Jerzy Kustra

Cleanproject

• W jakich branżach wykorzystywane są cleanroomy? Gdzie działacie?

Istnieją one praktycznie w każdym sektorze przemysłu i naprawdę trudno znaleźć branżę, w której byśmy nie działali. Naszymi najważniejszymi odbiorcami są m.in. firmy z rynku elektroniki, farmacji, motoryzacji oraz przemysłu spożywczego i przemysłu kosmicznego. Ciekawe, że jedne z najtrudniejszych technicznie instalacji dotyczyły sektora spożywczego, bowiem w takiej produkcji problemem jest często wolumen produkcji. Zdarzało się nam realizować projekty dla tego przemysłu (np. wytwarzania mleka w proszku) dla klasy ISO 5. Produkt jest często otwarty, a ryzyko jest zbyt duże, gdyż każdy błąd może wiązać się z zanieczyszczeniem towaru, który w ciągu tygodnia trafia przykładowo do 20–30 tys. osób. Stąd też trudno odchodzić tu od standardów i norm.

Ważną dla nas branżą jest przemysł motoryzacyjny, gdzie bardzo wiele produktów – od szyb, poprzez kolumny kierownicy, aż do baterii – wykonuje się dziś w strefach czystych i cleanroomach, często bardzo zaawansowanych. Sektor automotive jest dobrym przykładem rozwoju naszej działalności przez potrzeby przemysłu. Z jednej strony pojawiają się w nim coraz ostrzejsze normy środowiskowe, które trzeba spełniać. Z drugiej zaś bardzo perspektywiczne są samochody elektryczne, dla których potrzebne są nowe technologie, a te można wdrażać tylko w nowoczesnych fabrykach.

Finalnie wśród naszych klientów są też uniwersytety. W Polsce działa również mnóstwo start-upów związanych z technologiami czystymi, które zwracają się do nas z ofertą współpracy.

• Jakiej wielkości cleanroomy wykonujecie?

Zarówno obiekty mniejsze, do 150–200 m², a więc rozmaite cleanroomy badawcze, produkcyjne czy laboratoria, jak też większe o powierzchniach około 1000 m² czy duże hale produkcyjne. Mogą to być również całe fabryki liczące tysiące metrów kwadratowych. Nieraz wykonywany jest nie jeden duży cleanroom, ale szereg małych pomieszczeń – nawet kilkadziesiąt, których sumaryczna powierzchnia również potrafisięgać tysięcy metrów kwadratowych. Natomiast wielkość niekoniecznie oznacza skalę inwestycji i jej zaawansowanie techniczne. Tworzyliśmy przykładowo cleanroomy o powierzchni zaledwie 9 m2, które kosztowały aż 20 mln zł, co wynikało z ich klasy, wyposażenia i innych czynników.

Wysoka czystość oraz pomieszczenia cleanroom

Wysokie standardy higieniczne muszą być przestrzegane m.in. w branży spożywczej, farmaceutycznej oraz półprzewodnikowej, a także w wielu innych gałęziach przemysłu – nawet takich jak motoryzacja. Obejmuje to stosowanie stacji mycia i dezynfekcji, wykorzystanie przez personel odzieży ochronnej oraz użycie odpowiedniego wyposażenia i sprzętu. Do tego dochodzą liczne procedury – zarówno standaryzowane, takie jak HACCP czy GMP/GHP, jak też związane z pracą w pomieszczeniach czystych. O zagadnieniach tych pisaliśmy w dodatku do zeszłorocznych analiz publikowanych w IRA 2022, poniżej przedstawiamy skrótowo dodatkowe informacje dotyczące pomieszczeń cleanroom.

Pomieszczenia czyste i ich konstrukcja

Cleanroomy, czyli strefy czyste, definiuje się jako pomieszczenia albo przestrzenie, w których poziom zanieczyszczeń mieści się w określonym, niskim przedziale. Stan ten osiąga się oraz utrzymuje dzięki ich konstrukcji, materiałom, organizacji przestrzeni, zasadom użytkowania, warunkom środowiskowym (temperaturze, wilgotności, przepływowi powietrza i ciśnieniu), minimalizującym wprowadzanie, generowanie i zatrzymywanie się cząstek zanieczyszczeń wewnątrz cleanroomu. Do kategorii stref czystych zaliczane są pomieszczenia o różnych rozmiarach, zarówno całe hale produkcyjne, pojedyncze sale, jak i mobilne konstrukcje pozwalające wydzielić strefę czystą w obrębie pomieszczenia, a nawet oddzielne sterylne stanowiska pracy w postaci obudowanego stołu. Cleanroomy są klasyfikowane według zaleceń ISO (PN EN-ISO 14644-1:2016-03).

Zadaniem projektantów stref czystych jest eliminowanie zanieczyszczeń z różnych źródeł. Jednym z nich jest budynek, a dokładniej elementy konstrukcyjne (ściany, podłogi, sufity). Decydujące znaczenie mają w tym przypadku materiały, z których je wykonano i te, którymi zostały pokryte. W zakresie materiałów wykonania korzysta się z różnych rozwiązań. Popularne są m.in. modułowe systemy ścienne wykorzystujące panele z powlekanej stali lub aluminiowe, spotykane są też ściany betonowe odpowiednio wykończone.

Czystość powietrza w cleanroomach zapewnia jego filtracja i wymiana. Pod wieloma względami rozwiązania stosowane w tym zakresie różnią się od tych w "zwykłej" klimatyzacji. Przykładowo strefy czyste wyróżnia większe zapotrzebowanie na powietrze – typowo konwencjonalne systemy klimatyzacji wymagają około 4 do 8 wymian powietrza na godzinę, podczas gdy pomieszczenia czyste od 20 do 90 takich cykli. Wymagana częstość wymiany powietrza zależy od klasy czystości strefy oraz natężenia operacji, które będą w niej wykonywane. Kolejną charakterystyczną cechą jest sposób przepływu powietrza oraz jego filtracja. Skuteczną filtrację powietrza w strefach czystych zapewniają filtry HEPA (High Efficiency Particulate Air filter). Oczyszczanie jest zazwyczaj kilkustopniowe. Powietrze wlotowe jest wówczas filtrowane najpierw przez filtr wstępny o niskiej skuteczności, przykładowo 30%, następnie filtr pośredni (skuteczny na przykład w 60%), a ostatecznie przez filtr końcowy typu HEPA. Skuteczność filtracji tym ostatnim sięga 99%.

Warto dodać, że pomiędzy sąsiadującymi ze sobą pomieszczeniami "zwykłymi" a strefami czystymi należy utrzymywać różnicę ciśnień – w cleanroomie w takim układzie ciśnienie powinno być zawsze wyższe, żeby zapobiec przenikaniu zanieczyszczeń przez nieszczelności oraz podczas otwierania i zamykania drzwi. Zalecana minimalna różnica między czystym obszarem a sąsiednią "nieczystą" strefą powinna wynosić kilkanaście Pa. Gdy kilka pomieszczeń czystych o różnych poziomach czystości jest połączonych w jeden kompleks, należy zachować hierarchię stopni czystości. Zalecana minimalna różnica ciśnień w takim wypadku między czystymi strefami wynosi kilka Pa. Czasami, ze względu na specyfikę procesów, konieczne może się jednak okazać utrzymanie w cleanroomie podciśnienia w stosunku do otoczenia. W takim przypadku praktykuje się konstrukcje pomieszczenia w pomieszczeniu, aby jednocześnie utrzymać podciśnienie względem otoczenia i spełnić wymóg nadciśnienia dla utrzymania sterylności.

Personel oraz roboty w cleanroomach

Źródłami zanieczyszczeń w cleanroomach są również: wyposażenie produkcyjne, produkt oraz personel. Te pierwsze generują cząstki przede wszystkim w wyniku tarcia, wibracji i generalnie zużywania się komponentów. Ich źródłem są też smary. Ilość zanieczyszczeń generowanych przez produkt zależy od jego specyfiki. Zdecydowanie największym źródłem niepożądanych cząstek jest jednak personel. Przykładowo w ciągu minuty typowo ludzie wprowadzają do otoczenia 100 tysięcy cząstek większych niż 0,3 mikrometra pozostając w bezruchu (siedząc, stojąc), chodząc, w zależności od szybkości – od setek tysięcy do dziesiątków milionów, a w przypadku jeszcze gwałtowniejszych ruchów – nawet setki milionów takich drobin. Aby zmniejszyć te ilości, personel cleanroomów zobowiązany jest nosić specjalne ubrania, które zakłada w przedsionku, z którego do strefy czystej przechodzi przez śluzę powietrzną wyposażoną często w prysznic powietrzny. Rękawiczki, maski na twarz, nakrycia głowy są standardem w prawie każdym pomieszczeniu czystym. Używane są również fartuchy, zaś w cleanroomach o najwyższej klasie – kombinezony. Pracownicy są też zobowiązani do przestrzegania szeregu zasad i wytycznych.

W cleanroomach pracują również roboty przemysłowe. Poza tym, że do instalowania ich tam skłaniają te same zalety w porównaniu z ludźmi, dzięki którym generalnie upowszechniają się w przemyśle (większa szybkość, precyzja, udźwig, wytrzymałość, ciągła praca bez przerw i zwolnień), generują one także nieporównywalnie mniej cząstek zanieczyszczeń. Nie można tego oczywiście całkowicie wyeliminować, ponieważ wszelkie elementy ruchome na skutek tarcia w jakimś stopniu pylą, jeżeli nie zostaną zastosowane specjalne rozwiązania konstrukcyjne. Takie wprowadza się w robotach do cleanroomów certyfikowanych do użytku w pomieszczeniach danej klasy. Przykłady to: niepylące materiały konstrukcyjne, jak również smary o niskiej lotności albo suche, w których nie występuje problem z odgazowywaniem.

Oprócz wyboru robota o odpowiednim stopniu czystości wyzwaniem jest jego transport i instalacja w pomieszczeniu czystym. W tym zakresie obowiązują rygorystyczne zasady, którym celem jest zminimalizowanie prawdopodobieństwa przypadkowego wprowadzenia cząstek zanieczyszczeń – przykładem jest wielokrotne czyszczenie wielowarstwowego opakowania, w które jest owijany robot, zdejmowanego dopiero na miejscu. Ważny jest również sposób montażu – przykładowo ramię robota warto montować pod produktem, żeby ewentualne cząstki na niego nie spadały.

Julia Kustra

Cleanproject

• Jakie są cechy charakterystyczne mebli przemysłowych? Co oferujecie?

Meble występują w każdym sektorze przemysłu i jest to grupa produktów bardzo zróżnicowana. W ofercie mamy np. meble do przemysłu elektronicznego w wykonaniu ESD, bardzo specjalistyczne meble do pomieszczeń cleanroom wykonane ze stali nierdzewnej o nietypowym stopie, meble do laboratoriów, dygestoria i szereg innych rozwiązań.

Niezwykle ważną cechą części oferowanych mebli jest modułowość. Dotyczy to przede wszystkim mebli antystatycznych dla branż takich jak: elektroniczna czy motoryzacyjna, gdzie konstruujemy magazyny, linie produkcyjne i stanowiska pracy do procesów cechujących się zmiennością. Wraz z modułowością pojawia się szeroki wybór akcesoriów i osprzętu, tak aby stanowiska były kompletne. Jesteśmy w stanie skonfigurować praktycznie dowolnie stanowiska pracy, rozwiązania magazynowe i linie produkcyjne. Tego oczekuje znaczna grupa klientów. Dodatkowo dla odbiorców z branż farmaceutycznej, spożywczej czy kosmetycznej istotne są certyfikacje, profesjonalne montaże, a produkty bardzo często są indywidualnie projektowane. I tu modułowość – o ile w ogóle jest możliwa – na pewno nie jest stawiana na pierwszym miejscu.

• Czego oczekują odbiorcy mebli? Jaki jest proces sprzedaży tych produktów?

Z naszej perspektywy modułowość czy ergonomia nie są już cechami produktów, które mogą być szczególnie akcentowane. Są po prostu standardem. Dostawcy, z którymi projektujemy, dostarczamy i instalujemy meble, to firmy, które mają od 30 do 130 lat doświadczeń i nie ma tu już miejsca na potężne innowacje np. w zakresie ergonomii. Owszem, oferta cały czas jest rozwijana, pojawiają się nowe materiały i konstrukcje, ale ogólnie firmy te doszły już do perfekcji w produkcji. Stąd też, nawet wybierając produkty mniej zaawansowane, klienci otrzymują rozwiązania bardzo trwałe, ergonomiczne i spełniające ich potrzeby.

Dzisiaj odbiorcy oczekują kompleksowości, doradztwa, szybkiej dostawy oraz certyfikacji, a także montażu. Dlatego dajemy im nie tylko produkt, ale całościową usługę: doradcy dobierają rozwiązania do procesu, konstruktorzy opracowują produkt (o ile nie jest standardowy), architekci umieszczają meble, magazyny i np. linie transportowe na rzutach obiektu, branżowcy sprawdzają zgodność z przepisami BHP, ppoż., itd. Końcowy etap to certyfikacja i kwalifikacja. Nie można zapomnieć o montażach, które przeprowadzają wyspecjalizowane ekipy, które są przeszkolone i wyposażone w sprzęt, mierniki i środki transportu. Szczególnie w strefach EPA, nie mówiąc już o cleanroomach, częstokroć klient nie może lub nie chce przeprowadzić samodzielnie instalacji, pomiarów przed i po niej, czy kwalifikacji. Finalnie – odbiorcy oczekują też bardzo dobrych i stałych cen oraz szybkich terminów dostaw, często wprost z magazynu.