Die Echtzeitmessung der Partikelablagerung ist eine Revolution

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In Reinräumen wird derzeit viel Aufmerksamkeit auf Schwebstoffe verwendet. Aber die Produktqualität wird nicht durch kleine Partikel in der Luft beeinträchtigt, die sich nicht ablagern, sondern durch große Partikel, die auf das Produkt fallen. Partikelablagerung findet auch in den saubersten Reinräumen statt, in denen Menschen arbeiten oder Maschinen laufen. Dies wurde durch aufwändige, langsame und kostenintensive Testverfahren bestätigt. Die Einführung des preisgekrönten APMON, einem günstigen, unabhängigen Echtzeitmesssystem für Ablagerungen, ändert alles. APMON kann als Alarmsystem, zur Schulung von Mitarbeitern, zur Hauptursachenanalyse für Partikelablagerung und sogar zur Festlegung von Grenzwerten für die Partikelablagerung in Reinräumen eingesetzt werden.

Große Partikel mit einer Größe von 10 bis 100 Mikrometer setzen sich sogar in den saubersten Reinräumen auf Produkten ab. Angesichts der umfangreichen Luftfilterung und intelligenten Luftströme erscheint das unmöglich, trifft aber auf alle Reinräume zu, in denen Menschen arbeiten oder Maschinen laufen. Partikelfilterung sorgt dafür, dass die Luft, die in einem Raum eintritt, nahezu partikelfrei und absolut frei von solchen großen Partikeln ist. Das ist eine entscheidende Voraussetzung für eine saubere Produktion, ist aber noch nicht ausreichend. Laufende Maschinen und arbeitende Menschen verursachen ebenfalls Partikelablagerungen im Reinraum. Durch Aktivitäten wie Gehen und Arbeiten entstehen Partikel; und auch das Reinigen oder Berühren von Oberflächen sorgt dafür, dass abgelagerte Partikel aufgewirbelt werden. Je näher dies an der kritischen Oberfläche eines Produkts geschieht, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich dort Partikel ablagern. Obwohl ein guter Reinraum so eingerichtet ist, dass Partikel von diesen Oberflächen ferngehalten werden, ist der Schutz nie wirklich vollständig. Insbesondere große Partikel werden nur geringfügig von den Luftströmen beeinflusst.

Niederschlag
Um Partikelablagerung zu bekämpfen und so die Resultate der Prozesse in Reinräumen zu verbessern, ist es äußerst wichtig, die Hauptursachen der Ablagerung ausfindig zu machen. Daher müssen die Ablagerungen unbedingt gemessen werden können. Bei allen derzeit gängigen Verfahren zur Messung von Partikelablagerung oder Partikelniederschlag werden Nachweisplatten verwendet. Diese Nachweisplatten werden für eine bestimmte Zeit, üblicherweise 24 Stunden, auf eine Oberfläche gestellt. Das Aufstellen und Einsammeln der Nachweisplatten muss mit äußerster Sorgfalt erfolgen, damit die Platten nicht kontaminiert werden. Nach dem Einsammeln werden sie üblicherweise manuell in ein Gerät zur Oberflächenanalyse eingegeben. Diese Geräte arbeiten in der Regel langsam und sind kostspielig. Mithilfe der Geräte kann die Partikelgrößenverteilung ermittelt werden, aus der sich die Stufe der Partikelablagerung (Particle Deposition Class, PDC) ergibt. Am Ende des gesamten Aufwands steht also diesen kleinen Hinweis, die trotzdem sehr wertvoll ist.

Nachweis
Koos Agricola, der Reinraumbeauftragte bei Océ in den Niederlanden, hat nachgewiesen, dass die PDC-Ermittlung genutzt werden kann, um die Effektivität verschiedener Partikelkontrollverfahren, z.B. häufigere Reinigung und verbesserte Kleidung, aufzuzeigen. Indem er verschiedene Nachweisplatten an verschiedenen Standorten aufstellte, konnte er aufzeigen, welche Maschinen (und Arbeitnehmer) besonders zur Verbreitung von Partikeln beitrugen. Um zu diesen Ergebnissen zu kommen, sind eine sehr genaue Vorgehensweise und hohes Durchhaltevermögen notwendig. Das Ergebnis ist wahrscheinlich positiv, aber der Umfang der Verbesserung lässt sich vermutlich nur schwer messen. Daher finden solche Untersuchungen nur selten statt. Selbst PDC-Routine-messungen finden oft nur unregelmäßig statt, falls überhaupt. Und wenn sie stattfinden, stehen die Ergebnisse erst nach 24 Stunden oder später zur Verfügung, sodass in der Zwischenzeit zu erheblichen Produktionsausfällen kommen kann. Abschließend ist zu sagen, dass es derzeit keinen internationalen Standard zur Partikelablagerung gibt, unter anderem weil bis heute kein einfaches und kostengünstiges Messverfahren entwickelt wurde.

Schnell
APMON, der Advanced Particle MONitor, ändert dies grundlegend. Ein optisches System erstellt im Abstand von mehreren Minuten automatisch eine Momentaufnahme einer totalen Oberfläche von insgesamt etwa 60 cm. Jede Momentaufnahme wird mit der vorherigen verglichen, wobei alle neu hinzuge-kommenen Partikel gezählt und vermessen werden. Die erfassten Daten werden automatisch und kontinuierlich in PDC-Stufen übertragen. Ein System besteht aus einem Monitor (maximal sechs Monitoren, um gleichzeitig PDC-Stufen an sechs verschiedenen Standorten zu ermitteln) und einer Basiseinheit, die die Berechnungen ausführt und die Daten speichert. Das System kann so eingestellt werden, dass ein Alarm ausgelöst wird, wenn mehr Partikel abgelagert werden als im Zeitraum zwischen zwei Momentaufnahmen gestattet ist. Der Benutzer kann die Alarmstufe oder den zulässigen PDC-Wert sowie den Ort einstellen, an dem der Alarm ausgelöst wird: entweder am Monitor selbst, an der Basiseinheit oder am Arbeitsplatz des Reinraumbeauftragten. Die Wartung des APMON gestaltet sich einfach. Von Zeit zu Zeit muss das Einwegnachweismodul, auf dem sich die Partikel ablagern, ausgetauscht werden. Wie oft das Modul ausgetauscht werden muss, hängt von der Qualität des Reinraums ab und kann zwischen zwei und drei Wochen betragen. Das System kalibriert sich selbst  automatisch, nachdem das neue Nachweismodul eingesetzt wurde und anschließend bei jeder neuen Momentaufnahme. Die Daten werden automatisch gespeichert, sodass Lageberichte einfach mithilfe des Systems generiert werden können.

Standard
Die Einrichtung und Instandhaltung von APMON zur PDC-Kontrolle in Reinräumen ist also ganz einfach. Da die Investitionskosten mit den Kosten für gängige Systeme vergleichbar sind, ist die Verwendung von APMON definitiv kostengünstiger. Aber der wichtigste Vorteil besteht darin, dass die Messungen in Echtzeit erfolgen und mindestens hundertfünfzigmal schneller als gängige Messverfahren sind. So können Sie schneller handeln, indem Sie die Produktion anhalten oder Patienten isolieren, die durch plötzliche Partikelablagerungen Schaden nehmen können. Außerdem wird deutlich sichtbar, wodurch die plötzliche Ablagerung verursacht wurde, zum Beispiel durch eine Bodenreinigung, eine Mittagspause, bei der viele Leute in Bewegung waren, oder unerfahrene Mitarbeiter. Daher ist APMON bestens für die Schulung von Mitarbeitern sowie für die Qualitätsüberwachung in Reinräumen und OP-Sälen geeignet. Dies ist umso mehr Grund, um klare PDC-Grenzwerte für verschiedene Arten von Reinräumen festzulegen. Es besteht kein Zweifel daran, dass Reinraumbeauftragte und andere Fachleute APMON zu schätzen wissen. Vor kurzem wurde APMON auf der Cleanzone 2012 in Frankfurt mit dem Cleanroom Innovation Award ausgezeichnet. Insgesamt waren fünf Produkte nominiert, und nicht weniger als 80 Prozent der Besucher stimmten für APMON.

Wir gehen davon aus, dass APMON die Überwachung von Reinräumen revolutionieren wird. Zwar werden gelegentliche Schwebstoffmessungen auch weiterhin notwendig sein, um die Luftfilterung zu überprüfen. Aber das wichtigste Mittel zur Kontaminationskontrolle wird die Messung der Partikelablagerung sein.