Zakłady farmaceutyczne stawiają różne wymagania materiałom konstrukcyjnym i podporowym w zależności od strefy i procesu. Obszary produkcyjne, pomieszczenia czyste, korytarze techniczne, strefy instalacyjne oraz platformy pod urządzenia mogą być narażone na działanie środków czyszczących, wilgoci, zmian temperatury, obciążeń mechanicznych lub innych warunków eksploatacyjnych. Dlatego dobór materiału powinien uwzględniać warunki konkretnego zastosowania, a nie traktować całego zakładu jako jednego środowiska.

Tworzywo sztuczne wzmacniane włóknami (FRP) można rozważyć w wybranych zastosowaniach w zakładach farmaceutycznych, ponieważ stanowi ono rozwiązanie konstrukcyjne bez zastosowania metalu i może zapewniać odporność korozyjną w środowiskach wilgotnych lub narażonych na działanie chemikaliów. Nie oznacza to jednak automatycznej przydatności. Na dobór wpływają między innymi system żywiczny, wykończenie powierzchni, konfiguracja konstrukcyjna, wymagania dotyczące zachowania w warunkach pożaru oraz warunki eksploatacji.

Warunki środowiskowe w zakładach farmaceutycznych

Poszczególne strefy zakładu farmaceutycznego mogą stawiać materiałom bardzo różne wymagania:

  • Pomieszczenia czyste i środowiska kontrolowane: powierzchnie materiałów mogą wymagać łatwego prowadzenia skutecznego czyszczenia oraz zgodności z zasadami kontroli zanieczyszczeń i stosowanymi środkami czyszczącymi.
  • Strefy mycia i procesu: powtarzający się kontakt z wodą, wilgocią i chemicznymi środkami czyszczącymi może zwiększać znaczenie kwestii korozji w przypadku konwencjonalnych elementów metalowych.
  • Strefy narażone na działanie rozpuszczalników: w niektórych procesach stosowane są rozpuszczalniki organiczne, które mogą oddziaływać na określone systemy żywiczne, dlatego kompatybilność chemiczna jest istotnym elementem doboru materiału.
  • Zastosowania wymagające materiałów niemetalowych: w niektórych zastosowaniach mogą występować dodatkowe ograniczenia dotyczące konwencjonalnych elementów metalowych ze względu na wymagania procesu, urządzeń, uwarunkowania magnetyczne lub kontrolę zanieczyszczeń.
  • Wymagania dotyczące zachowania w warunkach pożaru: przestrzenie zamknięte oraz strefy związane z materiałami palnymi mogą podlegać określonym wymaganiom, które wpływają na wybór formulacji FRP i konfiguracji produktu.

Warunki te należy rozpatrywać łącznie. System żywiczny odpowiedni dla określonego narażenia chemicznego nie musi być preferowany w miejscu, w którym występują inne wymagania dotyczące pożaru, powierzchni, obciążenia lub eksploatacji.

Typowe zastosowania FRP w zakładach farmaceutycznych

Pomosty i platformy na poziomach pośrednich

Poziomy pośrednie mogą służyć do dostępu do urządzeń, rurociągów, tras kablowych i instalacji pomocniczych. W strefach narażonych na mycie, wilgoć lub chemiczne środki czyszczące można rozważyć kraty FRP jako alternatywę dla konwencjonalnych pomostów metalowych. Formowane kraty o otwartej strukturze zapewniają konstrukcyjną powierzchnię z otworami umożliwiającymi odpływ wody, wentylację i przenikanie światła. Odpowiedniość otwartej powierzchni kratowej w konkretnym środowisku kontrolowanym zależy od wymagań dotyczących czyszczenia, higieny i eksploatacji danej strefy. Więcej informacji znajduje się na stronie formowanych krat FRP o otwartej strukturze.

Koryta kablowe i podpory instalacyjne

Zakłady farmaceutyczne wymagają uporządkowanego podparcia kabli elektrycznych, aparatury kontrolno-pomiarowej i innych instalacji. Koryta kablowe FRP stanowią niemetalowe rozwiązanie podporowe dla zastosowań, w których istotna jest odporność na korozję lub konstrukcja niemetalowa. Można je rozważyć w korytarzach technicznych, strefach pomocniczych laboratoriów i innych miejscach narażonych na wilgoć lub chemiczne środki czyszczące. Przy doborze należy uwzględnić rozmieszczenie kabli, rozstaw podpór, obciążenia, środowisko oraz cały system montażowy. Więcej informacji znajduje się na stronie koryta kablowego FRP z włókna szklanego.

Platformy wokół zbiorników i urządzeń procesowych

Platformy dostępowe wokół zbiorników mieszających, reaktorów i innych urządzeń procesowych mogą być narażone na wilgoć, mycie i chemiczne środki czyszczące. Platformy FRP mogą być odpowiednie dla takich zastosowań, gdy wybrany system żywiczny i konfiguracja konstrukcyjna są zgodne z warunkami eksploatacji. W warunkach wilgotnych można również rozważyć powierzchnie antypoślizgowe, gdy występuje ryzyko poślizgu.

Dobór żywicy i kompatybilność chemiczna

W zastosowaniach w zakładach farmaceutycznych dobór żywicy jest jednym z najważniejszych elementów oceny kompatybilności chemicznej. Środki czyszczące i rozpuszczalniki mogą różnić się stężeniem, temperaturą, czasem kontaktu i częstotliwością narażenia, dlatego żywica odpowiednia dla jednego reżimu czyszczenia może nie być odpowiednia dla innego.

Ogólnie systemy poliestrowe na bazie żywicy izoftalowej są często brane pod uwagę przy narażeniu na wilgoć i mniej agresywne środowiska chemiczne, natomiast systemy winyloestrowe mogą zapewniać większą odporność w przypadku niektórych bardziej wymagających warunków. Są to ogólne wskazówki dotyczące doboru materiału, a nie uniwersalne zasady.

Przed określeniem produktu FRP w specyfikacji należy ustalić, jakie substancje chemiczne są stosowane podczas czyszczenia i w procesach, wraz z ich stężeniem, temperaturą, czasem kontaktu i częstotliwością narażenia. Następnie informacje dotyczące odporności chemicznej należy zestawić z konkretnym systemem żywicznym i konfiguracją rozważanego produktu.

Wymagania dotyczące zachowania w warunkach pożaru

Niektóre zastosowania w zakładach farmaceutycznych mają określone wymagania dotyczące zachowania w warunkach pożaru, szczególnie w przestrzeniach zamkniętych lub strefach związanych z materiałami palnymi. Niektóre grupy produktów FRP mogą być wytwarzane z użyciem systemów żywicznych o działaniu zmniejszającym palność, jednak właściwości ogniowe nie są określane wyłącznie przez rodzaj żywicy.

Odpowiednie właściwości zależą między innymi od formulacji żywicy, geometrii produktu, jego konstrukcji oraz wymagań badawczych określonych dla projektu. Klasyfikację dotyczącą zachowania w warunkach pożaru należy zatem traktować jako właściwą dla konkretnej konfiguracji i przed wykorzystaniem w specyfikacji projektu oprzeć na odpowiednich wynikach badań.

Z tego powodu określenia takie jak „fire-rated” lub „Class A” nie powinny być stosowane ogólnie do produktów FRP bez potwierdzenia, że konkretna konfiguracja została przebadana zgodnie z wymaganym sposobem oraz że dostępny wynik dotyczy produktu objętego specyfikacją.

Pozostałe ograniczenia techniczne

Zastosowania farmaceutyczne mogą łączyć czyszczenie chemiczne, wilgoć, zmiany temperatury i obciążenia mechaniczne. Wyniki badań laboratoryjnych uzyskane dla oddziaływania pojedynczej substancji chemicznej mogą nie odzwierciedlać zachowania materiału podczas programu czyszczenia wykorzystującego kilka środków naprzemiennie. Czyszczenie parą lub w podwyższonej temperaturze może również zmienić intensywność warunków eksploatacji.

Istotnym czynnikiem jest również stan powierzchni, szczególnie tam, gdzie ważne są czyszczenie i kontrola zanieczyszczeń. Wybrane wykończenie należy oceniać razem z przewidywanym sposobem użytkowania, metodą czyszczenia, możliwością zużycia oraz stanem zamontowanej powierzchni w czasie eksploatacji.

Czynniki doboru i kosztu

FRP powinno być dobierane na poziomie całego systemu, a nie wyłącznie na podstawie rodzaju żywicy. Do ważnych zmiennych należą narażenie chemiczne, geometria produktu, obciążenia mechaniczne, rozstaw podpór, wykończenie powierzchni, elementy mocujące, wymagania dotyczące wykonania, dostęp podczas montażu oraz warunki utrzymania.

Zmienne te mogą również wpływać na całkowity koszt projektu. Niższy koszt materiału nie musi oznaczać niższego kosztu zabudowy, jeżeli projekt wymaga dodatkowego wykonania, specjalnych elementów mocujących, innego układu podpór lub bardziej wymagających warunków montażu. Dlatego porównania kosztów są bardziej przydatne, gdy uwzględniają całe zastosowanie, a nie tylko cenę materiału.

Podsumowanie

FRP można rozważyć w różnych zastosowaniach w zakładach farmaceutycznych, w tym w przypadku pomostów, platform, podpór kablowych oraz innych niemetalowych elementów konstrukcyjnych lub wsporczych. Kluczowe pytania dotyczące doboru nie sprowadzają się do tego, czy FRP jest „odpowiednie” dla zakładów farmaceutycznych, lecz czy wybrany system żywiczny, wykończenie powierzchni, konfiguracja konstrukcyjna i właściwości dotyczące zachowania w warunkach pożaru odpowiadają wymaganiom konkretnej strefy.

Praktyczna specyfikacja powinna zatem rozpocząć się od analizy reżimu czyszczenia, narażenia chemicznego, obciążeń, wymagań dotyczących powierzchni, kryteriów zachowania w warunkach pożaru oraz warunków montażu w danej strefie. Zestawienie tych czynników z dostępną konfiguracją FRP stanowi bardziej wiarygodną podstawę doboru materiału niż ogólne stwierdzenie o przydatności zastosowane do całego zakładu.