Duitse cleanroom – Branche, gegevens, feiten

Figuur 1

Figuur 2

Figuur 3

De projectwerk

Drie studentes van de Hochschule Albstadt-Sigmaringen werkten in het kader van een projectwerk aan het onderwerp „Duitse cleanroom – sectoren, data, feiten“. In de eerste plaats ging het erom de huidige situatie op de Duitse cleanroommarkt weer te geven. Het onderwerp werd voorgesteld door het Deutsche Reinrauminstitut e.V.

De studentes verzamelden alle benodigde informatie in de vorm van vragenlijsten en interviews met bedrijven uit de cleanroomsector en presenteerden deze op de Cleanzone 2017.

De bedrijven die de studentes ondervroegen, bestonden uit cleanroomfabrikanten, machinefabrikanten, wasserijen, fabrikanten van cleanroomaccessoires en -kleding en dienstverleners, waaronder schoonmaakbedrijven. Hierbij waren er enkele moeilijkheden, omdat ze niet de verwachte resultaten kregen, aangezien veel bedrijven om verschillende redenen hun gegevens niet konden of wilden vrijgeven.

De resultaten

Sectoren

In de onderstaande diagram (Figuur 1) is een overzicht te zien van de sectoren die afhankelijk zijn van cleanrooms. Daarnaast wordt de verdeling van potentiële cleanroomgebruikers weergegeven. Vooral de voedingsmiddelen- en elektronica-industrie bieden hier veel potentieel.

Deze diagram (Figuur 2) toont welke sectoren welke cleanroomklassen gebruiken. De meest gebruikte klassen zijn vooral ISO 5 tot ISO 7. Deze worden in bijna alle sectoren toegepast.

Huidige stand

Vandaag de dag vindt men vooral cleanrooms van de ISO-klassen 3-8. De klassen 1 en 2 worden bijna uitsluitend aangetroffen als kleine werkbanken, omdat de kosten voor het gebruik zeer hoog zijn en de invloed van de mens hier nauwelijks te compenseren is. Bij de prijs van een cleanroom spelen veel factoren een rol, waaronder onder andere klasse, grootte en uitrusting. De bouwkosten van 1 m³ van de ISO-klasse 7 kunnen al rond de 5000 € liggen. Naast deze kosten is het ook duur om een cleanroom te exploiteren, omdat voortdurend verbruiksartikelen van de juiste kwaliteit nodig zijn. Een cleanroom wordt tegenwoordig gemiddeld 25 jaar gebruikt voordat hij wordt vervangen door een nieuwe. Een renovatie van oude cleanrooms komt eerder zelden voor, omdat de kosten bij een renovatie vaak hoger uitvallen.

Als men de wettelijke situatie in Duitsland bekijkt, worden duidelijke verschillen zichtbaar. Terwijl in de farmaceutische industrie precies wordt vastgesteld onder welke omgevingsvoorwaarden geproduceerd moet worden, vindt men in de voedingsmiddelenindustrie bijna alleen eisen aan de kwaliteit van het eindproduct. In de chip- en halfgeleiderindustrie daarentegen ontbreken wettelijke eisen. Een oorzaak hiervan zijn zeker de verschillende invloeden op de menselijke gezondheid. Zoals weergegeven in de grafiek (Figuur 3), nemen de wettelijke eisen toe naarmate de invloed op de menselijke gezondheid groter is. Als er geen voorschriften zijn, moeten de fabrikanten terugvallen op ervaringswaarden.

Ontwikkeling

De trend gaat richting Industrie 4.0, dat wil zeggen dat de cleanroom van morgen digitaal en slim is. Dit omvat ook automatiserings- en robottechniek, evenals de netwerking van meetapparatuur en de verzamelde gegevens. Door automatisering wordt de vervuiling van de cleanroom door de mens geminimaliseerd. Bovendien wordt het in de toekomst steeds belangrijker om de cleanroom flexibel aan te passen aan nieuwe producties, nieuwe machines snel te integreren en de productielijnen af te stemmen op de actuele behoefte. Door de toenemende kostendruk wordt de verbetering van energie-efficiëntie gestimuleerd. Daarbij ligt de focus op energiebesparende techniek en energieterugwinning, zodat de bedrijfskosten laag kunnen blijven. Hoe efficiënt cleanrooms ook zijn, de kosten blijven relatief hoog, vooral bij grote cleanroomoppervlakten. Daarom is de trend om cleanrooms zo klein mogelijk te houden om de technische inspanning te verminderen en kosten te besparen. Hoe kleiner de cleanroom, hoe lager het contaminatierisico en de investerings- en bedrijfskosten. Zogenaamde „Mini-omgevingen“ of „FlowBoxen“ ‗ kleine afgesloten, deels modulair opgebouwde of zelfs mobiele cleanroom-eenheden ‗ spelen in op deze trend.

De betekenis van cleanrooms in de sectoren voedingsmiddelen, automobiel, optiek en micro-elektronica neemt toe. In de voedingsmiddelenbranche worden steeds hogere kwaliteitsnormen gesteld, en de behoefte aan een zorgvuldige productie en het gebruik van conserveermiddelen neemt af of verdwijnt. Met behulp van cleanroomtechniek kunnen fabrikanten zonder conserveermiddelen toch houdbaarheid bereiken. In de sectoren automobiel, optiek en micro-elektronica kunnen door cleanroomtechniek de afkeurpercentages door vervuilingen zoals partikels aanzienlijk worden verminderd, wat kostenbesparingen oplevert. In de farmaceutische en medische sector blijft de betekenis van cleanrooms ongewijzigd, deze worden nog steeds gebruikt.

Vooruitzicht

Het wordt duidelijk dat de rol van de cleanroom verder aan belang wint. Tegelijkertijd worden er veel nieuwe technische eisen aan de cleanroom gesteld. Duitsland moet en kan een voortrekker worden in de ontwikkeling van nieuwe en efficiëntere technologieën. Ook in de sector van cleanroomreiniging ligt nog veel potentieel. In de nabije toekomst staan de cleanroomsector veel veranderingen en eisen te wachten die moeten worden aangepakt.