مختبر أوكراني: غرفة نظيفة فعالة من حيث التكلفة مزودة بتقنية FFUS

في عام ٢٠٢٢، تواصل معنا أحد عملائنا في أوكرانيا طالباً إنشاء عدة غرف معقمة من فئتي ISO ٧ وISO ٨ لزراعة النباتات داخل مبنى قائم، بما يتوافق مع معيار ISO ١٤٦٤٤. وقد أُسندت إلينا مهمة التصميم والتصنيع الكاملين للمشروع. وصلت جميع المعدات مؤخراً إلى الموقع وهي جاهزة للتركيب في الغرف المعقمة. لذا، نود الآن تقديم ملخص لهذا المشروع.

لا تقتصر تكلفة الغرفة النظيفة على كونها استثمارًا ضخمًا فحسب، بل تعتمد أيضًا على عدد مرات تبادل الهواء المطلوبة وكفاءة الترشيح. وقد تكون تكلفة التشغيل باهظة للغاية، إذ لا يمكن الحفاظ على جودة الهواء المناسبة إلا بالتشغيل المستمر. هذا فضلًا عن التشغيل الموفر للطاقة والالتزام الدائم بمعايير الغرف النظيفة، مما يجعلها من أهم البنى التحتية لتكنولوجيا التصنيع والمختبرات.

مرحلة التصميم والإعداد

بما أننا متخصصون في تصميم وتصنيع غرف نظيفة مخصصة لتلبية مختلف الاحتياجات الصناعية، فقد قبلنا التحدي بكل سرور، آملين في تقديم حل بسيط وفعال من حيث التكلفة، بل وقد يتجاوز التوقعات. خلال مرحلة التصميم، قمنا بإعداد رسومات تفصيلية للمساحة النظيفة، والتي ستشمل الغرف التالية:

قائمة الغرف النظيفة

السيناريو القياسي: التصميم مع وحدة معالجة الهواء (AHU)

في البداية، قمنا بتصميم غرفة نظيفة تقليدية مزودة بوحدة معالجة هواء ذات درجة حرارة ورطوبة ثابتتين، وحسبنا التكلفة الإجمالية. بالإضافة إلى تصميم وتصنيع الغرف النظيفة، تضمن العرض الأولي والخطط التمهيدية وحدة معالجة هواء ذات إمداد هواء أعلى بنسبة 15-20% من المطلوب. وقد وُضعت الخطط الأصلية وفقًا لقواعد التدفق الصفائحي مع مشعبات الإمداد والعودة وفلاتر HEPA H14 مدمجة.

بلغت المساحة النظيفة الإجمالية التي سيتم إنشاؤها حوالي 50 مترًا مربعًا، وهو ما يعني أساسًا وجود عدة غرف نظيفة صغيرة.

تكلفة أعلى عند تصميمها باستخدام وحدة مناولة الهواء

تختلف تكلفة الاستثمار النموذجية للغرف النظيفة الكاملة تبعاً لما يلي:

• مستوى النظافة المطلوب للغرفة النظيفة؛

·التكنولوجيا المستخدمة؛

• حجم الغرف؛

·تقسيم المساحة النظيفة.

من المهم ملاحظة أن ترشيح الهواء وتجديده بشكل صحيح يتطلبان طاقة أعلى بكثير مما هو مطلوب في بيئة مكتبية عادية، على سبيل المثال. ناهيك عن أن الغرف النظيفة المحكمة الإغلاق تحتاج أيضاً إلى إمداد مستمر بالهواء النقي.

في هذه الحالة، كانت المساحة النظيفة مقسمة بشكل كبير على مساحة أرضية صغيرة جدًا، حيث كانت ثلاث غرف أصغر (المختبر رقم 1، المختبر رقم 2، المدخل المعقم) تتطلب معايير نظافة ISO 7 وISO 8، مما أدى إلى زيادة كبيرة في تكلفة الاستثمار الأولي. ومن المفهوم أن ارتفاع تكلفة الاستثمار قد أثّر سلبًا على المستثمر، نظرًا لمحدودية ميزانية هذا المشروع. 

إعادة تصميم باستخدام حل فعال من حيث التكلفة لوحدة تدفق الهواء

بناءً على طلب المستثمر، بدأنا بدراسة خيارات خفض التكاليف. تم تحديد تصميم غرفة التعقيم وعدد الأبواب وصناديق التمرير، ولم يكن بالإمكان تحقيق أي وفورات إضافية في هذا الجانب. في المقابل، بدا إعادة تصميم نظام إمداد الهواء حلاً بديهياً.

لذا، أُعيد تصميم أسقف الغرف لتكون متطابقة، وحُسب حجم الهواء المطلوب وقورن بارتفاع الغرفة المتاحة. ولحسن الحظ، كانت هناك مساحة كافية لزيادة الارتفاع. تمثلت الفكرة في وضع وحدات ترشيح الهواء عبر الأسقف، ومن ثم تزويد الغرف النظيفة بالهواء النظيف عبر مرشحات HEPA باستخدام نظام وحدات ترشيح الهواء. يُعاد تدوير الهواء الراجع بفعل الجاذبية عبر قنوات تهوية مثبتة على الجدران الجانبية، بحيث لا تُهدر أي مساحة.

بخلاف وحدات مناولة الهواء، تسمح وحدات تدفق الهواء بتدفق الهواء إلى كل منطقة لتلبية متطلبات تلك المنطقة المحددة.

أثناء عملية إعادة التصميم، قمنا بتركيب مكيفات هواء مثبتة في السقف ذات سعة كافية، قادرة على تدفئة وتبريد المكان. وقد تم ترتيب وحدات توزيع الهواء لتوفير تدفق هواء مثالي داخل المكان.

تم تحقيق وفورات في التكاليف

أسفرت عملية إعادة التصميم عن وفورات كبيرة، حيث سمح التصميم الجديد باستبعاد العديد من العناصر المكلفة مثل

وحدة معالجة الهواء؛

نظام مجاري هواء كامل مع عناصر تحكم؛

·صمامات آلية.

يتكون التصميم الجديد من نظام بسيط للغاية لا يقلل بشكل كبير من تكاليف الاستثمار فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى انخفاض تكاليف التشغيل مقارنة بنظام وحدة مناولة الهواء.

وعلى النقيض من التصميم الأصلي، كان النظام المعاد تصميمه مناسباً لميزانية المستثمر، لذلك تعاقدنا على المشروع.

خاتمة

في ضوء النتائج المحققة، يمكن القول إن تطبيق أنظمة غرف التنظيف المزودة بوحدات ترشيح الهواء (FFU) المتوافقة مع معايير ISO14644 أو GMP يُسهم في خفض التكاليف بشكل ملحوظ. ويمكن تحقيق ميزة تنافسية في كلٍ من تكاليف الاستثمار والتشغيل. كما يتميز نظام ترشيح الهواء بسهولة التحكم، مما يسمح بإيقاف تشغيل غرفة التنظيف مؤقتًا عند الضرورة خلال فترات توقف العمل.