Reinraumdesign voor de bloedplasmafractieerij

(Copyright: Jens Distelberg)

Fig. 1: Volledig gelaste, onderhoudsvrije cleanroom-wasplaats van roestvrij staal, volledig zonder siliconenvoegen, naadloos aansluitbaar op alle gangbare cleanroomwand- en plafondsystemen. (Copyright: Jens Distelberg)

Abb. 2: Filterpresse in de cleanroom van een plasmafractieer: cleanroomgeschikte bevestiging en wanddoorlopende inbouw van alle bedieningselementen in het wandensysteem. (Copyright: Jens Distelberg)

Abb. 3: Reinraumtaugliche rolluiken bieden bij frequent openen en sluiten een zeer goed alternatief voor andere deuropensystemen. (Copyright: Jens Distelberg)

Abb. 4: Bufferruimte: Integratie van een bedieningspaneel in de cleanroom, alle installaties in het technische gedeelte erachter, alleen de noodzakelijke uitrustingen geïntegreerd in de cleanroom (bijvoorbeeld handgaten voor grote opslagtanks). (Copyright: Jens Distelberg)

Fig. 5: Schonekamer-trappenhuis met plafonddetails zoals luchtuitlaten, sprinklerkoppen en sensoren. (Copyright: Jens Distelberg)

Blutplasma producten vormen de basis voor levensreddende therapieën. De fractionering en verwerking van bloedplasma in albumine, IgG-immuunglobuline, factor VIII, factor IX en andere producten gebeurt met behulp van hooggespecialiseerde processen en productietechnieken in cleanrooms. Alleen in gecontroleerde omgevingen kunnen de eisen voor een contaminatievrije productie worden voldaan. Farmaceutische bedrijven zouden daarom moeten terugvallen op ervaren specialisten voor de planning van de cleanroom. Enkele belangrijke aspecten van de cleanroombouw worden hieronder geschetst.

Glatt heeft in Duitsland en internationaal diverse projecten gepland en bouwbegeleidend gerealiseerd voor de oprichting van productielocaties voor bloedplasmafractionering. Uitgevoerd werden onder andere de planning van cleanrooms in hogere zuiverheidsklassen over meerdere 1000 m² op meerdere verdiepingen en het opstellen van lay-outs met doordacht materiaal- en personeelsverloop, inclusief geavanceerde sluissystemen. Ook nieuwe geoptimaliseerde wasplaatsen en andere apparatuur zoals filterpersen of separatoren (Figuur 1+2) werden cleanroomconform geïntegreerd. Daarbij was het altijd de bedoeling om de interfaces met alle disciplines – van bouw tot proces en EMSR/automatisering – tijdig in het oog te houden. Uit deze projecten zijn enkele basisoverwegingen voortgekomen.

Bij de planning van een cleanroom moeten cleanroomplanners zo nauw mogelijk samenwerken met alle disciplines, omdat er talloze invloedsfactoren zijn voor de keuze van geschikte systemen voor de wanden, plafonds en vloeren van cleanrooms, evenals sluissystemen en cleanroommeubilair. Hier is een hoge afstemming en advies nodig. Even belangrijk is een goede contactpersoon bij de leveranciers van alle apparatuur en systemen die in de cleanroom worden ingebouwd of daarmee verband houden, omdat deze later nauw verbonden zijn met de cleanroom-elementen. Het beste is dat de cleanroomplanner vertrouwd is met de gebruikte procesapparatuur, technologieën en systemen, of deze zelfs zelf ontwerpt.

Juiste montage van de cleanroom: zo schoon mogelijk

Voorafgaand aan elke montage van de cleanroom, dus de technische inrichting van het interieur, moeten alle bouwkundige maatregelen zo volledig mogelijk zijn afgerond. Dit betekent dat de ruwbouw niet alleen klaar en stofvrij moet zijn, maar bij voorkeur ook stofarm, bijvoorbeeld door afzuigen en eventueel afdichten van de ruwbouwoppervlakken. Zo wordt deeltjesinvoer vanuit de bouwsubstantie in de te bouwen cleanroom vanaf het begin geminimaliseerd. De daadwerkelijke cleanroom moet voldoen aan de volgende eisen voor alle oppervlakken:

– glad en porievrij,
– gemakkelijk te reinigen,
– ondoorzichtig en scheurvrij,
– effectief en herhaalbaar reinig- en desinfecteerbaar,
– lichtbestendig,
– lage voegafwerking,
– geen horizontale en verticale ophang- of ophopingsvlakken,
– cleanroomelementen moeten bestand zijn tegen alle gebruikte reinigings- en desinfectiemiddelen.

Om aan deze criteria te voldoen, kunnen ofwel tweelaagse wandsystemen voor de binnenwanden en eendelige systemen voor de buitenwanden worden gekozen, evenals monoblock-elementen met een sandwichopbouw. De gangbare wandsystemen bestaan uit metalen elementen met twee opbouwprincipes: staandersystemen met ingehangen wandpanelen (zijdelings of dubbelzijdig) en monoblock-systemen. De gewenste installatiediepte in de afgesloten cleanroom bepaalt daarbij de voorkeurskeuze. De wandpanelen kunnen afhankelijk van de leverancier zonder horizontale voegen tot wel zes meter hoog worden vervaardigd. Een tweelaags wandensysteem biedt flexibele montage met optimale installatiemogelijkheden. Gewenste aanpassingen aan wandindelingen zijn zonder grote inspanning mogelijk in de rasterelementen. Een bijkomend voordeel is dat buizen met kleine nominale diameters en kabels probleemloos in de tussenruimte kunnen worden aangebracht.

Sluizen en deuren voor veilige materiaal- en personeelsstroom

In de ontwerpfase moet het projectteam alle werk- en productieprocessen nauwkeurig analyseren. Alleen zo wordt duidelijk waar sluizen, en clean- of dirty-corridors nodig zijn om aan de cleanroomstatus te voldoen en contaminatie van het eindproduct te voorkomen. Omdat cleanroomelementen doorgaans zeer gevoelig zijn, wordt aanbevolen om in de bewegingszones grootschalige stoot- en krasbescherming toe te passen. Ook hier is de markt voor cleanrooms zeer ontwikkeld, zodat deze elementen weliswaar uitsteken, maar wel goed te reinigen zijn. De keuze van de meest geschikte en economische deuromschalingsystemen hangt af van de ruimtelijke situatie ter plaatse en de gebruiksfrequentie. Gangbare systemen zijn rolpoorten, draaideuren en schuifdeuren. Een- of tweedelige draaideuren zijn vanwege hun eenvoud de voorkeursvariant en moeten zo vlak mogelijk in de scheidingswanden worden ingebouwd. Cleanroom schuifdeuren zijn duurder en complexer in reiniging en onderhoud, maar bieden duidelijke voordelen bij beperkte ruimte en handling. Een zeer goed alternatief voor de schuifdeur vormen automatische, cleanroomgeschikte rolpoorten (Figuur 3), vooral wanneer ze vaker geopend en gesloten moeten worden. Naast de cleanroomvriendelijke oppervlakken en betrouwbare mechaniek vereisen sluissystemen en deuren in het cleanroomgebied ook een robuust en hoogwaardig afdichtingsconcept, zodat ze ook op lange termijn hermetisch afsluiten. De afdichting is een aspect dat voor alle leidingdoorvoeren, inbouwdelen en benodigde apparatuur zoals filterpersen of separatoren in cleanrooms verplicht is. Voor een cleanroomstatus moeten alle doorvoeren van buitenaf vakkundig worden afgedicht, bijvoorbeeld door middel van diffusie- en partikeldichte afdichtingen. Farmaceutische machines of installaties in de cleanroomtechniek lopen vaak door verschillende cleanroomklassen. Aansluitdetails aan wand of plafond, maar ook aan de vloer in de vorm van zo dicht mogelijk aansluitende afdekkingen of afdichtingen, zijn noodzakelijk en moeten door de betrokken disciplines in overleg met het expertteam cleanroomconform worden uitgevoerd (Figuur 4).

Wat bij de planning van cleanroomplafonds in acht moet worden genomen

Cleanroomplafondsystemen verschillen in wezen in draagplafonds, klemkassettendaken en paneelplafonds en worden doorgaans vanaf cleanroomklasse ISO 8 of GMP D toegepast. Zoals bij wandsystemen geldt ook hier dat de afdichting met minimale voegafwerking wordt gewaarborgd door uniforme rasterindelingen. Dankzij geïntegreerde profielen kunnen ook grote elementen eenvoudig worden bevestigd aan de ruwbouwplafond of aan stalen onderconstructies. Het achteraf aanbrengen van inbouwdelen is hier eveneens met minimale inspanning mogelijk. De vraag of de plafonds beloopbaar of niet-belopbaar moeten zijn, is een belangrijk aspect. Bij paneel- en draagplafonds is beloopbaarheid op wens mogelijk. Zo kunnen extra loopbruggen of andere constructies worden vermeden. De draagkracht is echter bij alle systemen beperkt.

De draagplafonds bestaan meestal uit een flexibel raster met een specifieke fabrikant, met extrusieprofielen. De breedte van de draagprofielen varieert per fabrikant, waarbij inbouwcomponenten zoals druksensoren goed kunnen worden geïntegreerd vanaf een breedte van 80 mm. De plafondvakken zijn er in verschillende maten, zodat ook cleanroomverlichting en luchtuitlaten zonder extra voegen kunnen worden ingebouwd. Klemkassettendaken zijn niet-beloopbare, ophangbare metalen plafonds en meer geschikt voor lagere cleanroomklassen.

Net als bij de cleanroomwanden kunnen de voegen in het plafondoppervlak worden afgedicht met cleanroomvriendelijk siliconenkit, maar ook droge afdichtingen worden toegepast. In overleg met de opdrachtgever moet vooraf worden afgestemd in welke intervallen bijvoorbeeld de cleanroomplafonds moeten worden geopend. Een siliconenafdichting moet telkens worden vernieuwd, terwijl de droge afdichting boven de voegen wordt aangebracht en bij het openen van het plafond niet hoeft te worden vervangen.

Cleanroomhoogte: voldoende ruimte in het plafondplenum voorzien

Een zeer belangrijk onderdeel van de vroege planning van een nieuwbouw is de ruwbouwhoogte van de verschillende verdiepingen. Vaak wordt pas tijdens de bouwfase van de cleanroom en de montage van de bovenliggende disciplines zoals leidingwerk, ventilatie, elektra en sprinkler vastgesteld dat het plafondplenum zeer krap is en dat alle installaties alleen met veel engineering en verhoogde montage-inspanningen kunnen worden ondergebracht. Hier moet al in een vroeg stadium een nauwkeurige inschatting worden gemaakt van de installatiedichtheid en de afmetingen, bijvoorbeeld van luchtuitlaten of leidingtracés. Gemakkelijke onderhoudsmogelijkheden op alle benodigde plaatsen zijn een must en moeten worden meegenomen in de planning, vooral bij veiligheidskritische componenten zoals sprinklerleidingen. Brandbeveiligingsvoorzieningen kunnen niet willekeurig worden aangelegd en zijn onderworpen aan strenge voorschriften. Als het plafondplenum en de cleanroom worden gesprinklerd, neemt de ruimte- en installatie-inspanning aanzienlijk toe. Een goede oplossing en planningszekerheid bieden een afgestemde en voortdurend geactualiseerde 3D-planning.

De eisen voor een cleanroom die vlak en oppervlakvrij moet zijn, spelen natuurlijk ook een belangrijke rol bij deze inbouwdelen. Bij verlichtings- en ventilatie-uitlaten is dat minder problematisch, omdat de gangbare cleanroomfabrikanten deze componenten al vlak voor hun plafondsystemen aanbieden. Sensoren moeten bij voorkeur worden ingebouwd in de rasterprofielen om alle vrijheid voor de plafondpanelen te behouden. Niet alle sensoren kunnen vlak worden ingebouwd, maar er zijn voldoende cleanroomgeschikte sensoren en andere passende componenten op de markt (Figuur 5).

Cleanroomverlichting is ofwel van onderen of van boven revisieerbaar. Bij de variant die van onderen toegankelijk is, kunnen defecte lampen eenvoudig worden vervangen zonder de cleanroomstatus te beïnvloeden – een groot voordeel. Ook bij de verlichtingsplanning geldt de basisregel voor elk cleanroomproject: de opdrachtgever moet vanaf het begin worden betrokken om samen de beste oplossing voor het bouwproject te vinden, en alle disciplines moeten nauw samenwerken. Ideally worden alle ontwerp- en planningsdiensten uit één hand geleverd.

Eerste publicatie in ReinRaumTechnik 01/2025, Wiley-VCH.