Sterilní atmosféra při vstřikování: speciální profil stěny a propracovaný ventilační systém umožňují výšku místnosti 6,3 m

Protože výrobní budovy v hlavním sídle v Bahlingenu se staly příliš malé, společnost Braunform GmbH postavila v sousedním městě Endingen novou lokalitu s dvěma čistými místnostmi pro výrobu plastů a farmaceutických produktů. (Zdroj: Braunform GmbH)

V čistých prostorách byly použity speciální stropní a stěnové konstrukce. Navíc bylo navrženo sofistikované ventilační zařízení s směrem vzduchu dolů přes filtrační jednotky s ventilátorem, které pracuje velmi energeticky úsporně. (Zdroj: Braunform GmbH)

„Pro vypracování optimálního větracího konceptu jsme provedli řadu zkušebních sérií. Na základě těchto výsledků jsme následně vyvinuli efektivní energetický systém,“ vysvětluje Jürgen Wolf, vedoucí projektu ve společnosti bc-technology. (Zdroj: bc-technology GmbH)

„bc-technology má velmi kompetentní tým, který dokázal rychle najít řešení i při neshodách s jinými řemesly. Společnost se opět ukázala jako spolehlivý partner,“ říká Thomas Geier, vedoucí oddělení Industrial Engineering ve společnosti Braunform GmbH. (Zdroj: Braunform GmbH)

V posledních letech společnost Braunform GmbH se sídlem v Bahlingenu neustále rostla, takže výrobní budovy časem přestaly stačit. Z tohoto důvodu postavila společnost jen několik kilometrů od hlavního sídla v Bahlingenu v městě Endingen novou továrnu na výrobu plastových a farmaceutických výrobků metodou vstřikování. Aby bylo možné zaručit všechny požadavky na kvalitu, probíhá výroba ve dvou čistých místnostech tříd GMP C a GMP D, které byly speciálně upraveny: vzhledem k rozměrům vstřikovacích strojů a jeřábů byla nutná minimální výška stropu 6,3 m. Plánování a realizaci výrobních prostor provedla společnost bc-technology GmbH, která nabízí flexibilní modulární systém pro čisté místnosti. Velký důraz byl kladen na vysokou energetickou účinnost, kterou bylo možné dosáhnout použitím filtračních jednotek s ventilátory (FFU).

Řada zdravotnických prostředků, jako jsou bezpečnostní uzávěry na injekční stříkačky nebo uzávěry na infuzní vaky, vyrobené vstřikováním z plastu, podléhá vysokým požadavkům. Z tohoto důvodu je jejich výroba stále častěji prováděna za kontrolovaných podmínek v čistém prostředí. Mezi uživatele tohoto procesu patří i společnost Braunform GmbH: hlavní činností rodinné firmy je výroba forem se sídlem v Bahlingenu. Jako doplněk portfolia se od roku 1997 v čistém prostředí podle GMP C a D vyrábějí plastové výrobky s náročnými výrobními procesy pro farmaceutický průmysl. „Objednávky v celé společnosti v posledních letech narostly natolik, že naše výrobní budovy se nakonec začaly přeplňovat a již neodpovídaly technickým normám,“ vzpomíná Thomas Geier, vedoucí průmyslového inženýrství ve společnosti Braunform GmbH. Z tohoto důvodu se společnost rozhodla postavit novou továrnu na druhé lokalitě v blízkosti hlavního sídla. Výroba v čistém prostředí v Bahlingenu by se měla přesunout do Endingen, aby se v Bahlingenu uvolnilo více prostoru pro výrobu forem. Navíc zde měli možnost realizovat vše na nejnovější technické úrovni s ohledem na logistické požadavky. To znamenalo vysoké nároky na projektanty, protože stroje vyžadovaly minimální výšku místnosti 6,3 m.

Modulární systém s vysokou energetickou účinností

Společnost Braunform si proto nechala předložit koncepty od několika dodavatelů. Mezi nimi byla i společnost bc-technology GmbH, která se již v roce 2012 podílela na rozšíření stávajících čistých místností v hlavním sídle v Bahlingenu. Díky dobré spolupráci a vypracování mimořádně energeticky úsporného konceptu pro novou továrnu získala tato společnost i tento zakázku. Během pouhých devíti měsíců byly realizovány dvě čisté místnosti – přičemž jedna má třídu GMP C a druhá třídu GMP D. Do plánování byly rovněž začleněny personální a materiálové průchody. Zejména bylo zohledněno, že vzhledem k velikosti čistých místností se hlavně při směnových přechodech bude v průchodech pohybovat velké množství personálu. Velikost místností a řízení průchodů měly být optimalizovány tak, aby vznikaly co nejkratší čekací doby.

Neobvyklá výška stropu představovala i pro bc-technology zvláštní výzvu: vyžadovala nejen propracovaný ventilační koncept, ale také musely stěny splnit vysoké stavební požadavky – například z hlediska statiky. „Obvykle mají čisté místnosti průměrnou výšku kolem 3 až 3,5 m,“ vysvětluje Jürgen Wolf, projektový manažer ve společnosti bc-technology. „Protože jsme v tomto speciálním případě museli pojmout vstřikovací stroje a tři jeřáby, bylo nutné téměř zdvojnásobit výšku místnosti.“

Optimální řešení díky rozsáhlým zkušebním řadám

Vzhledem k vysoké tepelné zátěži 8 kW, kterou vstřikovací stroje vyzařují, musely být začleněny do energetického a ventilačního konceptu. bc-technology navrhla odvod vzduchu směrem dolů přes filtrační jednotky s ventilátory (FFU) s rotujícími výstupy a zpětnými ohřívači vzduchu. Na rozdíl od jiných systémů mají tyto výhodu, že většinu stávajícího vzduchu recyklují a tím je potřeba méně čerstvého vzduchu; mají tedy velmi vysokou energetickou účinnost. Navíc je lze kombinovat s komponenty systému CleanoFlex, který vyvinula společnost bc-technology. Tento flexibilní a modulární systém čistých místností umožňuje kdykoliv provádět rozšíření nebo změny a je vhodný pro individuální řešení zákazníků. I místnosti vyšších tříd čistoty lze realizovat bez větších problémů.

Společnost při plánování nic neponechala náhodě: aby otestovala účinnost odvodu vzduchu směrem dolů, zadala provedení zkušebních řad do zkušebního laboratoře. „Protože jsme neměli k dispozici vstřikovací stroj pro testy, simulovali jsme tepelnou zátěž pomocí topného zářiče. Ten vydává stejnou tepelnou zátěž jako stroje v čistém prostředí. Navíc byly zkušební řady prováděny ve srovnatelné výšce pracovního prostředí,“ popisuje Wolf podrobné předběžné plánování. „Pomocí optické simulace proudění vzduchu jsme následně zdokumentovali proudění vzduchu, takže jsme mohli vyvinout velmi energeticky efektivní řešení pro Braunform,“ dodává Wolf.

Nízká spotřeba energie díky zpětnému získávání tepla

Také ventilační systém je dobře promyšlený: na jedné straně mají nové čisté místnosti decentralizovaný ventilační systém s FFU a filtry H14, který zajišťuje turbulentní proudění vzduchu v hale. To je také důležitý faktor pro dosažení požadované třídy čistoty. Na druhé straně jsou místnosti zásobovány centrálním ventilačním systémem s přívodem čerstvého vzduchu. Aby stroje nevypouštěly do haly částice, byla na vstřikovacích jednotkách vstřikovacích strojů instalována lokální filtrace částic. Tento vzduch je následně nahrazen vzduchem z venkovního prostředí centrálního systému. Používá se osvědčená metoda zpětného získávání tepla přes rotující výměník tepla, což umožňuje výrazně snížit náklady na vytápění a klimatizaci. Navíc centrální větrací zařízení zvlhčuje a odvlhčuje vzduch podle požadavků na podmínky v čistých místnostech. Používá se inteligentní, samořídící systém fungující na principu kaskády: zatímco filtrační jednotky s ventilátory běží nepřetržitě a řídí teplotu místnosti, hlavní ventilační systém se aktivuje pouze v režimu chlazení nebo vytápění, když senzory zaznamenají překročení nebo podkročení nastavené teploty. Teplota tak zůstává konstantní na 22 ± 3 °C při vlhkosti vzduchu 50 ± 10 procent rF.

Speciální stěnový a stropní profil pro nadprůměrnou výšku

Kromě toho hrála důležitou roli i výjimečná výška při konstrukci stěn a stropu. Zde byl opět kladen důraz na vysokou flexibilitu, aby bylo možné snadno provádět změny i dodatečně. Stropní systém sestává z několika snadno vyměnitelných modulů, které jsou neseny hliníkovými profily. Výšku lze flexibilně nastavovat pomocí šroubových tyčí. Strop může být zatížen maximálně 110 kg/m2.

bc-technology dále vyvinula speciální stěnové panely s flexibilní konstrukcí, které jsou samonosné; tím je možné zabránit přenosu zatížení na strop. Panely mají tloušťku 60 mm a jsou opatřeny povrchem z plastu. Stěny jsou rovněž podporovány dodatečnou konstrukcí z hliníkových profilů pro ztužení. „U stěnových prvků je třeba dbát na to, aby mezistěny byly těsné. Proto jsou vyplněny pryskyřicí vázanými a neměnivými kamennými vatami,“ vysvětluje Wolf. Materiál je nehořlavý podle DIN 4102/A1. Zejména je třeba vyzdvihnout velmi dobré tepelně a zvukově izolační vlastnosti, které dále podporují promyšlený energetický koncept.

Včasné dokončení navzdory napjatému časovému plánu

Navzdory vysoké složitosti zakázky dokázala společnost bc-technology naplánovat a realizovat čisté místnosti včas. „Při zahájení výstavby ještě nebyly dokončeny všechny detailní plány. Navíc projekt vzhledem k přísnému časovému plánu vyžadoval četné pravidelné konzultace s ostatními řemesly a externími projektanty klimatických systémů či řízení. Také dodržování předpisů pro čisté místnosti podle GMP a ISO 14644 muselo být neustále kontrolováno,“ popisuje Wolf výzvy. Díky tomu, že bc-technology mohla sama provádět kvalifikaci čistých místností a nemusela tak najímat externí firmu, byla společnost Braunform s výsledkem velmi spokojena. „bc-technology má velmi kompetentní tým, který i při nesouladu s ostatními řemesly rychle našel řešení. Společnost se opět ukázala jako spolehlivý partner,“ říká Geier. Pro další společné projekty vidí vedoucí průmyslového inženýrství dobré vyhlídky.