Differenzdruckmessung in Reinräumen.

Die Differenzdruckmessung ist ein entscheidender Aspekt für die Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen in Reinräumen, in denen kontrollierte Umgebungen z. B. für die Herstellung pharmazeutischer Produkte unerlässlich sind. Dieser Blog befasst sich mit der verwendeten Messtechnik, den Unterschieden zwischen Gebäudemanagementsystemen (BMS) und Umgebungsmonitoringsystemen (EMS) sowie den typischen Installationsorten für Differenzdruckgeräte, wobei der Schwerpunkt auf der Überwachung von Reinräumen liegt.

Messtechnik

Thermisches Messprinzip

Das thermische Messprinzip beruht auf einem Heizelement, das zwischen zwei temperaturempfindlichen Widerständen angeordnet ist. Ein Gasstrom verschiebt das Temperaturprofil in Richtung des einen Widerstandes, der gemessen und der Differenzdruck ausgewertet werden kann.

Membran-Messprinzip

Die membranbasierte Differenzdruckmessung beruht auf der Verformung einer Membran oder eines Diaphragmas, wenn diese auf beiden Seiten unterschiedlichen Drücken ausgesetzt sind. Zu den wichtigsten Geräten gehören:

• Kapazitive Sensoren: Diese verwenden eine Membran, die ihre Kapazität ändert, wenn sie sich unter Druck verformt.
• Piezoelektrische Sensoren: Sie erzeugen eine elektrische Ladung als Reaktion auf die mechanische Belastung der Membran.
• Resistive Sensoren (Dehnungsmessstreifen): Sie messen die Änderung des elektrischen Widerstands bei Verformung der Membran.

Geräte auf Membranbasis sind für ihre Genauigkeit und Empfindlichkeit bekannt, was sie ideal für Anwendungen macht, die präzise Druckmessungen erfordern.

Thermische vs. Membrane Übersicht

Wenn der Differenzdruck gemessen wird und der Referenzpunkt 0 über mehrere Geräte verkettet ist, sollten nur Membransensoren und keine thermischen Massesensoren verwendet werden. Der thermische Massesensor ist konstruktionsbedingt undicht und daher nicht für diese Anwendung geeignet.

Gebäudemanagementsystem (BMS) vs. Umgebungsüberwachungssystem (EMS)

Obwohl sowohl BMS als auch UMS für die Aufrechterhaltung der Integrität des pharmazeutischen Umfelds von entscheidender Bedeutung sind, dienen sie unterschiedlichen Zwecken und funktionieren unterschiedlich.

Gebäude-Management-System (BMS)

• Funktion: Die Gebäudeleittechnik dient der Verwaltung und Steuerung der mechanischen und elektrischen Anlagen des Gebäudes, einschließlich der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK), der Beleuchtung, der Brandschutzsysteme und der Sicherheitssysteme.
• Umfang: Der Geltungsbereich ist breiter und umfasst die gesamte Gebäudeinfrastruktur.
• Überwachung: Konzentriert sich in erster Linie auf die Gesamtleistung und Energieeffizienz von Gebäudesystemen.

Umgebungsmonitoringsystem (EMS)

• Funktion: EMS überwacht speziell die für die pharmazeutische Produktion kritischen Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit und Differenzdruck in Reinräumen.
• Umfang: Im Vergleich zum BMS ist es stärker fokussiert und spezialisiert und gewährleistet die Einhaltung von Industrienormen und -vorschriften (z. B. GMP, ISO).
• Überwachung: Ermöglicht die Überwachung und Protokollierung von Umgebungsparametern in Echtzeit, um die Produktsicherheit und -qualität zu gewährleisten.

Einbau von Differenzdruckgeräten

Differenzdruckgeräte werden in der Regel an verschiedenen Stellen in pharmazeutischen Einrichtungen installiert, um eine ordnungsgemäße Umgebungskontrolle zu gewährleisten. Zu den wichtigsten Bereichen gehören:

Reinräume

Reinräume sind hochgradig kontrollierte Umgebungen, in denen der Differenzdruck entscheidend für die Vermeidung von Kontaminationen ist. Geräte werden installiert, um:

• Überwachen Sie Druckunterschiede: Zwischen verschiedenen Reinraumzonen (z. B. von einem Bereich mit höherer Klassifizierung zu einem Bereich mit niedrigerer Klassifizierung), um sicherzustellen, dass die Luft von saubereren zu weniger sauberen Bereichen fließt.
• Aufrechterhaltung der Luftstromrichtung: Es wird sichergestellt, dass die Luft von Bereichen mit höherem Druck zu Bereichen mit niedrigerem Druck strömt, wodurch das Eindringen von Verunreinigungen verhindert wird.

Luftschleusen und Durchlasskammern

Diese Bereiche dienen als Pufferzonen zwischen Reinräumen und weniger kontrollierten Bereichen. Differenzdruckgeräte sorgen dafür, dass in diesen Räumen die richtige Druckdifferenz aufrechterhalten wird, um eine Kontamination während des Transfers von Materialien oder Personal zu verhindern.

HVAC Systems

Differenzdrucksensoren werden in HLK-Systeme integriert, um den Druck in den Kanälen zu überwachen und zu regeln und so sicherzustellen, dass das System die erforderlichen Druckniveaus in den verschiedenen Teilen der Einrichtung aufrechterhält.

Reinraum-Druckstufen

In Reinraumumgebungen ist die Einhaltung bestimmter Druckunterschiede von entscheidender Bedeutung. Typische Druckniveaus sind:

• ISO 7 Reinraum: +10 bis +20 Pascal (Pa) relativ zu angrenzenden Bereichen.
• ISO 8 Reinraum: +5 bis +15 Pa relativ zu angrenzenden Bereichen.
• Luftschleusen: Normalerweise werden sie bei +5 bis +10 Pa relativ zum Reinraum gehalten, um ein Druckgefälle zu gewährleisten, das eine Kontamination verhindert.

Durch die sorgfältige Überwachung und Steuerung von Differenzdrücken können pharmazeutische Einrichtungen die strengen Umgebungsbedingungen einhalten, die für die Herstellung sicherer und wirksamer Produkte erforderlich sind.

Rotronic Produktpalette

Differenzdruck-Messumformer - Rotronic PF4/5
Reinraum Panel - Rotronic CRP5
Differenzdruckfühler - Rotronic RMS PCD-S

Installation

Üblicherweise werden die Differenzdrucksensoren in dem Bereich installiert, in dem sich die Lüftungsgeräte befinden, da dies für Wartungs- und Kalibrierungszwecke einfacher ist. PST bietet eine Reihe von Schränken für einen besseren Zugang an:

Schlussfolgerung

Die Differenzdruckmessung ist ein unverzichtbarer Bestandteil der pharmazeutischen Industrie, der sicherstellt, dass in Reinräumen und anderen kritischen Bereichen die für die Produktqualität und -sicherheit erforderlichen Bedingungen aufrechterhalten werden. Ein Verständnis der Technologie hinter diesen Messungen, der Unterschiede zwischen BMS und EMS und der strategischen Installation von Differenzdruckgeräten bietet einen umfassenden Überblick über die Kontrolle pharmazeutischer Umgebungen. Dieses Wissen ist entscheidend für Fachleute, die die höchsten Standards in der pharmazeutischen Produktion aufrechterhalten wollen.

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