Optimalisatiepotentieel bij de sluizenregeling in GMP-steriele ruimtes

Een cleanroominstallatie volgens de erkende regels van de techniek te realiseren, vormt tegenwoordig geen al te grote uitdagingen meer voor de betrokken ontwerpers, bouwers en exploitanten. In tegenstelling daartoe blijft het voor de betrokkenen echter een grote uitdaging om dergelijke installaties te ontwerpen vanuit het oogpunt van een optimale, efficiënte bedrijfsvoering. Onder efficiënte bedrijfsvoering worden in het bijzonder zowel de aspecten van de tijdsinvestering voor het bedrijf en het onderhoud van het systeem door het bedienend personeel verstaan als ook synergie-effecten tussen verschillende disciplines die ontstaan door slimme netwerking van de cleanroomtechnische installaties. Deze kunnen zich positief uitwerken op verschillende technische gebieden van de cleanroom, zoals de luchtbehandeling, de druk-, temperatuur- en vochtregulering of het energieverbruik. In het volgende artikel staan echter vooral het onderwerp van de deurcontrole en de daarmee samenhangende optimalisatiepotentieel centraal.

Intelligente deurcontrole kan al veel bereiken

Efficiëntieverbeteringen in de operationele gang van zaken kunnen in cleanrooms al worden gerealiseerd, bijvoorbeeld door alleen de duur van het in- en uitschuiven te optimaliseren. Hier ligt een enorm optimalisatiepotentieel door de netwerking van de deuromautomatisering met de besturings- en regelingen van de ventilatiesystemen en de signaalcomponenten ter plaatse. Een geïntegreerd systeem maakt hier minimale tijdsvertragingen mogelijk, doordat enerzijds de regelfunctie van de ventilatie afhankelijk wordt van de deuropeningstatus en anderzijds de vergrendeling van de sluiskamerdeuren wordt geregeld op basis van de werkelijk aanwezige omgevingsomstandigheden. Het constante naleven van de GMP-procesvereisten wordt daarbij vanzelfsprekend verondersteld. Met deze oplossing wordt na het openen van een deur snel weer de vereiste ruimtedrukconditie hersteld en wordt de toegang alleen vrijgegeven onder werkelijk veilige omstandigheden, wat het risico op verontreiniging van een schone ruimte door kruiscontaminatie vermindert. Traditioneel worden dergelijke deuromautomatiseringen vaak autonoom en alleen als tijdgestuurde systemen uitgevoerd. Dit leidt echter ofwel tot een te lange verblijftijd voor de gesloten deur ofwel tot een deurvrijgave voordat de juiste drukverhoudingen in de sluiskamer of tussen de verschillende cleanroomzones stabiel zijn ingesteld.

Maximale deuropeningsduur en duidelijke signaalweergave van de deuropstand

Een andere dimensie van efficiëntieverbetering vormt in dit verband het voorzien in maximale deuropeningsduur, zodat bij overschrijding van een voorwaarschuwingsdrempel een akoestisch signaal wordt afgegeven. Dit voorkomt zoveel onbedoelde alarmen die weliswaar door nalatigheid ontstaan, maar vervolgens leiden tot een geregistreerd alarm waarvan de afhandeling gedocumenteerd moet worden. Helemaal niet te spreken van het risico dat daardoor een verontreiniging niet meer kan worden uitgesloten, wat weer zowel een veelvoud aan tijdsinvestering voor het operationele personeel als het tijdelijke uitvallen van de cleanroominstallaties voor de productie betekent.

De duidelijke signaalweergave van de deuropstanden is een verdere maatregel voor efficiëntieverbetering. Het bedienend personeel krijgt hiermee nauwkeurige informatie over of de deur inmiddels vergrendeld of nog open is en – idealiter – waarom de betreffende toestand aanwezig is. Daarmee worden niet alleen de zenuwen van de medewerkers gespaard, maar ook de levensduur van de deurdrangers zelf, die bij het ontbreken van deze kennis voortijdig moeten worden vervangen.

Sluitingen verminderen indien er alternatieven zijn

Naast de optimalisatie van de sluiskamer zelf is het ook zinvol om maatregelen te overwegen die de behoefte aan sluiskamervoorlopen verminderen. Een voorbeeld hiervan is het consequent vermijden van sensoren die niet per se in de cleanroom hoeven te worden geplaatst, en het daarmee samenhangende onderhoud van deze sensoren. De focus ligt vooral op de sensortechniek van GMP-kritische parameters zoals temperatuur, vocht en druk. Voor temperatuur en vocht is in de regel de afvoermeting in het ventilatiekanaal goed geschikt vanwege de hoge luchtwisselingspercentages. De druk kan worden gemeten met extern geplaatste druktransmitters via een slangensysteem in de ruimte.

De voordelen, zowel voor de gebruiker als voor de dienstverlener, liggen duidelijk voor de hand. Extern geplaatste sensoren kunnen door het serviceteam eenvoudiger en met minder inspanning worden onderhouden en gekalibreerd. De servicetechnici hoeven zich niet in de cleanroom te begeven en dus het GMP-klassificeerde productiegebied te betreden. Dit bespaart tijd en geld, bijvoorbeeld bij het onderhoud van de ventilatietechnische installaties voor cleanrooms, en vermindert het risico op verontreinigingen in de cleanroom. Tenslotte geldt: minder verkeer in sluiskamers en cleanroom, minder bronnen van contaminatie. Bovendien staan de sensoren niet direct bloot aan desinfectiemiddelen, wat zich zeer positief uitwerkt op hun levensduur.

Het uitbesteden van de sensoren biedt zelfs nog een bijkomend voordeel voor de planning van de cleanroom, dat zich efficiëntieverhogend en kostenbesparend kan uitwerken. Zo hoeft er voor de positionering geen ingreep te worden gedaan in de coördinatie en het ontwerp van de cleanroomwanden, noch hoeft de inrichting in een vroeg stadium volledig te worden uitgeklaard.

Netwerkplanning is cruciaal

Vaak besproken maar in de praktijk zelden uitgevoerd: de omvang en het succes van de optimalisatie hangen vanzelfsprekend af van de slimme koppeling van de betrokken en voor het project relevante technische disciplines en onderdelen, zoals de algemene elektrotechnische voorziening, monitoring, druk-, temperatuur- en vochtregelingen, de deeltjesmeetapparatuur, de geluidsinstallatie of de gebouwbeheersystemen. Ongeacht welk specifiek gebied van de cleanroom wordt gepland: om al deze aspecten te begrijpen en tegelijkertijd GMP-conform te blijven, is het noodzakelijk om naast de operationele processen ook alle betrokken disciplines en hun verantwoordelijken vanaf de ontwerpfase actief te betrekken en hun eisen op elkaar af te stemmen. In de vakwereld wordt hiervoor de veelgebruikte term 'netwerkplanning' gehanteerd. De integrale aanpak betekent enerzijds een nauwe koppeling van alle betrokken vakgroepen en anderzijds een slimme verbinding van de verschillende systemen en toepassingen. Voor de toekomst geldt echter ook: de planning moet niet alleen de technische eisen dekken, maar ook efficiëntieaspecten meenemen.

Conclusie

Alleen door enkele overwegingen tijdens de ontwerpfase en het benutten van mogelijke synergie-effecten kan in het gebied van sluiskamers in cleanrooms al een hoge efficiëntiewinst worden behaald. Dit is slechts één van de vele gebieden met een hoog optimalisatiepotentieel. Cruciaal is een integrale planning en netwerking van afzonderlijke technische componenten in de cleanroom. Deze factor bepaalt in grote mate met hoeveel personeelsinzet een dergelijke installatie kan worden geëxploiteerd.