ウクライナの研究所：FFUSを備えた費用対効果の高いクリーンルーム

2022年、ウクライナのお客様から、ISO 14644に準拠した既存の建物内に、植物栽培用のISO 7およびISO 8準拠の実験室用クリーンルームを複数設置するというご依頼をいただきました。当社は、このプロジェクトの設計と製造を一括して委託されており、最近、すべての資材が現場に到着し、クリーンルームの設置準備が整いました。そこで、このプロジェクトの概要をご説明いたします。

クリーンルームのコストは、非常に大きな投資を必要とするだけでなく、必要な空気交換回数や濾過効率にも左右されます。適切な空気質を維持するには継続的な運転が不可欠であるため、運用コストも非常に高額になる可能性があります。さらに、エネルギー効率の高い運用とクリーンルーム基準の継続的な遵守も重要であり、クリーンルームは製造技術と研究室にとって最も重要なインフラの一つとなっています。

設計と準備段階

当社は、様々な産業ニーズに対応するカスタムメイドのクリーンルームを専門としており、シンプルで費用対効果が高く、期待を上回るソリューションを提供できるという期待を込めて、この挑戦​​を喜んで引き受けました。設計段階では、以下の部屋を含むクリーンルームの詳細なスケッチを作成しました。

クリーンルーム一覧

標準シナリオ：空調ユニット（AHU）を備えた設計

当初、恒温恒湿空調ユニットを備えた従来型のクリーンルームを設計し、全体のコストを計算しました。クリーンルームの設計と製造に加え、当初の提案と予備計画には、必要空気量より15～20%多い空気供給量を備えた空調ユニットが含まれていました。当初の計画は、層流法に基づき、給気・還気マニホールドとH14 HEPAフィルターを内蔵する設計でした。

建設されるクリーンスペースの総面積は約 50 平方メートルで、基本的には複数の小さなクリーンルームが必要になります。

AHU 設計時のコスト増加

完全なクリーンルームの一般的な投資コストは、次の要素によって異なります。

·クリーンルームの必要な清浄度レベル。

·使用されるテクノロジー。

·部屋の大きさ;

・クリーンスペースの区分。

空気を適切に濾過・交換するには、例えば一般的なオフィス環境よりもはるかに高い電力が必要になることに注意することが重要です。また、密閉されたクリーンルームでは新鮮な空気の供給も必要です。

このケースでは、クリーンスペースが非常に狭い床面積に大きく分割されており、3つの小さな部屋（実験室1、実験室2、滅菌入口）にはISO 7およびISO 8の清浄度要件が課せられていたため、初期投資コストが大幅に増加しました。当然のことながら、このプロジェクトの予算は限られていたため、高額な投資コストは投資家を動揺させました。 

コスト効率の高いFFUソリューションによる再設計

投資家の要請を受け、コスト削減策の検討を開始しました。クリーンルームのレイアウト、ドアの数、パスボックスの数は既定値であり、これ以上のコスト削減は不可能でした。それに対し、空気供給システムの再設計は明白な解決策と思われました。

そこで、部屋の天井を複製して再設計し、必要な空気量を計算し、利用可能な部屋の高さと比較しました。幸いにも、高さを上げるのに十分なスペースがありました。そこで、天井にファンフィルターユニット（FFU）を設置し、そこからFFUシステム（ファンフィルターユニット）の助けを借りてHEPAフィルターを介してクリーンルームにクリーンな空気を供給するというアイデアが生まれました。戻り空気は、壁に設置された側壁のエアダクトを通して重力によって再循環されるため、スペースの無駄はありません。

AHU とは異なり、FFU では、特定のゾーンの要件を満たすように各ゾーンに空気を流すことができます。

改修工事では、十分な能力を持つ天井埋め込み型エアコンを天井に設置し、冷暖房を効果的に活用できるようにしました。また、FFU（フロートファン）の配置により、空間内の空気の流れを最適化しました。

コスト削減を達成

再設計により、次のようないくつかの高価な要素を省くことができ、大幅な節約が実現しました。

·AHU;

·制御要素を備えた完全なダクト システム。

·電動バルブ。

新しい設計は非常にシンプルなシステムで構成されており、投資コストを大幅に削減するだけでなく、AHU システムよりも運用コストも低くなります。

元の設計とは対照的に、再設計されたシステムは投資家の予算に適合したため、私たちはそのプロジェクトを契約しました。

結論

得られた結果を踏まえると、ISO14644またはGMP規格に準拠したFFUシステムを備えたクリーンルームの導入は、大幅なコスト削減につながると言えるでしょう。投資コストと運用コストの両面で、コストメリットが得られます。また、FFUシステムは非常に容易に制御できるため、必要に応じてシフト外の時間帯にクリーンルームを停止させることもできます。