OEKRAÏNE LABORATORIUM: KOSTENEFFECTIEVE CLEANROOM MET FFUS

In 2022 benaderde een van onze Oekraïense klanten ons met de vraag om in een bestaand gebouw meerdere ISO 7- en ISO 8-cleanrooms voor laboratoria te realiseren voor de teelt van planten, conform ISO 14644. Zowel het volledige ontwerp als de productie van het project zijn aan ons toevertrouwd. Onlangs zijn alle onderdelen op locatie aangekomen en klaar voor installatie in de cleanroom. Daarom willen we nu graag een samenvatting van dit project geven.

De kosten van een cleanroom zijn niet alleen extreem investeringsintensief, maar ook afhankelijk van het aantal benodigde luchtverversingen en de filtratie-efficiëntie. De exploitatie kan extreem kostbaar zijn, omdat een goede luchtkwaliteit alleen kan worden gehandhaafd bij constante werking. Om nog maar te zwijgen van 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, gingen we de uitdaging graag aan in de hoop een eenvoudige en kosteneffectieve oplossing te kunnen bieden die zelfs de verwachtingen zou overtreffen. Tijdens de ontwerpfase maakten we gedetailleerde schetsen van de cleanroom, die de volgende ruimtes zou omvatten:

Lijst met schone kamers

Standaardscenario: ontwerp met luchtbehandelingskast (AHU)

In eerste instantie hebben we een ontwerp gemaakt voor een traditionele cleanroom met een luchtbehandelingskast met constante temperatuur en luchtvochtigheid en de totale kosten berekend. Naast het ontwerp en de productie van de cleanrooms omvatten de initiële offerte en de voorlopige plannen een luchtbehandelingskast met een 15-20% hogere luchttoevoer dan vereist. De oorspronkelijke plannen zijn gemaakt volgens de laminaire stromingsregels met toevoer- en retourverdelers en geïntegreerde H14 HEPA-filters.

De totale te bouwen schone ruimte was ongeveer 50 m2 groot, wat feitelijk neerkwam op meerdere kleine, schone kamers.

Meer kosten bij ontwerp met AHU

De typische investeringskosten voor complete cleanrooms variëren afhankelijk van:

·Vereist niveau van netheid van de cleanroom;

·Gebruikte technologie;

·Grootte van de kamers;

·Verdeling van de schone ruimte.

Het is belangrijk om te weten dat voor een goede filtering en verversing van de lucht een veel hoger vermogen nodig is dan bijvoorbeeld in een doorsnee kantooromgeving. Bovendien vereisen hermetisch afgesloten cleanrooms ook de toevoer van verse lucht.

In dit geval was de schone ruimte sterk verdeeld over een zeer klein vloeroppervlak, waarbij drie kleinere ruimtes (Laboratorium 1, Laboratorium 2, Steriele Ingang) een reinheidseis van ISO 7 en ISO 8 hadden, wat resulteerde in een aanzienlijke stijging van de initiële investeringskosten. Het is begrijpelijk dat de hoge investeringskosten ook de investeerder schokten, 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 voor kostenbesparing. De indeling van de cleanroom en het aantal deuren en doorgeefluiken waren gegeven, maar hier konden geen extra besparingen worden gerealiseerd. Een herontwerp van het luchttoevoersysteem leek daarentegen een voor de hand liggende oplossing.

Daarom werden de plafonds van de kamers opnieuw ontworpen als duplicaten, werd het benodigde luchtvolume berekend en vergeleken met de hoogte van de beschikbare ruimte. Gelukkig was er voldoende ruimte om de hoogte te verhogen. Het idee was om FFU's door de plafonds te plaatsen en van daaruit via HEPA-filters schone lucht naar de cleanrooms te voeren met behulp van een FFU-systeem (fan filter units). De retourlucht wordt met behulp van zwaartekracht gerecirculeerd via luchtkanalen aan de zijwanden, die in de wanden zijn gemonteerd, zodat er geen ruimteverlies optreedt.

In tegenstelling tot AHU's laten FFU's lucht in elke zone stromen om te voldoen aan de vereisten van die specifieke zone.

Tijdens de herinrichting hebben we plafondairco's met voldoende capaciteit ingebouwd in het plafond, die de ruimte zowel kunnen verwarmen als koelen. Er zijn FFU's geplaatst om een ​​optimale luchtstroom in de ruimte te garanderen.

Kostenbesparing behaald

Het nieuwe ontwerp resulteerde in aanzienlijke besparingen, omdat het nieuwe ontwerp de uitsluiting van verschillende kostbare elementen mogelijk maakte, zoals

·AHU;

·Compleet kanalensysteem met bedieningselementen;

·Gemotoriseerde kleppen.

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

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

Conclusie

Gezien de behaalde resultaten kan worden gesteld dat cleanroomimplementaties met FFU-systemen die voldoen aan de ISO14644- of GMP-normen, kunnen leiden tot een aanzienlijke kostenbesparing. Er kan een kostenvoordeel worden behaald met betrekking tot zowel de investerings- als de exploitatiekosten. Het FFU-systeem is bovendien zeer eenvoudig te bedienen, waardoor de cleanroom, indien nodig, buiten diensttijden kan worden stilgelegd.