Odkrycie czystych pomieszczeń - głównej twierdzy oczyszczania powietrza w przemyśle

We współczesnej produkcji przemysłowej wiele zaawansowanych technologicznie produktów i precyzyjnych procesów produkcyjnych wymaga niezwykle wysokiego poziomu czystości środowiska. Drobne cząsteczki pyłu, mikroorganizmy, a nawet cząsteczki chemiczne mogą prowadzić do wad produktów, pogorszenia wydajności, a nawet zagrożeń dla bezpieczeństwa. Właśnie tutaj wkracza pomieszczenie czyste, stając się kluczowym obiektem zapewniającym jakość produktu i wydajność produkcji.

Co to jest pomieszczenie czyste?

Pomieszczenie czyste, jak sama nazwa wskazuje, to zamknięta przestrzeń, w której stężenie cząstek unoszących się w powietrzu jest ściśle kontrolowane. Wykorzystuje szereg precyzyjnych urządzeń i systemów oczyszczania powietrza, aby ograniczyć pył, mikroorganizmy, zanieczyszczenia chemiczne i inne zanieczyszczenia w powietrzu w pomieszczeniach do określonych standardów. Jego głównym celem jest zapewnienie kontrolowanego, ultra-czystego środowiska do produkcji lub eksperymentów.

Klasy czystości: „Dowód osobisty” pomieszczenia czystego

Poziom czystości pomieszczenia czystego nie jest standardem uniwersalnym; zamiast tego jest podzielony na różne klasy czystości w oparciu o wymagania aplikacji. Najbardziej powszechnym standardem klasyfikacji jest międzynarodowy standard ISO 14644-1, który definiuje czystość na podstawie liczby cząstek o różnych rozmiarach (np. 0,1 mikrometra, 0,5 mikrometra, 5 mikrometrów itp.) na metr sześcienny powietrza. Im mniejsza liczba klasy czystości, tym wyższy poziom czystości i bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące kontroli środowiska.

• ISO Klasa 9: Jest to najniższa klasa czystości, podobna do typowego środowiska wewnętrznego, ale nadal wymaga kontroli przepływu powietrza.

• ISO Klasa 7/8: Powszechnie spotykana w branżach takich jak produkcja żywności i napojów oraz montaż elektroniki ogólnej.

• ISO Klasa 5: Często używana klasa w produkcji półprzewodników, precyzyjnej aparaturze i produkcji urządzeń medycznych. Na tym poziomie nie ma więcej niż 3520 cząstek o wielkości 0,5 mikrometra i większych na metr sześcienny powietrza.

• ISO Klasa 3/4: Zarezerwowana dla najnowocześniejszych dziedzin o bardzo wysokich wymaganiach dotyczących czystości, takich jak produkcja chipów, produkcja biofarmaceutyczna i lotnictwo. Osiągnięcie tych klas implikuje ścisłe ograniczenia nawet dla cząstek o rozmiarach nanometrów.

Wybór odpowiedniej klasy czystości jest pierwszym krokiem w projektowaniu i budowie pomieszczenia czystego, ponieważ bezpośrednio determinuje późniejszy dobór sprzętu i koszty eksploatacji.

Jednostki filtracyjne FFU: Dostawcy czystego powietrza

W systemie pomieszczenia czystego FFU (Fan Filter Unit) odgrywa zasadniczą rolę. Jest to samodzielna, modułowa jednostka zasilania powietrzem końcowym ze zintegrowanym wentylatorem i filtrem, zwykle instalowana w siatce sufitowej pomieszczenia czystego.

• Niezależność: Każda jednostka FFU jest zasilana samodzielnie i może działać niezależnie, bez polegania na centralnym systemie klimatyzacji w celu dostarczania powietrza. Pozwala to na większą elastyczność w układzie pomieszczenia czystego.

• Wysokowydajna filtracja: FFU zawierają wbudowane filtry wysokiej wydajności (HEPA/ULPA), które mogą skutecznie wychwytywać ponad 99,95% (lub nawet więcej) drobnych cząstek unoszących się w powietrzu.

• Przepływ laminarny: FFU zwykle wykorzystują laminarny przepływ powietrza w dół, dostarczając czyste powietrze równomiernie do obszaru roboczego, jednocześnie wypychając zanieczyszczenia generowane podczas produkcji w dół w kierunku otworów wentylacyjnych powietrza powrotnego. Skutecznie zapobiega to zwarciom powietrza i zanieczyszczeniom krzyżowym.

• Efektywność energetyczna: Nowoczesne FFU w większości wykorzystują silniki bezszczotkowe DC (prądu stałego). W porównaniu do tradycyjnych silników AC (prądu przemiennego), oferują one wyższą efektywność energetyczną i niższy hałas podczas pracy, znacznie redukując koszty eksploatacji.

Filtry powietrza: „Płuca” pomieszczenia czystego

Filtry powietrza są podstawowymi elementami oczyszczania powietrza w pomieszczeniach czystych; działają jak „płuca” pomieszczenia czystego, odpowiedzialne za wychwytywanie różnych zanieczyszczeń unoszących się w powietrzu. W oparciu o ich precyzję filtracji, filtry powietrza są zwykle podzielone na:

• Filtry wstępne: Używane głównie do filtrowania dużych cząstek pyłu, włosów itp., chroniąc filtry średniej i wysokiej wydajności i przedłużając ich żywotność.

• Filtry średniej wydajności: Oferują wyższą wydajność filtracji niż filtry wstępne i służą do usuwania mniejszych cząstek, często służąc jako filtry wstępne dla filtrów wysokiej wydajności.

• Filtry powietrza o wysokiej wydajności (HEPA): To serce pomieszczenia czystego, zdolne do wychwytywania ponad 99,95% cząstek o wielkości 0,3 mikrometra i większych.

• Filtry powietrza o bardzo niskiej penetracji (ULPA): Używane w aplikacjach wymagających bardzo wysokiej czystości, z wydajnością filtracji dla cząstek o wielkości 0,12 mikrometra przekraczającą 99,999%.

• Filtry chemiczne (filtry molekularne): Używane do usuwania szkodliwych gazów i zanieczyszczeń molekularnych z powietrza, takich jak gazy kwaśne, gazy alkaliczne i LZO, szczególnie istotne w przemyśle półprzewodników i biofarmaceutycznym.

Inne kluczowe urządzenia do oczyszczania powietrza

Oprócz FFU i różnych filtrów, pomieszczenia czyste opierają się również na kilku innych urządzeniach do oczyszczania powietrza działających w synergii:

• Centralne klimatyzatory pomieszczeń czystych (AHU): Odpowiedzialne za wstępne uzdatnianie świeżego powietrza wchodzącego do pomieszczenia czystego, w tym kontrolę temperatury, wilgotności i różnicy ciśnień, a także wstępną filtrację.

• Śluzy powietrzne: Znajdują się w punktach wejścia/wyjścia personelu do pomieszczenia czystego, wykorzystują czysty przepływ powietrza o dużej prędkości do usuwania pyłu z powierzchni personelu lub materiałów, zapobiegając przedostawaniu się zanieczyszczeń zewnętrznych do pomieszczenia czystego.

• Przekazy: Używane do przenoszenia materiałów do i z pomieszczenia czystego, minimalizując częste przemieszczanie się personelu i redukując zanieczyszczenia krzyżowe.

• Skrzynki filtrów HEPA (wyloty powietrza o wysokiej wydajności): Niektóre pomieszczenia czyste mogą używać wylotów powietrza z zintegrowanymi filtrami HEPA zamiast FFU, aby uzyskać filtrację końcową.

• Systemy powietrza powrotnego: Odpowiedzialne za zasysanie powietrza z pomieszczenia czystego, które następnie jest ponownie filtrowane i kondycjonowane przed ponownym dostarczeniem, tworząc obiegową pętlę oczyszczania.

Podsumowanie

Pomieszczenie czyste to wysoce zintegrowane i precyzyjne przedsięwzięcie inżynierii systemowej. Jego klasa czystości, FFU, filtry powietrza i inne pomocnicze urządzenia oczyszczające wspólnie tworzą kompletny łańcuch, który zapewnia czyste środowisko. W przypadku produkcji przemysłowej inwestycja w pomieszczenie czyste to nie tylko spełnianie standardów; chodzi o poprawę jakości produktu, zmniejszenie wskaźnika wad, zapewnienie stabilnej produkcji i ostatecznie osiągnięcie zrównoważonego rozwoju i podstawowej konkurencyjności dla przedsiębiorstwa.