung der Sauberkeit und muss auch elektrostatische Schäden an präzisen elektronischen Komponenten verhindern.
2. Reinigungstechnik in der Präzisionsinstrumentenfertigungsindustrie
Die Produktionsumgebung von Präzisionsinstrumenten wie High-End-Mikroskopen und Lithografiemaschinen erfordert ein hohes Maß an Sauberkeit. Während des Montageprozesses dieser Instrumente können winzige Staubpartikel in das Innere der Instrumente gelangen und deren Genauigkeit und Leistung beeinträchtigen. Die Sauberkeitsanforderung liegt normalerweise auf dem ISO4-ISO6-Niveau, und Faktoren wie Vibrationen und elektromagnetische Störungen in der Produktionsumgebung sollten streng kontrolliert werden, um die hohe Qualität der Instrumentenfertigung zu gewährleisten.
II. Klassifizierungsmethoden der Reinigungstechnik
(I) Klassifizierung nach Reinheitsgrad
Dies ist eine der gängigsten Klassifizierungsmethoden. Der internationale Standard ISO14644 teilt die Reinheit in verschiedene Stufen von ISO1 bis ISO9 ein. Je kleiner die Zahl, desto höher die Reinheit. Beispielsweise ist in einem Reinraum der Stufe ISO1 die Anzahl der Partikel mit einem Durchmesser größer als 0,1 μm pro Kubikmeter Luft nicht mehr als 10, während die Beschränkung der Partikelanzahl in einem Reinraum der Stufe ISO9 relativ locker ist. In der Praxis erfordern hochpräzise Industrien wie die Herstellung von Elektronikchips meist eine ultrareine Umgebung der Stufen ISO1 bis ISO3, während allgemeine Lebensmittelverarbeitungswerkstätten möglicherweise nur die Stufen ISO7 bis ISO8 erfüllen müssen.
(II) Klassifizierung nach Branchenanwendung
Wie oben erwähnt, kann sie in verschiedene Branchen wie Elektronik, Pharmazie, Lebensmittel, Biologie und Luft- und Raumfahrt unterteilt werden. Jede Branche hat aufgrund der Besonderheiten ihrer Produktions- oder Forschungsobjekte unterschiedliche Schwerpunkte in Bezug auf Sauberkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Luftstromrichtung, Antistatik usw. Diese Klassifizierungsmethode ist hilfreich für die Planung und Umsetzung von Reinraumtechnikkonzepten, die auf die Merkmale verschiedener Branchen zugeschnitten sind.
(III) Klassifizierung nach Luftstromorganisationsform
1. Unidirektionaler - Luftstrom-Reinraum
In einem Reinraum mit unidirektionalem Luftstrom bewegt sich die Luft in einer einzigen Richtung mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit über den Querschnitt. Die Luft strömt vom Ende mit hoher Reinheit zum Ende mit niedriger Reinheit. Diese Form der Luftstromorganisation kann Staubpartikel effektiv abtransportieren und den Reinraum auf einem hohen Reinheitsgrad halten. Sie wird häufig an Orten mit extrem hohen Reinheitsanforderungen eingesetzt, wie z. B. in Fotolithografie-Werkstätten der Chipherstellung und in einigen Hochsicherheits-Biosicherheitslaboren.
2. Nicht - unidirektionaler - Luftstrom-Reinraum (Turbulenter - Luftstrom-Reinraum)
Die Luftstromorganisation von Reinräumen mit nicht-unidirektionalem Fluss ist relativ komplex und die Luftstromrichtung ist nicht einzeln. Die von den Hochleistungsfiltern gefilterte Luft bildet einen gemischten Luftstrom im Raum und verdünnt die Staubpartikelkonzentration im Raum. Diese Art von Reinraum hat relativ niedrige Baukosten und ist für Anlässe mit relativ geringen Reinheitsanforderungen geeignet, wie z. B. einige gewöhnliche pharmazeutische Vorbereitungs- und Lebensmittelverpackungswerkstätten.
(IV) Klassifizierung nach Steuerobjekt
1. Reinigungstechnik für Partikelkontrolle
Sie konzentriert sich hauptsächlich auf die Kontrolle von Staub, Mikroorganismen und anderen Partikeln in der Luft. Durch hocheffiziente Luftfilter, Luftreinigungsgeräte und andere Mittel wird die Partikelkonzentration in der Umgebung reduziert, um die Reinheitsanforderungen für Produktion oder Experimente zu erfüllen. Die meisten Reinigungstechniken beinhalten diesen wichtigen Inhalt der Partikelkontrolle.
2. Reinigungstechnik für mikrobielle Kontrolle
In der pharmazeutischen, biologischen und anderen Bereichen ist neben der Partikelkontrolle die Kontrolle von Mikroorganismen besonders kritisch. Neben der Verwendung von Luftfiltertechnologie wird diese Art von Reinraumtechnik auch verschiedene Methoden wie UV-Sterilisation und chemische Desinfektion einsetzen, um das Wachstum und die Vermehrung von Mikroorganismen zu hemmen und sicherzustellen, dass die mikrobiellen Umweltindikatoren relevante Standards erfüllen.
3. Reinraumtechnik zur Kontrolle chemischer Verschmutzung
Bei einigen chemisch empfindlichen Produktionsprozessen, wie z. B. dem chemischen Gasphasenabscheideverfahren in der Halbleiterfertigung, ist die Kontrolle chemischer Schadstoffe in der Umgebung erforderlich. Die Reinigungstechnik wird spezielle Adsorptionsmaterialien, Lüftungssysteme und andere Maßnahmen einsetzen, um die Ansammlung und Verschmutzung von chemischen Gasen zu verhindern und so die Stabilität des Produktionsprozesses und die Produktqualität zu gewährleisten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis der Arten und Klassifizierungsmethoden der Reinraumtechnik von großer Bedeutung für die rationale Planung, den Bau und den Betrieb von Reinraumtechnik ist. Verschiedene Arten und Klassifizierungen der Reinraumtechnik sind miteinander verknüpft und bieten gemeinsam eine starke Garantie für die qualitativ hochwertige Entwicklung verschiedener Bereiche der modernen Gesellschaft. Unser Unternehmen, Guangzhou Kunling Purification Equipment Co., Ltd., hat sich der Bereitstellung von hochwertigen und professionellen Reinraumtechnik-Lösungen für Kunden verschrieben, um den besonderen Bedürfnissen verschiedener Branchen gerecht zu werden und zur Schaffung sauberer und sicherer Produktions- und Forschungsumgebungen beizutragen.
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