OEKRAÏNE LABORATORIUM: KOSTENEFFECTIEVE SCHONE ROOM MET FFUS

In 2022 benaderde een van onze Oekraïense klanten ons met het verzoek om meerdere ISO 7- en ISO 8-laboratoriumcleanrooms te creëren voor de teelt van planten in een bestaand gebouw dat voldoet aan ISO 14644. We kregen de opdracht voor zowel het complete ontwerp als de fabricage van het project. Onlangs zijn alle onderdelen op locatie aangekomen en klaar voor installatie in de cleanrooms. Graag geven we nu een samenvatting van dit project.

De kosten van een cleanroom zijn niet alleen een enorme investering, maar hangen ook af van het aantal benodigde luchtverversingen en de filterefficiëntie. De exploitatie kan bovendien zeer kostbaar zijn, aangezien een goede luchtkwaliteit alleen kan worden gewaarborgd door een constante werking. Daarbij komen nog de energiezuinige werking en de continue naleving van cleanroomnormen, die een cleanroom tot een van de belangrijkste infrastructuren voor productietechnologie en laboratoria maken.

Ontwerp- en voorbereidingsfase

Omdat we gespecialiseerd zijn in op maat gemaakte cleanrooms voor diverse industriële toepassingen, hebben we de uitdaging graag aangenomen in de hoop een eenvoudige, kosteneffectieve oplossing te kunnen bieden die zelfs de verwachtingen zou overtreffen. Tijdens de ontwerpfase hebben we gedetailleerde schetsen gemaakt van de cleanroom, die de volgende ruimtes moest omvatten:

Lijst met schone kamers

Standaardscenario: Ontwerp met luchtbehandelingsunit (AHU)

Aanvankelijk ontwierpen we een traditionele cleanroom met een luchtbehandelingsunit (AHU) met constante temperatuur en luchtvochtigheid en berekenden we de totale kosten. Naast het ontwerp en de fabricage van de cleanrooms omvatte de eerste offerte en de voorlopige plannen een luchtbehandelingsunit met een 15-20% hogere luchttoevoer dan nodig. De oorspronkelijke plannen waren gebaseerd op de laminaire stromingsprincipes met aanvoer- en retourleidingen en geïntegreerde H14 HEPA-filters.

De totale te bouwen cleanroomruimte bedroeg ongeveer 50 m2, wat in feite neerkwam op meerdere kleine cleanrooms.

Hogere kosten bij ontwerp met luchtbehandelingsunit (AHU)

De typische investeringskosten voor complete cleanrooms variëren afhankelijk van:

• Vereist reinheidsniveau van de cleanroom;

• Gebruikte technologie;

• Grootte van de kamers;

• Indeling van de schone ruimte.

Het is belangrijk om te weten dat voor een goede filtering en luchtverversing veel meer energie nodig is dan bijvoorbeeld in een gewone kantooromgeving. Bovendien vereisen hermetisch afgesloten cleanrooms ook een constante aanvoer van verse lucht.

In dit geval was de cleanroom sterk opgedeeld op een zeer klein vloeroppervlak, waarbij 3 kleinere ruimtes (Laboratorium nr. 1, Laboratorium nr. 2, Steriele Entree) een ISO 7- en ISO 8-reinheidseis hadden, wat resulteerde in een aanzienlijke verhoging van de initiële investeringskosten. De hoge investeringskosten schrikten de investeerder begrijpelijkerwijs ook af, aangezien het budget voor dit project beperkt was. 

Herontwerp met een kosteneffectieve FFU-oplossing

Op verzoek van de investeerder zijn we begonnen met het onderzoeken van mogelijkheden om de kosten te verlagen. De indeling van de cleanroom, evenals het aantal deuren en doorgeefluiken, waren gegeven, maar hier konden geen verdere besparingen worden gerealiseerd. Het herontwerpen van het luchttoevoersysteem leek daarentegen een voor de hand liggende oplossing.

Daarom werden de plafonds van de ruimtes opnieuw ontworpen als duplicaten, werd het benodigde luchtvolume berekend en vergeleken met de beschikbare hoogte van de ruimte. Gelukkig was er voldoende ruimte om de hoogte te vergroten. Het idee was om ventilatoren door de plafonds te plaatsen en van daaruit schone lucht naar de cleanrooms te voeren via HEPA-filters met behulp van een ventilatorensysteem (FFU). Retourlucht wordt door middel van zwaartekracht gerecirculeerd via luchtkanalen in de zijwanden, die in de wanden zijn gemonteerd, zodat er geen ruimte verloren gaat.

In tegenstelling tot luchtbehandelingsunits (AHU's), laten flow-furnation units (FFU's) lucht in elke zone stromen om aan de specifieke eisen van die zone te voldoen.

Tijdens de herinrichting hebben we plafondairconditioners met voldoende capaciteit in het plafond geïntegreerd, die de ruimte zowel kunnen verwarmen als koelen. De ventilatorunits zijn zo geplaatst dat een optimale luchtcirculatie in de ruimte wordt gegarandeerd.

Kostenbesparing gerealiseerd

Het herontwerp resulteerde in aanzienlijke besparingen, omdat het nieuwe ontwerp het mogelijk maakte om verschillende kostbare elementen weg te laten, zoals...

· Luchtbehandelingsunit (AHU);

• Compleet kanaalsysteem met regelelementen;

• Gemotoriseerde kleppen.

Het nieuwe ontwerp bestaat uit een zeer eenvoudig systeem dat niet alleen de investeringskosten aanzienlijk verlaagt, maar ook leidt tot lagere operationele kosten dan een luchtbehandelingssysteem.

In tegenstelling tot het oorspronkelijke ontwerp paste het herontworpen systeem binnen het budget van de investeerder, dus hebben we het project aangenomen.

Conclusie

Gezien de behaalde resultaten kan worden geconcludeerd dat cleanroom-implementaties met FFU-systemen die voldoen aan de ISO 14644- of GMP-normen aanzienlijke kostenbesparingen kunnen opleveren. Er kan een kostenvoordeel worden behaald op zowel de investerings- als de operationele kosten. Het FFU-systeem is bovendien zeer eenvoudig te bedienen, waardoor de cleanroom indien nodig tijdens de rustperiodes kan worden stilgelegd.