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Raumlufttechnische Geräte für Reinräume in GMP-Anlagen der Pharma- und Biotechindustrie
Reinraum-RLT-Geräte von Koven Air erfüllen ISO 5-8 (und ISO 1-4 in Halbleiterqualität) mit HEPA-H14-/ULPA-Filtration, einer Regelgenauigkeit von ±0,5°C / ±5 % RH und Energieeinsparungen von bis zu 40 % durch EC-Ventilatoren – ausgelegt für die pharmazeutische, biotechnologische und medizintechnische Produktion in GMP-regulierten Umgebungen, in denen eine Kontamination zur Zurückweisung einer Charge führt und nicht bloß zu einem Support-Ticket.
Kontaminationsrisiken in der Pharmaproduktion: Wie Reinraum-RLT-Geräte sie lösen
„Jede Filterstufe in einem Reinraum-RLT-Gerät erfüllt eine Aufgabe, die die vorherige Stufe nicht übernehmen kann. Wird eine Stufe ausgelassen, muss der HEPA-Endfilter eine Partikellast bewältigen, für die er nicht ausgelegt ist. Wir spezifizieren standardmäßig die vollständige Filterkette von G4 bis H14 und berechnen dafür keinen Aufpreis. Ein beeinträchtigter Endfilter ist der teuerste Ausfall, den wir bei unseren Kunden beobachten – gemessen am Zeit- und Kostenaufwand für die erneute Qualifizierung.“
Filtration und Reinheit: Zuordnung von Filterklassen nach EN 1822 zu ISO-/GMP-Klassen
Bei einer Abfülllinie für monoklonale Antikörper der GMP-Klasse A würde eine übliche zweistufige Lösung den U15-ULPA-Endfilter direkt an der Abfüllhaube und den H14-HEPA-Filter am Raumauslass des RLT-Geräts vorsehen. Die Raum-HEPA-Filter halten allgemeine Hintergrundpartikel zurück, während die interne ULPA-Stufe der Haube ausschließlich die kritische Abfüllzone filtert. So muss nicht versucht werden, den gesamten Raum mit einer energieintensiven Filtration auf ULPA-Niveau zu bringen. Zusätzliche Sterilisationsoptionen wie UV-C-Lampen, photokatalytische Module, Ozongeneratoren oder elektrostatische Luftreiniger lassen sich in beiden Stufen ergänzen, ohne die Basisfiltration zu verändern. Sie sind in aseptischen Umgebungen der GMP-Klassen A/B üblich, in denen lebende Biologika oder sterile Injektionspräparate hergestellt werden. Unabhängige Branchenschätzungen zufolge beträgt die erwartete Lebensdauer eines H13-/H14-HEPA-Filters 7-10 Jahre, gegenüber 5-8 Jahren bei einem ULPA-Filter. Eine ULPA-Filtrationsanlage kostet in der Anschaffung 45-60 % mehr und verursacht im Betrieb durch die zusätzliche Filtration 40-50 % höhere Energiekosten[4]. Bei einem Vergleich der Gesamtbetriebskosten sollte dieser Kompromiss sorgfältig abgewogen werden – bezogen auf den konkreten Platzbedarf der Bereiche der GMP-Klassen A/B, statt ULPA in der gesamten Anlage vorzusehen.
| Filterklasse | Abscheidegrad | ISO 14644-1 | Typische GMP-Klasse | ACH |
|---|---|---|---|---|
| H13 (HEPA) | ≥99.95% | ISO 6–7 | GMP-Klasse C–D | 60–120 |
| H14 (HEPA) | ≥99.995% | ISO 5–6 | GMP-Klasse B | 120–240 |
| U15 (ULPA) | ≥99.9995% | ISO 4–5 | GMP-Klasse A | 240–360 |
| U16–U17 | ≥99.99995% | ISO 1–4 | Halbleiterindustrie | 360–700+ |
Technischer Hinweis: Die Filterqualifizierung endet nicht mit der Installation
ISO 14644-2:2015 schreibt für ISO-Klasse 5 und besser eine erneute Qualifizierung alle 6 Monate und für ISO-Klasse 6-8 eine jährliche Qualifizierung vor.[6] Koven Air prüft jeden Endfilter vor der Installation zu 100 % auf Leckagen mit PAO/DEHS an Filtermedium, Dichtung und Rahmen. Dabei wird nicht nur stichprobenartig ein Teil einer Filterbank geprüft. Denn eine undichte Gelfugendichtung an nur einem H14-Filter kann dazu führen, dass der gesamte Hintergrundbereich einer GMP-Klasse-B-Zone beim nächsten Audit außerhalb der Spezifikation liegt und der Fehler bei der Probenahme womöglich nicht erkannt wird. Ein längerer Stillstand der Reinraum-Lüftungsanlage verkürzt aufgrund der Filterbelastung die Lebensdauer der Filter: Bei einem abgeschalteten RLT-Gerät können Umgebungsfeuchte und Partikel erneut vom Filter aufgenommen werden. Ein kontinuierlicher Lüftungsluftvolumenstrom würde sie dagegen abführen. Dadurch entstehen feine Risse im Filtermedium, die bei der Wiederinbetriebnahme als Leckage erkennbar werden. Aus genau diesem Grund nutzt Koven Air im Regelungskonzept einen Lüftungs-Standby-Modus statt einer vollständigen Abschaltung des RLT-Geräts.
Sie benötigen die genaue Filterkonfiguration für Ihre GMP-Klasse? Ordnen Sie Ihre GMP-Klasse der passenden Filterklasse zu →Koven Air im Vergleich zu herkömmlichen Reinraum-RLT-Geräten, Leistungsvergleich
Der Effizienzunterschied zwischen herkömmlicher Reinraum-HLK mit Wechselstrommotor und dem EC-Motorsystem von Koven Air ist weit mehr als ein Marketing-Schlagwort. Die folgende Grafik vergleicht beide Systeme anhand der Faktoren, die bei den Gesamtlebenszykluskosten am wichtigsten sind.
Der Unterschied zeigt sich auch im Arbeitsalltag. Ingenieure berichten häufig, dass sich in Reinräumen nur schwer angenehme Arbeitsbedingungen aufrechterhalten lassen, weil alle HEPA-Ventilatoren mit maximaler Drehzahl laufen. Die Ursache ist dieselbe: Eine Gruppe von HEPA-Ventilatoren mit fester Drehzahl läuft mit voller Leistung, um den ungünstigsten Lastfall abzudecken. EC-Ventilatorsysteme, die den Luftvolumenstrom und den Druck auf einem optimalen Niveau halten, ohne jeden Ventilator für den ungünstigsten Fall mit 100 % zu betreiben, schaffen deutlich angenehmere und leisere Arbeitsbedingungen während eines ganzen Arbeitstags. Das ist zudem eine teure Angewohnheit: Ein Ventilator mit fester Drehzahl, der für den seltenen ungünstigsten Lastfall und zur Vermeidung unzureichender Kühlung ausgelegt ist, läuft die meiste Zeit stärker als nötig und verbraucht Energie für ein nur gelegentlich auftretendes Szenario.
Die Effizienzunterschiede werden durch unabhängige Daten zu Nachrüstungen mit EC-Ventilatoren und Frequenzumrichtern gestützt. Branchenquellen zufolge erzielen Nachrüstungen mit Frequenzumrichtern 30-50 % Ventilatorenergieeinsparung bei einer Amortisationszeit von 1,5-2,5 Jahren, während Nachrüstungen mit EC-Ventilatoren 20-35 % Einsparung bei einer Amortisationszeit von 3,5-5,5 Jahren erreichen[5]. Beide Spannen liegen auf unterschiedlichen Seiten der von Koven Air angegebenen Einsparung von 40 % sowie der durchschnittlichen jährlichen Einsparung von 38 % bei der folgenden GMP-Nachrüstung.
| Kennzahl | Herkömmliches RLT-Gerät mit Wechselstrommotor | Koven Air mit EC-Ventilator und Frequenzumrichter |
|---|---|---|
| Effizienz des Ventilatormotors | ~60% | >90% |
| Regelung der Luftvolumenstromgeschwindigkeit | Fest oder stufenweise | Stufenlos 0–100 % |
| Auswirkung auf die jährlichen Energiekosten | Referenzwert | Bis zu 40 % niedriger |
| Luftleckagerate des Gehäuses | Selten geprüft | 0,16 % (geprüft) |
| Dämmstoffdichte der Paneele | Variiert | Polyurethan ≥48 kg/m³ |
| Wärmebrückenverhalten | Nicht klassifiziert | TB1 / T2 (EN-Norm) |
Nachweisbare Ergebnisse: GMP-Fallstudien aus der Pharma- und Biotechindustrie
Beispiele für drei Anwendungen von Reinraum-RLT-Geräten von Koven Air: aseptische Herstellung injizierbarer Arzneimittel, Universitätslabor und Nachrüstung zur Wärmerückgewinnung.
GMP-Retrofit für aseptische Injektabilia · China
Bei diesem Betrieb zur Abfüllung lyophilisierter injizierbarer Antikörperpräparate wurde eine Reinraumanlage mit rund 45.000 m² nachgerüstet. Zum Einsatz kamen ein kombiniertes RLT-Gerät (320 kW Kühlleistung / 280 kW Heizleistung) sowie ein horizontal montiertes DX-Gerät. Die Filterstufen bestanden aus G4→F8→H11→H14-Endfiltration mit gelgedichteten Filterrahmen.
Reinraumlabor einer Universität · Hefei, China
Die 20-100 m² großen Reinraumlaboreinheiten der Universität mit einer Gesamtfläche von 350.000 m² litten unter chronischen Unterdruckschwankungen und unzureichender Luftfeuchteregelung. Sie wurden mit einem kombinierten RLT-Gerät und einem horizontal montierten DX-Gerät nachgerüstet (180 kW Kühlleistung / 210 kW Heizleistung).
Nachrüstung zur Wärmerückgewinnung in einer Pharmafabrik · Shenyang, China
Integration hocheffizienter Wärmerückgewinnungsrotoren, die speziell auf die strengen Anforderungen an die Trennung pharmazeutischer Bereiche ausgelegt sind, senkt die Kessellast erheblich.
Zertifizierungen und Compliance
- ISO 9001:2015 Qualitätsmanagement
- ISO 14001:2015 Umweltmanagement
- ISO 45001:2018 Arbeits- und Gesundheitsschutz
- CE EU-Konformität
- DIN 1946 Richtlinie für hygienische Lüftung
Bei der Compliance eines Reinraum-RLT-Geräts geht es um mehr als einen Bericht, den Sie ablegen – entscheidend ist, ob Druckkaskade, Partikelmessdaten und Monitoringprotokolle einer Prüfung durch die US-amerikanische FDA oder nach europäischen GMP-Vorgaben standhalten. Die überarbeitete Fassung des EU-GMP-Anhangs 1 aus dem Jahr 2022 (gültig ab August 2023) legt ausdrücklich fest: Der Differenzdruck zwischen benachbarten Räumen unterschiedlicher Klassen darf 10 Pa nicht unterschreiten [4.14]. Als kritisch eingestufte Druckdifferenzen müssen kontinuierlich überwacht werden und über Aufzeichnungs- und Alarmfunktionen verfügen [4.16]. Auch die Verzögerungszeiten müssen in der Contamination Control Strategy der Anlage begründet werden [2]. Die SPS-/BMS-Regellogik von Koven Air wurde genau dafür entwickelt: Sie liefert kontinuierliche Differenzdruckrückmeldungen, protokolliert den Alarmverlauf und ermöglicht individuell einstellbare Alarmschwellen für jeden Raum, statt sich auf seltene manuelle Prüfungen zu verlassen.
| GMP-Klasse | Entsprechende Klasse nach ISO 14644-1 | Grenzwert ≥0,5µm (im Ruhezustand / im Betrieb, pro m³) |
|---|---|---|
| GMP-Klasse A | ISO 5 | 3,520 / 3,520 |
| GMP-Klasse B | ISO 5 (Ruhezustand) / ISO 7 (Betrieb). | 3,520 / 352,000 |
| GMP-Klasse C | ISO 7–8 | 352,000 / 3,520,000 |
| GMP-Klasse D | ISO 8 | 3,520,000 / — |
Partikelgrenzwerte nach EU-GMP-Anhang 1 (2022), §4 – offizieller Text der Europäischen Kommission.[2]
Was Auditoren bei der Datenprotokollierung tatsächlich prüfen
Bei einer Prüfung nach EU-GMP-Anhang 1 wird nicht nur kontrolliert, ob Partikelzahl und Druck zum Zeitpunkt einer Messung innerhalb der Grenzwerte lagen. Auch um 2am muss das Protokoll genauso verlässlich sein wie um 2pm. Dafür muss die Datenprotokollierung den von Auditoren geforderten ALCOA+-Grundsätzen entsprechen: zuordenbar, lesbar, zeitnah, original, korrekt, vollständig, konsistent, dauerhaft und verfügbar.
In einem Reinraum, in dem nur Magnehelic-Manometer verwendet werden, gibt es zwischen den Inspektionen keine Aufzeichnungen. Eine nächtliche Druckabweichung ist am nächsten Tag im Protokoll nicht zu sehen. Genau diese Lücke in der kontinuierlichen Protokollierung wird immer wieder bei FDA-483-Inspektionen und in Warnschreiben festgestellt. Die BMS-/SPS-Integration von Koven Air protokolliert Druck, Temperatur und Luftfeuchte standardmäßig kontinuierlich und automatisch – nicht erst über ein optionales Zusatzmodul, das nach der ersten Inbetriebnahme gekauft wird.
Fortschrittliche technische Werkzeuge und Rechner
Beschleunigen Sie mit dem technischen Werkzeugpaket von Koven Air die Auslegung Ihres Reinraum-RLT-Geräts, die Energieprognose und die Compliance-Prüfung.
GMP-Klassen-Filterfinder
Wählen und prüfen Sie geeignete End- und Vorfilterstufen, um die Vorgaben von EU-GMP-Anhang 1 für Bereiche der Grade A–D zu erfüllen.
Matcher öffnen →Energieeinsparungsrechner für EC-Ventilatoren
Schätzen Sie mit einem Upgrade auf elektronisch kommutierte Plug-Fan-Arrays den ROI, die Reduzierung der kW-Leistung und die CO₂-Einsparungen über den Lebenszyklus.
Einsparungen berechnen →EN 1822: Referenz für Filter
Kompakte technische Referenz zu HEPA-/ULPA-Effizienzklassen und den Spezifikationen zur Partikelgröße mit der höchsten Durchdringung (MPPS).
Referenz anzeigen →Leistungsrechner für Reinraum-RLT-Geräte
Ermitteln Sie den erforderlichen Betriebsluftvolumenstrom (CFM/CMH) anhand der angestrebten ISO-Klasse der Anlage und der zugrunde gelegten Luftwechselrate pro Stunde (ACH).
Leistung schätzen →Häufig gestellte Fragen
Detaillierte technische Spezifikationen und Vergleiche sind auf Anfrage erhältlich.
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Für ACH – in manchen Spezifikationen auch ACPH – steigen die Anforderungen mit der Reinheitsklasse und dem Luftströmungsmuster. Für Bereiche der Klassen ISO 7/8 oder C/D sind bei nicht unidirektionaler Strömung etwa 20-60 ACH erforderlich; dabei muss die Prozessrisikobewertung die Auslegung begründen und nicht nur ein Zahlenwert. Für unidirektional durchströmte Bereiche der Klassen ISO 5 oder A/B wird ACH nicht als Auslegungsgröße verwendet, sondern die Anströmgeschwindigkeit. Die Standardanforderungen liegen über die gesamte Filterfläche bei 0,36-0,54 m/s, da eine echte laminare Strömung Verunreinigungen in einem Durchgang abführt, statt sie durch wiederholte Luftwechsel zu verdünnen.



