Atmosfera sterile durante lo stampaggio a iniezione: profilo speciale della parete e sistema di ventilazione ingegnoso consentono un'altezza della stanza di 6,3 m

Poché che gli edifici di produzione alla sede centrale di Bahlingen fossero diventati troppo piccoli, la Braunform GmbH ha costruito nella città vicina di Endingen una nuova sede con due camere bianche per la produzione di plastica e farmaceutica. (Fonte: Braunform GmbH)

Nelle camere bianche sono state utilizzate strutture speciali per soffitti e pareti. Inoltre, è stato progettato un sistema di ventilazione sofisticato con un flusso d'aria verso il basso tramite unità di filtri e ventole, che funziona in modo molto efficiente dal punto di vista energetico. (Sorgente: Braunform GmbH)

«Per sviluppare il concetto di ventilazione ottimale, abbiamo condotto numerosi test. Sulla base di questi risultati, abbiamo successivamente sviluppato un sistema energetico efficiente», spiega Jürgen Wolf, responsabile del progetto presso bc-technology. (Fonte: bc-technology GmbH)

«bc-technology dispone di un team molto competente, che ha trovato rapidamente soluzioni anche in caso di disaccordi con altri settori. L'azienda si è nuovamente dimostrata un partner affidabile», afferma Thomas Geier, responsabile dell'Industrial Engineering presso Braunform GmbH. (Fonte: Braunform GmbH)

Negli ultimi anni, Braunform GmbH con sede a Bahlingen è cresciuta costantemente, al punto che gli edifici di produzione sono diventati troppo piccoli nel tempo. Per questo motivo, l'azienda ha costruito a pochi chilometri dalla sede principale di Bahlingen, nella città di Endingen, un nuovo stabilimento per la produzione di prodotti in plastica e farmaceutici mediante stampaggio ad iniezione. Per garantire tutti i requisiti di qualità, la produzione avviene in due camere bianche delle classi GMP C e GMP D, appositamente adattate: a causa delle dimensioni delle presse di stampaggio e delle gru a ponte, era necessaria un'altezza minima del soffitto di 6,3 m. I locali di produzione sono stati pianificati e realizzati da bc-technology GmbH, che offre un sistema modulare flessibile per le camere bianche. Particolare attenzione è stata dedicata a un'elevata efficienza energetica, raggiunta attraverso l'uso di unità filtranti-ventilanti (FFU).

Numerosi dispositivi medici come valvole di sicurezza per siringhe o valvole per sacche di infusione, prodotti in plastica tramite processo di stampaggio ad iniezione, sono soggetti a requisiti elevati. Per questo motivo, la loro produzione avviene sempre più spesso in condizioni controllate all’interno di camere bianche. Tra gli utilizzatori di questa tecnologia c'è anche Braunform GmbH: il core business dell'azienda familiare è la produzione di stampi con sede a Bahlingen. Come integrazione del portafoglio prodotti, dal 1997 vengono prodotti in camere bianche, secondo GMP C e D, prodotti in plastica con processi di produzione complessi per l'industria farmaceutica. "Gli ordini complessivi dell'azienda sono aumentati negli ultimi anni, al punto che i nostri edifici di produzione sono diventati troppo piccoli e non più all'altezza delle tecnologie moderne", ricorda Thomas Geier, responsabile Industrial Engineering di Braunform GmbH. Per questo motivo, l'azienda ha deciso di costruire un nuovo stabilimento in una seconda sede vicino alla sede principale. La produzione in camera bianca nello stabilimento di Bahlingen doveva trasferirsi a Endingen, per dare più spazio alla produzione di stampi a Bahlingen. Inoltre, a Endingen si aveva la possibilità di mettere tutto in linea con le tecnologie più recenti, tenendo conto delle esigenze logistiche. Ciò comportava elevate requisiti per i progettisti, poiché le macchine richiedevano un'altezza minima del soffitto di 6,3 m.

Principio modulare con alta efficienza energetica

Per questo motivo, Braunform ha presentato proposte da diversi fornitori. Tra questi anche bc-technology GmbH, che aveva già collaborato nel 2012 all'ampliamento delle camere bianche esistenti presso la sede principale di Bahlingen. Grazie a questa buona collaborazione e allo sviluppo di un concetto particolarmente efficiente dal punto di vista energetico per il nuovo stabilimento, l'azienda ha ottenuto anche questo incarico. In soli nove mesi di cantiere, sono stati realizzati i due ambienti di produzione — uno con classe GMP C e l'altro con classe GMP D. Sono stati inoltre inclusi nei piani anche i sistemi di accesso per il personale e i materiali. Particolare attenzione è stata dedicata al fatto che, a causa delle dimensioni delle camere bianche, soprattutto durante i cambi turno, molto personale si sarebbe trovato nelle zone di accesso. La dimensione degli ambienti e il sistema di controllo delle zone di accesso sono stati ottimizzati per ridurre al minimo i tempi di attesa.

La quota insolita di altezza del soffitto rappresentava anche una sfida speciale per bc-technology: da un lato, richiedeva un sistema di ventilazione sofisticato, dall'altro, le pareti dovevano rispettare elevati requisiti strutturali — ad esempio per la statica. "Normalmente, le camere bianche hanno un'altezza media di circa 3-3,5 m", spiega Jürgen Wolf, project manager di bc-technology. "Dato che in questo caso dovevamo ospitare le presse di stampaggio e tre gru a ponte, era necessario quasi raddoppiare l'altezza della stanza".

Soluzione ottimale grazie a numerosi test sperimentali

Poiché le presse di stampaggio emettono un carico termico elevato di 8 kW, dovevano essere integrate nel sistema di energia e ventilazione. bc-technology ha proposto un flusso d'aria discendente attraverso unità filtranti-ventilanti (FFU) con bocchette a vortice e scambiatori di calore per l'aria di ricambio. Rispetto ad altri sistemi, questi hanno il vantaggio di riutilizzare gran parte dell'aria esistente, riducendo così la necessità di aria fresca; di conseguenza, possiedono un'efficienza energetica molto elevata. Inoltre, possono essere combinati con i componenti del sistema modulare CleanoFlex di bc-technology, che permette di effettuare facilmente ampliamenti e modifiche e si adatta a soluzioni personalizzate per i clienti. Anche ambienti di classi di purezza superiori possono essere realizzati senza grandi sforzi.

L'azienda non ha lasciato nulla al caso durante la pianificazione: per testare l’efficienza del flusso d’aria discendente, sono stati commissionati test in un laboratorio di prova. "Poiché non avevamo una presse di stampaggio a disposizione per i test, abbiamo simulato il carico termico con un riscaldatore a infrarossi, che emette la stessa quantità di calore delle macchine in camera bianca. Inoltre, i test sono stati condotti in un ambiente di lavoro con altezza simile", spiega Wolf, descrivendo le dettagliate fasi di preparazione. "Successivamente, con simulazioni di flusso ottico, abbiamo documentato i flussi d’aria, permettendoci di sviluppare una soluzione molto efficiente dal punto di vista energetico per Braunform", aggiunge Wolf.

Minore consumo energetico grazie al recupero di calore

Anche il sistema di ventilazione è ben studiato: da un lato, i nuovi ambienti di produzione sono dotati di un impianto di ventilazione decentralizzato con FFU e filtri H14, che garantisce un flusso turbolento dell’aria nelle sale. Questo è un fattore importante per raggiungere il livello di purezza richiesto. Dall’altro lato, le stanze sono ventilate da un impianto centrale con aria fresca. Per evitare che le macchine emettano particelle nell’ambiente, sono stati installati sistemi di aspirazione locale delle particelle sulle unità di stampaggio. L’aria aspirata viene sostituita dall’aria fresca proveniente dall’impianto centrale. Qui viene utilizzato il metodo collaudato di recupero di calore tramite scambiatore rotativo, che permette di risparmiare sui costi di riscaldamento e condizionamento. Inoltre, il sistema di ventilazione centrale deumidifica e deumidifica l’aria secondo le condizioni richieste per le camere bianche. È stato impiegato un sistema intelligente a regolazione automatica, che funziona secondo il principio a cascata: mentre le unità FFU funzionano in modo continuo, regolando anche la temperatura della stanza, l’impianto di ventilazione principale si attiva in modalità raffreddamento o riscaldamento solo quando i sensori rilevano che la temperatura impostata viene superata o scesa sotto i limiti. La temperatura costante è di 22±3 °C con un’umidità relativa del 50±10%.

Profilo speciale per pareti e soffitti per altezze superiori alla media

Oltre all’altezza eccezionale, anche la costruzione delle pareti e del soffitto ha avuto un ruolo importante. È stata posta particolare attenzione alla flessibilità, per poter effettuare facilmente eventuali modifiche successive. Il sistema del soffitto è costituito da più moduli facilmente sostituibili, sostenuti da profili in alluminio. L’altezza può essere regolata in modo flessibile tramite barre filettate. Il soffitto può sopportare un carico massimo di 110 kg/m².

bc-technology ha inoltre sviluppato pannelli murali speciali, con una struttura flessibile e autoportanti; in questo modo si evita il trasferimento di carico al soffitto. I pannelli sono spessi 60 mm e presentano superfici rivestite in plastica. Anche le pareti sono sostenute da una struttura aggiuntiva di profili in alluminio per aumentarne la stabilità. "Per quanto riguarda gli elementi delle pareti, è importante che gli spazi tra di essi siano sigillati. Per questo motivo, sono riempiti con pannelli di fibra di vetro legati con resina sintetica e non deformabili", spiega Wolf. Il materiale è ignifugo secondo la norma DIN 4102/A1. Particolarmente degni di nota sono i valori molto elevati di isolamento termico e acustico, che rafforzano ulteriormente il sistema energetico ben studiato.

Completamento puntuale nonostante il programma stretto

Nonostante la complessità elevata dell’incarico, bc-technology è riuscita a pianificare e realizzare le camere bianche entro i tempi previsti. "All’inizio dei lavori, alcuni dettagli non erano ancora stati completati. Inoltre, il progetto richiedeva frequenti consultazioni con altri settori e pianificatori esterni specializzati in climatizzazione e automazione, a causa dei tempi ristretti. Anche il rispetto delle normative GMP e ISO 14644 per le camere bianche doveva essere costantemente verificato", spiega Wolf, parlando delle sfide affrontate. Non da ultimo, poiché bc-technology si è occupata anche della qualificazione delle camere bianche, senza dover coinvolgere aziende esterne, Braunform è rimasta molto soddisfatta della collaborazione. "bc-technology dispone di un team molto competente, che ha trovato rapidamente soluzioni anche in caso di disaccordi con altri settori. L’azienda si è dimostrata ancora una volta un partner affidabile", afferma Geier. Per futuri progetti congiunti, il responsabile dell’Industrial Engineering vede buone prospettive.