Reinraumanforderungen für Computer-Hardware

Was ist ein Reinraum?

Ein Reinraum ist eine Umgebung, in der Verunreinigungen in der Luft (Staub, Mikroben und Partikel) streng kontrolliert werden. Die Anzahl der Partikel in der Luft und die Größe der Partikel in der Luft werden unter bestimmten Schwellenwerten gehalten, und diese Schwellenwerte hängen von der Klasse des Reinraums ab.

Anwendungen für Reinräume

Reinräume werden für Anwendungen wie die Lebensmittelherstellung, die pharmazeutische Produktion, die Luft- und Raumfahrttechnik und die biomedizinische Forschung verwendet, da selbst eine mikroskopisch kleine Verunreinigung diese Prozesse beeinträchtigen kann.

Klassen von Reinräumen

Die Klassen für Reinräume werden von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) festgelegt. Die ISO legt Standards für viele Branchen fest, darunter die Lebensmittel- und Arzneimittelherstellung und die Herstellung von Computerhardware(Teguar ist nach ISO 9001:2015 zertifiziert).

Die ISO-Reinraumklassen legen den Grenzwert für die Anzahl der Partikel in der Luft pro Kubikmeter (^Partikel/m3) fest. Die Grenzwerte sind für unterschiedlich große Partikel unterschiedlich. Die Partikel reichen von 0,1 μm bis 5 μm im Durchmesser (μm ist ein Mikrometer, auch Mikron genannt. Es entspricht 0,001 mm, oder etwa 0,000039 Zoll. Wie von Britannica definiert).

Um diese Zahl ins rechte Licht zu rücken: Das menschliche Auge kann nichts sehen, was kleiner als etwa 40 μm ist. Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von etwa 50-100 μm und Bakterien haben einen Durchmesser von etwa 2 μm. Sehen Sie sich die folgende Tabelle von Hastings Filters an, um einige andere Vergleiche zu sehen.

Die Klassen reichen von Klasse 1, der saubersten und am stärksten gefilterten Klasse, bis hin zu Klasse 9, der typischen Umgebungsluft, die uns jeden Tag umgibt. Die folgende Tabelle von Cleaning Maintenance Management zeigt die Konzentrationsgrenzwerte pro Partikelgröße für jede Klasse.

Bis zum Jahr 2001 wurden die Standards für Reinraumumgebungen durch den Federal Standard 209E (FED-STD-209) festgelegt. Einige Hersteller von Reinräumen verwenden immer noch den Begriff „Reinraum der Klasse 10.000“, um einen Reinraum der ISO-Klasse 7 zu bezeichnen. FED-STD-209 wurde im Jahr 2001 offiziell durch die ISO-Normen ersetzt. Die folgende Tabelle zeigt die Entsprechung zwischen FED-STD-209 und den neuen ISO-Klassifizierungen.

ISO 14644-1	FED-STD-209E
Klasse 1	K.A.
Klasse 2	K.A.
Klasse 3	Klasse 1
Klasse 4	Klasse 10
Klasse 5	Klasse 100
Klasse 6	Klasse 1.000
Klasse 7	Klasse 10.000
Klasse 8	Klasse 100.000
Klasse 9	K.A.

Wie kann man eine Reinraumumgebung aufrechterhalten?

Reinräume werden durch hochspezialisierte Belüftungssysteme aufrechterhalten. Im Gegensatz zur Belüftung in einer normalen Umgebung ist der Luftstrom in einem Reinraum unidirektional. Das bedeutet, dass es keine Ventilatoren (wie z.B. in einem typischen Computer) geben kann, die die Luft umherschieben, da dies die unidirektionale Bewegung des Belüftungssystems im Reinraum stören würde. Reinräume verwenden entweder HEPA-Filter (High-Efficiency Particulate Air) oder ULPA-Filter (Ultra-Low Particulate Air) in ihrem Belüftungssystem.

Auch die Kleidung, die das Personal in Reinräumen trägt, ist streng geregelt. Laut Clean Air Technology, Inc. gehören zur vorgeschriebenen „Reinraumkleidung Stiefel, Schuhe, Schürzen, Barthauben, Bommelmützen, Overalls, Gesichtsmasken, Kittel/Laborkittel, Kittel, Handschuh- und Fingerkissen, Haarnetze, Hauben, Ärmel und Schuhüberzüge.

Je nach Klasse des Reinraums muss das Personal vor dem Betreten des Reinraums eine „Luftdusche“ aufsuchen. Dies ist ein separater Raum, in dem Staub und Partikel von der Person weggeblasen werden, bevor sie die Reinraumumgebung betritt. Das Personal darf kein Make-up oder Parfüm tragen und muss sein Haar bedecken. Dieser Artikel der Production Automation Corporation beschreibt einen typischen Prozess, den das Personal vor dem Betreten eines Reinraums durchläuft; es handelt sich um einen 43-stufigen Prozess.

Computer-Hardware-Anforderungen für die Reinraumfertigung

In der Lebensmittel- und Getränkeherstellung sowie in einigen pharmazeutischen Produktionsumgebungen müssen die Computer den täglichen Reinigungsvorgängen standhalten können. Die Geräte werden mit Hochdruck- und Hochtemperaturwasserstrahlen desinfiziert. Computer in diesen Umgebungen werden aus rostfreiem SUS304-Edelstahl hergestellt, der rostfrei und korrosionsbeständig ist. In manchen Umgebungen ist ein höherwertiger Edelstahl der Güte SUS316L erforderlich, der selbst bei Salzwasser nicht korrodiert. Diese Computer sind vollständig abgedichtet und nach IP69K wasserdicht, so dass keine Flüssigkeit in den Computer eindringen kann, selbst wenn Wasserstrahlen aus allen Winkeln auf den Computer spritzen.

In Anwendungen wie der biomedizinischen Forschung und der Luft- und Raumfahrttechnik werden die Geräte normalerweise nicht mit Wasserstrahlen besprüht, sondern häufig mit Desinfektionsmitteln abgewischt. In diesem Fall muss der Computer starken chemischen Desinfektionsmitteln standhalten, was bei Computern für Verbraucher nicht der Fall ist. Computer für diese Anwendungen können aus rostfreiem Stahl oder medizinischem Kunststoff hergestellt werden. Medizinischer Kunststoff wird durch die häufige Verwendung von Desinfektionsmitteln nicht korrodieren oder sich zersetzen, und er ist mit antimikrobiellen Eigenschaften ausgestattet. Erfahren Sie mehr über antimikrobielle und medizinische Computergehäuse in diesem Teguar-Artikel.

Unabhängig davon, ob der Computer aus antimikrobiellem Kunststoff oder Edelstahl gefertigt ist, muss er über ein lüfterloses Kühlsystem verfügen. Reinraum-Computer sollten auch so konstruiert sein, dass sie möglichst wenig Ritzen aufweisen, in denen sich Staub und Partikel ablagern. Vollständig flache Frontblenden minimieren Spalten und Kanten und lassen sich leichter abspritzen und reinigen.

Viele Reinraumhersteller entscheiden sich für die wasserdichten All-in-One-Touchscreen-Computer von Teguar, weil sie an ihre Anwendung angepasst werden können und Peripheriegeräte wie Lautsprecher und Barcode-Scanner integrieren können. Das ist für Reinräume von Vorteil, denn Peripheriegeräte nehmen Platz weg und verlängern den Reinigungsprozess. Der Touchscreen macht außerdem eine externe Tastatur und Maus überflüssig.

Wenn Sie mehr über Reinraum-Computer erfahren möchten, sehen Sie sich die Teguar-Anwendungsseite für Reinräume, unsere Edelstahl-Computer und Medizin-Computer an oder kontaktieren Sie uns, um Ihr Projekt zu besprechen.