Открытие чистой комнаты: основная крепость промышленной очистки воздуха

В современном промышленном производстве многие высокотехнологичные продукты и процессы прецизионного производства требуют чрезвычайно высокого уровня экологической чистоты. Крошечные частицы пыли, микроорганизмы или даже химические молекулы могут привести к дефектам продукции, ухудшению характеристик или даже угрозам безопасности. Именно здесь на помощь приходит чистая комната, становясь критически важным объектом для обеспечения качества продукции и эффективности производства.

Что такое чистая комната?

Чистая комната, как следует из названия, представляет собой замкнутое пространство, в котором строго контролируется концентрация взвешенных в воздухе частиц. В ней используется ряд точного воздухоочистительного оборудования и систем для ограничения пыли, микроорганизмов, химических загрязнителей и других загрязнений в воздухе помещений в соответствии со специфическими стандартами. Ее основная цель - обеспечить контролируемую, ультрачистую среду для производства или экспериментов.

Классы чистоты: «Удостоверение личности» чистой комнаты

Уровень чистоты чистой комнаты не является единым стандартом; вместо этого он делится на разные классы чистоты в зависимости от требований применения. Наиболее распространенным стандартом классификации является международный стандарт ISO 14644-1, который определяет чистоту на основе количества частиц разных размеров (например, 0,1 микрометра, 0,5 микрометра, 5 микрометров и т. д.) на кубический метр воздуха. Чем меньше номер класса чистоты, тем выше уровень чистоты и строже требования к контролю окружающей среды.

• ISO класс 9: Это самый низкий класс чистоты, аналогичный типичной внутренней среде, но все же требует контроля воздушного потока.

• ISO класс 7/8: Обычно встречается в таких отраслях, как производство продуктов питания и напитков, а также общая сборка электроники.

• ISO класс 5: Часто используемый класс в производстве полупроводников, прецизионных приборов и производстве медицинских устройств. На этом уровне не более 3520 частиц размером 0,5 микрометра и более на кубический метр воздуха.

• ISO класс 3/4: Зарезервирован для передовых областей с чрезвычайно высокими требованиями к чистоте, таких как производство микросхем, биофармацевтическое производство и аэрокосмическая промышленность. Достижение этих классов подразумевает строгие ограничения даже для частиц нанометрового размера.

Выбор соответствующего класса чистоты является первым шагом при проектировании и строительстве чистой комнаты, поскольку он напрямую определяет последующий выбор оборудования и эксплуатационные расходы.

FFU Fan Filter Units: Поставщики чистого воздуха

В системе чистой комнаты FFU (Fan Filter Unit) играет жизненно важную роль. Это автономный, модульный терминальный блок подачи воздуха со встроенным вентилятором и фильтром, обычно устанавливаемый в потолочной решетке чистой комнаты.

• Независимость: Каждый блок FFU имеет собственное питание и может работать независимо, не полагаясь на центральную систему кондиционирования воздуха для подачи воздуха. Это обеспечивает большую гибкость в планировке чистой комнаты.

• Высокоэффективная фильтрация: FFU содержат встроенные высокоэффективные фильтры (HEPA/ULPA), которые могут эффективно улавливать более 99,95% (или даже больше) крошечных частиц, переносимых по воздуху.

• Ламинарный воздушный поток: FFU обычно используют нисходящий ламинарный воздушный поток, равномерно подавая чистый воздух в рабочую зону и одновременно выталкивая загрязнения, образующиеся во время производства, вниз к вентиляционным отверстиям для возврата воздуха. Это эффективно предотвращает короткое замыкание воздуха и перекрестное загрязнение.

• Энергоэффективность: Современные FFU в основном используют бесщеточные двигатели постоянного тока (DC). По сравнению с традиционными двигателями переменного тока (AC), они обеспечивают более высокую энергоэффективность и более низкий рабочий шум, значительно снижая эксплуатационные расходы.

Воздушные фильтры: «Легкие» чистой комнаты

Воздушные фильтры являются основными компонентами очистки воздуха в чистой комнате; они действуют как «легкие» чистой комнаты, отвечая за улавливание различных переносимых по воздуху загрязнений. В зависимости от точности фильтрации воздушные фильтры обычно делятся на:

• Предварительные фильтры: В основном используются для фильтрации крупных частиц пыли, волос и т. д., защищая фильтры средней и высокой эффективности и продлевая срок их службы.

• Фильтры средней эффективности: Обеспечивают более высокую эффективность фильтрации, чем предварительные фильтры, и используются для удаления более мелких частиц, часто служа в качестве предварительных фильтров для высокоэффективных фильтров.

• Фильтры высокоэффективной очистки воздуха (HEPA): Это сердце чистой комнаты, способное улавливать более 99,95% частиц размером 0,3 микрометра и более.

• Фильтры с ультранизким проникновением воздуха (ULPA): Используются в приложениях, требующих чрезвычайно высокой чистоты, с эффективностью фильтрации для частиц размером 0,12 микрометра, превышающей 99,999%.

• Химические фильтры (молекулярные фильтры): Используются для удаления вредных газов и молекулярных загрязнений из воздуха, таких как кислые газы, щелочные газы и ЛОС, что особенно важно в полупроводниковой и биофармацевтической промышленности.

Другое ключевое воздухоочистительное оборудование

Помимо FFU и различных фильтров, чистые комнаты также полагаются на несколько других воздухоочистительных устройств, работающих в синергии:

• Блоки обработки воздуха (AHU) для чистых помещений: Отвечают за предварительную обработку свежего воздуха, поступающего в чистую комнату, включая контроль температуры, влажности и перепада давления, а также первоначальную фильтрацию.

• Воздушные души: Расположены в точках входа/выхода персонала в чистую комнату, они используют высокоскоростной чистый воздушный поток для удаления пыли с поверхностей персонала или материалов, предотвращая попадание внешних загрязнений в чистую комнату.

• Передаточные камеры: Используются для передачи материалов в чистую комнату и из нее, сводя к минимуму частое перемещение персонала и уменьшая перекрестное загрязнение.

• Коробки фильтров HEPA (высокоэффективные воздушные выходы): В некоторых чистых комнатах могут использоваться выпускные отверстия для подачи воздуха со встроенными фильтрами HEPA вместо FFU для достижения конечной фильтрации.

• Системы возврата воздуха: Отвечают за отвод воздуха из чистой комнаты, который затем повторно фильтруется и кондиционируется перед повторной подачей, образуя циркуляционный контур очистки.

Заключение

Чистая комната - это высокоинтегрированное и точное инженерное предприятие. Ее класс чистоты, FFU, воздушные фильтры и другое вспомогательное очистительное оборудование в совокупности образуют полную цепочку, обеспечивающую чистую среду. Для промышленного производства инвестиции в чистую комнату - это не просто соответствие стандартам; это улучшение качества продукции, снижение процента брака, обеспечение стабильного производства и, в конечном итоге, достижение устойчивого развития и основной конкурентоспособности предприятия.