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Personenschleusen in Reinräumen

  • Lesedauer: 5 Minuten
  • Erstellt am: 10.07.2024
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Schleusensysteme für sichere Bio-Dekontamination

Personenluftduschen sind in der Regel standardisierte und werksqualifizierte Anlagen, die in das Schleusenkonzept integriert werden. Luftduschen können die Sicherheit wesentlich erhöhen. Verschleppungen werden deutlich minimiert. Die Entwicklungen reichen von Zyklon-Duschen, Wirbelstromschleusen, bis hin zu Tunnelschleusen. Ein belastbarer Abreinigungseffekt ist in den wenigsten Fällen wissenschaftlich nachgewiesen und beruhen meist auf Einschätzungen oder herstellerbezogene Daten. Zudem kommt, dass die Abreinigungswirkung auch von der Personengröße und der Körperhaltung abhängt. In einem von Ortner initiierten und beauftragten Forschungsprojekt mit der TU-Graz, dem RCPE-Graz „Research Center Pharmaceutical Center“ und unter Einbindung und Mitwirkung mehrerer europäischer Universitäten und Forschungsinstituten wurden verschiedene marktübliche Systeme und Techniken von Personenschleusen untersucht.

Nach internationalen Recherchen konnten keine wissenschaftliche Expertise über die Abreinigungswirkung von Personenluftduschen gefunden werden. Alle Zertifikate und Produktdatenblätter beziehen sich auf herstellereigene Untersuchungen, und dabei immer auf die gemessenen abgelösten und nicht auf die noch anhaftenden Partikel. Der Stand der Technik gibt vor, dass Luftduschen eine Austrittsgeschwindigkeit der Luft an den Düsen ca. 30 mS haben sollen. Berechnungen und Praxistest belegen, dass bei diesen Vorgaben die Auftreffgeschwidigkeit am Körper (am Textil) zwischen 15 und 20 mS liegt. Bei diesen Luftgeschwindigkeit verringert sich die Partikelablösung auf ein nicht brauchbares Minimum.

Aus einer Forschungsarbeit kann festgehalten werden, dass Partikel und Mikroorganismen kleiner ca. 30µm selbst bei Luftstrahlgeschwindigkeiten von 30 mS Auftreffgeschwindigkeit am Textil nicht vollständig abgelöst werden können. Die Haftkräfte der Kleinstpartikel sind so groß, dass diese nicht durch die kinetische Energie des Luftstroms abgelöst werden können. Diese Erkenntnis ist für Reinräume in denen es ausschließlich um luftgetragene Partikel geht, wie z.B. in Reinräumen der Mikroelektronik und Elektronik, beruhigend. Nachdem aber anhaftende Partikel, Keime und mikrobiologische Verunreinigungen durch physischen Kontakt wie z.B. Handberührung oder durch Auflehnen an Oberflächen, gelöst und übertragen werden können, stellen diese Umstände in Reinräumen in pharmazeutischen und medizinischen Branchen wie auch in BSL-Laboren ein großes Risiko dar. Motiviert und aufgrund vorliegender wissenschaftlicher Erkenntnisse, Berechnungen und Simulationen wurde in Gemeinschaftsarbeit eine Personenluftdusche entwickelt.

Die Aufgabe an die Forscher war, ein Schleusensystem zu entwickeln, dass eine maximale Reinigungswirkung erreicht und den modernen Ansprüchen der Reinraumtechnik entspricht. Ein Luftduschen-System mit verschiedenen technischen Varianten und Verfahren.

Die JET-Luftdusche mit getakteten pulsartigen Druckstößen von oben nach unten, mit einer Luftgeschwindigkeit von ca. 50 mS, bewirkt eine Vibration der Reinraumkleidung und beeinflusst die Haftspannung der Partikel am Textil. Der Ablöseeffekt erreicht ein Maximum. Eine vertikale Verdrängungsströmung von oben nach unten trägt die abgelösten Partikel aus der Kammer aus und verhindert somit eine Re-Kontamination. Fix positionierte Fußstellung und mittels Sensoren positionsüberwachte Armstellung erhöhen bzw. sichern die gleichbleibende Reinigungswirkung. Der Jet Luftstrom wird mittels partikelfreier Druckluft erreicht. Modernes Anlagendesign kombiniert mit innovativen technischen Lösungen machen die JET-Luftduschen zu einem Spitzenprodukt in Bereichen der Personenlogistik in Personenschleusen.

Wirksamkeit

Obwohl die Wirksamkeit von Luftduschen begrenzt ist und keine verlässlichen quantitativen Ergebnisse liefern können, darf der psychologische Effekt dieser Schleusensysteme nicht unterschätzt werden. Luftduschen stellen eine physische Barriere dar, die den Übergang in Reinräume reguliert und somit eine Veränderung im Verhalten und ein erhöhtes Bewusstsein für die potenzielle Gefahr von Partikel- und Keimübertragung bewirkt. Sie dienen als Instrumente zur Sensibilisierung für potenzielle Risiken. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, den Illusionseffekt zu vermeiden, dass die bloße Anwendung von Luftduschen eine absolute Partikel- oder Keimfreiheit gewährleisten. In Laborbereichen, wie z.B. bei Tierversuchen, erweisen sich Luftduschen als wirksame und sinnvolle Anlagen zur Entfernung von Streugut, Haaren oder anderen groben Verunreinigungen.

Luftduschen tragen, trotz ihrer begrenzten Effektivität, maßgeblich zur Erreichung hoher Reinraumstandards und zur Förderung eines bewussten Umgangs mit Kontaminationsprävention bei.

Fazit

Neuheit, Erkenntnis und Perspektive:

Photodynamische Desinfektion – ein Ergebnis aus den Forschungsprojekten der TU-Graz und in Folge mit der Humbold Universität Berlin und dem TITV „Textilforschung Institut Thüringen Vogtland“ ist die Methodenentwicklung der „photodynamischen Desinfektion“ von Textilien und Oberflächen. Aufgebaut auf der bewährten medizinischen Therapie zur Krebsbehandlung mit dem Methylen-Blau Farbstoff, können zukünftig Textilien für Reinraumkleidung, aber auch Textilien wie z.B. Bettwäsche, Abdecktücher etc. mit einem Farbstoff gefärbt werden, die unter Lichteinfluss Singulett Sauerstoff bilden und dadurch eine hohe Desinfektions- und Inaktivierungsrate erreichen. Dieses Verfahren ist speziell in medizinischen Einrichtungen wie z.B. Krankenhäuser, Kliniken und Reha Zentren, aber auch in Pflegeheimen von besonderer Bedeutung. In Laboratorien der Schutz- und Sicherheitsstufe 3 und 4 gilt es das Risiko einer Verschleppung von potenziell infektiösen Biostoffen aus den Schutz- und Sicherheitsstufen in oder aus den Risikozonen zu minimieren. 

Frage zur Seite

Wo soll die photodynamische Desinfektion angewandt werden?

In medizinischen Einrichtungen wie z.B. Krankenhäuser, Kliniken und Reha Zentren, aber auch in Pflegeheimen.

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