Siemens-Studie újradefiniálja a biztonság, hatékonyság és rugalmasság szabványait az élet tudományi laboratóriumokban

A PEARL projekt keretében három vezető szellőzőrendszert teszteltünk azonos, kontrollált körülmények között a Zug-i pilotlaboratóriumunkban. Kilenc teljesítménytényezőt mértünk — a részecskék eltávolításának sebességétől a felhasználói kényelemig és a szellőztetési hatékonyságig — hőterhelések, intelligens érzékelők, aeroszol-visszanyerési tesztek és lézeres vizualizáció segítségével.

PEARL Projekt-Setup

– A világ első független laborlevegő-összehasonlító tesztje valós terhelési körülmények között áttörő eredményeket hozott
– Az eredmények közvetlenül alkalmazhatók a laboratóriumok tervezésére, optimalizálására és működtetésére világszerte
– A Siemens továbbfejleszti a Smart Lab Ecosystemot, hogy a jövő laborjait biztonságosabbá, alkalmazkodóképesebbé és fenntarthatóbbá tegye

A Siemens bemutatta egy átfogó, független tanulmány eredményeit a Life Sciences területén végzett laborlevegő-elemzésről. A tanulmányt 2024 novemberétől 2025 februárjáig végezték a H. Lüdi + Co. AG-val, egy modern laboratóriumi komponenseket és rendszermegoldásokat kínáló beszállítóval, valamint a Siemens Xcelerator-partnereivel együttműködve. A Luzerni Főiskola (HSLU) Svájcban független kutató- és vizsgálóintézetként volt megbízva minden mérési tevékenység elvégzésével. A PEARL nevű projekt volt az első ilyen típusú világméretű vizsgálat, amelyben különböző légáramlási és légelosztási rendszereket hasonlítottak össze laboratóriumi körülmények között, kontrollált, valós környezetben.

A tesztelési fázis során három különböző légellátó rendszer került beállításra hét különböző konfigurációban, összehasonlítható körülmények között, és terhelés alá helyezték őket a határaikig. Ez egyedülálló adatokat eredményezett minden rendszer számára, amelyek lehetővé teszik bizonyos helyzetek összehasonlítását különböző tényezőket figyelembe véve, mint például biztonság és szennyezésellenőrzés, felhasználói kényelem, rendszer rugalmassága, alkalmazkodóképesség és légtechnikai hatékonyság.

A tanulmány kimutatta, hogy a pontos térfogatáram-szabályozás döntő fontosságú a biztonság, hatékonyság és kényelem növelésében a laboratóriumi környezetben. A túlzott légellátás befolyásolhatja a kontrollált körülményeket, valamint növelheti a költségeket és a CO₂-kibocsátást. Meglepő volt, hogy néhány szcenárióban az adott légmennyiség kevesebb mint felét használták fel, ezáltal 45 százalékkal javult a szellőztetési hatékonyság, és jobb volt a veszélyes gázok és hő elvezetése. A jobban kontrollált térfogatáram akár 29 százalékkal gyorsabb regenerálódási időt eredményezett a szimulált kiömlés után, ami közvetlenül növeli a felhasználók biztonságát és kényelmét. Emellett a PEARL projekt javasolja a laborhelyiségek kialakításának elhagyását egyetlen, specifikus felhasználási célra, helyette a következő generációs rugalmas környezetek kialakítását, amelyek méretezhetők nullától akár 300 watt/m²-ig. Ezek a fejlett rendszerek optimálisan méretezettek és szabályozottak, pontosan annyi levegőt biztosítanak, amennyire a biztonság és kényelem fenntartásához szükség van. Egyidejűleg energiát takarítanak meg és csökkentik a CO₂-kibocsátást.

A fizikai tesztek végrehajtása során a Siemens digitális modellt készített az egész projekt felépítéséről, beleértve a tesztek szimulációját is. „A PEARL projekt digitális modellje és a valós mérések összevetése meglepően pontos eredményt adott. Ennek a validált tudásnak köszönhetően képesek vagyunk a jövő laborterveinek teljesítményét, biztonságát és kényelmét közvetlenül a digitális ikerben optimalizálni” – mondta Tim Walsh, a Siemens Smart Infrastructure Life Sciences globális megoldásigazgatója.

A kutatásba és fejlesztésbe, biotechnológiai innovációkba és az új gyógyszerek növekvő fejlesztési csővezetékébe fektetett beruházások miatt növekszik a laborhelyiségek iránti kereslet minden kulcsfontosságú régióban. Csak az Egyesült Királyságban becslések szerint az elkövetkező öt évben egymillió négyzetméternyi további laborhelyiségre lesz szükség a prognosztizált kutatási igények kielégítésére. A tanulmány eredményei hozzájárulnak a sürgős szükséglet kielégítéséhez a biztonságosabb, rugalmasabb és energiahatékonyabb laboratóriumok iránt.

A PEARL projekt eredményeire alapozva a Siemens továbbfejlesztette a Smart Lab Ecosystemot (SLE). Az SLE egy moduláris infrastruktúra-készlet, amellyel rendkívül alkalmazkodó és skálázható laboratóriumi környezetek hozhatók létre, amelyek a kutatási igényekhez igazíthatók – a alapkutatástól a magas biztonsági szintű laboratóriumokig. Lehetővé teszi, hogy a tervezés és konfiguráció akár 80 százalékkal gyorsabb legyen minden típusú laboratóriumi környezet esetében, akár bioszintű biztonsági szintig.

„A PEARL projekt áttörést jelent a laboratóriumi ipar számára” – tette hozzá Walsh. „Első ízben rendelkezünk olyan valós adatokkal, amelyek nemcsak megerősítik digitális modelljeinket, hanem lehetővé teszik azok finomhangolását, és laboratóriumokat fejlesztenek, amelyek a biztonság, kényelem és hatékonyság szempontjából valóban optimálisak. A Smart Lab Ecosystem ezen alapokra épül, és egy komplett, kulcsrakész megoldást kínál ügyfeleinknek, amely innovatív és jövőálló. Nemcsak laborokat építünk, hanem intelligens környezeteket hozunk létre, amelyek felgyorsítják a tudományos felfedezéseket és évekig tartó fejlődést biztosítanak.”