VÆLG DIN LAND / REGION

Author headshot ansell
Ansell Ltd.

Filtrering af tøj gør en forskel for dit renrums ydeevne

Målet med denne undersøgelse er at isolere virkningen af det tøj, der bæres i renrummet, og dets evne til at filtrere menneskelig forurening over tid.

Styring af renrum er en vigtig faktor i driften af et anlæg. Problemer med driften af et renrum og de deraf følgende kvalitetsproblemer kan føre til store problemer med omkostninger, udbytte og kapacitet. Simuleringer er et stærkt værktøj i design og konstruktion af renrum. Men en faktor, der ofte overses i designet, er tøjets egenskaber som en vigtig kilde til bakterieforurening.

KimtechTM teamet har udviklet en model og en beregner, der hjælper med at bestemme, hvordan et renrumsmiljø vil blive påvirket af den valgte beklædningstype. Vores model er baseret på et enkelt renrum med en given luftudskiftning og et givet antal medarbejdere, og vi antager flere faktorer i forbindelse med generering af bioforurening og luftudskiftning gennem tøjet. Vi antager også, at luften blandes ensartet, og at bioburdener slipper ud af tøjet på samme måde som ved vurderingen af bakteriefiltreringseffektiviteten (BFE) (målt ved hjælp af ASTM-F2101-07).

Vi brugte modellen til at evaluere relative forskelle mellem tre forskellige hypotetiske beklædningsgenstande med BFE på henholdsvis 0,60, 0,9, 0,93 og 0,97. Vi antog et rum på 16x20x8' (72m3 ), 12 arbejdere og en ventilatorhastighed på 2m3 /s. Beklædningsgenstande havde ellers samme permeabilitet (1e-9cm2 ), tykkelse (0,2mm), areal (2m2 ) og trykfald fra aktivitet (250dyne/cm2 ). Vi antog en konstant bioburden-koncentration inde i tøjet på 8000/cm3 . Forskellen mellem beklædningsgenstandene kan ses i figur 1 nedenfor.

Ved stabil tilstand beskrives ændringen i antallet af bioburden af ligning 1, hvor K og t er henholdsvis tøjets permeabilitet og tykkelse. 0 står for den aktuelle beklædningsgenstand eller baseline.


𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑏𝑖𝑜𝑏𝑢𝑟𝑑𝑒𝑛 𝑐ℎ𝑎𝑛𝑔𝑒 =
𝐾 ⁄ (1-𝐵𝐹𝐸)
𝐾0 𝑡0 ⁄ (1-𝐵𝐹𝐸0 )
(1)

Hvis vi antager, at tøjet har samme permeabilitet og tykkelse, forenkles dette til ligning 2.


𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑏𝑖𝑜𝑏𝑢𝑟𝑑𝑒𝑛 𝑐ℎ𝑎𝑛𝑔𝑒 =
1-𝐵𝐹𝐸
1-𝐵𝐹𝐸0
(2)

Denne ligning giver os mulighed for nemt at beregne de forventede fordele ved at forbedre BFE. Hvis man f.eks. går fra en beklædningsgenstand med BFE=0,6 til en beklædningsgenstand med BFE=0,93, vil det resultere i 1-0,93 1-0,6 = 17 % af bioburdens i steady state (eller en reduktion på 83 %).

En af opgaverne med at drive og vedligeholde renrum er at opretholde kvalitet og produktion til lavere omkostninger. Enhver forbedring af BFE vil, alt andet lige, resultere i lavere rumantal, hvilket kan omsættes direkte til elbesparelser gennem færre luftudskiftninger, der er nødvendige for at holde sig under et vist bioburden-niveau. Figur 2 viser, hvordan de elektriske besparelser eller reduktionen af bioforurening vokser fra en baseline-BFE, når man skifter til en mere effektiv beklædningsgenstand. Hver kurve repræsenterer besparelserne/reduktionerne fra en given baseline eller nuværende beklædning. Tænk for eksempel på en basislinje for BFE=0,93 (den orange kurve). Hvis man bytter til en anden beklædningsgenstand på 0,93, er der ingen elektriske besparelser, mens hvis man bytter til BFE=0,96, vil det resultere i en teoretisk energibesparelse på 43 %. I praksis kan lovgivningen diktere minimumsluftskifte, men som en del af en renrumsstrategi kan dette alternativt vise de ekstra reduktioner af bioburden (igen 43 % i dette eksempel), som sandsynligvis vil reducere risikoen for og forekomsten af kontamineringsrelaterede produktionstab.


Figur 2: Relative elektriske omkostninger/besparelser ved ændringer i BFE for beklædningsgenstande. De relative besparelser på elomkostningerne er teoretiske og afspejler ikke nødvendigvis de faktiske besparelser, der kan opnås.

De sammenligninger, der er beskrevet her, tager kun højde for forskelle i BFE, selvom denne enkle model kan give et mere komplet billede, når man sammenligner beklædningsgenstande fra forskellige leverandører. Beklædningsgenstande vil generelt variere i BFE, luftgennemtrængelighed og tykkelse, som alle har en indvirkning på den arbejdstøjsbaserede generering af biologisk belastning.

Da man først havde forstået, hvordan forskellene i BFE påvirker kontamineringen, forsøgte man at finde ud af, hvordan forskellige beklædningsmaterialer kan påvirke bioburden-niveauerne i et renrum. For at opnå dette evaluerede vi Kimtech™ A5 Cleanroom Sterile Apparel i forhold til genanvendeligt sterilt tøj, der havde været igennem mere end (1) cyklus: vask, tørring og bestråling. Forskellene i BFE er vist i figur 3.


Figur 3. BFE-målinger af sterilt tøj til engangsbrug og vasketøj. A5-tøjet blev vasket, tørret og bestrålet én gang.

Med disse resultater kan vi se klare forskelle i ydeevne, og at når en genanvendelig steril beklædningsgenstand bliver vasket, og dens beskyttende evne forringes, stiger potentialet for kontaminering i renrumsmiljøet, og derfor øges risikoen for kvalitetsproblemer. Efterhånden som tøjet bliver genbrugt og vasket flere gange, vil effekten af dette fald i BFE kun vokse og peger på fordelene ved engangsbrug.

Simulering og modellering er blevet brugt i design og drift af renrum. Men når man designer disse rum, tager man ofte ikke højde for indvirkningen af den beklædning, der bruges, og anerkender ikke deres kritiske rolle som den første og primære barriere mod forurenende stoffer. Gennem dette arbejde giver KimtechTM indsigt i, hvordan genanvendeligt sterilt tøj påvirker dit renrumsmiljø på en betydelig måde. Det er klart, at dit valg af sterilt tøj kan have en direkte indvirkning på dit renrums ydeevne og risikoen for kvalitetsproblemer. Vi anbefaler, at en tilfældig stikprøve af dit vaskede, genanvendelige, sterile tøj testes for BFE-konsistens af en tredje part som en god fremstillingspraksis. Denne tilgang vil hjælpe med at validere din forventede levetid for det sterile renrumstøj på en måde, der ikke kun er afhængig af en matematisk analyse.

Kontakt , hvis du har spørgsmål til denne analyse eller ønsker en analyse af dit renrum og betydningen af valg af beklædning.