Elementy infrastruktury cleanroom

W wielu branżach technologia wymaga obecnie, na określonych etapach, wysokiej klasy czystości powietrza. Przykładem może być produkcja typu High Technology, gdzie powody dla tego wymogu związane są z wysoką jakością i zaawansowaniem produktów. Cleanroomy są również niezbędne tam, gdzie konieczne jest zachowanie restrykcyjnych poziomów sterylności – np. w branży farmaceutycznej, laboratoryjnej, a także coraz znaczniej w branży przetwórstwa żywności i pokrewnych.

Konsekwencją tego wszystkiego jest coraz większe zapotrzebowanie na strefy czyste i ich wyposażenie.

W tym opracowaniu przyjrzymy się wyposażeniu stref czystych, niezbędnemu do stworzenia takiej przestrzeni od podstaw, oraz alternatywie: gotowym mobilnym rozwiązaniom typu cleanbox.

Cleanroom: najważniejsze elementy

Niezbędnym elementem wyposażenia, który przychodzi wielu osobom jako pierwszy na myśl, kiedy mowa jest o cleanroomach, są śluzy osobowe typu airshower. Urządzenia tego rodzaju stawia się w wejściach do pomieszczeń czystych i często są elementem infrastruktury, z którym użytkownicy mają największy kontakt. Definiując je, można określić je jako gotowe do zamontowania, działające aktywnie urządzenia pozwalające na przecięcie ciągu komunikacyjnego i oddzielenie od siebie dwóch stref o różnym poziomie czystości. Popularny na polskim rynku model – CR-GAS-004 – ma przybliżone wymiary całkowite 1000×1400×2200 mm i pozwala na przechodzenie w jednym cyklu jednej osoby.

Konstrukcja tego urządzenia opiera się na dwojgu drzwi ustawionych w ciągu i umieszczonej pomiędzy nimi komory nawiewnej. Osoba, przechodząc z jednej strefy do drugiej, wchodzi do wnętrza śluzy. Po zamknięciu drzwi uruchamia się, skierowany na nią, automatyczny nawiew filtrowanego powietrza.

Kolejny niezbędny element wyposażenia – o zbliżonej konstrukcji – przeznaczony w tym przypadku już nie na potrzeby ruchu osób, ale rzeczy, stanowią okna podawcze. Są to gotowe do zamontowania urządzenia pozwalające na przekazywanie przedmiotów pomiędzy strefami o różnym poziomie czystości. Dostępne są trzy typy tego sprzętu: pasywne, aktywne nad- lub podciśnieniowe oraz aktywne z wbudowanym wewnętrznym systemem oczyszczania powietrzem filtrowanym filtrem absolutnym HEPA.

W swojej podstawowej wersji – pasywnej – urządzenie tego typu składa się z dwojga ustawionych w ciągu drzwiczek i komory pomiędzy nimi. Dzięki zastosowaniu zabezpieczenia krzyżowego tylko jedne z drzwiczek mogą być otwarte jednocześnie.

Bardziej zaawansowana, aktywna wersja – tzw. ciśnieniowa – pozwala na podłączenie urządzenia do funkcjonującego w budynku systemu nawiewno-wywiewnego. Przy wykorzystaniu przepustnic stałego wypływu wewnątrz urządzenia uzyskuje się zwiększone albo zmniejszone ciśnienie względem sąsiadujących pomieszczeń. Właściwe ustawienie poziomu ciśnienia w rozdzielanych pomieszczeniach oraz wewnątrz okna podawczego pozwala na utrzymanie wymaganego poziomu czystości. Zależnie od potrzeb sekwencje takie ustawia się kaskadowo: w pomieszczeniu pierwszym panuje niższe ciśnienie niż wewnątrz śluzy, a w pomieszczeniu drugim, za śluzą, ciśnienie wyższe; bądź jako bufor – gdzie w śluzie jest wyższe albo niższe ciśnienie niż w sąsiadujących pomieszczeniach.

Trzeci typ tych urządzeń dzięki wbudowanemu systemowi filtracji wstępnej i HEPA pozwala na stały – tj. wymuszony, równomierny przepływ powietrza z góry na dół. Odbiór powietrza następuje za pomocą perforacji umieszczonych na dole komory, gdzie jest ono zasysane ponownie, co powoduje jego obieg zamknięty.

Kolejny – i jak można byłoby dowodzić najważniejszy – element wyposażenia cleanroomu stanowią tzw. filtrowentylatory. Są to gotowe do zamontowania urządzenia łączące w jednym module wentylator z filtrem wstępnym i HEPA. Ich głównym przeznaczeniem jest montaż w pomieszczeniach o podwyższonej czystości, w szczególności nad stanowiskami pracy jako nawiew laminarny – tj. niepowodujący turbulencji powietrza. Urządzenia tego typu pozwalają na uzyskanie właściwej czystości powietrza w określonej strefie – np. w przestrzeni pobierania próbek.

Cleanbox, czyli alternatywa

Wyżej wymienione elementy stanowią przykłady wyposażenia pozwalającego na stworzenie od podstaw konwencjonalnego cleanroomu, czyli pomieszczenia czystego, ulokowanego w specjalnie do tego celu zaprojektowanych i zbudowanych przestrzeniach. Często są to strefy obejmujące całe hale produkcyjne, o powierzchniach sięgających setek metrów kwadratowych.

Należy jednak uwzględnić, że konstrukcje tego typu wiążą się z całym procesem budowy pomieszczenia lub jego pełnej adaptacji, a co za tym idzie – z projektami budowlanymi, pozwoleniami i samą budową. Cleanroomy – zwłaszcza te o większej powierzchni – wymagają ponadto uwzględnienia i zastosowania specjalistycznych central wentylacyjnych, pozwalających na osiągnięcie odpowiedniej wydajności przepływu i filtracji powietrza.

Powyższe czynniki sprawiają, że budowa pomieszczenia czystego jest bardzo poważną inwestycją, z oczywistych względów osiągalną i opłacalną najczęściej wyłącznie dla dużych firm i przedsiębiorstw

W konsekwencji coraz bardziej popularną alternatywą dla tego rodzaju konstrukcji stają się tzw. cleanboxy, czyli modułowe, mobilne konstrukcje, pozwalające na wytworzenie strefy czystej na powierzchni kilku–kilkunastu metrów kwadratowych.

Zastosowanie tego typu mniejszych rozwiązań wymaga od użytkownika analizy jego procesu produkcyjnego i wyznaczenia etapów – zakresów procesu, w których zastosowanie kontrolowanych warunków jest faktycznie niezbędne. Przykładem z branży produkcji elektroniki może być etap montażu ekranów dotykowych.

Wychodząc z tych założeń, nie ma potrzeby budować konwencjonalnego cleanroomu o powierzchni 100, 200 czy 1000 m². Wystarczy znacznie mniejszy cleanbox – pomieszczenie mobilne, które możemy postawić w dowolnym miejscu w strefie produkcji, mające np. wymiary 2×2 m, 2,5×2,5 m, 3×3 m czy 5×3 m.

Oczywistą przewagą tego typu rozwiązań są kwestie finansowe. Mniejsze pomieszczenia to mniejsze koszty utrzymania, związane ze specjalistycznym czyszczeniem. Nie ma również wydatków dotyczących utrzymania centrali nawiewowo-wentylacyjnej. W cleanboxach – jako dużo mniejszych pomieszczeniach – zazwyczaj zamontowane są filtrowentylatory, które nawet w przypadku ciągłej eksploatacji nie generują dużych kosztów energii elektrycznej.

Zaletę cleanboxu stanowi także jego mobilność. Jest to lekka konstrukcja, którą można zaadaptować do innych prac i przestawić w inne miejsce w razie zmiany produkcji. Jeśli cleanbox po upływie czasu – wraz z rozwojem przedsiębiorstwa – okaże się za mały, wówczas bez większych nakładów finansowych może zostać rozbudowany. W przypadku konwencjonalnych cleanroomów – np. w sytuacji zwiększenia zakresu produkcji – rozbudowa wiąże się z burzeniem ścian, projektami budowlanymi, pozwoleniami na budowę; a są to oczywiście duże nakłady finansowe, poświęcony czas i praca. Natomiast w odniesieniu do cleanboxów chodzi o zdecydowanie mniejsze wydatki, proces nie jest tak czasochłonny i nie wymaga projektów budowlanych. Pomieszczenie tego typu można również powiększyć, nie tracąc klasy czystości, bo dodając kolejny moduł cleanbox, dodawana jest również odpowiednia liczba filtrowentylatorów.

Dobry realizator projektu jest w stanie z dużą dokładnością wyliczyć konieczną liczbę wymian powietrza w ciągu godziny i na tej podstawie, znając oczekiwania klienta co do klasy czystości, dobrać odpowiednią liczbę filtrowentylatorów.

Cleanboxy umożliwiają uzyskanie klasy czystości do ISO 6, choć w praktyce najczęściej stosowane są klasy 8 i 7, co wystarcza do większości zastosowań. W przestrzeni cleanboxu można umieścić również komorę laminarną, w której możliwe jest uzyskiwane jeszcze wyższych klas ISO. W tym ustawieniu powietrze jest filtrowane dwukrotnie, tworząc strefy o postępującym stopniu czystości.

Realizacja i partnerstwo

Należy jednak zauważyć, że samo pomieszczenie czyste – niezależnie od tego, czy jest to cleanroom, czy cleanbox – nie zapewnia jeszcze czystości wewnątrz. Utrzymanie przyjętej dla takiego pomieszczenia klasy czystości wiąże się z realizacją procedur, które ściśle określają, jak ma wyglądać praca wewnątrz pomieszczenia, jak powinni zachowywać się w nim pracownicy, a także jak powinno wyglądać jego sprzątanie.

Kluczowy staje się tu dobór odpowiedniego realizatora projektu i późniejszego partnera w toku wdrażania i utrzymywania czystości w pomieszczeniu czystym. Misją Grupy RENEX jest dostarczanie kompleksowego wsparcia dla jej partnerów. W ramach swojej marki CLEANROOM projektuje ona i dostarcza pomieszczenia czyste – zarówno w formie cleanroomów, jak i cleanboxów, a także umeblowanie, wyposażenie i odzież oraz realizuje szerokie spektrum usług szkoleniowych, serwisowych i doradczych w tym zakresie.

By odpowiednie parametry czystości były na bieżąco utrzymywane, pracownicy realizujący zadania w cleanroomie muszą być odpowiednio przeszkoleni, a pomieszczenie regularnie serwisowane. Specjaliści RENEX wykonują pomiary czystości, usługi montażu, czyszczenia i dostarczają wyposażenie wykonane z materiałów niegenerujących pyłów.

Grupa RENEX jest również producentem poliuretanowej specjalistycznej odzieży antystatycznej, umożliwiającej pracę w strefach czystych, w tym w tzw. strefach EPA, w jakich produkuje się i naprawia wrażliwą na wyładowania elektrostatyczne elektronikę. Wszystko to sprawia, że dostarczana oferta ma charakter kompleksowy – obejmuje zakres od projektu, przez wykonanie i wyposażenie, po późniejszy serwis.

Zainteresowanych zapraszamy do kontaktu z doradcami techniczno-handlowymi RENEX. Więcej na www.renex.pl

www.renex.pl
tel. +48 885 592 555
+48 54 231 10 05
dth@renex.pl