1. Tolmuosakeste eemaldamine tolmuvabas puhasruumis
Puhasruumi peamine ülesanne on kontrollida toodete (nt ränilaastude jne) atmosfääri puhtust, temperatuuri ja niiskust, et tooteid saaks toota ja töödelda heas keskkonnas. Me nimetame seda ruumi puhtaks ruumiks. Rahvusvahelise praktika kohaselt määrab puhtuse taseme peamiselt osakeste arv kuupmeetri õhu kohta, mille läbimõõt on suurem kui klassifikatsioonistandard. Teisisõnu, nn tolmuvaba ei ole 100% tolmuvaba, vaid kontrollitud väga väikeses üksuses. Muidugi on selles standardis tolmustandardile vastavad osakesed juba väga väikesed võrreldes tavalise tolmuga, mida me näeme, kuid optiliste struktuuride puhul on isegi väikesel tolmul väga suur negatiivne mõju, seega on tolmuvaba ruum optiliste struktuuride toodete tootmisel vältimatu nõue.
Tolmuosakeste arvu kontrollimine alla 3520/kuupmeetri osakeste suurusega 0,5 mikronit kuupmeetri kohta võimaldab saavutada rahvusvahelise tolmuvaba standardi A-klassi. Kiibitasemel tootmises ja töötlemises kasutataval tolmuvabal standardil on tolmu suhtes kõrgemad nõuded kui A-klassil ning sellist kõrget standardit kasutatakse peamiselt mõnede kõrgema taseme kiipide tootmisel. Tolmuosakeste arvu kontrollitakse rangelt 35 200-ni kuupmeetri kohta, mida puhasruumide tööstuses tuntakse üldiselt B-klassina.
2. Kolm tüüpi puhta ruumi olekuid
Tühi puhasruum: ehitatud ja kasutuselevõetav puhasruum. Sellel on kõik asjakohased teenused ja funktsioonid. Kuid rajatises ei ole operaatorite poolt hallatavaid seadmeid.
Staatiline puhasruum: puhasruum, millel on täielikud funktsioonid, õiged seadistused ja paigaldus ning mida saab kasutada vastavalt seadistustele või mis on kasutusel, kuid kus ei ole operaatoreid.
Dünaamiline puhasruum: tavakasutuses olev puhasruum, kus on kõik teenindusfunktsioonid, seadmed ja personal; vajadusel saab teha tavapärast tööd.
3. Juhtimisüksused
(1). Võib eemaldada õhus hõljuvaid tolmuosakesi.
(2). Võib takistada tolmuosakeste teket.
(3). Temperatuuri ja niiskuse reguleerimine.
(4). Rõhu reguleerimine.
(5). Kahjulike gaaside eemaldamine.
(6). Konstruktsioonide ja sektsioonide õhutihedus.
(7). Staatilise elektri vältimine.
(8). Elektromagnetiliste häirete vältimine.
(9). Ohutustegurite arvessevõtmine.
(10). Energiasäästu kaalumine.
4. Klassifikatsioon
Turbulentsi voolu tüüp
Õhk siseneb puhasruumi kliimaseadme karbist läbi õhukanali ja õhufiltri (HEPA) puhasruumis ning naaseb vaheseinte paneelide või kõrgendatud põrandate kaudu puhasruumi mõlemal küljel. Õhuvool ei liigu lineaarselt, vaid on ebakorrapärase turbulentses või keerises olekus. See tüüp sobib klassi 1000–100 000 puhasruumi.
Definitsioon: Puhas ruum, kus õhuvool liigub ebaühtlase kiirusega ja ei ole paralleelne, millega kaasneb tagasivool või pöörisvool.
Põhimõte: Turbulentsed puhasruumid tuginevad õhuvoolule, mis pidevalt lahjendab siseõhku ja lahjendab järk-järgult saastunud õhku puhtuse saavutamiseks (turbulentsed puhasruumid on üldiselt projekteeritud puhtusastmele üle 1000 kuni 300 000).
Omadused: Turbulentsed puhasruumid vajavad puhtuse ja puhtuse taseme saavutamiseks mitmekordset ventilatsiooni. Ventilatsioonivahetuste arv määrab definitsioonis puhastustaseme (mida rohkem ventilatsioonivahetusi, seda kõrgem on puhtuse tase).
(1) Isepuhastumisaeg: viitab ajale, mil puhasruum hakkab puhasruumi õhku varustama vastavalt projekteeritud ventilatsiooninumbrile ja tolmu kontsentratsioon ruumis saavutab projekteeritud puhtusastme; klass 1000 on eeldatavasti mitte rohkem kui 20 minutit (arvutuseks võib kasutada 15 minutit); klass 10 000 on eeldatavasti mitte rohkem kui 30 minutit (arvutuseks võib kasutada 25 minutit); klass 100 000 on eeldatavasti mitte rohkem kui 40 minutit (arvutuseks võib kasutada 30 minutit).
(2) Ventilatsioonisagedus (projekteeritud vastavalt ülaltoodud isepuhastuva aja nõuetele) klass 1000: 43,5–55,3 korda tunnis (standard: 50 korda tunnis) klass 10 000: 23,8–28,6 korda tunnis (standard: 25 korda tunnis) klass 100 000: 14,4–19,2 korda tunnis (standard: 15 korda tunnis)
Eelised: lihtne konstruktsioon, madalad süsteemi ehituskulud, puhasruumi lihtne laiendada, mõnes eriotstarbelises kohas saab tolmuvaba puhastuspinki kasutada puhasruumi kvaliteedi parandamiseks.
Puudused: turbulentsi tekitatud tolmuosakesed hõljuvad siseruumis ja neid on raske välja juhtida, mis võib kergesti saastata protsessiprodukte. Lisaks, kui süsteem peatatakse ja seejärel aktiveeritakse, võtab vajaliku puhtuse saavutamine sageli kaua aega.
Laminaarne vool
Laminaarse vooluga õhk liigub ühtlase sirgjooneliselt. Õhk siseneb ruumi läbi filtri, millel on 100% katvus, ja suunatakse tagasi läbi kõrgendatud põranda või mõlemal küljel asuvate vaheseinte. See tüüp sobib kasutamiseks puhtas ruumis kõrgemate puhasklassidega, üldiselt klass 1–100. On kahte tüüpi:
(1) Horisontaalne laminaarne vool: horisontaalne õhk puhutakse filtrist välja ühes suunas ja suunatakse tagasivooluõhu süsteemi kaudu vastasseinale. Tolm juhitakse õue õhu suunaga. Üldiselt on reostus allavoolu poolel tõsisem.
Eelised: Lihtne struktuur, võib pärast kasutamist lühikese aja jooksul stabiilseks muutuda.
Puudused: Ehituskulud on kõrgemad kui turbulentne vool ja siseruumi pole kerge laiendada.
(2) Vertikaalne laminaarne vool: Ruumi lagi on täielikult kaetud ULPA-filtritega ja õhk puhutakse ülevalt alla, mis võimaldab saavutada suurema puhtuse. Protsessi käigus või töötajate tekitatud tolmu saab kiiresti õue juhtida, ilma et see mõjutaks teisi tööalasid.
Eelised: Lihtne hallata, stabiilne olek saavutatakse lühikese aja jooksul pärast töö alustamist ning tööolek või operaatorid seda kergesti ei mõjuta.
Puudused: Kõrge ehituskulu, ruumi paindlik kasutamine on keeruline, lae riputusseadmed võtavad palju ruumi ning filtrite parandamine ja vahetamine on tülikas.
Komposiittüüp
Komposiittüüp on turbulentse voolutüübi ja laminaarse voolutüübi kombineerimine või kasutamine koos, mis võib pakkuda kohalikku ülipuhast õhku.
(1) Puhas tunnel: kasutage HEPA- või ULPA-filtreid, et katta 100% protsessipiirkonnast või tööpiirkonnast, et tõsta puhtustase üle klassi 10, mis aitab kokku hoida paigaldus- ja käituskulusid.
See tüüp nõuab operaatori tööala eraldamist tootest ja masina hooldusest, et vältida töö ja kvaliteedi mõjutamist masina hoolduse ajal.
Puhastel tunnelitel on veel kaks eelist: A. Lihtne ja paindlik laiendada; B. Seadmete hooldust saab hooldusalal hõlpsalt teostada.
(2) Puhas toru: ümbritseb ja puhastab automaatset tootmisliini, mille kaudu tootevoog läbib, ning tõstab puhtusastme üle klassi 100. Kuna toode, operaator ja tolmu tekitav keskkond on teineteisest isoleeritud, saab väikese õhukogusega saavutada hea puhtuse, mis säästab energiat ja sobib kõige paremini automatiseeritud tootmisliinidele, mis ei vaja käsitsi tööd. Seda saab rakendada farmaatsia-, toidu- ja pooljuhtide tööstuses.
(3) Puhas koht: Turbulentses puhasruumis tooteprotsessi ala puhtusetase, mille puhtuse tase on 10 000–100 000, tõstetakse tootmise eesmärgil 10–1000-ni või kõrgemale; puhtad töölauad, puhtad kuurid, monteeritavad puhasruumid ja puhtad riidekapid kuuluvad sellesse kategooriasse.
Puhas töölaud: klass 1–100.
Puhaskabiin: väike ruum, mis on ümbritsetud antistaatilise läbipaistva plastkangaga turbulentses puhasruumis, kus kasutatakse sõltumatuid HEPA- või ULPA-filtreid ja kliimaseadmeid, et luua kõrgema taseme puhasruum, mille kõrgus on 10–1000, kõrgus umbes 2,5 meetrit ja katvusala umbes 10 m2 või vähem. Sellel on neli sammast ja liikuvad rattad paindlikuks kasutamiseks.
5. Õhuvool
Õhuvoolu olulisus
Puhasruumi puhtust mõjutab sageli õhuvool. Teisisõnu, inimeste, masinaruumide, hoonekonstruktsioonide jms tekitatud tolmu liikumist ja levikut kontrollib õhuvool.
Puhasruumis kasutatakse õhu filtreerimiseks HEPA ja ULPA filtreid ning tolmu kogumise määr on koguni 99,97–99,99995%, seega võib selle filtri abil filtreeritud õhku pidada väga puhtaks. Lisaks inimestele on puhasruumis aga ka tolmuallikaid, näiteks masinaid. Kui need tekkivad tolmud on levinud, on puhast ruumi enam võimatu hoida, seega tuleb tekkiv tolm kiiresti õue suunata õhuvoolu abil.
Mõjutavad tegurid
Puhasruumi õhuvoolu mõjutavad paljud tegurid, näiteks protsessiseadmed, personal, puhasruumi montaažimaterjalid, valgustusseadmed jne. Samal ajal tuleks arvesse võtta ka õhuvoolu suunamispunkti tootmisseadmete kohal.
Üldise operatsioonilaua või tootmisseadme pinnal asuv õhuvoolu suunamispunkt peaks olema 2/3 kaugusel puhasruumi ja vaheseina vahelisest kaugusest. Nii saab operaatori töötamise ajal õhuvool voolata töötlemisala seestpoolt töötlemisalale ja tolmu ära juhtida; kui suunamispunkt on konfigureeritud töötlemisala ette, muutub see ebaõigeks õhuvoolu suunamiseks. Sel ajal voolab suurem osa õhuvoolust töötlemisala tahapoole ja operaatori töötamise käigus tekkiv tolm kandub seadme tahapoole, töölaud saastub ja saagikus paratamatult väheneb.
Takistused, näiteks puhaste ruumide töölauad, tekitavad ühenduskohas pöörisvoolusid ja nende läheduses on puhtus suhteliselt halb. Töölauale tagasivooluõhu ava puurimine minimeerib pöörisvoolu nähtust; olulised tegurid õhuvoolu pöörisvoolu nähtuseks muutumisel on ka sobiv materjalide valik ja seadmete paigutus.
6. Puhasruumi koostis
Puhasruumi koostis koosneb järgmistest süsteemidest (ükski neist ei ole süsteemi molekulides hädavajalik), vastasel juhul ei ole võimalik moodustada terviklikku ja kvaliteetset puhasruumi:
(1) Laesüsteem: sh laevarras, I- või U-tala, laevõre või laeraam.
(2) Kliimaseade: sealhulgas õhukabiin, filtrisüsteem, tuuleveski jne.
(3) Vahesein: sh aknad ja uksed.
(4) Põrand: sh kõrgendatud põrand või antistaatiline põrand.
(5) Valgustid: LED-puhastuslamp.
Puhasruumi põhistruktuur on üldiselt valmistatud terasvarrastest või luutsemendist, kuid olenemata konstruktsiooni tüübist peab see vastama järgmistele tingimustele:
A. Temperatuurimuutuste ja vibratsiooni tõttu ei teki pragusid;
B. Tolmuosakeste teket ei ole lihtne ja osakestel on raske kinnituda;
C. Madal hügroskoopsus;
D. Puhasruumis niiskustingimuste säilitamiseks peab soojusisolatsioon olema kõrge;
7. Kasutuse järgi klassifitseerimine
Tööstuslik puhasruum
Objektiks on elutute osakeste kontroll. See kontrollib peamiselt õhu tolmuosakeste saastumist töötavale objektile ja hoiab sisemuses üldiselt positiivset rõhku. See sobib täppismasinate tööstusele, elektroonikatööstusele (pooljuhid, integraallülitused jne), lennundusele, kõrge puhtusastmega keemiatööstusele, aatomienergia tööstusele, optiliste ja magnetiliste toodete tööstusele (CD, film, lintide tootmine), LCD (vedelkristallklaas), arvuti kõvaketaste, arvutipeade tootmisele ja teistele tööstusharudele.
Bioloogiline puhas ruum
Kontrollib peamiselt elusate osakeste (bakterite) ja elutute osakeste (tolmu) saastumist tööobjektile. Seda saab jagada järgmiselt:
A. Üldine bioloogiline puhasruum: kontrollib peamiselt mikroobsete (bakteriaalsete) objektide saastumist. Samal ajal peavad selle sisemised materjalid vastu pidama erinevate steriliseerivate ainete erosioonile ja sisemus peab üldiselt tagama positiivse rõhu. Põhimõtteliselt peavad sisemised materjalid vastu pidama mitmesugustele tööstusliku puhasruumi steriliseerimisprotseduuridele. Näited: farmaatsiatööstus, haiglad (operatsioonisaalid, steriilsed palatid), toidu-, kosmeetika- ja joogitootmine, loomalaborid, füüsikaliste ja keemiliste katsete laborid, verejaamad jne.
B. Bioloogilise ohutuse puhasruum: kontrollib peamiselt tööobjekti elusosakeste reostust välismaailmale ja inimestele. Siserõhk tuleb hoida atmosfääriga võrreldes negatiivses rõhkus. Näited: bakterioloogia, bioloogia, puhaslaborid, füüsikaline inseneriteadus (rekombinantsed geenid, vaktsiinide ettevalmistamine).
Postituse aeg: 07.02.2025