17-3-2019

1

CEN ISO cleanroom normen en

te verwachten ontwikkelingen

Koos Agricola

Bro

ok

hu

is A

pll

ied

Da

ta I

nte

llig

en

ce

Content

Contamination control

Cleanroom

Geschiedenis van cleanroom normen

ISO TC209 Filosofie

Reinheidsnormen

Meetmethoden

Normen van Ontwerp tot Gebruik

Bio-contaminatie norm

Macrodeeltjes

Structuur van cleanroom normen

1

2

17-3-2019

2

Contamination control

Het doel van contamination control is het schoonhouden van een product of patiënt door het

beheersen van depositie en contactoverdracht van ongewenste contaminanten.

De belangrijkste contaminatie beheersoplossingen zijn:

1. Maak een beheerste schone omgeving (cleanroom).

2. Beperk de introductie van contaminatiebronnen door het beheersen van de transfer van

buiten door afschermen (cleanroom kleding) en afscheiding.

3. Beperk de bloostelling van kritische oppervlakken aan de omgeving.

4. Regel het luchtreinheidsniveau van de omgeving waar de producten worden

blootgesteld.

5. Verwijder de neergevallen contaminanten door regelmatige reiniging.

6. Monitoring de effectiviteit van de genomen maatregelen.

Cleanroom

Een cleanroom (stofarme ruimte) is een afgescheiden ruimte:

Met overdruk om binnendringen van onbeheerste vuile lucht te voorkomen;

Waar de bronsterkte van contaminatiebronnen is beperkt;

Waar de zwevende contaminatie is verdund met behulp van

HEPA gefilterde lucht en afgevoerd met deze lucht;

Waar de luchtreinheid is beperkt binnen de luchtreinheidsgrens van de

beoogde cleanroom klasse in rust of in bedrijf;

Waar alle oppervlakken regelmatig en effectief worden gereinigd.

3

4

17-3-2019

3

Geschiedenis van cleanrooms

Voorkomen van contaminatie via lucht

Militaire ontikkelingen

Horlogemakers klok (< 1900)

Ontwikkeling van rakketen (1945)

• HEPA filters

• Gyroscoop productie

• Kleine lagers en versnellingen

Uni-directionele luchtstroming (1960)

Ruimte industrie (NASA)

• Medische ontwikkelingen• Introductie van aseptische

technieken (< 1900)• Geventileerde operatiekamer (1945)• Non unidirectionele geventileerde

ruimte (1960)• Unidirectionele luchtstroming

en omsluitende kleding (1980)

• Industriële ontwikkelingen• Halfgeleiders• Farmacie

Geschiedenis van cleanrooms

year Events / Publications year Publications

1961 Technical Manual TO 00-25-203 2001 ISO 14644-4

1962 Laminar flow (Willis Whitfield) 2003 ISO 14698-1, 14698-2

1963 Federal Standard 209 2004 ISO 14644-5 and -7, 14698-2/Cor 1

1966 Fed Std 209A 2005 ISO 14644-3

2006 ISO 14644-8

1973 Fed Std 209B 2007 ISO 14644-6

2012 ISO 14644-9

1987 Fed Std 209C 2013 ISO 14644-8, 14644-10

1988 Fed Std 209D 2015 ISO 14644-1 and -2 revision

2016 ISO 14644-14

1992 Fed Std 209E 2017 ISO 14644-13 and -15

1993 ICCCS -> ISO TC209 2018 ISO 14644-12, 16

1999 ISO 14644-1 2019 ISO 14644-3 revision and -17

2000 ISO 14644-2 2020 ISO 14644-4, 8, 9, 10 revision

History of cleanroom standards

Light scattering particlecounters ≥0.5 -> 0.1 µm

ISO TC 209Secretariaat ANSI via IEST23 Participating-leden (nationale normalisatie instanties)-> 14 Werkgroepen (8 actieve)21 Observing-ledenLiaison met ICCCS, CEN/TC 243 en ISO TC 229 Nanodeeltjes.

5

6

17-3-2019

4

ISO TC209 Filosofie

Cleanrooms worden gebruikt voor het voorkomen van contaminatie

Cleanrooms worden geclassificeerd op basis van zwevende deeltjes

Andere reinheidsparameters kunnen worden toegevoegd:

Bepaal eisen aan de hand van risicoanalyse

Realiseer beheersing plus verificatie

Bewijs dat beheersing functioneert via monitoring

Reinheidsnormen

Particles in air: ISO 14644-

1. Classification Air Cleanliness (2015)

2. Monitoring Air cleanliness (2015)

3. Supporting Measurement methods (2005/19)

4. Design, construction and start up (2001/20)

-> + other attributes

5. Operations (2004) -> + other attributes

7. Separative devices (2004)

14. Particle emission by equipment (2016)

16. Energy saving (2019)

17. Particle Deposition Rate (2020)

18?. Cleanroom suitability of consumables

Grijs: bestaand, blauw: nieuw, schuin: verwacht, rood: revisie,

Other attributes in air: ISO 14644-

8. Air cleanliness chemical (ACC) (2013)

12. Air cleanliness nanoparticles (2018)

15. Emission of chemical by materials (2017)

Contaminants on surfaces: ISO 14644-

9. Surface cleanliness by particles (SCP) (2012)

10. Surface cleanliness by chemicals (SCC) (2013)

13. Cleaning for SCP and SCC (2017)

17. Particle Deposition Rate (2020)

Micro organisms (viables): ISO 14698-

1,2. Air/surface cleanliness by viables (2003, 2004)

EN17141 Air/surface cleanliness by viables (2019)

7

8

17-3-2019

5

Structuur TC209 normen

Contaminants Risk assessmentRequirements

Establish Controldesign, construction, verification

Demonstrate ControlMonitoring

Particles/ macroparticles

Cleanliness:Air: ISO 14644-1,2,17Surface: ISO 14644-9,17 Sources: ISO 14644-14 (particles)

ISO 14644-15 (chemicals)

ISO 14644-18 (p and ch)Cleanroom: ISO 14644-4/16Separation: ISO 14644-7

Operations: ISO 14644-5 +cleaning: ISO 14644-13

Verification: ISO 14644-1,3 + cleanliness attributes:

ISO 14644-2,8,9,10,12 and ISO 14698-1,2

Cleanliness:Air: ISO 14644-2,17Surface: ISO 14644-9,17Cleanroom: ISO 14644-1,3

Chemicals Cleanliness:Air: ISO 14644-8Surface: ISO 14644-10

Cleanliness:Air: ISO 14644-8Surface: ISO 14644-10Cleanroom: ISO 14644-1,3

Nanoparticles Cleanliness:Air: ISO 14644-12Surface: NA

Cleanliness:Air: ISO 14644-12Surface: NACleanroom: ISO 14644-1,3

Micro-organisms/ viables

Cleanliness:Air: ISO 14698-1,2Surface: ISO 14698-1,2

Cleanliness:Air: ISO 14698-1,2Surface: ISO 14698-1,2Cleanroom: ISO 14644-1,3

Meetmethoden

In principe staan de meetmethoden in de norm waar ze bij horen:

Deeltjes in lucht (deel 1) Deeltjes op oppervlakken (deel 9)

Chemische stoffen in lucht (deel 8) Chemische stoffen op oppervlakken (deel 10)

Nanodeeltjes in lucht (deel 12)

Micro-organisms in lucht (14698) Micro-organismen op oppervlakken (14698)

Ondersteunende meetmethoden staan in ISO 14644-3:

Luchtdruk verschillen Luchtdebiet

Stromingsrichting visualiseren Herstelsnelheid

Temperatuur Vochtgehalte

Geinstalleerde filter lek Containment lek

Statische elektriciteit/ionisatie Deeltjesdepositie

Segregatie

9

10

17-3-2019

6

Ontwerp to gebruik normen

ISO 14644-4: Design, Construction and Start up:

Eisen (deeltjes en andere reinhiedsparameters)

Gebruik ISO 14644-14, 15 en straks 18 voor het verkrijgen van brondata

Ontwerp (concept, basis en detail), ondersteunende berekeningen

Constructie (project plan, werk plan, gezondheid en veiligheid, schoon bouwen protocol,

management van verandeeringen)

Opstart (verificatie, opstraten, training, documentatie, overdracht).

ISO 14644-16: Verbeteren van energie efficiëntie:

Ventilatie berekeningen

Selectie van componenten: filters, ventilatoren

Adaptieve regeling

Ventilatie lager zetten/uitzetten

Verwarming en koeling.

ISO 14644-4Design, Construction and Start-up Guidance

Flowchart

Basic

Detailed

Design

IDEA

ISO

146

44-4

SC

OPE

Conceptual

CleanroomUser Requirements

Requirements

General

Construction

Start-up

Operations&

Maintenance

Set to work

Verification

Handover

Bio-contaminatie norm

In Europa wordt ISO 14698-1,2 vervangen door EN17141 Biocontaminatie

Deze norm kan in verschillende branches toegepast worden:

Life Sciences (farma/biofarma en medische producten),

gezondheidzorg/ziekenhuizen, levensmiddelen en cosmetica.

De norm begint met een risicoanalyse voor het bepalen van de meetmethode

(klassieke of snelle microbiologische methoden (RMM)), kritische locaties en

kritiche contaminatie niveaus.

Realiseer beheersing en controleer deze met behulp van de

geselecteerde meetmethode(n).

Bewijs beheersing met behulp van de geselecteerde meetmethode(n).

11

12

17-3-2019

7

Macrodeeltjes

Zwevende deeltjes kunnen met lucht worden verwijderd.

Grotere deeltjes zullen neerslaan op alle oppervlakken.

Neergeslagen deeltjes kunnen alleen door reiniging. verwijderd worden.

In niet-unidirectionele ventilatie:

Het verwijderpercentage hangt af van de deeltjes grootte en het ventilatievoud;

De luchtreinheid hangt af van de totale bronsterkte en de hoeveelheid toevoerlucht en de

verwijderefficiëntie.

De fractie van deeltjes waarop micro-organismen zitten (m) neemt toe met de

deeltjesgrootte, m= kve/aantal deeltjes.

In unidirectionele luchtstroming hangt de verwijderefficiëntie af van de luchtsnelheid

en de afwezigheid van turbulenties.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

m

Particle size in µm

Estimated of value m,

ratio microbial and particle deposition

ISO 8

ISO 7

ISO 6

ISO 5

Product oppervlaktereinheid en luchtreinheid

Het belangrijkste contaminatie mechanisme van het

productoppervlak is deeltjesdepositie (ISO 14644-17

Particle deposition rate applications).

In een cleanroom in rust is geen deeltjesdepositie van

deeltjes ≥ 5 µm.

Voor kleine macrodeeltjes ≤ 30 µm is er een relatie

tussen de luchtreinheid en de deeltjesdepositiesnelheid

van macrodeeltjes.

Voor deeltjes > 30 µm zijn de operationele procedures

het belangrijkst.

Met name het reinigingsprogramma.

Particle removal

Particle deposition

50 %

13

14

17-3-2019

8

Monitoren om het juist functioneren aan te tonen

Overweeg eisen en aanbevelingen uit ISO 14644-2 :2015.

Test- en meetfrequentie;

Beschrijving van test en meetmethoden,

(referentie naar normen en richtlijnen);

Actieplan voor het geval niet voldaan wordt

aan beheers eisen;

Vereiste frequentie voor trendanalyse van

prestatie data.

Monitoren van lucht- en oppervlaktereinheid

Impact luchtbehandeling

Real-time monitoren met deeltjesteller:

Deeltjes ≥ 0,5 µm in rust om cleanroom installatie te controleren;

Deeltjes ≥ 0,5 µm en ≥ 5 µm in bedrijf om cleanroom prestatie to controleren.

Impact cleanroom gebruik

Real-time deeltjesdepositie monitoren

Deeltjes ≥ 10, 20, 30, 50, 100, 200, 500 en 1000 µm voor controle operationele

procedures.

Oppervlakte reinheid

Deeltjes ≥ 10, 25, 50, 100, 250, 500 en 1000 µm om het reinigingsprogramma

te controleren.

15

16

17-3-2019

9

Real-time deeltjesdepositie monitorenDeeltjesdepositie snelheid bepaalt het deeltjescontaminatie risico.

Deeltjesdepositie snelheidsdata biedt verbetermogelijkheden van de operationele kwaliteit.

Tijdsinformatie geeft specifieke activiteiten aan, zoals:

Naar binnen brengen en naar binnen gaan

Voorbereidingen

Gedrag

Deeltjesgrootte informatie toont mogelijke vereiste verbeteringen:

Reiniging

Kleding selectie

Toegangs- en uitgangsprocedures

Werkwijzen

Bewustheid van de medewerkers

APMON

0,00000

0,01000

0,02000

0,03000

0,04000

0,05000

0,06000

0,07000

0,08000

0,09000

0,10000

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Cum

ulat

ieve

PA

C

Num

ber o

f Pa

rtic

les

/ M

easu

rem

ent

Number of Particles > 15 µm & Cumulative PAC

17

18

17-3-2019

10

Overzicht van TC 209 Cleanroom normenZie voor volledige titels en publicatiejaar www.iso.org of www.icccs.netISO 14644-1 Classification of cleanroom air

cleanliness

ISO 14644-2 Air Cleanliness wrt Particles

ISO 14644-8 Air Cleanliness wrt Chemicals

ISO 14644-9 Surface Cleanliness wrt Particles

ISO 14644-10 Surface Cleanliness wrt Chemicals

ISO 14644-12 Air Cleanliness wrt Nanoscale

particles

ISO 14644-17 Particle Deposition Rate

applications

ISO 14698-1,2 Biocontamination

EN17141 Biocontamination

ISO 14644-3 Measurement Methods

ISO 14644-4 Design, Construction and Start-up

ISO 14644-5 Operations

ISO 14644-7 Separative Devices

ISO 14644-13 Cleaning

ISO 14644-14 Determining the emission of

particles by equipment

ISO 14644-15 Determining the emission of

chemicals by materials and equipment

ISO 146-44-16 Energy saving

ISO 14644-18 Cleanroom suitability of

consumables

Thank you for

your attention

a g r i c o l a @ b r o o k h u i s . c o m

https://www.brookhuis.com/cleanroom

19

20