Mobilità 4D con impianti di camere bianche variabili

Impianto di camera bianca idealizzato con 4 unità di contenitori. © MK Impianti di prova

Impianto di camere bianche a tre parti in singoli container schematici. © MK Impianti di prova

Esempio di un impianto di camere bianche all'interno di un container da 20 piedi. © MK Impianti di prova

Varianti degli impianti di prova centrali: Impianto a flusso laminare verticale. © MK Impianti di prova

Varianti delle installazioni di prova centrali: linee di camere bianche a flusso laminare orizzontale. © MK Installazioni di prova

Varianti delle installazioni sperimentali centrali: isolatore con interventi a mano. © MK Installazioni sperimentali

Pannello di controllo SPS per la gestione e il monitoraggio dei parametri tecnici negli impianti di camere bianche. © MK Impianti di prova

Tour virtuale dell'impianto di camere bianche mobile. © MK Anlagen di prova

Taglio virtuale tra la sala tecnica e una postazione di lavoro con impianto di distillazione privo di metalli per acidi. © MK Impianti di prova

Combinazione di una struttura di camera bianca con dettagli di disegno nella realtà virtuale. © MK Impianti di prova

Vista di una visione dell'impianto a flusso laminare durante la visita virtuale. © MK Impianti di prova

La combinazione è la sfida

â€žÈ davvero possibile, quattro desideri contemporaneamente? Non si può davvero fare“. Questo o simili vengono spesso chiesti ai dipendenti di MK Versuchsanlagen, il specialista per impianti di camere bianche prive di metalli.

La richiesta del cliente spesso si discosta completamente dall'uso abituale all'interno di un immobile. Secondo le molteplici esigenze, doveva essere sviluppato un impianto di camere bianche privo di metalli per vari scopi di analisi e ricerca. „Oltre all'uso mobile, si trattava di variare sia gli impianti di prova integrati sia di mettere a disposizione tempi di utilizzo diversi. E l'intero progetto può essere finanziato tramite un modello di leasing“, spiega il dott. Dirk Rosencrantz, membro della direzione di MK Versuchsanlagen, illustrando il modello innovativo e sottolineando: „I nostri clienti ottengono tutto da un'unica fonte!“

Il risultato di questo sviluppo si basa su contenitori commerciali da 20 piedi.

Ogni impianto di camere bianche è composto da tre unità funzionali:

1. Stanza di ingresso,
2. Centro degli impianti di prova e
3. Area tecnica e di ventilazione.

Indipendentemente dal fatto che gli impianti mobili siano realizzati con uno o più contenitori, le stanze di ingresso e le sezioni tecniche sono costituite da elementi standard, mentre le sezioni di prova centrali possono essere variate in base alle esigenze del cliente. I singoli compartimenti possono essere trasportati tramite vie di trasporto convenzionali per contenitori da 20 piedi. Ogni impianto di camere bianche viene realizzato con connessioni ai media convenzionali o locali, in modo che possa essere alimentato con energia e, ad esempio, acqua, a seconda delle necessità.

Ambiente variabile e impianti

Gli interni dei contenitori sono realizzati esclusivamente con plastiche moderne, utilizzate anche in camere bianche prive di metalli stazionarie (Carpus+Partner; Ambiente di ricerca privo di metalli; p. 38-40; Printline 2017 di www.reinraum.de). Come materiali resistenti agli acidi vengono usati polipropilene, Teflon, PMMA o PE, che sono volutamente non colorati, cioè non trattati con coloranti. Ciò garantisce che non si verifichino contaminazioni da particelle di colore. Le lastre delle postazioni di lavoro chiuse sono realizzate in PET trasparente ad alta resistenza e alta trasparenza. In varianti di impianto che utilizzano isolatori chiusi, si impiega polioximetilene per le maniche, come nell'industria farmaceutica. Le pareti interne dei contenitori sono realizzate con pannelli di GFK resistenti agli acidi, adatti alle camere bianche. Il sistema di ventilazione garantisce una qualità dell'aria conforme alla classe 6 secondo DIN EN ISO 14644. Nelle postazioni di lavoro a flusso laminare, la libertà da particelle raggiunge i livelli delle classi 4 o 5. I pre-filtri privi di metalli con filtri finali H14 garantiscono un'efficienza di filtrazione superiore al 99,995% e permettono, negli isolatori, una purezza delle particelle anche superiore al livello della classe 4.

Le unità di prova variabili possono essere installate come banchi di lavoro umidi, postazioni di lavoro sovrapposte a flusso d'aria pura, impianti a flusso laminare o come isolatori completamente sigillati. Il sistema SPS sviluppato da MK consente il controllo dell'intero impianto di camere bianche e monitora lo stato di pressione, flussi d'aria, guarnizioni, regolatori di portata, temperatura, energia e altri parametri tecnici.

Requisiti diversi di utilizzo e del cliente

L'uso di plastiche offre il vantaggio che il trasporto degli impianti è notevolmente facilitato grazie al peso ridotto del materiale. Il sollevamento e la posa dei contenitori non richiedono gru speciali. Inoltre, gli impianti in plastica consentono di lavorare con acidi estremi, necessari ai clienti per preparare, ad esempio, campioni di roccia per analisi ultra-trace. In altri casi, gli impianti di MK vengono utilizzati anche per la manipolazione di campioni organici, che devono essere analizzati in ambienti plastici perché non rappresentano un rischio di contaminazione incrociata. È estremamente rischioso condurre le analisi più complesse in impianti in acciaio convenzionali, dove si analizzano isotopi di ferro o altri metalli.

L'integrità del campione ha la massima priorità

La modifica di campioni di roccia, suolo, meteoriti, minerali e anche campioni organici potrebbe essere irreparabilmente compromessa dall'introduzione di metalli prima che arrivino al laboratorio domestico. Per soddisfare le esigenze di clienti esigenti, secondo i sviluppatori di MK, l'integrità del campione raccolto viene elevata a un nuovo livello: „Poiché con una soluzione mobile, il ambiente di prova si sposta sul campione e non viceversa, il rischio di contaminazione si riduce drasticamente, senza che il prezioso campione venga alterato durante il trasporto“, spiega il dott. Dirk Rosencrantz.

Realtà virtuale nella pianificazione 3D per applicazioni speciali personalizzate

Da una combinazione di moduli standardizzati con requisiti specifici del cliente, si vogliono creare centrali di prova variabili. Per raggiungere questo obiettivo, MK utilizza software e hardware 3D per rendere esperibili i modelli virtuali. I dati CAD specifici delle richieste vengono trasformati tramite animazioni 3D in un'esperienza percorribile in scala 1:1. Ad esempio, è possibile visitare virtualmente il futuro ambiente di camere bianche. I progettisti di MK, così come i clienti, possono riconoscere, adattare e vivere il prototipo prima della produzione del componente principale.

Utilizzo temporaneo con leasing progetto-specifico invece di investimento

Il modello 4D della mobilità di MK non consiste solo nell'impiego mobile di impianti di prova variabili per diversi scopi, ma anche nell'offrire, a causa della durata limitata del progetto, un finanziamento tramite leasing su misura.

La collaborazione di MK Versuchsanlagen con una banca privata permette ai clienti di noleggiare gli impianti di camere bianche tra 2,5 e 5 anni. In questo modo, i costi possono essere trattati diversamente rispetto a un normale investimento in camere bianche fisse.

Grazie alla suddivisione modulare dell'impianto di camere bianche, è possibile, sostituendo l'unità centrale di prova, realizzare configurazioni alternative in funzione dello stato di avanzamento della ricerca, senza dover rinnovare l'intero impianto. Ad esempio, una serie di prove può essere condotta prima in una giungla e poi in una steppa, garantendo che, tramite lo scambio dell'unità centrale, non si verifichino contaminazioni o incroci di campioni.

L'uso di una soluzione mobile consente anche a ogni ricercatore di utilizzare prontamente l'impianto di camere bianche, senza dover attendere un nuovo edificio e il suo finanziamento. E, infine, la possibilità di scambio permette di adattare la tecnologia alle innovazioni che si sviluppano nel tempo. Procedure lunghe per implementare rapidamente innovazioni tecniche in un immobile appartengono ormai al passato con il modello 4D di MK Versuchsanlagen.