Kompendium doboru mebli przemysłowych (EPA, Cleanroom, laboratoria)

Zacznijmy od tego, że zależnie od procesu i typu obiektu stosowanych może być wiele rodzajów mebli i towarzyszących im akcesoriów – przeznaczonych do obszarów produkcyjnych i laboratoryjnych. W kolejnych rozdziałach opisujemy trzy rodzaje tych produktów: meble antystatyczne, wersje do clean room oraz laboratoryjne. Dodatkowo omawiamy tematykę cech krzeseł i ich doboru do aplikacji.

I. Meble antystatyczne (ESD)

Antystatyczność (ESD)

Należy mieć świadomość, że nawet w przypadku przedstawienia przez dostawcę certyfikatu potwierdzającego parametry ESD, może to być certyfikat dla produktów przekazanych do certyfikacji i nie jest powiązany bezpośrednio z dostarczanym wyrobem. Należy więc poprosić o certyfikat potwierdzający parametry dostarczonych mebli.

Producenci korzystają z wielu stopów metali, farb, dysponują zróżnicowanymi liniami produkcyjnymi i zespołami pracowników o różnych kompetencjach. Oczywiście więc wykonanie mebli będzie się istotnie różniło, a parametry takie jak antystatyczność i trwałość wynikają z nie tylko z jakości surowców, ale też doświadczenia producenta. Dlatego przed zakupem najlepiej jest poprosić o produkt demo i go przetestować. Wyspecjalizowani dostawcy jak Cleanproject nie tylko oferują doradztwo inżynieryjne w doborze produktów do procesu, ale również umożliwiają zapoznanie się z produktami i przetestowanie mebli przed ich zakupem.

Modułowość i akcesoria

Ponieważ procesy produkcyjne często się zmieniają, meble muszą być tak zaprojektowane, aby "nadążać" za zmianami stanowisk pracy. Należy pamiętać, że modułowość to nie tylko moduły mebli, ale również związane z nimi antystatyczne akcesoria jak pojemniki, kontenerki, maty i inne. Producentów systemowych mebli ESD nie ma wielu, a tych, którzy są w stanie dostarczać rozwiązania w modułach i dające się niemal dowolnie rozbudowywać o akcesoria w zunifikowanych międzynarodowych standardach – tak by całość była przebadanym, spełniającym normy standardem – jest zaledwie kilku.

Trwałość

Jeśli meble antystatyczne mają być trwałe, muszą być wykonane ze stali, a właściwości antyelektrostatyczne są zapewniane głównie poprzez stosowanie w procesie malowania proszkowego farb antystatycznych. Jakość stali i farb pozostaje tu kluczowa, ale ważne jest także, aby mebel konstrukcyjnie przewidziany był do pracy w strefie EPA z możliwością podłączenia do uziemień i np. montażu maty, a także aby producent przewidział jak najszerszy zakres akcesoriów uzupełniających stanowisko pracy – takich jak pojemniczki, kuwety, opakowania oraz elementy typu panele montażowe, zasobniki, półki, szafki, kontenery, wysięgniki, lampy, itp. Już na etapie zamawiania mebli można więc skonfigurować kompletne stanowisko.

Obciążenie

Meble antystatyczne występują w wersjach o kilku dopuszczalnych maksymalnych obciążeniach. Blaty stołów zwykle nie muszą być obciążane bardziej niż do 300 kg, choć są i bardziej wymagające konstrukcje.

Projekt funkcjonalno-użytkowy i instalacja

W tym miejscu zachęcamy do szerszego spojrzenia na wybór i umiejscowienie mebli w obiekcie. Konieczne jest właściwe zaprojektowanie nie tylko pojedynczego stanowiska pracy, ale całego obiektu – z wykorzystaniem wiedzy inżynierów procesowych, konstruktorów, architektów i branżystów. Szczególnie w dużych strefach produkcyjnych właściwe umiejscowienie mebli staje się nieodzownym elementem aranżacji przestrzeni i stworzenia strefy EPA.

Również instalacja w strefie EPA, choć nie tak wymagająca jak instalacje mebli clean room, musi być przeprowadzona przez specjalistycznie wyszkolony i wyposażony zespół. Podstawowe rodzaje mebli, które znajdują się w strefach EPA:

• stoły, na bazie, których możną stworzyć stanowisko pracy;
• szafki, szafy i regały (także magazynowe);
• wózki;
• mobilne zasobniki na komponenty;
• systemy automatycznego składowania i wydania komponentów (w ostatnich latach zwykle połączone z oprogramowaniem magazynowym i księgowym);
• meble o dużych obciążeniach, do składowania gotowych wyrobów;
• linie transportowe;
• specjalistyczne stanowiska, np. do prowadzenia pomiarów.

II. Meble do Clean Room

Meble będące podstawowym elementami stanowisk pracy w clean room mają bezpośredni kontakt z procesem i mogą wpływać na kontaminację strefy czystej, a nawet na bezpieczeństwo operatorów. Dlatego na pierwszym planie podczas dokonywania wyborów dla stref czystych pojawia się kwestia odpowiedzialności za produkty wprowadzone do strefy. Meble takie wykonywane są z materiałów mogących zapewnić trwałość oraz wyeliminować ryzyko interakcji z substancjami biorącymi udział w produkcji lub badaniach. Rozwiązania są zoptymalizowane pod względem konstrukcji higienicznej, aby nie dopuszczać do powstawania niewidzialnych zagrożeń i zapewnić wymaganą czystość, a nawet sterylność środowiska.

Warto zauważyć, że stopów stali nierdzewnej jest bardzo dużo, podobnie jak technologii łączenia oraz wykańczania materiałów. Z tych powodów istnieje szereg rodzajów mebli ze stali nierdzewnej i należy między nimi świadomie wybierać. Błędy w wyborze mogą wywoływać druzgocące konsekwencje – od rdzewienia mebli, po zanieczyszczanie produktów leczniczych. Zakup przykładowo typowych produktów przeznaczonych dla przemysłu spożywczego z zamiarem wykorzystania ich w clean roomach trudno określić decyzją przemyślaną. Nie tylko najpewniej zardzewieją, ale szybko doprowadzą do kontaminacji strefy i zanieczyszczenia produktu. Meble należy zawsze dobierać do procesu.

Różnice w zaawansowaniu technologicznym mebli ze stali nierdzewnej – od najprostszych konstrukcji i materiałów, po najbardziej zaawansowane – znajdują także odbicie w cenach. Poniżej wskażemy podstawowe cechy, jakimi muszą charakteryzować się meble ze stali nierdzewnej przeznaczone do clean roomów.

 

Fot. 1. Meble ESD

Materiały konstrukcyjne

Używane w pomieszczeniach czystych materiały muszą cechować się możliwie najniższą emisją cząstek oraz odpornością chemiczną i bezpieczeństwem mikrobiologicznym. Standardowym materiałem są specjalne stopy stali nierdzewnej, najczęściej 304L lub 316L, o kompozycji z obniżoną zawartością węgla. Są to najdoskonalsze materiały do stosowania w meblach do pomieszczeń czystych. Stal nierdzewna jest trwała i łatwa do czyszczenia. Meble z niej wykonane, w połączeniu z poprawnym ich sprzątaniem, mogą być używane przez dziesięciolecia, nie zardzewieją i nie będą miały negatywnego wpływu na proces.

Szczelność i łączenia

W celu wyeliminowania nierówności, szczelin, ostrych krawędzi i martwych przestrzeni meble – szczególnie w wyższych klasach czystości – powinny być podwójnie zgrzewane. Centralne elementy konstrukcyjne, takie jak korpusy, drzwi i półki, są szczelnie spawane dookoła, a tym samym hermetycznie uszczelnione. Spawy muszą być jednolite i spełniające najwyższe wymagania dotyczące chropowatości powierzchni. Wszelkie ostre krawędzie usuwa się, by eliminować możliwość strzępienia się ściereczek. Usuwane są też miejsca, w które mogą wniknąć cząstki, bakterie i wirusy (chodzi tu o cząstki o wielkości poniżej mikrometra, które da się usuwać praktycznie wyłącznie specjalistycznymi ściereczkami).

 

Fot. 2. Meble ze stali nierdzewnej, wykonane jako indywidualny projekt

Powierzchnia

Odpowiednie do pomieszczeń czystych i higienicznych powierzchnie należy przygotować tak, by były łatwe do czyszczenia, bez wgłębień, o określonej chropowatości. Wszystkie te cechy służą eliminacji punktów osadzania się i dystrybucji zanieczyszczenia oraz mikroorganizmów.

Czystość powierzchni zależy w dużej mierze od wspomnianej chropowatości. Istnieje kilka technologii wykańczania powierzchni, takich jak elektropolerowanie i szczotkowanie, umożliwiających osiągnięcie chropowatości powierzchni Ra < 0,8 μm jako powtarzalnego standardu produkcyjnego (przy czym stal elektropolerowana znacznie łatwiej niż szczotkowana ulega zarysowaniom).

Czyszczenia, dezynfekcja i sterylizacja

Krawędzie mebli wykonane muszą być w sposób umożliwiający łatwe i bezpieczne czyszczenie oraz dezynfekcję. W produkcji zakazane jest stosowanie jakichkolwiek materiałów organicznych (np. jako wypełniacz, uszczelniacz). Promień wewnętrzny musi być większy niż 3,0 mm (wartość minimalna). Natomiast wnętrza szafek są spoinowe i mają promień wewnętrzny 15 mm.

Meble do clean roomów, szczególnie dla klas ISO 4-5 czy GMP A/B, to bardzo zaawansowane technologicznie produkty. Ich wytwarzanie wymaga posiadania własnych narzędziowni, niezwykle zaawansowanego parku produkcyjnego, dostępu do nietypowych surowców oraz doskonale wykształconej kadry inżynieryjnej, konstrukcyjnej i wykonawczej. Jedynie dwóch, być może trzech producentów na świecie jest w stanie produkować takie meble z certyfikacją, powtarzalną jakością i odpowiedzialnością za produkt w długim okresie użytkowania. Szczególnie można polecić produkty firmy Friedrich Sailer, która od 1926 r. jako pionier w branży produkuje meble do stref czystych.

 

Fot. 3. Szatnia cleanroom rozdzielająca klasy D i C

III. Meble laboratoryjne

Choć technologicznie można meble laboratoryjne ocenić jako mniej zaawansowane w stosunku do mebli do clean roomów, to i w tym przypadku mówimy o produktach, którym stawiane są bardzo wysokie wymagania użytkowe. Meble laboratoryjne muszą wykazywać nie tylko wysoką odporność mechaniczną, ale i odporność chemiczną. Również i one są coraz częściej wykonywane w technologii modułowej, tak by rozwijać i modyfikować stanowiska w ramach potrzeb, ale także po to, by łatwiej umiejscawiać je w przestrzeniach laboratoryjnych, które nie zawsze zapewniają duże powierzchnie.

 

Fot. 4. Stół wagowy do cleanroom

W przypadku miejsc pracy w clean roomach staramy się ograniczać elementy na stanowisku do minimum, tak więc naturalnie zmniejszona jest także liczba akcesoriów i dodatkowych komponentów. Natomiast w meblach laboratoryjnych, podobnie jak w meblach ESD, użytkownicy wymagają jak największej liczby akcesoriów, dodatkowych komponentów i wyposażania pomocniczego. W tej grupie mebli użytkownicy bardzo często zwracają także dużą uwagę na estetykę, design i możliwość atrakcyjnej aranżacji laboratorium jako całości.

IV. Krzesła

Jako oddzielną kategorię zdecydowaliśmy się wydzielić krzesła. Jest to bowiem grupa bardzo obszerna i tu również możemy mówić o krzesłach przemysłowych: ESD, clean room (ze szczególnym uwzględnieniem krzeseł przeznaczonych do sterylizacji) i laboratoryjnych. W przypadku krzeseł antystatyczność nie jest parametrem łatwym do osiągnięcia i najtańsze na rynku produkty antystatycznością w najlepszym razie cechują się jedynie w kilku pierwszych tygodniach użytkowania, a w najgorszym parametry ESD występują jedynie na papierze ofertowym, jak np. w słynnych krzesłach "z łańcuszkiem". Ekonomiczne produkty to często przykład kreatywności dostawcy, w których można znaleźć wyłącznie siedzisko w wersji ESD, dwa koła artystyczne (i brak hamulców), natrysk środkiem antystatycznym w sprayu i tak dalej…

 

Fot. 5

Krzesła ESD oraz do clean room o wymaganej jakości i trwałości produkuje w Europie kilka firm i każda z nich jest wyspecjalizowanym podmiotem z wieloletnim doświadczaniem. Dla przykładu włoska firma Throna produkuje krzesła i fotele od 1980 roku, specjalizując się w produktach do stref czystych i EPA. Krzesła Throna są projektowane i produkowane w odpowiedź na specyficzne potrzeby stref EPA, czystych linii produkcyjnych i laboratoriów badawczych, gdzie wymagane jest kontrolowanie ilości zanieczyszczeń na poziomie cząstek o wielkości mniejszej niż mikrometr. Throna oferuje szeroką gamę krzeseł i taboretów, o zróżnicowanej charakterystyce technicznej, tak by sprostać konkretnym potrzebom produkcyjnym i środowiskom od ISO 4 do ISO 9 o GMP A do D. Szczególnie zaawansowanymi krzesłami są:

• Wersje do klas czystości od ISO 4. W tych produktach wprowadzono gumowane szwy perfekcyjnie uszczelniające wyściółkę siedziska, w części modeli wykorzystano siedziska z filtrem z filtrem HEPA, co umożliwia ograniczenie emisji cząstek do minimum i ograniczenie wahań wilgotności przy stanowisku pracy. Dodatkowo system smarowania w regulacji wysokości siedziska i tłok regulacyjny (bezolejowy) zapobiega potencjalnemu uwolnieniu się smaru z kolumny tłoka.
• Krzesła ze stali nierdzewnej zaprojektowane tak, aby łatwo było je czyścić oraz rozłożyć i złożyć na potrzebę procesu sterylizacji.

W przypadku krzeseł, które bardziej niż inne meble są narażone na uszkodzenia, należy pamiętać, aby producent zapewniał części zamienne w okresie gwarancji, sama zaś gwarancja musi być minimum 5-letnia. Zwracamy tu uwagę, że dłuższe terminy gwarancji nie zawsze oznaczają faktyczne bezpieczeństwo użytkowania produktu z uwagi na zamieszczone w tekście gwarancji wyłączenia.

Projektowanie i montaż

Projekt, dostawa, montaż i instalacja mebli w obszarach produkcyjnych, strefach EPA, a szczególnie w clean roomach, muszą być przemyślanymi i odpowiednio zrealizowanymi zadaniami. Zwłaszcza w warunkach prowadzonej już produkcji nie są to zadania łatwe. Dzielimy je na kilka etapów:

• Projekt – jak wspomniano powyżej, dobry projekt jest ogromną pomocą w prawidłowym wyborze mebli i ich użytkowaniu w strefach produkcyjnych i badawczych;
• Plan instalacji z umieszczeniem mebli w rzucie obiektu z uwzględnieniem procesu, wymogów BHP, stref serwisowych, itp.;
• Dostawa w opakowaniach umożliwiających montaż w strefach EPA i czystych;
• Instalacja przez przeszkoloną ekipę ze specjalistycznym sprzętem;
• Czyszczenie do zadanej klasy;
• Pomiary ESD i czystości wraz raportami;
• Stworzenie dokumentacji na potrzeby kwalifikacji/walidacji;
• Serwis i naprawy, wymiany elementów eksploatacyjnych, rozbudowy.

Kluczem jest profesjonalizm i kompleksowość

Jak widać z powyższego wprowadzenia w temat – wybór mebli nie jest zadaniem prostym. Znalezienie na rynku podmiotu, który będzie w stanie zaprojektować, dostarczyć i zainstalować meble w szerokim asortymencie – od wersji ESD, poprzez laboratoryjne, na meblach do clean roomów skończywszy – również stanowi wyzwanie. Powinno się jednak zawsze oczekiwać bardzo dobrych cen, szybkiej dostawy, strefy demo, profesjonalnych instalacji i oparcia się na uznanych międzynarodowych producentach, którzy są gwarantem jakości. Właśnie takich partnerów w realizacji dostaw mebli należy poszukiwać.

Jerzy Kustra

Cleanproject
www.cleanproject.pl