4D-mobilność w przypadku elastycznie wykorzystywanych systemów czystych pomieszczeń

Idealisierte Reinraumanlage mit 4 Containereinheiten. © MK Versuchsanlagen

Trójczęściowy system czystego pomieszczenia w schematycznych pojedynczych kontenerach. © MK Versuchsanlagen

Przykład systemu czystego pomieszczenia w kontenerze o długości 20 stóp. © MK Versuchsanlagen

Warianty centralnych instalacji doświadczalnych: pionowa instalacja przepływu laminarnych. © MK Instalacje doświadczalne

Warianty centralnych instalacji testowych: poziome linie czystego pomieszczenia z przepływem laminarowym. © MK Instalacje testowe

Warianty centralnych instalacji doświadczalnych: izolator z rękawicami. © MK Instalacje doświadczalne

Panel sterowania SPS do zarządzania i monitorowania parametrów technicznych w systemach czystych pomieszczeń. © MK Instalacje testowe

Wirtualny spacer po mobilnym systemie czystych pomieszczeń. © MK Versuchsanlagen

Wirtualny podział między pomieszczeniem technicznym a stacją roboczą z bezmetalową instalacją destylacyjną do kwasów. © MK Versuchsanlagen

Połączenie konstrukcji czystego pomieszczenia z szczegółami rysunków w wirtualnej rzeczywistości. © MK Versuchsanlagen

Widok na wnętrze urządzenia do przepływu laminarnego podczas wirtualnego zwiedzania. © MK Versuchsanlagen

Połączenie jest wyzwaniem

„Czy to w ogóle możliwe, aby jednocześnie spełnić cztery życzenia, to naprawdę niemożliwe”. Takie lub podobne pytania często zadają pracownicy MK Versuchsanlagen, specjalisty od bezmetalowych systemów czystych pomieszczeń.

Potrzeby klientów często znacznie odbiegały od standardowego zastosowania w budynkach. Zgodnie z różnorodnymi wymaganiami, miała zostać opracowana bezmetalowa instalacja do czystych pomieszczeń do różnych celów analitycznych i badawczych. „Oprócz mobilnego zastosowania chodziło o możliwość modyfikacji zainstalowanych systemów próbnych oraz zapewnienie różnych czasów użytkowania. Cały projekt może być finansowany w modelu leasingowym” – wyjaśnia dr Dirk Rosencrantz, członek zarządu MK Versuchsanlagen, opisując innowacyjny model i podkreślając: „Nasi klienci otrzymują to wszystko od jednego źródła!”

Efekt tego rozwoju oparty jest na standardowych kontenerach 20-stopowych.

Każda instalacja do czystych pomieszczeń składa się z trzech jednostek funkcjonalnych:

1. Próg wejściowy,
2. Centrum systemów próbnych i
3. Obszar techniczny i wentylacyjny.

Niezależnie od tego, czy mobilne systemy są realizowane z jednego czy kilku kontenerów, wejścia i części techniczne składają się ze standardowych elementów, podczas gdy centralne jednostki próbne mogą być konfigurowane według wymagań klienta. Poszczególne komory mogą być transportowane tradycyjnymi ścieżkami dla kontenerów 20-stopowych. Każdy system do czystych pomieszczeń jest wyposażony w standardowe lub powszechne przyłącza mediów, dzięki czemu może być zasilany energią i np. wodą, w zależności od potrzeb.

Zmienna otoczenie i systemy

Wewnątrz kontenerów stosuje się wyłącznie nowoczesne tworzywa sztuczne, które są również używane w bezmetalowych czystych pomieszczeniach (Carpus+Partner; Bezmetalne środowisko badawcze; s. 38-40; Printline 2017 z www.reinraum.de). Do odporności na kwasy używa się polipropylenu, teflonu, PMMA lub PE, które celowo nie są barwione, czyli nie poddawane obróbce barwnikami. Zapewnia to brak ryzyka zanieczyszczeń przez cząstki barwników. Szyby zamkniętych stanowisk roboczych wykonane są z wysokowytrzymałego, krystalicznie przezroczystego polietylentereftalanu (PET). W systemach, w których stosuje się zamknięte izolatory, do ręcznego obsługi stosuje się polioksymetylenu, podobnie jak w przemyśle farmaceutycznym. Wewnątrz ścian kontenerów zamontowane są odporne na kwasy panele z GFK do czystych pomieszczeń. System wentylacji zapewnia jakość powietrza odpowiadającą klasie 6 zgodnie z DIN EN ISO 14644. Na stanowiskach pracy z laminar flow czystość cząstek jest na poziomie klas 4 lub 5. Bezmetalowe filtry wstępne z końcowymi filtrami H14 zapewniają skuteczność filtracji powyżej 99,995% i umożliwiają w izolatorach czystość cząstek na poziomie jeszcze wyższym niż klasa 4.

Systemy próbne o zmiennym układzie można instalować zarówno jako stanowiska mokre, z pracującymi w czystym powietrzu powierzchniami roboczymi, jak i jako systemy laminar-flow czy też jako całkowicie zamknięte izolatory. Autorski system SPS firmy MK umożliwia kontrolę całego systemu czystych pomieszczeń i monitoruje parametry takie jak ciśnienie, przepływ powietrza, uszczelki, regulatory przepływu, temperaturę, energię i inne parametry techniczne.

Różne zastosowania i wymagania klientów

Stosowanie tworzyw sztucznych ma tę zaletę, że transport systemów jest znacznie ułatwiony ze względu na ich niską masę. Podnoszenie i opuszczanie kontenerów nie wymaga specjalistycznych dźwigów. Ponadto systemy z tworzyw sztucznych pozwalają na pracę z ekstremalnymi kwasami, które klienci muszą stosować np. do przygotowania próbek skał do ultrasprawdzianów. W innych przypadkach systemy MK służą do obsługi próbek organicznych, które mają być badane w środowisku z tworzyw sztucznych, ponieważ nie stanowią zagrożenia dla zanieczyszczenia krzyżowego. W przypadku większości zaawansowanych badań jest to niezwykle ryzykowne, gdy są przeprowadzane w standardowych stalowych systemach, gdzie kluczowa jest analiza izotopów żelaza lub innych metali.

Integralność próbki ma najwyższy priorytet

Zmiany w próbkach skał, gleby, meteorytów, minerałów, a także próbek organicznych mogą zostać nieodwracalnie zniszczone przez wprowadzenie metali, jeszcze zanim dotrą do lokalnego laboratorium. Aby sprostać wymaganiom wymagających klientów, według przekonania twórców MK, integralność zebranych próbek jest podnoszona do nowego poziomu: „Ponieważ dzięki mobilnemu rozwiązaniu czyste pomieszczenie nie musi przyjeżdżać do próbki, lecz próbka do czystego pomieszczenia, ryzyko zanieczyszczenia drastycznie się zmniejsza, a cenny próbki nie ulegają niepożądanym zmianom podczas transportu” – wyjaśnia dr Dirk Rosencrantz.

Wirtualna rzeczywistość w planowaniu 3D dla indywidualnych specjalistycznych zastosowań

Poprzez połączenie standardowych modułów z indywidualnymi wymaganiami klientów, mają powstać koncepcje próbnych centrów o zmiennym układzie. Aby to osiągnąć, MK korzysta z oprogramowania i sprzętu 3D, aby za pomocą wirtualnej rzeczywistości umożliwić doświadczanie zaprojektowanych modeli. Specyficzne dane CAD są przekształcane w przestrzeń 1:1 za pomocą animacji 3D, tworząc wrażenie przestrzenne. Na przykład możliwa jest wirtualna wędrówka po przyszłym czystym pomieszczeniu. Konstruktorzy MK, podobnie jak klienci, mogą przed wyprodukowaniem najważniejszego modułu systemu zobaczyć, dostosować i doświadczyć prototypu innymi oczami.

Zmienne zastosowanie w zależności od projektu, leasing zamiast inwestycji

Model 4D mobilności MK obejmuje nie tylko mobilne, konfigurowalne systemy próbne do różnych zastosowań, ale także, ze względu na ograniczony czas trwania projektów, oferowanie dostosowanego finansowania w formie leasingu.

Współpraca MK Versuchsanlagen z prywatnym bankiem umożliwia klientom leasing systemów do czystych pomieszczeń na okres od 2,5 do 5 lat. W ten sposób można rozliczać koszty inaczej niż w przypadku standardowych inwestycji w nieruchome czyste pomieszczenia.

Dzięki modułowej budowie systemu możliwa jest wymiana centralnego modułu próbnego, co pozwala na realizację alternatywnych ustawień systemu w zależności od postępu prac badawczych, bez konieczności wymiany całego systemu. Na przykład, seria prób może być najpierw przeprowadzona w dżungli, a następnie na stepie, przy czym wymiana centralnego modułu zapewnia brak zanieczyszczeń i zanieczyszczeń krzyżowych.

Mobilne rozwiązanie pozwala każdemu badaczowi na szybkie korzystanie z systemu czystych pomieszczeń, bez konieczności oczekiwania na nowy budynek i jego finansowanie. Co więcej, możliwość wymiany umożliwia dostosowanie technologii systemu do postępu innowacji, które pojawiają się z czasem. Długotrwałe procedury związane z szybkim wdrażaniem innowacji technicznych w nieruchomościach odchodzą w przeszłość dzięki modelowi 4D MK Versuchsanlagen.