Siemens-Studie definiert Standards für Sicherheit, Effizienz und Flexibilität in Life Science-Laboren neu

A PEARL projekt keretében három vezető szellőztetőrendszert teszteltünk azonos, kontrollált körülmények között a Zug-i pilotlaboratóriumunkban. Kilenc teljesítményezőt mértünk — a részecskék eltávolítási sebességétől a felhasználói kényelmen át 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 laboratóriumok tervezésére, optimalizálására és működtetésére világszerte
– A Siemens továbbfejleszti a Smart Lab Ecosystem-ot, hogy a jövő laboratóriumait biztonságosabbá, alkalmazkodóképesebbé és fenntarthatóbbá tegye

A Siemens bemutatta a Life Sciences területén végzett átfogó, független tanulmány eredményeit a laborlevegő-ellátásról. 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 kutatási és vizsgálati intézményként végzett minden mérési tevékenységet. A PEARL nevű projekt volt az első ilyen típusú világszerte, amelyben különböző légkondicionáló és levegőelosztó rendszereket hasonlítottak össze kontrollált, valós körülmények között.

A tesztelési szakasz során három különböző levegőellátó rendszer került hét különböző konfigurációban szabályozásra és mérésre, összehasonlítható körülmények között, és a határaikig terhelve. Ez egyedi 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 légáramlási hatékonyság.

A tanulmány kimutatta, hogy a pontos térfogatáram-szabályozás döntő fontosságú a nagyobb biztonság, hatékonyság és kényelem érdekében a laboratóriumi környezetekben. A túlzott levegőellátás befolyásolhatja a kontrollált körülményeket, valamint növelheti a költségeket és a CO₂-kibocsátást. Feltűnő volt, hogy néhány szcenárióban az igényelt levegőmennyiség kevesebb, mint a felének felelt meg, ezzel 45 százalékkal javítva a szellőztetési hatékonyságot és bizonyítva a veszélyes gázok és hő hatékonyabb elvezetését. A jobb 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, hogy a laborhelyiségek kialakítását ne egyetlen, specifikus felhasználási célra tervezzék, hanem a következő generációs rugalmas környezetek kialakítására, amelyek méretezhetők nullától akár 300 watt/m²-ig. Ezek a fejlett rendszerek optimálisan méretezettek és szabályozottak, pontosan annyi levegőt szolgáltatnak, amennyire a biztonság és kényelem fenntartásához szükség van, miközben energiát takarítanak meg és csökkentik a CO₂-kibocsátást.

A fizikai tesztek során a Siemens digitális modellt készített az egész projekt felépítéséről, beleértve a tesztek szimulációját is. „A PEARL projekt digitális modelljének összehasonlítása a valós mérésekkel hihetetlen pontosságot mutatott. 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 kutatás-fejlesztésbe, a biotechnológiai innovációkba és az új gyógyszerek növekvő fejlesztési csődjébe beruházva nő a kereslet a laboratóriumi területek iránt minden kulcsfontosságú régióban. Csak az Egyesült Királyságban becslések szerint az elkövetkező öt évben egymillió négyzetméternyi további laboratóriumi területre lesz szükség a prognosztizált kutatási igények kielégítésére. A tanulmány eredményei hozzájárulnak ahhoz, hogy kielégítsék a biztonságosabb, rugalmasabb és energiahatékonyabb laboratóriumok iránti sürgős igényt.

A PEARL projekt tapasztalatai alapján a Siemens továbbfejlesztette a Smart Lab Ecosystem (SLE) rendszert. Az SLE egy moduláris infrastruktúra-készlet, amellyel rendkívül alkalmazkodó és skálázható laboratóriumi környezetek hozhatók létre, amelyek a kutatási igényekhez igazíthatók – az alapkutatástól a magas biztonsági szintű laboratóriumokig. Ez akár 80 százalékkal gyorsabbá teszi a laboratóriumi környezetek tervezését és konfigurálását, beleértve a bioszintű biztonsági szinteket is.

„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 laborokat fejleszteni, amelyek valóban a biztonság, kényelem és hatékonyság szempontjából optimálisak. A Smart Lab Ecosystem ezen alapokra épül, és egy komplett, kulcsrakész megoldást kínál ügyfeleinknek, amely innovatív és jövőbiztos. Nem csupán laborokat építünk, hanem intelligens környezeteket hozunk létre, amelyek felgyorsítják a tudományos felfedezéseket és éveken át előreviszik a fejlődést.”