LABOR UKRAINE: KOSTENEFFEKTIVER REINRAUM MIT FFUS

Im Jahr 2022 kam einer unserer ukrainischen Kunden mit der Bitte auf uns zu, in einem bestehenden Gebäude mehrere ISO 7- und ISO 8-Laborreinräume für den Anbau von Pflanzen zu schaffen, die ISO 14644 entsprechen. Wir wurden sowohl mit der vollständigen Planung als auch mit der Herstellung des Projekts betraut . Kürzlich sind alle Artikel vor Ort eingetroffen und bereit für die Installation im Reinraum. Daher möchten wir nun ein Resümee zu diesem Projekt ziehen.

Die Kosten für einen Reinraum sind nicht nur äußerst investitionsintensiv, sondern hängen auch von der Anzahl der erforderlichen Luftwechsel und der Filtrationseffizienz ab. Der Betrieb kann äußerst kostspielig sein, da nur bei ständigem Betrieb eine angemessene Luftqualität aufrechterhalten werden kann. Ganz zu schweigen vom energieeffizienten Betrieb und der kontinuierlichen Einhaltung von Reinraumstandards, die einen Reinraum zu einer der wichtigsten Infrastrukturen für Fertigungstechnik und Labore machen.

Design- und Vorbereitungsphase

Da wir auf maßgeschneiderte Reinräume für verschiedene industrielle Anforderungen spezialisiert sind, haben wir die Herausforderung gerne angenommen, in der Hoffnung, eine einfache, kostengünstige Lösung anbieten zu können, die die Erwartungen sogar übertreffen kann. Während der Entwurfsphase erstellten wir detaillierte Skizzen des Reinraums, der folgende Räume umfassen sollte:

Liste der Reinräume

Standard-Szenario: Design mit Klimagerät (AHU)

Zunächst haben wir einen herkömmlichen Reinraum mit einer Klimaanlage mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit entworfen und die Gesamtkosten berechnet. Neben der Gestaltung und Herstellung der Reinräume umfassten das Erstangebot und die vorläufigen Pläne auch eine Lüftungsanlage mit einer um 15–20 % höheren Luftzufuhr als erforderlich. Die ursprünglichen Pläne wurden nach den Regeln der laminaren Strömung mit Vor- und Rücklaufverteilern und integrierten H14-HEPA-Filtern erstellt.

Der insgesamt zu errichtende Reinraum betrug ca. 50 m2, was im Wesentlichen mehrere kleine Reinräume bedeutete.

Höhere Kosten bei Konzeption mit AHU

Die typischen Investitionskosten für komplette Reinräume variieren je nach:

·Erforderlicher Sauberkeitsgrad des Reinraums;

·Verwendete Technologie;

·Größe der Räume;

·Aufteilung des Reinraums.

Es ist wichtig zu beachten, dass zum ordnungsgemäßen Filtern und Austauschen der Luft ein viel höherer Energiebedarf erforderlich ist als beispielsweise in einer herkömmlichen Büroumgebung. Ganz zu schweigen davon, dass hermetisch abgeschlossene Reinräume auch eine Frischluftzufuhr benötigen.

In diesem Fall war der Reinraum stark auf eine sehr kleine Grundfläche aufgeteilt, wobei drei kleinere Räume (Labor Nr. 1, Labor Nr. 2, Sterileingang) eine Reinheitsanforderung nach ISO 7 und ISO 8 hatten, was zu einer deutlichen Erhöhung der anfänglichen Sauberkeit führte Investitionskosten. Verständlicherweise erschütterten auch die hohen Investitionskosten den Investor, da das Budget für dieses Projekt begrenzt war. 

Neugestaltung mit einer kostengünstigen FFU-Lösung

Auf Wunsch des Investors begannen wir mit der Prüfung von Kostensenkungsmöglichkeiten. Die Aufteilung des Reinraums sowie die Anzahl der Türen und Passboxen waren gegeben, hier konnten keine zusätzlichen Einsparungen erzielt werden. Eine Neugestaltung des Luftversorgungssystems schien dagegen eine naheliegende Lösung zu sein.

Dazu wurden die Decken der Räume doppelt neu gestaltet, die erforderliche Luftmenge berechnet und mit der Höhe des zur Verfügung stehenden Raumes verglichen. Glücklicherweise gab es genügend Platz, um die Höhe zu erhöhen. Die Idee bestand darin, FFUs durch die Decken zu platzieren und von dort mithilfe eines FFU-Systems (Fan Filter Units) über HEPA-Filter saubere Luft in die Reinräume zu leiten. Die Rückluft wird mit Hilfe der Schwerkraft durch Luftkanäle an den Seitenwänden rezirkuliert, die in die Wände eingebaut sind, so dass kein Platz verloren geht.

Im Gegensatz zu AHUs ermöglichen FFUs den Luftstrom in jede Zone, um den Anforderungen dieser spezifischen Zone gerecht zu werden.

Bei der Neugestaltung haben wir eine Deckenklimaanlage mit ausreichender Kapazität eingebaut, die den Raum sowohl heizen als auch kühlen kann. FFUs wurden so angeordnet, dass eine optimale Luftströmung im Raum gewährleistet ist.

Kosteneinsparung erreicht

Die Neugestaltung führte zu erheblichen Einsparungen, da das neue Design den Verzicht auf mehrere kostspielige Elemente ermöglichte, wie z

·AHU;

·Komplettes Kanalsystem mit Bedienelementen;

·Motorisierte Ventile.

Das neue Design besteht aus einem sehr einfachen System, das nicht nur die Investitionskosten deutlich senkt, sondern auch zu geringeren Betriebskosten als ein RLT-System führt.

Im Gegensatz zum ursprünglichen Entwurf passte die neu gestaltete Anlage in das Budget des Investors, sodass wir den Auftrag für das Projekt erteilten.

Abschluss

Angesichts der erzielten Ergebnisse kann festgestellt werden, dass Reinraumimplementierungen mit FFU-Systemen nach ISO14644 oder GMP-Standards zu einer erheblichen Kostenreduzierung führen können. Sowohl bei den Investitions- als auch bei den Betriebskosten können Kostenvorteile erzielt werden. Das FFU-System lässt sich zudem sehr einfach steuern, so dass der Reinraum bei Bedarf auch während der dienstfreien Zeit stillgelegt werden kann.