Variabile grandezza delle celle del camera bianca per lavori senza particelle

Fig. 1: Principio della Flow Box / Figura 1: Principio di funzionamento della Flow Box

Fig. 2: Tipica cappa a flusso laminare / Immagine 2: Tipica cappa a flusso laminare

Fig. 3: Stazione di sala pulita Clean Boy / Figura 3: Stazione di sala pulita CleanBoy

Fig. 4: Incastellamento / Figura 4: Incastellamenti

Da circa 15 anni, la società SPETEC  Gesellschaft für Labor- und  Reinraumtechnik mbH di Erding si occupa della progettazione e costruzione di camere bianche di diverse dimensioni, che possono essere configurate in modo variabile e realizzate in base alle applicazioni o alle esigenze dei clienti. Questi prodotti sono noti con il nome «Laminar Flow Box» in diversi settori. Vengono ad esempio utilizzati nell'industria elettronica o ottica, nonché nel settore dell'imballaggio e nei laboratori chimico-analitici, quando è necessario o consigliabile operare in un'atmosfera estremamente pura. Un altro campo di applicazione è la conservazione di apparecchiature o sostanze che non devono assolutamente essere contaminate.

La caratteristica costruttiva tipica è la connessione di uno spazio limitato con un modulo dotato di un ventilatore di alta qualità e di un sistema di filtri composto da un pre-filtro e un filtro ad alte prestazioni (EU 14). La denominazione EU 14 indica che questo filtro è in grado di trattenere il 99,995 % di tutte le particelle con un diametro superiore a > 0,5 µm. La dimensione di un modulo dipende dal contenuto della Flow Box. Per ambienti più grandi, chiamati celle di camere bianche, è possibile utilizzare più moduli affiancati. I moduli moderni si distinguono oggi per un funzionamento silenzioso e sono dotati di un indicatore di sostituzione del filtro.

Per delimitare la camera bianca, vengono offerti due concetti fondamentalmente diversi: da un lato, uno spazio quasi chiuso, chiamato Laminar Flow Box, e dall'altro, una tenda a lamelle, che permette di afferrare gli oggetti dietro di essa, di maneggiare apparecchiature o, se di dimensioni adeguate, di entrare nella cella di camera bianca riempita con aria purissima.

Una camera bianca chiusa (Fig. 1) è costruita in modo stabile. I telai in alluminio o acciaio inossidabile sono dotati di pannelli in acrilico o vetro composito (Fig. 2). Per la manipolazione di sostanze aggressive, il telaio è rivestito in plastica. La produzione avviene presso la società SPETEC secondo le linee guida GMP (Good Manufacturing Practice) ed è certificata di conseguenza. Oltre alle dimensioni standard, visibili nel catalogo dell'azienda, sono disponibili diverse opzioni, come ad esempio una scatola di conservazione o una stazione mobile di camere bianche, chiamata Clean Boy (Fig. 3). Le richieste dei clienti per dimensioni diverse possono essere soddisfatte tramite la produzione propria di metalli. Le celle di camere bianche accessibili (Fig. 4) sono realizzate in profili di alluminio o acciaio inossidabile. Se si desidera una versione GMP, questa rispetta le linee guida GMP riguardo alla granulometria dei materiali. Tetti e pareti senza giunzioni consentono una pulizia molto semplice ed efficace. Per questo motivo, si evitano in generale spigoli e angoli acuti.

Grazie alla tecnologia a profilo, la dimensione della cella di camera bianca può essere scelta liberamente fino a un massimo di 150 m². Queste celle di camere bianche rappresentano un'alternativa economica alle camere bianche complete. Come queste, anche le grandi celle di camere bianche possono essere dotate di passaggi, zone di carico o di ingresso, e di camere di passaggio, materiali o zone di ingresso.

Le caratteristiche e le classi di qualità delle camere bianche sono definite nelle norme DIN EN ISO 14644, parte 1 (classi 1 – 9), DIN EN ISO 14698, parti 1-3 e VDI 2083, fogli 1-18 (classi 0 – 7); US Fed. Std. 209E (classi 1 – 100.000) o nella linea guida EG-GMP (classi A – D). Quest'ultime corrispondono alle classi ISO 5 – 8 menzionate qui.

Attraverso la filtrazione dell'aria con il filtro EU 14, è possibile raggiungere le classi ISO 5 – 8, a seconda del grado di purezza dell'aria ambiente, ovvero tra mille e un milione di particelle per metro cubo con diametro di 1 µm. Il fattore di isolamento della Laminar Flow Box è di 10³. Quindi, se si posizionasse questa scatola in una camera bianca completa di classe ISO 6 molto buona, ci sarebbero al massimo 10 particelle per metro cubo, che risultano praticamente non misurabili all'interno della scatola stessa.

L'aria ambiente e l'uomo hanno il maggiore impatto sulla pulizia degli oggetti. Si aggiungono la contaminazione delle camere bianche a causa del trasporto di particelle attraverso l'aria, l'introduzione di particelle sulle superfici tecniche e la generazione di particelle da parte di apparecchiature, personale e processi in corso. Solo attraverso la pelle e l'abbigliamento, in una stanza di classe 8, ogni persona rilascia più di 600 milioni di particelle (> 0,5 µm Ø) per metro cubo in un singolo strato. Questo, insieme alla misurazione del rilascio di particelle di uguale diametro durante i movimenti del personale in abbigliamento protettivo (sedersi con lieve movimento degli avambracci: 20.000; alzarsi: 50.000; camminare lentamente: 80.000, ciascuno per persona), si basa su dati dell'Istituto Fraunhofer per la produzione tecnica e l'automazione (IPA) di Stoccarda. Nell'aria ambiente sono presenti, oltre a microgocce, polvere e particelle di sporco, principalmente batteri (~ 0,5 – 50 µm Ø) e virus (~ 0,005 – 0,1 µm Ø).

Un'altra variante del portafoglio prodotti Spetec è il Cleanboy. La tenda aggrega il flusso di aria pura laminare e ne impedisce in larga misura l'ingresso laterale di particelle. Le misurazioni hanno dimostrato che anche il flusso di aria pura generato dal modulo non protetto riduce il numero di particelle, ne impedisce in larga misura il risospensione durante i movimenti nell'area di lavoro e può deviare microgocce, particelle di pelle e fibre dei vestiti emesse dall'area di lavoro.

Sia la Laminar Flow Box che la stazione di camere bianche sono disponibili montate su carrelli, in modo che oggetti e apparecchiature possano essere trasportati tra diverse stanze in condizioni di camera bianca.

In base all'applicazione, la società SPETEC può anche realizzare cappe portatili da tavolo o una scatola di protezione per la conservazione di oggetti e apparecchiature che non vengono utilizzate quotidianamente. Poiché non ci si aspetta che tutti i clienti siano esperti di tecnologia delle camere bianche, la società SPETEC offre, in conformità alle linee guida GMP, supporto nella pianificazione e messa in funzione, fino alla garanzia della qualità.

L'uso di camere bianche variabili come integrazione o alternativa economica alle costose camere bianche complete ha portato alla costruzione di celle di camere bianche sempre più grandi, in cui possono operare in modo protetto banchi da lavoro o impianti di imballaggio per alimenti, macchinari di produzione nell'industria della plastica, nonché impianti di riempimento per prodotti farmaceutici e altre apparecchiature di alta qualità.

Secondo il sistema di camere bianche SPETEC, possono essere realizzate anche simili strutture (Fig. 4), con il telaio portante in profili di alluminio o acciaio inossidabile, le pareti laterali eventualmente in acrilico, vetro composito o pannelli in acciaio inossidabile, e i materiali per elementi di porte, finestre o soffitti sono scelti liberamente. I moduli garantiscono, nell'esempio illustrato, un apporto di aria pura laminare. Se all'interno sono installate apparecchiature, si consiglia un flusso di aria pura con bassa turbolenza, per garantire il più possibile uno scambio completo di aria. Queste strutture sarebbero ideali per operare in modo privo di particelle. Questi pochi esempi dimostrano che la tecnologia delle camere bianche e le relative strutture sono già strumenti importanti in diversi settori e che inevitabilmente si aggiungeranno ulteriori applicazioni.