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  • Fachbeitrag
Autor
Anneke Bosch, Ines Heudorfer, Stephanie Saier

Deutscher Reinraum – Branchen, Daten, Fakten

Abbildung 1
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Abbildung 2
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Abbildung 3
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Die Projektarbeit

Drei Studentinnen der Hochschule Albstadt-Sigmaringen bearbeiteten im Rahmen einer Projektarbeit das Thema „Deutscher Reinraum – Branchen, Daten, Fakten“. In erster Linie ging es darum, die aktuelle Lage auf dem deutschen Reinraummarkt darzustellen. Das Thema wurde vom Deutschen Reinrauminstitut e.V. vorgeschlagen.

Die Studentinnen sammelten in Form von Fragebögen und Interviews mit Firmen der Reinraumbranche alle notwendigen Informationen und stellten diese auf der Cleanzone 2017 vor.

Die Firmen, welche die Studentinnen befragten, stellten sich aus Reinraumherstellern, Maschinenherstellern, Wäschereien, Herstellern von Reinraumzubehör und -bekleidung und Dienstleistern u.a. Reinigungsfirmen zusammen. Hierbei gab es so manche Schwierigkeit, denn sie bekamen nicht die erwarteten Ergebnisse, da viele Firmen aus unterschiedlichen Gründen ihre Daten nicht herausgeben konnten und wollten.

Die Ergebnisse

Branchen

In dem folgenden Diagramm (Abbildung 1) ist eine Übersicht zu sehen, welche Branchen auf Reinräume angewiesen sind. Es wird zudem die Verteilung der potentiellen Reinraumnutzer dargestellt. Großes Potential bietet hier vor allem die Lebensmittel- und Elektronikindustrie.

Dieses Diagramm (Abbildung 2) zeigt, welche Branchen welche Reinraumklassen nutzen. Die meist genutzten Klassen sind vor allem ISO 5 bis ISO 7. Diese werden in so gut wie allen Branchen verwendet.

Aktueller Stand

Heute findet man vor allem Reinräume der ISO-Klassen 3-8. Die Klassen 1 und 2 findet man nahezu ausschließlich als kleine Werkbänke, da die Kosten für den Betrieb sehr hoch sind und der Einfluss durch den Menschen hier kaum zu kompensieren ist. Beim Preis eines Reinraums spielen viele Faktoren eine Rolle, dazu gehören unter anderem Klasse, Größe und Ausstattung. Die Baukosten eines m3 der ISO-Klasse 7 kann dabei schon um die 5000 € kosten. Neben diesen Kosten ist es zudem teuer einen Reinraum zu betreiben, da dauerhaft Verbrauchsgegenstände in entsprechender Qualität benötigt werden. Ein Reinraum wird heute im Durchschnitt 25 Jahre betrieben bevor er durch einen neuen Reinraum ersetzt wird. Eine Sanierung von alten Reinräumen findet man eher selten, da bei einer Sanierung häufig höhere Kosten anfallen.

Betrachtet man den rechtlichen Stand in Deutschland werden deutliche Unterschiede sichtbar. Während in der Pharmaindustrie genau festgelegt ist unter welchen Umgebungsbedingungen produziert werden soll, findet man in der Lebensmittelindustrie fast nur Anforderungen an die Qualität des Endprodukts. In der Chip- und Halbleiterindustrie findet man hingegen keine gesetzlichen Anforderungen. Eine Ursache dafür sind sicherlich die unterschiedlich großen Einwirkungen auf die menschliche Gesundheit. Wie in der Grafik (Abbildung 3) dargestellt, nehmen die gesetzlichen Anforderungen zu je größer der gesundheitliche Einfluss auf den Menschen ist. Gibt es keine Vorschriften müssen die Hersteller auf Erfahrungswerte zurückgreifen.

Entwicklung

Der Trend geht in Richtung Industrie 4.0, d.h. der Reinraum von morgen ist digital und smart. Dazu gehören auch Automatisierungs- und Robotertechnik ebenso wie die Vernetzung der Messgeräte und der gewonnenen Daten. Durch die Automatisierung wird die Verschmutzung des Reinraums durch den Menschen minimiert. Außerdem wird es in Zukunft immer wichtiger, den Reinraum flexibel auf neue Produktionen anzupassen, neue Maschinen schnell zu integrieren und die Produktionsanlagen am aktuellen Bedarf auszulegen. Durch den zunehmenden Kostendruck wird die Steigerung der Energieeffizienz vorangetrieben. Dabei liegt das Augenmerk auf energieschonender Technik und Energierückgewinnung, damit die Betriebskosten niedrig gehalten werden können. So effizient Reinräume auch sind, die Kosten sind relativ hoch, insbesondere bei großen Reinraumflächen. Daher geht der Trend dahin, Reinräume möglichst klein zu halten, um den technischen Aufwand zu reduzieren und Kosten zu sparen. Je kleiner der Reinraum, desto geringer ist das Kontaminationsrisiko und die Investitions- und Betriebskosten. So genannte „Mini-Environments“ oder „FlowBoxen“ – kleine abgeschlossene, zum Teil modular aufgebaute oder sogar mobile Reinraumeinheiten – tragen diesem Trend Rechnung.

Die Bedeutung der Reinräume im Bereich Lebensmittel, Automobil, Optik und Mikroelektronik nimmt zu. Im Lebensmittelbereich gibt es immer höhere Qualitätsanforderungen, das Bedürfnis nach schonender Herstellung und geringer bzw. kein Einsatz von Konservierungsstoffe nimmt zu. Mittels der Reinraumtechnik können die Hersteller auf Konservierungsstoffe verzichten und dennoch Haltbarkeit erzielen. Im Bereich Automobil, Optik und Mikroelektronik lassen sich mittels Reinraumtechnik Ausschussquoten durch Verschmutzungen wie Partikeleinlagerungen deutlich reduzieren und dadurch Kosten einsparen. In der Pharma- und Medizinbranche ist die Bedeutung der Reinräume unverändert, hier werden sie nach wie vor eingesetzt.

Ausblick

Insgesamt wird deutlich, dass die Rolle des Reinraums weiter an Bedeutung gewinnt. Dabei werden aber viele neue technische Anforderungen an den Reinraum gestellt. Deutschland muss und kann dabei in der Entwicklung neuer und effizienterer Technik ein Vorreiter werden. Auch im Sektor der Reinraumreinigung gibt es noch großes Potential. Insgesamt kommen auf die Reinraumbranche in naher Zukunft viele Veränderungen und Anforderungen zu, die zu bewältigen sind.


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