Esettanulmány: Költséghatékony KleanLabs tisztatér megvalósítása FFU rendszerrel
Az iparági szereplők számára köztudott, hogy egy tisztatér kivitelezése nem csak rendkívül beruházás igényes, de a légcserék számától és a szűrők hatékonyságától függően az üzemeltetés is rendkívüli költségeket jelent, hiszen a tisztatér kontrollált levegő minőségét folyamatos üzemmel lehet szinten tartani. Nem beszélve a hatékony felhasználásról és a tisztatéri szabályok betartásáról, amelyek a tisztateret a gyártástechnológia vagy a laboratórium központi- és az egyik legfontosabb infrastruktúrájává teszik.
2020. évben az egyik partnerünk azzal kereste meg cégünket, hogy a meglévő épületében olyan tisztateret kellene kialakítani, ahol ISO-14644 szerinti ISO7 és ISO8 tisztaságú helyiségeket szeretne üzemeltetni. Ennek komplett kialakítása, tervezéssel a cégünk feladata lenne és szívesen várnak bármilyen iránymutatást, kooperációt mind a tervezésre, mind a kivitelezésre, mind az utólagos as-built kvalifikációra vonatkozóan.
A tervezési, előkészítési munka
A felkérést örömmel fogadtuk el, hiszen az ilyen speciális kialakítású tisztaterek tervezése és kivitelezése a fő feladataink közé tartozik. A tervezés munka során vázlatokat készítettük a tisztatér kialakításáról, melyben az alábbi helyiségek kaptak helyet:
Helyiséglista
| Helyiség | ISO besorolás | Légcsere | Túlnyomás |
|---|---|---|---|
| Előtér | NC tisztított levegőjű helyiség, de nem kvalifikált | ||
| Öltöző | ISO8 | 15x légcsere | 0+20Pa |
| Öltöző | ISO8 | 15x légcsere | 0+20Pa |
| Labor-1 | ISO7 | 20x légcsere | 0+35Pa |
| Labor-2 | ISO7 | 30x légcsere | 0+45Pa |
| Labor-3 | ISO7 | 30x légcsere | 0+45Pa |
A tisztaterek felhasználójának külön páratartalom szabályozási igénye nem volt.
Központi légkezeléssel tervezve
Első körben az elképzelésünk az volt, hogy hagyományos, ún. központi légkezeléssel oldjuk meg a feladatot és ez alapján elkészítettük az ajánlatunkat a komplett kivitelezésre. Az ajánlat és az előzetes tervek a tisztatéri helyiségek kialakítása mellett tartalmazott egy központi légkezelő egységet, melynek a légszállítása a helyiségek igényének megfelelő volt, mindegy 15-20% teljesítmény tartalékkal.
A lamináris áramlás szabályainak megfelelően befúvó és elszívó anemosztátokkal terveztünk, valamint integrált H14 HEPA szűrőkkel. A központi légkezeléshez egy folyadékhűtő berendezést rendeltünk. A hőenergiát pedig a házban rendelkezésre álló szabad kapacitás biztosította volna hőcserélőn keresztül.
Az összes kivitelezendő alapterület mintegy 50m2-t tett ki, így lényegében kisméretű, de erősen tagolt helyiségek kivitelezése volt a feladat.
Az erősen tagolt és különböző tisztasági igényű helyiségekből álló tisztatérbe a központi légkezeléssel mindenhová a “legtisztább” levegő juttatható, ami felesleges energia ráfordítással jár
A tisztatéri kivitelezés költségei
A bevezetőben említettük, hogy a tisztaterek relatív magas beruházási igényű speciális terek. Az iparágban a jellemző beruházási költség egy komplett tisztatér esetén 1.500 – 6.000.-EUR / m2 között alakul, mely természetesen függ:
- a tisztatér tisztasági szintjétől,
- az alkalmazott technológiától,
- a helyiségek méretétől és
- tagoltságától, valamint attól, hogy
- a befogadó épületben rendelkezésre áll-e megfelelő kapacitású hideg- és meleg energia a tisztatér klimatizálásához és fűtéséhez.
Ne felejtsük el, hogy a levegő szűrése és megfelelő forgatása érdekében itt sokkal nagyobb teljesítmény igényekről beszélünk, mint egy irodai helyiség esetén!
Nem beszélve arról, hogy a hermetikusan zárt tisztaterekhez is frisslevegős légutánpótlás szükséges.
Esetünkben a megtervezett tisztatér nagyon kis alapterületen erősen tagolt volt, valamint több helyiségben is (Labor1, Labor2, Labor3) ISO7 szerinti tisztasági igény szerepelt, mely a kezdő bekerülési költségeket is jelentősen megemelte. Sajnos a magas beruházási költség a beruházót is megingatta, hiszen az erre a beruházásra szánt büdzsé limitálva volt.
Áttervezés költséghatékony FFU megoldással
A beruházó kérésére elkezdtük vizsgálni a költségcsökkentési lehetőségeket. A tisztatéri falszerkezet elrendezése és a nyílászárók száma adott volt, itt nem lehetett extra megtakarítást elérni. Ellenben a légellátó rendszer áttervezése kézenfekvő megoldásnak tűnt.
Ezért a helyiségek mennyezetét duplikált kivitelre terveztük át, kikalkuláltuk a szükséges plénum térfogatát és összehasonlítottuk a rendelkezésre álló helyiség magasságával. Szerencsére megfelelő hely állt rendelkezésre a magasság növeléséhez. Az elképzelés szerint az álmennyezeti plénumban kontrolláljuk a levegőt, majd onnan FFU rendszer segítségével (ventillátoros önálló motoros szűrőegységek) HEPA szűrőkön keresztül tiszta levegőt juttatunk a tisztaterekbe. A visszatérő levegőt a recirkulációhoz gravitációs úton szívjuk vissza oldalfali légcsatornákon, melyeket a tisztatéri fal szerkezetében alakítunk ki, így nem veszítünk helyet.
A központi légkezeléssel ellentétben az FFU-k segítségével minden zónába az adott zóna követelményeinek megfelelően kezelt levegő áramlik be
Az áttervezés során egy megfelelő kapacitású direkt elpárolgású klímarendszert terveztünk be az álmennyezeti plénumba, mely rendszerrel akár fűteni és hűteni is tudjuk a tereket. Az FFU-k elrendezését úgy oldottuk meg, hogy optimális légmozgást biztosítsanak a térben.
Elért költségmegtakarítás
Az áttervezéssel jelentős összegeket takarítottunk meg, hiszen a rendszerből kimaradt
- a külső légkezelő gép,
- a folyadékhűtő,
- a komplett légcsatorna rendszer szabályozó elemekkel,
- motoros szelepek,
- hőcserélők, stb.
Ellenben egy nagyon egyszerű rendszert terveztünk meg amely nem csak jelentősen csökkenti a beruházási költségeket, hanem a működtetési költségei is sokkal csekélyebbek, mint a központi légkezelésű rendszeré.
Az áttervezett rendszer már belefért a beruházó büdzséjébe, így szerződhettünk a kivitelezési munkára.
Az eredmények – Így valósult meg az FFU rendszerű tisztatér a gyakorlatban
A kivitelezés a tervek szerint határidőre zajlott, minden rendszer az ütemezésnek megfelelően került a helyére. Mivel a komplex feladatot a cégünk szervezte és bonyolította, az egyes munkafolyamatok összeegyeztetésének köszönhetően nem merült fel akadályozó tényező.
A komplett kivitelezést követően tisztatéri pipere takarítás és fertőtlenítés következett, majd akkreditált harmadik fél által megkezdtük a tisztatér teljesítmény adatainak szabvány szerinti vizsgálatát. A kvalifikálás során mértünk
- feltisztulási időket,
- a lebegő részecskék számát,
- szűrőintegritást, valamint
- légcsere számot és
- nyomás értékeket is.
Minden mért adat kiváló értékeket mutatott.
| Helyiség | ISO besorolás | Elvárt légcsere és túlnyomás | Mért légcsere és túlnyomás |
|---|---|---|---|
| Előtér | NC tisztított levegőjű helyiség, de nem kvalifikált | ||
| Öltöző | ISO8 | 15x légcsere 0+20Pa túlnyomás | 40x légcsere +20Pa |
| Öltöző | ISO8 | 15x légcsere 0+20Pa túlnyomás | 40x légcsere +21Pa |
| Labor-1 | ISO7 | 30x légcsere 0+35Pa túlnyomás | 40x légcsere +35Pa |
| Labor-2 | ISO7 | 30x légcsere 0+45Pa túlnyomás | 81x légcsere +53Pa |
| Labor-3 | ISO7 | 30x légcsere 0+45Pa túlnyomás | 81x légcsere +56Pa |
A részecske szám mérések szerint a tisztatér as-built állapotában az ISO8 helyiségek esetén akár ISO7 és ISO6 teljesítményt produkált, míg az ISO7-re kvalifikált terekben ISO6 és ISO5 szinteknek megfelelő részecske számot mért a független intézet.
Összefoglalás, tapasztalat
A fentiek tükrében kijelenthető, hogy megfelelő tervezéssel és felkészültséggel az ISO-14644 vagy GMP szabvány szerint tervezendő és kivitelezendő tisztaterek esetén az FFU rendszerrel történő megvalósítás jelentős költség csökkenést eredményez. Igaz ez akár a beruházási költségek esetén, akár az üzemeltetési költségekre vonatkozóan. Az általunk beépített FFU rendszer távolról is vezérelhető, így szükség esetén at-rest nyugalmi állapotba helyezhető a tisztatér, például műszakon kívüli időszak esetén.
Tudjon meg többet tisztatéri konzultációs szolgáltatásunkról!
