Prävention statt Schadensbegrenzung
Posted by PM-Ersteller - 15/01/26 at 11:01:06 a.m.CFD-Simulation senkt Risiken in teuren Reinraumprojekten
Reinräume sind kostenintensive Bauprojekte. Das Investitionsvolumen liegt zwischen 1.000 und 5.000 Euro pro Quadratmeter, in der Halbleiterfertigung können sie mit bis zu 20.000 Euro pro Quadratmeter noch deutlich höher ausfallen. Ein Reinraum mit 1.000 Quadratmetern Fläche erreicht somit schnell Kosten in Millionenhöhe. Dennoch verzichten viele Bauherren auf eine Maßnahme, die nur einen Bruchteil der Gesamtinvestition ausmacht, jedoch zentrale Risiken minimieren kann: die strömungs- und partikeltechnische Analyse mittels CFD-Simulation (Computational Fluid Dynamics).
Gespräche mit Herstellern und Ausrüstern zeigen ein überraschend einheitliches Bild: Simulationen werden selten in frühen Projektphasen eingesetzt – häufig erst dann, wenn während des Betriebs unerwartete Strömungsphänomene, Partikelrückführungen oder Tot-Zonen auftreten. In solchen Fällen müssen Ursachen nachträglich identifiziert und teils kostenintensiv korrigiert werden. Merke CAE Solutions, spezialisiert auf numerische Simulationsberechnungen, wird oft erst dann hinzugezogen, wenn Probleme bereits entstanden sind. Dabei ließen sich viele dieser Herausforderungen im Vorfeld durch digitale Analysen vermeiden.
Eine CFD-Simulation verursacht im Durchschnitt rund ein bis zwei Prozent der Baukosten eines Reinraums. Bei einem Projektvolumen von einer Million Euro entspricht dies etwa 5.000 bis 20.000 Euro – ein Betrag, der im Verhältnis zu möglichen Folgekosten gering ist. Die Simulation ermöglicht die vorausschauende Bewertung der Luftströmung, die Visualisierung von Partikelbewegungen sowie die Analyse von Temperaturfeldern. Tot-Zonen, unerwünschte Verwirbelungen oder kritische Partikelkonzentrationen können so bereits vor Baubeginn erkannt werden. Für Betreiber sensibler Produktionsanlagen, etwa in der Optik, Medizintechnik oder Pharmazie, liefert dies entscheidende Planungssicherheit.
Strömungsprozesse in Reinräumen reagieren empfindlich auf kleinste Änderungen in Geometrie, Ausstattung und Betriebsparametern. Erfahrungswerte allein reichen daher oft nicht aus, um komplexe Wechselwirkungen zuverlässig vorherzusagen. Die Simulation dient hier als objektive Grundlage, um Luftauslässe, Filterpositionen oder Maschinenanordnungen so zu gestalten, dass die spezifizierten Reinheitsklassen dauerhaft eingehalten werden. Fehlplanungen können erheblichen wirtschaftlichen Schaden verursachen – etwa wenn ein Kunde die Inbetriebnahme verweigert, weil Partikelablagerungen die Produktqualität beeinträchtigen.
„Mit Multiphysics-Simulationen können wir die Reinräume in der Zwischenzeit bereits inklusive des dort geplanten Produktions- und Arbeitsumfeldes simulieren. Damit wissen wir nicht nur, ob der Reinraum an sich funktioniert, sondern auch, ob die geplante Produktion so störungs-, keim und Partikelfrei ablaufen kann“, so Dipl.-Ing. (TU) Stefan Merkle, Geschäftsführender Gesellschafter der Merkle CAE Solutions GmbH.
Merkle CAE Solutions versteht die CFD-Analyse daher nicht als Zusatzelement, sondern als integralen Bestandteil einer vorausschauenden Reinraumplanung. Sie trägt dazu bei, Risiken zu minimieren, Nacharbeiten zu vermeiden und die Funktionsfähigkeit hochsensibler Produktionsumgebungen sicherzustellen. Für Bauherren bedeutet dies, dass sie ein vergleichsweise geringer Planungsaufwand vor zeit- und kostenintensiven Korrekturen im laufenden Betrieb schützt.
Verantwortlicher für diese Pressemitteilung:
Merkle CAE Solutions GmbH
Herr Stefan Merkle
Friedrichstraße 1
89518 Heidenheim
Deutschland
fon ..: 07321 9343-0
web ..: https://www.merkle-cae.de
email : kontakt@merkle-partner.de
Das Unternehmen Merkle CAE Solutions GmbH in Heidenheim wurde 1989 als Merkle & Partner GbR von Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegründet. Merkle CAE Solutions GmbH zählt zu den ersten und führenden Dienstleistern für ingenieurwissenschaftliche Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Homburg/Saar und Erfurt bearbeiten die ca. 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtuelle Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zählen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie, der Konsumgüterindustrie und dem Schiffbau.
Pressekontakt:
KOKON – Marketing
Frau Marion Gräber
Kirchplatz 5
86697 Oberhausen
fon ..: 08435-4859994
email : info@kokon-marketing.de
Die Nicht-Thermische Katalyse von Calistair
Posted by PM-Ersteller - 10/09/19 at 07:09:56 a.m.Die Technologie von Calistair zur nicht-thermischen Katalyse sorgt für die Abscheidung und Zerstörung von Mikroverunreinigungen in der Luft.
Die von Calistair entwickelte und optimierte innovative Technologie der nicht-thermischen Katalyse erfüllt die Anforderungen an die Dekontamination und Vernichtung von teilchenförmigen, mikrobiologischen und chemischen Schadstoffen.
Die Calistair-Technologie ist das Ergebnis der Kopplung von drei Technologien:
– Abscheidung von Schadstoffen durch spezifische Adsorptionsmittel.
– Zerstörung durch einen mittels Lichtstrahlung aktivierten Katalysator.
– Abschluss der Aufbereitung mit einem bei Raumtemperatur aktiven Katalysator.
Die Katalysatoren regenerieren sich und sorgen so für eine langanhaltende effiziente Dekontamination. Darüber hinaus ist unsere Technologie energiesparend.
Die nicht-thermische Katalyse ist eine von dem Calistair-Labor entwickelte Technologie zur Abscheidung und Vernichtung von mikrobiologischen und chemischen Schadstoffen. Es handelt sich um eine Technik, die auf der synergistischen Kombination von drei Komponenten (ein Adsorptionsmittel und zwei Katalysatoren) für ein- und dasselbe Material basiert.
Erstens wirkt das Adsorptionsmittel wie ein „Schwamm“, der Verunreinigungen auf seiner Oberfläche auffängt und zurückhält.
Diese werden dann natürlich auf die Katalysatoren übertragen, die sie durch Oxidationsreduktion zerstören. Es gibt zwei Arten von Katalysatoren: Zum einen sind sie bei Raumtemperatur aktiv, und zum anderen sind sie unter Lichtstrahlung aktiv. Ihre Aktionen sind unterschiedlich, ergänzen sich aber.
So zerstört der fotoaktivierte Katalysator sehr effektiv Mikroorganismen (Pilze, Sporen, Bakterien, Viren) und Gase wie Gerüche und flüchtige organische Verbindungen (FOVs).
Der bei Raumtemperatur aktive Katalysator spielt dabei eine abschließende Rolle bei der Beendigung des Prozesses, indem er die Zerstörung der Schadstoffe bis zur Mineralisierung gewährleistet, d.h. ihre vollständige Umwandlung in Wasserdampf und Kohlendioxid (CO2) in winziger Menge.
Verwendete Materialien:
Erstens, was das Adsorptionsmittel betrifft: Es gibt verschiedene Arten von Adsorptionsmitteln. Die bekanntesten und am häufigsten in der Luftaufbereitung verwendeten sind Aktivkohle und Zeolithe. Zeolithe (natürliche oder synthetische) können insbesondere den Vorteil haben, dass sie eine hohe Selektivität gegenüber Schadstoffen aufweisen, weshalb wir uns für dieses Material entschieden haben. Hydrophile Zeolithe sind daher interessant, weil sie eine besondere Affinität zu den Zellmembranen von Mikroorganismen haben, aber auch zu chemischen Schadstoffen, die häufig in der Raumluft vorkommen.
Einige Zeolithe sind sogar noch mehr als nur Adsorptionsmittel; sie sind toxisch für Mikro-organismen; dies ist beispielsweise bei bestimmten synthetischen Zeolithen vom Typ A, imprägnierten oder dotierten Zeolithen, der Fall.
Neben der Zusammensetzung spielt die Größe der Zeolithe eine wichtige Rolle. Während sich viele Publikationen mit sehr kleinen Materialien (Nanopartikeln) befassen, werden sie wegen ihrer Gefährlichkeit und des stark vermuteten Krebsrisikos zunehmend scharf kritisiert. Bei Zeolithen mit einer Affinität zu Mikroorganismen neigen im Gegenteil einige Studien dazu, zu beweisen, dass die wirksamsten eine Größe zwischen 0,5 und 2,5 Mikrometer aufweisen würden, eine Größe, die mindestens das Fünffache der Größe beträgt, unterhalb derer ein Partikel als nanometrisch gilt (0,1 Mikrometer); dies ist die Wahl, die Calistair bei der Entwicklung seiner Materialien getroffen hat.
Genau wie Zeolithen sind verschiedene Katalysator-Arten lichtaktiv. Die effizientesten sind aktiv, da die Lampen bei Wellenlängen unter 365 nm (ultravioletter Bereich) emittieren. Es handelt sich im Allgemeinen um Metalloxide des Typs Zink-, Titan-, Wolfram-, Zirkonium-Oxid, usw.
Das Prinzip der Zerstörung durch Oxidationsreduktion von Schadstoffen ist immer gleich: Sobald er aktiviert ist, erzeugt der Katalysator Elektronenpaare / Löcher auf seiner Oberfläche. Diese reagieren mit dem natürlich in der Luft vorkommenden Sauerstoff und Wasser sowie mit Schadstoffen zu Radikalspezies (Radikale). Diese Radikale haben eine extrem kurze Lebensdauer (wenige Pikosekunden), da sie sehr leicht mit ihrer Umgebung reagieren. Aus diesem Grund wird jeder kleinste organische Schadstoff, der mit der Katalysatoroberfläche in Kontakt kommt, sofort durch eine radikalische Reaktion unter Regeneration des Katalysators zerstört. Calistair hat sich für den Einsatz von UV-C-Lampen entschieden, die nicht nur zur Aktivierung des Katalysators verwendet werden, sondern auch eine keimtötende Wirkung auf die meisten biologischen Schadstoffe ausüben. Alle von der Firma Calistair entwickelten Anlagen sind mit Sicherheitseinrichtungen ausgestattet, die verhindern, dass UV-Strahlung aus unseren Maschinen austritt.
Schließlich ist der nicht-thermische Katalysator zweifellos das wichtigste Element dieses Sets; seine Rolle besteht darin, die Aufbereitung abzuschließen, um beispielsweise sicherzustellen, dass bei der Zerstörung von Mikroorganismen keine Giftstoffe (z.B. Endotoxine) freigesetzt werden können. Er scheidet auch bestimmte giftige chemische Verunreinigungen ab und zerstört sie; seine Aktivität richtet sich insbesondere gegen kleine Moleküle von Aldehyden, Säuren oder Alkoholen. Abhängig von den aufzubereitenden Schadstoffen und den Umgebungstemperaturen der Aktivierung gibt es verschiedene Arten von athermischen K
atalysatoren. Die am meisten untersuchten basieren auf Manganoxid, MnO. Wenn diese Katalysatoren bei Raumtemperatur aktiv sind, ist für ihre Aktivierung eine geringe Wärmemenge erforderlich. Somit spielen die bei bei Calistair-Anlagen verwendeten Lampen auch die Rolle, genügend Energie bereitzustellen, um den genannten Katalysator zu aktivieren.
Verantwortlicher für diese Pressemitteilung:
Calistair SAS
Herr Alain Hachet
1 rue Montchavant 1
77250 MORET LOING et ORVANNE
Frankreich
fon ..: +33 6 45 48 81 35
web ..: http://calistair.com
email : a.hachet@calistair.com
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