Meßeinrichtung zur direkten Unterscheidung von luftgetragenen biotischen und abiotischen Partikeln

Luftgetragene biotische und abiotische Partikel stellen in reinen Fertigungsumgebungen wie z.B. in der Halbleitertechnik, der Mikrosystemtechnik, der Pharmazie, der Lebensmitteltechnik und der Biotechnologie ein Gefährdungspotential für das herzustellende Produkt und / oder für den Menschen dar. Die Einhaltung und Überwachung von Grenzwerten bzgl. der maximal zulässigen Partikelkonzentration, der kritischen Partikelgröße und der maximal zulässigen Luftkeimzahlkonzentration ist deshalb zwingend notwendig und wird in unterschiedlichsten Richtlinien und Standards gefordert und beschrieben. Für eine effiziente Qualitätssicherung ist der schnelle Nachweis und die direkte Unterscheidung von luftgetragenen biotischen und abiotischen Partikeln eine absolute Notwendigkeit. Die Analyse des Standes der Technik zeigte, daß es derzeit keine Meßeinrichtung zur direkten Unterscheidung von luftgetragenen biotischen und abiotischen Partikeln gibt. Die Methoden zur Bestimmung der Luftkeimzahlen benötige n lange Nachweiszeiten und kommen für eine weitere Betrachtung nicht in Frage. Für die Bestimmung luftgetragener Partikel stellt der optische Partikelzähler die optimale Meßeinrichtung dar. Mit Hilfe eines OPZs kann die Belastung der Umgebungsluft mit Partikeln nach Anzahl und Größe direkt analysiert werden. Eine Unterscheidung nach biotischen und nicht biotischen Partikeln ist jedoch derzeit nicht möglich. Die von der Analyse abgeleiteten Anforderungskriterien an die zu entwickelnde Meßeinrichtung zeigten bei einer anschließenden Bewertung der Meßeinrichtungen, daß es derzeit keine Methode gibt, die alle Bewertungskriterien komplett bzw. teilweise erfüllt. Durch Variantenbildung konnte eine Meßeinrichtung auf Basis eines optischen Partikelzählers mit den Funktionsprinzipien Mehrwinkeldetektion und Differenzmessung vor und nach einer Veränderungseinheit ermittelt werden. Für die Verifizierung der Meßeinrichtung wurde ein Prüfverfahren bestehend aus Prüfeinrichtung und Prüfmethode entw i ckelt. Die Auslegung der Prüfeinrichtung orientierte sich an den realen Umgebungsbedingungen in reinen Fertigungsbereichen. Die Prüfmethode hatte zum Ziel, die Funktionalität der Meßeinrichtung zu beweisen. D.h. die Auswahl der Testpartikel, der Prüfablauf, die Experimente und die mikrobiologische Überprüfung orientieren sich an den Anforderungskriterien der Meßeinrichtung. Die Ergebnisse zeigten, daß eine direkte Unterscheidung bei hohen Partikelkonzentrationen zwischen biotischen und abiotischen Partikeln reproduzierbar vorgenommen werden kann. Das Ziel der Entwicklung einer Meßeinrichtung zur direkten Unterscheidung von luftgetragenen biotischen und abiotischen Partikeln und eines Prüfverfahrens zur Verifizierung der Meßeinrichtung wurde im Rahmen dieser Arbeit errreicht. Die unter Laborbedingungen gewonnenen Erkenntnisse stellen die Grundlage für ein neues Nachweisverfahren für luftgetragenen Partikel zur effizienten Qualitätssicherung dar.