Čistá záležitost: Integrace vstřikovacích strojů do stěny čistého prostoru snižuje energetické náklady a zabraňuje vniknutí částic

Die Pajunk GmbH entwickelt und produziert verschiedene Medizintechnikprodukte. Am Hauptsitz im baden-württembergin Geisingen wurde ein neues Produktions- und Logistikzentrum mit einem Reinraum der GMP-Klasse D erbaut, der eine Fläche von 1.015 m2 umfasst. (Quelle: bc-technology GmbH)

V novém čistém prostoru jsou prováděny různé pracovní kroky: Patří mezi ně mimo jiné výroba produktů pro biopsii a anestezii, stejně jako kontrolní a balicí procesy. (Zdroj: bc-technology GmbH)

V novém čistém prostoru jsou prováděny různé pracovní kroky: Patří mezi ně mimo jiné výroba produktů pro biopsii a anestezii, stejně jako kontrolní a balicí procesy. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Některé komponenty jsou vyráběny pomocí vstřikovacího formování plastů. Výroba v čisté místnosti však má nevýhodu, že stroje produkují velké množství tepla, což vede k vysoké spotřebě energie kvůli nainstalovaným klimatizačním zařízením. Proto společně s výrobcem vstřikovacích strojů vyvinula společnost bc-technology koncept, který umožňuje integrovat stroje do stěny čisté místnosti, aniž by se mohly vytvářet nežádoucí částice. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Některé komponenty jsou vyráběny pomocí vstřikovacího formování plastů. Výroba v čistém prostoru však má nevýhodu, že stroje produkují velké množství tepla, což vede k vysoké spotřebě energie kvůli instalovaným klimatizačním zařízením. Proto společnost bc-technology ve spolupráci s výrobcem vstřikovacích strojů vyvinula koncept, který umožňuje integrovat stroje do stěny čistého prostoru, aniž by se mohly vytvářet nežádoucí částice. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Některé komponenty jsou vyráběny pomocí vstřikovacího formování plastů. Výroba v čistém prostoru však má nevýhodu, že stroje produkují velké množství tepla, což vede k vysoké spotřebě energie kvůli instalovaným klimatizačním zařízením. Proto společnost bc-technology ve spolupráci s výrobcem vstřikovacích strojů vyvinula koncept, který umožňuje integrovat stroje do stěny čistého prostoru, aniž by mohly vzniknout nežádoucí částice. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Vstřikovací stroj se nachází v černé zóně nového výrobního a logistického centra. Lze jej však nakládat a vykládat z čistého prostoru. Pro vstřikovací oblast byla k pouzdru vstřikovacího stroje připojena horizontálně proudící filtrační ventilátorová jednotka (FFU) jako ochranná zóna, aby byly součásti vždy v podmínkách čistého prostoru. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Vstřikovací stroj se nachází v černé zóně nového výrobního a logistického centra. Lze jej však načítat a vykládat z čistého prostoru. Pro vstřikovací oblast byla k pouzdru vstřikovacího stroje připojena horizontálně proudící filtrační jednotka s ventilátorem (FFU) jako ochranná zóna, aby byly součásti vždy v podmínkách čistého prostoru. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Při plánování čistého prostoru musela společnost bc-technology vzít v úvahu požadavek společnosti Pajunk, že i později je možné připojit stroje, které mají být uvedeny do provozu časově odděleně a nezávisle na sobě. (Zdroj: bc-technology GmbH)

V oblasti chodeb pro návštěvníky má čistý prostor po celé výšce místnosti velké skleněné stěny. (Zdroj: bc-technology GmbH)

Od 60. let 20. století vyvíjí a vyrábí společnost Pajunk GmbH různé produkty pro zdravotnický průmysl. Aby bylo možné zabránit kontaminaci mikroby a částicemi, musí být výroba prováděna v čistých prostorách odpovídajících vysokým požadavkům směrnice EG-GMP. Výroba komponentů pro biopsii a anestezii metodou vstřikování v čistém prostředí však přináší vysoké energetické náklady. Proto společnost hledala energeticky úsporné řešení pro nové logistické a výrobní centrum v Geisingenu v Bádensku-Württembersku. Realizaci zadala Pajunk společnosti bc-technology GmbH: odborníci na čisté prostory naplánovali a ve spolupráci s výrobcem vstřikovacích strojů dodali čistý prostor podle GMP třídy D o velikosti 1 015 m2, ve kterém jsou vstřikovací stroje přímo integrovány do stěny čistého prostoru. Prostory byly navrženy tak, aby bylo možné v budoucnu připojit další stroje.

Do nedávna vyráběla společnost Pajunk GmbH různé vstřikovací díly, které se v běžném lékařském provozu používají například při biopsii a anestezii, v externím procesu. Nové, prostorné logistické a výrobní centrum s celkovou plochou 4 550 m2 nyní nabízí možnost výroby komponentů přímo na vlastním místě. To umožňuje lepší kontrolu výroby a zároveň zefektivňuje celý proces od vývoje po dodání. V čistém prostředí se také plánuje provádět různé kontrolní testy a balicí procesy v sterilní bariérové systému. Dalším požadavkem na nové čisté prostory bylo, aby zásobování materiálem z automatického skladu na drobné díly (AKL) probíhalo samostatně přes materiálovou přepážku, čímž se optimalizují intralogistické přepravní procesy.

Vstřikovací stroje zvyšují energetickou náročnost v čistém prostředí

Při konkrétním plánování však specialista na zdravotnickou techniku narazil na několik výzev. „Klade se na nás velmi vysoké nároky na hygienu a kvalitu našich produktů,“ vysvětluje Armin Pfeifer, vedoucí řízení kvality ve společnosti Pajunk GmbH. „Zároveň jsme chtěli zjednodušit výrobní procesy tak, aby bylo možné co nejvíce eliminovat či úplně odstranit čisticí procesy po výrobě.“ Často se řešením je přesun celého výrobního procesu zdravotnických produktů do čistého prostředí. Problémem však je, že instalace vstřikovacích strojů v čistém prostředí výrazně zvyšuje energetickou spotřebu. Za to je zodpovědná silná tepelná produkce vznikající při vstřikování: při termoplastickém vstřikování dosahuje plastová hmota teploty až 300 °C, což zvyšuje okolní teplotu. Výroba v čistém prostředí však vyžaduje například konstantní teplotní podmínky, což klade větší nároky na klimatizační zařízení a vede k vyšší spotřebě energie.

Pajunk proto hledal možnost, jak vyrábět plastové vstřikované díly za podmínek, které jsou čisté a zároveň s nízkými náklady na energii. Při rešerších a výměně zkušeností s regionálními výrobci z oboru si společnost všimla bc-technology GmbH. Díky přesvědčivému plánovacímu konceptu pro čistý prostor včetně příslušenství a měřící a řídicí techniky získali specialisté na čisté prostory z Dettingenu od Pajunk zakázku.

Čisté výrobní podmínky díky propojení vstřikovacích strojů s čistým prostorem

„Pro splnění těchto požadavků jsme úzce spolupracovali s výrobcem strojů, který se na projektu podílel,“ říká Jürgen Wolf, vedoucí projektu ve společnosti bc-technology GmbH. „Vstřikovací stroj s příslušenstvím na výměnu dílů je umístěn mimo čistý prostor na stěně v černé zóně výrobního centra. Je však tak nainstalován, že je možné jej z čistého prostoru obsluhovat a po vstřikování dílů jej vyklopit.“ K tomu jsou do formy vloženy polotovary, které mají být vstřikovány. Poté se otáčí otočný stůl o 180° směrem ke stroji. Během vstřikování mohou být v čistém prostoru současně odebírány díly, které byly v předchozím cyklu vstřikovány.

Pro vstřikování dílů v čistém prostředí byl na vstřikovací oblast instalován horizontální proudící filtr-ventilační jednotka (FFU) jako ochranná zóna na krytu vstřikovacího stroje. „Koncept turbulence vzduchu vytvářený FFU a jeho praktická realizace nás přesvědčily. Také jsme dobře pochopili výhody, které z toho plynou,“ vysvětluje Armin Pfeifer, vedoucí řízení kvality. Kvalita vzduchu FFU odpovídá třídě 5 podle DIN EN ISO 14644 a je podle směrnice EG-GMP, příloha 1, kvalifikována jako třída A. Instalace vstřikovacích strojů v černé zóně znamená jednak velmi nízkou tepelnou zátěž v čistém prostředí, což znamená nižší náklady na energii. Za druhé může obsluha provádět údržbu vstřikovacích strojů v černé zóně, což zjednodušuje interní výrobní procesy. Navíc nejsou podmínky v čistém prostředí zbytečně narušovány vznikem částic.

Rozšiřitelný koncept s vysokou flexibilitou

„Při plánování jsme kladli důraz také na to, že Pajunk požadoval rozšiřitelný koncept,“ uvádí Wolf. „To znamená, že i po dokončení a prvním uvedení do provozu by měla být možnost nezávisle na sobě a v různých časových horizontech integrovat a uvádět do provozu vstřikovací stroje a další technologie, například laserové svařování, laserové gravírování nebo robotizované výrobní procesy.“ Projekt o rozloze 1015 m² byl realizován za pouhých 9 měsíců, přičemž přepážky zabírají 122 m². Část čistého prostoru v oblasti návštěvního koridoru je vybavena celoplošnou skleněnou stěnou do podlahy. Během výstavby již byly připojeny dva vstřikovací stroje, na konci roku 2018 přibyla třetí. Aby bylo možné tyto dodatečné rozšíření realizovat, je čistý prostor uvnitř oddělen mobilní stěnou. Tímto způsobem lze vyříznout otvor pro novou strojovnu, aniž by došlo ke kontaminaci prostoru nežádoucími částicemi.

V roce 2019 jsou plánovány další vstřikovací stroje. Vzhledem k tomu, že se osvědčilo připojení, mělo by být toto řešení zachováno i při integraci nových strojů. Výkonnostní ředitelé, paní Pajunk-Schellingová a pan Hauger, proto hodnotí projekt velmi pozitivně: „Spolupráce byla bezproblémová a konstruktivní. V budoucnu si také rádi představujeme spolupráci s bc-technology.“