Τρεις τεχνικές από εφαρμογές καθαρών χώρων που μπορούν να εφαρμοστούν στις παραγωγικές εγκαταστάσεις, εξασφαλίζοντας μια «καθαρή» γραμμή παραγωγής.

Το cleanroom είναι μια εγκατάσταση που χρησιμοποιείται συνήθως ως μέρος της εξειδικευμένης βιομηχανικής παραγωγής, όπως για παράδειγμα της παρασκευής φαρμακευτικών ειδών. Είναι σχεδιασμένο για να διατηρεί εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα σωματιδίων, όπως σκόνη, αερομεταφερόμενους οργανισμούς κ.λπ. Το cleanroom έχει συνήθως ένα επίπεδο καθαριότητας ποσοτικοποιημένο, το οποίο εκφράζεται με τον αριθμό των σωματιδίων, σε ένα προκαθορισμένο μέγεθος μορίων ανά κυβικό μέτρο. Λόγω του COVID-19, οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό εγκαταστάσεων βιοτεχνολογίας, φαρμακοβιομηχανιών ή νοσοκομείων σε αυτούς τους χώρους για να επιτυγχάνουν πολύ καθαρά περιβάλλοντα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες παραγωγικές εγκαταστάσεις, όπως επεξεργασίας τροφίμων ή εμπορικές εγκαταστάσεις κ.λπ. Τέτοιες τεχνικές μπορεί να είναι στρατηγικές διαχωρισμού, καθαριότητας και αυτοματισμού/διαδικασίας.

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ
Όλες οι προαναφερόμενες εγκαταστάσεις, υπόκεινται σε αυστηρό κανονιστικό έλεγχο και πρέπει να συμμορφώνονται με κανονισμούς. Σε αυτό το πλαίσιο, πρέπει να λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα αποφυγής της διασταυρούμενης μόλυνσης ή των αναμείξεων. Στην πράξη, αυτό μεταφράζεται σε φυσικά διαχωρισμένους χώρους και ειδικές διαδρομές για προσωπικό, υλικά και εξοπλισμό. Ένας από τους κύριους τρόπους, με τους οποίους οι εγκαταστάσεις π.χ. της βιοτεχνολογίας επιτυγχάνουν διαχωρισμό, είναι μέσω των ροών μονής κατεύθυνσης. Η ιδέα είναι να υπάρχει μια ειδική είσοδος, που να είναι ξεχωριστή από την έξοδο.

Σε μια εγκατάσταση, μια μονοκατευθυντική ροή σημαίνει ότι ένα άτομο εισέρχεται στο χώρο παραγωγής, μέσω ενός ειδικού διαδρόμου τροφοδοσίας και βγαίνει από το χώρο, μέσω ενός διαδρόμου επιστροφής στο πίσω μέρος της εγκατάστασης. Αυτό είναι πολύ διαφορετικό από τους παραδοσιακούς διαδρόμους διπλής «κατεύθυνσης», που παρατηρούνται στα περισσότερα κτίρια, με δωμάτια και στις δύο πλευρές και όλα τα σημεία εισόδου και εξόδου μέσω ενός μόνο διαδρόμου. Ενώ η χρήση διαδρόμων διπλής κατεύθυνσης είναι αποδοτική ως προς το χώρο, αυξάνει τον κίνδυνο διασταύρωσης ενός καθαρού υλικού με ένα «βρώμικο» υλικό.

Επιπρόσθετα, οι εισερχόμενες πρώτες ύλες δεν πρέπει να διασταυρώνονται με απόβλητα που εξέρχονται από την εγκατάσταση. Το θέμα είναι η ελαχιστοποίηση των διασταυρούμενων διαφορετικών ροών. Καθώς σχεδιάζεται μια τέτοια εγκατάσταση και γίνονται τα σχέδια του κτιρίου, επισημαίνονται με βέλη ροής, οι ροές των ανθρώπων και των υλικών.
Αυτή η ιδέα της ελαχιστοποίησης ή της εξάλειψης των διαδρομών διέλευσης μπορεί να μεταφερθεί και να βρει εφαρμογή και σε άλλους παραγωγικούς χώρους, μέσω της χρήσης βελών στο δάπεδο που θα κατευθύνουν το προσωπικό, τα προϊόντα, τα υλικά, τον εξοπλισμό και τα απόβλητα σε μια μονόδρομη ροή. Ενδέχεται να είναι δυνατή η εφαρμογή μονοκατευθυντικής ροής και σε αποδυτήρια προσωπικού, στις τουαλέτες ή στο εστιατόριο της εγκατάστασης.

ΧΡΟΝΙΚΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ
Ο χρονικός διαχωρισμός αναφέρεται στο διαχωρισμό με βάση το χρόνο. Περιλαμβάνει τον προγραμματισμό της αλληλουχίας των κινήσεων «καθαρών» και «βρώμικων» υλικών, προσωπικού ή εξοπλισμού, σε διαφορετικούς χρόνους, μέσω του ίδιου χώρου. Αυτή η τακτική χρησιμοποιείται, όταν είναι αναπόφευκτη η αποφυγή της διασταύρωσης ενός «καθαρού» με ένα «βρώμικο» υλικό. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει κάποιο χρονικό διάστημα μεταξύ του περάσματος από το χώρο ενός μολυσμένου υλικού και ενός άλλου που χρειάζεται προστασία από μόλυνση. Ο διαχωρισμός της δραστηριότητας των εργαζομένων χρονολογικά είναι, επίσης, ένας τρόπος για να επιτευχθεί μεγαλύτερος διαχωρισμός εντός μιας εγκατάστασης.

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟ
Ένα σημαντικό μέρος του διαχωρισμού «καθαρών» και «βρώμικων» διαδικασιών είναι μέσω περιβαλλοντικών ελέγχων που γίνονται από τα συστήματα θέρμανσης, αερισμού και κλιματισμού. Εδώ θα το δούμε λίγο πιο πρακτικά. Δηλαδή, τι πρέπει να συμβαίνει σε μια εγκατάσταση παραγωγής τροφίμων. Εκεί απαιτείται σωστή ισορροπία αέρα ώστε να επιτυγχάνεται η διατήρηση των περιβαλλοντικών παραμέτρων που διατηρούν το χώρο ασφαλή για τα τρόφιμα, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της υγρασίας και των εναλλαγών του αέρα. Επιπλέον, η κατεύθυνση της ροής του αέρα είναι σημαντική, ειδικά όταν πρόκειται για νωπά ζωικά προϊόντα. Ας δούμε τα πέντε πιο σημαντικά στοιχεία που έχουν να κάνουν με το διαχωρισμό με περιβαλλοντικό έλεγχο πιο λεπτομερώς.

1. Το σύστημα αερισμού-κλιματισμού πρέπει να έχει τη σωστή παροχή, σύμφωνα με το σχεδιασμό του συστήματος. Μια συγκεκριμένη ποσότητα καθαρού αέρα (δηλ. αέρα που θεωρείται ότι είναι απαλλαγμένος από μολυσματικές ουσίες) πρέπει να προσάγεται σε ένα χώρο. Η ποσότητα του προσαγόμενου αέρα πρέπει να είναι ανάλογη με το μέγεθος του χώρου. Επίσης, ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο σημείο από το οποίο προέρχεται ο αέρας, που εισάγεται σε χώρους που υπάρχουν εργαζόμενοι. Αυτό συμβαίνει γιατί ο καθαρός αέρας δεν πρέπει να απάγεται από τις αποθήκες ή τους χώρους φόρτωσης. Όλος ο αέρας, που ανακυκλώνεται μέσα από την εγκατάσταση πρέπει να περνάει από φίλτρα HEPA ή UV (περισσότερο για αυτά παρακάτω) για να διασφαλιστεί ότι είναι καθαρός πριν από την επανείσοδό του. Εάν είναι δυνατόν, όπου υπάρχουν εργαζόμενοι παρόντες, πρέπει να δημιουργηθεί ένα περιβάλλον θετικής πίεσης, για να διασφαλιστεί ότι ο αέρας ανανεώνεται συνεχώς και να μειωθεί ο κίνδυνος μετάδοσης COVID-19 από άτομο σε άτομο μέσω σταγονιδίων στον αέρα, κάτι που πιστεύεται ότι είναι ο κύριος μηχανισμός, μέσω του οποίου εξαπλώθηκε ο ιός. Σε ένα χώρο θετικής πίεσης, η πίεση του αέρα είναι υψηλότερη από ότι στα γύρω δωμάτια. Η υψηλότερη σχετική πίεση αναγκάζει τον αέρα να βγαίνει συνεχώς έξω από τον χώρο εργασίας, καθώς ανανεώνεται με καθαρό αέρα.

2. Εξάλειψη των αερόβιων ρύπων. Το φιλτράρισμα με HEPA, όπως πολύ αναλυτικά έχουμε παρουσιάσει και σε προηγούμενο άρθρο στο Plant, μπορεί να αφαιρέσει τα αερομεταφερόμενα σωματίδια όπως σκόνη, βρωμιά ακόμα και ιούς στην εισαγωγή του συστήματος αερισμού και να τα αποκλείσει από το εσωτερικό της εγκατάστασης. Πολλά συστήματα αερισμού-κλιματισμού που σχεδιάστηκαν πριν από μια δεκαετία ή νωρίτερα, δεν κατασκευάστηκαν έχοντας κατά νου τα φίλτρα HEPA, οπότε ίσως χρειαστεί να προσθέσετε μια εξωτερική μονάδα με τέτοια φίλτρα. Λάβετε υπόψη ότι το φιλτράρισμα HEPA δεν είναι λύση one size. Επίσης, είναι γεγονός ότι ορισμένα συστήματα απλά δεν μπορούν να τα φιλοξενήσουν. Επίσης, για διαφορετικούς τομείς κάθε δεδομένης εγκατάστασης, μπορεί να απαιτούνται διαφορετικά επίπεδα φιλτραρίσματος. Για παράδειγμα, σε επιβαρυμένες περιβαλλοντικά βιομηχανικές περιοχές, μπορεί να χρειαστεί να ενσωματωθούν ισχυρότερα φίλτρα, ενώ σε μια πιο καθαρή περιοχή, να είναι μικρότερες οι ανάγκες. Τα HEPA πολλές φορές συνδυάζονται με UV. Γνωρίζουμε ότι όλο το φάσμα του υπεριώδους φωτός (UV) σκοτώνει βακτήρια και ιούς, με το UV-C να είναι το πιο αποτελεσματικό. Ωστόσο, οι πηγές φωτός UV-C πρέπει να κρύβονται, επειδή η άμεση έκθεση ατόμων σε αυτό μπορεί να είναι επιβλαβής.

Κατά συνέπεια, οι πηγές φωτός UV-C πρέπει να τοποθετούνται σε κατάλληλα πλαίσια. Σε μεγάλα συστήματα αερισμού–κλιματισμού, τμήματα των φώτων UV-C μπορούν να εγκατασταθούν στην εισαγωγή των συστημάτων, οπότε ο αέρας εκτίθεται στο φως πριν μπει μέσα στη μονάδα. Ένα εξωτερικό κουτί με φίλτρα HEPA είναι ένα εξαιρετικό σημείο για την απόκρυψη των φώτων UV-C. Ένας τέτοιος συνδυασμός είναι ιδανικός για εφαρμογή σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας κρέατος, στις οποίες τα επικίνδυνα παθογενή που προκαλούνται από τα τρόφιμα, όπως η σαλμονέλα και η λιστέρια πρέπει να μετριαστούν για την ασφάλεια των καταναλωτών και των εργαζομένων. Η κατεύθυνση και η συχνότητα της ροής του αέρα σε αυτές τις εγκαταστάσεις είναι υψίστης σημασίας για την αφαίρεση αυτών των επικίνδυνων παθογόνων. Ο αέρας από χώρους όπου γίνεται επεξεργασία ωμού κρέατος και πουλερικών δεν πρέπει ποτέ να εισάγεται σε περιοχές όπου το τελικό προϊόν θα μπορούσε να εκτεθεί σε αερομεταφερόμενους ρύπους.

3. Διπολικός ιονισμός. Ο διπολικός ιονισμός λειτουργεί, παράγοντας θετικά και αρνητικά φορτισμένα ιόντα οξυγόνου που αλληλεπιδρούν και προκαλούν οξείδωση σε μούχλα, βακτήρια και κύτταρα ιών. Τα θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια συνενώνονται στη συνέχεια κι έτσι τα κατακρατούν πιο εύκολα τα φίλτρα ή πέφτουν πιο γρήγορα πάνω σε επιφάνειες, όπου μπορούν να καθαριστούν. Ενώ γενικά ο ιονισμός είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο καταπολέμησης του COVID-19, η τοποθέτηση τέτοιων ιονιστών σε μια μεγάλη εγκατάσταση μπορεί να αποδειχθεί μια πολύ δαπανηρή υπόθεση.

4. Έλεγχος της συμπύκνωσης. Η υπερβολική υγρασία και συμπύκνωση μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα σε χώρους επεξεργασίας τροφίμων που απαιτούν αυστηρό έλεγχο ώστε να διασφαλίζεται η ασφάλεια των τροφίμων. Εάν η υγρασία μπορεί να συμπυκνωθεί σε ρωγμές και γωνίες όπως και σε δυσπρόσιτες επιφάνειες σε μηχανήματα, μπορεί να οδηγήσει σε βακτηριακή και μικροβιακή ανάπτυξη, η οποία μπορεί να μολύνει τα προϊόντα.

5. Έλεγχος θερμοκρασίας. Προκειμένου να τηρούνται τα πρότυπα υγιεινής και ασφάλειας, οι θερμοκρασίες δωματίου στις εγκαταστάσεις παραγωγής τροφίμων πρέπει να ελέγχονται με ακρίβεια. Αυτό σημαίνει ότι οι παρακείμενοι χώροι με διαφορές στη θερμοκρασία δεν πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους, ώστε να προκαλούνται θερμοκρασιακές διακυμάνσεις.

ΚΑΘΑΡΙΟΤΗΤΑ
Υπάρχουν διάφορα επίπεδα καθαριότητας, που πρέπει να ληφθούν υπόψη ανάλογα με τη χρήση του κάθε χώρου εντός μιας εγκατάστασης βιοτεχνολογίας ή φαρμακοβιομηχανίας, νοσοκομείου κ.λπ. Ενώ ειδικά τα clean room απαιτούν τις πιο καθαρές συνθήκες, όλοι οι τομείς τέτοιων εγκαταστάσεων θα πρέπει να ενθαρρύνουν την καθαριότητα, συμπεριλαμβανομένων των λουτρών προσωπικού, των χώρων διαχείρισης, των χώρων αποθήκευσης κ.λπ. Οι αρχές σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη της καθαριότητας σε τέτοιες εγκαταστάσεις, μπορούν να αντιγραφούν και να εφαρμοστούν και για άλλες δραστηριότητες, όπως για παράδειγμα, σε βιομηχανίες παραγωγής τροφίμων.

ΚΑΘΑΡΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ
Η καθαριότητα μιας εγκατάστασης εξαρτάται από το σχεδιασμό του χώρου. Για τη μείωση της συσσώρευσης σκόνης και για τη διευκόλυνση του καθαρισμού δεν πρέπει να υπάρχουν μη καθαριζόμενες εσοχές, καθώς και οι προεξοχές, τα ράφια και τα ντουλάπια. Απαιτείται, λοιπόν, η εξάλειψη οποιωνδήποτε σημείων που προωθούν τη στασιμότητα ή τη συσσώρευση σωματιδίων. Τυχόν επιφάνειες που θα προσελκύσουν ή θα συλλέξουν σωματίδια, πρέπει να διατηρούνται στο ελάχιστο ή να μην υπάρχουν καθόλου. Σε πρακτικό επίπεδο, αυτό σημαίνει ελαχιστοποίηση της ποσότητας των διαθέσιμων επιφανειών για επαφή. Όλες οι επιφάνειες πρέπει να καθαρίζονται εύκολα και επομένως να είναι απαλλαγμένες από προεξοχές, όπου μπορεί να επικάθεται βρωμιά.

Όλοι οι τοίχοι πρέπει να είναι κατασκευασμένοι κατά τέτοιο τρόπο, ώστε οι επιφάνειες να είναι επίπεδες χωρίς περβάζια ή προεξοχές.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι χώροι αυτοί είναι τετραγωνισμένοι. Σε χώρους υψηλής κατάταξης (π.χ. cleanroom), αποφεύγονται εντελώς οι γωνίες 90 μοιρών, οι οποίες αντικαθίστανται με στρογγυλεμένα ένθετα, έτσι ώστε να μπορούν να καθαριστούν πιο εύκολα.

Επιπλέον, οι επιστροφές του αέρα τοποθετούνται χαμηλά στο επίπεδο του δαπέδου, και όχι στην οροφή. Αυτό το μοτίβο ροής αέρα προς τα κάτω οδηγεί τα σωματίδια και τους ρύπους στο πάτωμα, μειώνοντας την ποσότητα των ατμοσφαιρικών ή αιωρούμενων στον αέρα ρύπων. Στη συνέχεια, η ροή αέρα τραβάει τα σωματίδια που υπάρχουν στο πάτωμα, προς μία από αυτές τις επιστροφές που βρίσκονται στο επίπεδο του δαπέδου. Μερικές φορές σε αυτά τα σημεία επιστροφής του συστήματος αερισμού υπάρχουν και φίλτρα για να αποτρέψουν την επανακυκλοφορία των ρύπων στο σύστημα αερισμού – κλιματισμού.

Πολλοί χώροι παραγωγής μπορούν να εφαρμόσουν αυτές τις αρχές ελαχιστοποιώντας τα μέρη όπου μπορεί να συσσωρευτεί σκόνη και βρωμιά. Επειδή είναι κατανοητό ότι γενικά, αυτά μπορούν να εφαρμοστούν κυρίως σε νέες κατασκευές, μια συμβουλή είναι να αρχίσετε στις εγκαταστάσεις σας να ενθαρρύνετε την μείωση της ακαταστασίας και των περιττών επίπλων. Το προσωπικό του γραφείου, επίσης, πρέπει να ενθαρρύνεται να διατηρεί τα προσωπικά αντικείμενα στο ελάχιστο, έτσι ώστε τα γραφεία και άλλες επιφάνειες να μπορούν να καθαρίζονται εύκολα.

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ
Οι εγκαταστάσεις που έχουν καθαρούς χώρους πρέπει, επίσης, να πληρούν συγκεκριμένες κανονιστικές οδηγίες σχετικά με το είδος των υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις εγκαταστάσεις τους, ειδικά σε καθορισμένους καθαρούς χώρους. Τα δομικά υλικά πρέπει να είναι ανθεκτικά για να αντέχουν στον καθημερινό καθαρισμό. Διαβρωτικά καθαριστικά χρησιμοποιούνται συχνά στη διαδικασία καθαρισμού των επιφανειών. Τέτοια υλικά που είναι κατάλληλα για χρήση σε καθαρούς χώρους μπορεί να είναι τα εποξειδικά δάπεδα, οι τοίχοι με εποξειδική βαφή, το γυαλί και το ανοξείδωτο ατσάλι.

Άλλες παραγωγικές εγκαταστάσεις μπορούν να πάρουν μια γεύση από τις εγκαταστάσεις, που διαθέτουν καθαρούς χώρους και να επιλέξουν σκληρά υλικά, που να μπορούν να αντέξουν σε αυξημένες διαδικασίες καθαρισμού και να είναι ανθεκτικά σε θραύση, ξεφλούδισμα, οξείδωση κ.λπ. Για άλλες εγκαταστάσεις, όπου είναι δυνατόν, τα υφάσματα πρέπει να αντικαθίστανται με βινύλια και οι λοιπές επιφάνειες να μπορούν να πλένονται εύκολα.

ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ

Αισθητήρες χωρίς άγγιγμα
Η εγκατάσταση αισθητήρων που δεν απαιτούν επαφή είναι, επίσης, ένας πολύ καλός τρόπος για τη μείωση της διασταυρούμενης μόλυνσης. Ορισμένες παραγωγικές εγκαταστάσεις, που απαιτούν υψηλά επίπεδα καθαριότητας, αξιοποιούν τεχνολογίες όπως οι αισθητήρες χωρίς άγγιγμα σε τουαλέτες, ουρητήρια και νεροχύτες, καθώς και μηχανοκίνητες πόρτες για τη μείωση της αφής. Πολλά από αυτά, βέβαια, τα βλέπουμε και σε άλλες εγκαταστάσεις.

Απομόνωση και αυτοματοποίηση της διαδικασίας
Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον κομμάτι του σχεδιασμού εγκαταστάσεων καθαρών χώρων είναι η απομόνωση των διαδικασιών και ο αυτοματισμός. Επειδή αυτά τα τελευταία έχουν ήδη αποτελέσει κύριο μέρος του σχεδιασμού τέτοιων εγκαταστάσεων, οι τελευταίες επηρεάζονται λιγότερο από οδηγίες σχετικές με την επιστροφή στην εργασία από ότι άλλες παραγωγικές εγκαταστάσεις. Είναι γεγονός ότι πολλές εγκαταστάσεις μείωσαν την παραγωγή τους λόγω των συστάσεων κοινωνικής απόστασης ειδικά στο πρώτο κύμα της πανδημίας. Οι εγκαταστάσεις που έχουν καθαρούς χώρους (φαρμακοβιομηχανίες κ.λπ.) από την άλλη επειδή ήδη ακολουθούν διαδικασίες απομόνωσης, διατηρούν τους ρυθμούς παραγωγής τους.

Για παράδειγμα, σε μια εγκατάσταση βιοτεχνολογίας αναζητούνται συνεχώς νέοι τρόποι για να απομονωθεί η διαδικασία από το ίδιο το καθαρό περιβάλλον. Προσθέτοντας ένα επίπεδο προστασίας μεταξύ του προϊόντος και του περιβάλλοντος, ουσιαστικά επιτρέπεται έτσι ένα λιγότερο επίπεδο προστασίας μεταξύ του χειριστή και του ίδιου περιβάλλοντος. Αυτό προστατεύει καλύτερα το προϊόν από το περιβάλλον γενικά.

Οι αρχές της απομόνωσης της διαδικασίας και του αυτοματισμού μπορούν να εφαρμοστούν και σε άλλες εγκαταστάσεις πχ τροφίμων όπως εξετάζουμε σε αυτό το άρθρο, εξετάζοντας αρχικά ποιες εργασίες μπορούν να απομονωθούν από άλλες ή ποιες μπορούν να πραγματοποιούνται από μηχανές.

Οι ευρείες επιπτώσεις του COVID-19 θα επηρεάσουν τον παραγωγικό σχεδιασμό από εδώ και πέρα. Η εποχή της εργασίας με τον COVID-19 είναι η κατάλληλη στιγμή για να ελέγξουν οι επιχειρήσεις εάν υπάρχουν ασφαλέστεροι, πιο αποτελεσματικοί τρόποι για την εκτέλεση κοινών εργασιών μέσα σε μια εγκατάσταση. Αυτό θα είναι πολύ διαφορετικό από βιομηχανία σε βιομηχανία, αλλά είναι σίγουρο, ότι υπάρχουν πολλές πιθανές βελτιώσεις που μπορούν να καταστήσουν οποιαδήποτε παραγωγική εγκατάσταση πιο ικανή να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις αυτής της πανδημίας.