آزمایشگاه اوکراین: اتاق تمیز مقرون به صرفه با FFUS

در سال ۲۰۲۲، یکی از مشتریان اوکراینی ما با درخواست ایجاد چندین اتاق تمیز آزمایشگاهی ISO 7 و ISO 8 برای پرورش گیاهان در یک ساختمان موجود که مطابق با ISO 14644 باشد، به ما مراجعه کرد. طراحی و ساخت کامل پروژه به ما واگذار شد. اخیراً همه اقلام به محل رسیده و آماده نصب اتاق تمیز هستند. بنابراین، اکنون می‌خواهیم خلاصه‌ای از این پروژه را ارائه دهیم.

هزینه یک اتاق تمیز نه تنها بسیار سرمایه‌گذاری‌بر است، بلکه به تعداد تبادل هوای مورد نیاز و راندمان فیلتراسیون نیز بستگی دارد. عملیات می‌تواند بسیار پرهزینه باشد، زیرا کیفیت مناسب هوا تنها با عملیات مداوم قابل حفظ است. همچنین عملیات با بهره‌وری انرژی و رعایت مداوم استانداردهای اتاق تمیز، اتاق تمیز را به یکی از مهمترین زیرساخت‌ها برای فناوری تولید و آزمایشگاه‌ها تبدیل می‌کند.

مرحله طراحی و آماده‌سازی

از آنجایی که ما در ساخت اتاق‌های تمیز سفارشی برای نیازهای مختلف صنعتی تخصص داریم، با کمال میل این چالش را پذیرفتیم به این امید که بتوانیم یک راه حل ساده و مقرون به صرفه ارائه دهیم که حتی بتواند از انتظارات فراتر رود. در طول مرحله طراحی، طرح‌های دقیقی از فضای تمیز ایجاد کردیم که شامل اتاق‌های زیر بود:

لیست اتاق‌های تمیز

سناریوی استاندارد: طراحی با واحد هواساز (AHU)

در ابتدا، ما یک اتاق تمیز سنتی با هواساز دما و رطوبت ثابت را طراحی کردیم و محاسبات مربوط به کل هزینه را انجام دادیم. علاوه بر طراحی و ساخت اتاق‌های تمیز، پیشنهاد اولیه و نقشه‌های اولیه شامل یک واحد هواساز با تأمین هوای ۱۵ تا ۲۰ درصد بیشتر از حد مورد نیاز بود. نقشه‌های اولیه مطابق با قوانین جریان آرام با منیفولدهای رفت و برگشت و فیلترهای یکپارچه HEPA H14 ساخته شده‌اند.

کل فضای تمیزی که قرار بود ساخته شود حدود ۵۰ متر مربع بود که اساساً به معنای چندین اتاق تمیز کوچک بود.

هزینه بیشتر هنگام طراحی با AHU

هزینه سرمایه‌گذاری معمول برای اتاق‌های تمیز کامل بسته به موارد زیر متفاوت است:

· سطح مورد نیاز تمیزی اتاق تمیز؛

· فناوری مورد استفاده؛

· اندازه اتاق‌ها؛

· تقسیم‌بندی فضای تمیز.

لازم به ذکر است که برای فیلتر کردن و تبادل صحیح هوا، به انرژی بسیار بالاتری نسبت به مثلاً یک محیط اداری معمولی نیاز است. ناگفته نماند که اتاق‌های تمیزِ کاملاً بسته نیز به تأمین هوای تازه نیاز دارند.

در این مورد، فضای تمیز به شدت در یک سطح بسیار کوچک تقسیم شده بود، که در آن ۳ اتاق کوچکتر (آزمایشگاه شماره ۱، آزمایشگاه شماره ۲، ورودی استریل) دارای الزامات پاکیزگی ISO 7 و ISO 8 بودند، که منجر به افزایش قابل توجه هزینه اولیه سرمایه‌گذاری شد. بدیهی است که هزینه بالای سرمایه‌گذاری، سرمایه‌گذار را نیز متزلزل کرد، زیرا بودجه این پروژه محدود بود. 

طراحی مجدد با یک راهکار مقرون به صرفه FFU

بنا به درخواست سرمایه‌گذار، شروع به بررسی گزینه‌های کاهش هزینه کردیم. طرح اتاق تمیز و همچنین تعداد درها و صندوق‌های عبور داده شده بود، هیچ صرفه‌جویی اضافی در اینجا حاصل نمی‌شد. در مقابل، طراحی مجدد سیستم تأمین هوا یک راه حل بدیهی به نظر می‌رسید.

بنابراین، سقف اتاق‌ها به صورت تکراری طراحی مجدد شدند، حجم هوای مورد نیاز محاسبه و با ارتفاع اتاق موجود مقایسه شد. خوشبختانه فضای کافی برای افزایش ارتفاع وجود داشت. ایده این بود که واحدهای تهویه مطبوع (FFU) از طریق سقف‌ها قرار داده شوند و از آنجا هوای تمیز از طریق فیلترهای HEPA با کمک سیستم FFU (واحدهای فیلتر فن) به اتاق‌های تمیز منتقل شود. هوای برگشتی با کمک نیروی جاذبه از طریق کانال‌های هوای روی دیوارهای جانبی که به دیوارها نصب شده‌اند، دوباره به گردش در می‌آید تا هیچ فضایی از دست نرود.

برخلاف AHU، واحدهای تهویه مطبوع مرکزی (FFU) اجازه می‌دهند هوا به هر منطقه جریان یابد تا نیازهای آن منطقه خاص را برآورده کند.

در طول طراحی مجدد، ما یک کولر گازی سقفی با ظرفیت کافی را در سقف‌ها تعبیه کردیم که می‌تواند هم فضا را گرم و هم خنک کند. واحدهای تهویه مطبوع طوری چیده شده‌اند که جریان هوای بهینه را در فضا فراهم کنند.

صرفه‌جویی در هزینه حاصل شد

این طراحی مجدد منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی شد، زیرا طراحی جدید امکان حذف چندین عنصر پرهزینه مانند

·هواساز؛

· سیستم کانال کامل با عناصر کنترل؛

· شیرهای موتوری

طراحی جدید شامل یک سیستم بسیار ساده است که نه تنها هزینه‌های سرمایه‌گذاری را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، بلکه منجر به هزینه‌های عملیاتی کمتری نسبت به سیستم AHU نیز می‌شود.

برخلاف طرح اولیه، سیستم بازطراحی‌شده با بودجه‌ی سرمایه‌گذار همخوانی داشت، بنابراین ما برای این پروژه قرارداد بستیم.

نتیجه‌گیری

با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، می‌توان اظهار داشت که پیاده‌سازی اتاق تمیز با سیستم‌های FFU مطابق با استانداردهای ISO14644 یا GMP می‌تواند منجر به کاهش قابل توجه هزینه شود. از نظر هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی می‌توان به مزیت هزینه دست یافت. سیستم FFU همچنین می‌تواند به راحتی کنترل شود، بنابراین در صورت لزوم، اتاق تمیز می‌تواند در دوره‌های خارج از شیفت در حالت استراحت قرار گیرد.