1. Αφαίρεση σωματιδίων σκόνης σε καθαρό δωμάτιο χωρίς σκόνη
Η κύρια λειτουργία του καθαρού δωματίου είναι ο έλεγχος της καθαριότητας, της θερμοκρασίας και της υγρασίας της ατμόσφαιρας στην οποία εκτίθενται προϊόντα (όπως τσιπ πυριτίου κ.λπ.), έτσι ώστε τα προϊόντα να μπορούν να παράγονται και να κατασκευάζονται σε έναν χώρο με καλό περιβάλλον. Ονομάζουμε αυτόν τον χώρο καθαρό δωμάτιο. Σύμφωνα με τη διεθνή πρακτική, το επίπεδο καθαριότητας καθορίζεται κυρίως από τον αριθμό των σωματιδίων ανά κυβικό μέτρο αέρα με διάμετρο μεγαλύτερη από το πρότυπο ταξινόμησης. Με άλλα λόγια, το λεγόμενο «χωρίς σκόνη» δεν είναι 100% χωρίς σκόνη, αλλά ελέγχεται σε μια πολύ μικρή μονάδα. Φυσικά, τα σωματίδια που πληρούν το πρότυπο σκόνης σε αυτό το πρότυπο είναι ήδη πολύ μικρά σε σύγκριση με την κοινή σκόνη που βλέπουμε, αλλά για τις οπτικές δομές, ακόμη και λίγη σκόνη θα έχει πολύ μεγάλο αρνητικό αντίκτυπο, επομένως η «χωρίς σκόνη» είναι αναπόφευκτη απαίτηση στην παραγωγή προϊόντων οπτικής δομής.
Ο έλεγχος του αριθμού των σωματιδίων σκόνης με μέγεθος σωματιδίων μεγαλύτερο ή ίσο με 0,5 μικρά ανά κυβικό μέτρο σε λιγότερο από 3520/κυβικό μέτρο θα φθάσει στην κατηγορία Α του διεθνούς προτύπου χωρίς σκόνη. Το πρότυπο χωρίς σκόνη που χρησιμοποιείται στην παραγωγή και επεξεργασία σε επίπεδο τσιπ έχει υψηλότερες απαιτήσεις για σκόνη από την κατηγορία Α και ένα τόσο υψηλό πρότυπο χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή ορισμένων τσιπ υψηλότερου επιπέδου. Ο αριθμός των σωματιδίων σκόνης ελέγχεται αυστηρά στα 35.200 ανά κυβικό μέτρο, η οποία είναι κοινώς γνωστή ως κατηγορία Β στη βιομηχανία καθαρών δωματίων.
2. Τρία είδη καταστάσεων καθαρού δωματίου
Κενός καθαρός χώρος: μια εγκατάσταση καθαρού χώρου που έχει κατασκευαστεί και μπορεί να τεθεί σε χρήση. Διαθέτει όλες τις σχετικές υπηρεσίες και λειτουργίες. Ωστόσο, δεν υπάρχει εξοπλισμός που να λειτουργεί από χειριστές στην εγκατάσταση.
Στατικός καθαρός χώρος: εγκατάσταση καθαρού χώρου με πλήρεις λειτουργίες, κατάλληλες ρυθμίσεις και εγκατάσταση, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σύμφωνα με τις ρυθμίσεις ή είναι σε χρήση, αλλά δεν υπάρχουν χειριστές στην εγκατάσταση.
Δυναμικός καθαρός χώρος: ένας καθαρός χώρος σε κανονική χρήση, με πλήρεις λειτουργίες σέρβις, εξοπλισμό και προσωπικό· εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να εκτελεστεί κανονική εργασία.
3. Στοιχεία ελέγχου
(1). Μπορεί να αφαιρέσει σωματίδια σκόνης που αιωρούνται στον αέρα.
(2). Μπορεί να αποτρέψει την παραγωγή σωματιδίων σκόνης.
(3). Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας.
(4). Ρύθμιση πίεσης.
(5). Αποβολή επιβλαβών αερίων.
(6). Αεροστεγανότητα κατασκευών και διαμερισμάτων.
(7). Πρόληψη στατικού ηλεκτρισμού.
(8). Πρόληψη ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών.
(9). Λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες ασφαλείας.
(10). Λαμβάνοντας υπόψη την εξοικονόμηση ενέργειας.
4. Ταξινόμηση
Τύπος τυρβώδους ροής
Ο αέρας εισέρχεται στο καθαρό δωμάτιο από το κουτί κλιματισμού μέσω του αγωγού αέρα και του φίλτρου αέρα (HEPA) στο καθαρό δωμάτιο και επιστρέφει από τα πάνελ των χωρισμάτων ή τα υπερυψωμένα δάπεδα και στις δύο πλευρές του καθαρού δωματίου. Η ροή αέρα δεν κινείται γραμμικά, αλλά παρουσιάζει μια ακανόνιστη τυρβώδη ή στροβιλώδη κατάσταση. Αυτός ο τύπος είναι κατάλληλος για καθαρό δωμάτιο κατηγορίας 1.000-100.000.
Ορισμός: Ένα καθαρό δωμάτιο όπου η ροή αέρα ρέει με ανομοιόμορφη ταχύτητα και δεν είναι παράλληλη, συνοδευόμενη από αντίστροφη ροή ή δινορεύματα.
Αρχή: Τα καθαρά δωμάτια με στροβιλισμό βασίζονται στη ροή αέρα της παροχής για τη συνεχή αραίωση του εσωτερικού αέρα και τη σταδιακή αραίωση του μολυσμένου αέρα, ώστε να επιτευχθεί καθαριότητα (τα καθαρά δωμάτια με στροβιλισμό σχεδιάζονται γενικά σε επίπεδα καθαριότητας άνω των 1.000 έως 300.000).
Χαρακτηριστικά: Τα καθαρά δωμάτια με αναταραχή βασίζονται σε πολλαπλό αερισμό για την επίτευξη καθαριότητας και επιπέδων καθαριότητας. Ο αριθμός των αλλαγών αερισμού καθορίζει το επίπεδο καθαρισμού στον ορισμό (όσο περισσότερες αλλαγές αερισμού, τόσο υψηλότερο είναι το επίπεδο καθαριότητας)
(1) Χρόνος αυτοκαθαρισμού: αναφέρεται στον χρόνο κατά τον οποίο το καθαρό δωμάτιο αρχίζει να παρέχει αέρα στο καθαρό δωμάτιο σύμφωνα με τον σχεδιασμένο αριθμό εξαερισμού και η συγκέντρωση σκόνης στο δωμάτιο φτάνει το σχεδιασμένο επίπεδο καθαριότητας. Η κατηγορία 1.000 αναμένεται να μην υπερβαίνει τα 20 λεπτά (μπορούν να χρησιμοποιηθούν 15 λεπτά για τον υπολογισμό), η κατηγορία 10.000 αναμένεται να μην υπερβαίνει τα 30 λεπτά (μπορούν να χρησιμοποιηθούν 25 λεπτά για τον υπολογισμό) και η κατηγορία 100.000 αναμένεται να μην υπερβαίνει τα 40 λεπτά (μπορούν να χρησιμοποιηθούν 30 λεπτά για τον υπολογισμό).
(2) Συχνότητα εξαερισμού (σχεδιασμένη σύμφωνα με τις παραπάνω απαιτήσεις χρόνου αυτοκαθαρισμού) κλάση 1.000: 43,5-55,3 φορές/ώρα (τυπική: 50 φορές/ώρα) κλάση 10.000: 23,8-28,6 φορές/ώρα (τυπική: 25 φορές/ώρα) κλάση 100.000: 14,4-19,2 φορές/ώρα (τυπική: 15 φορές/ώρα)
Πλεονεκτήματα: απλή δομή, χαμηλό κόστος κατασκευής συστήματος, εύκολη επέκταση καθαρού δωματίου, σε ορισμένα ειδικά σχεδιασμένα σημεία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πάγκος καθαρισμού χωρίς σκόνη για τη βελτίωση της ποιότητας του καθαρού δωματίου.
Μειονεκτήματα: τα σωματίδια σκόνης που προκαλούνται από τις αναταράξεις επιπλέουν σε εσωτερικούς χώρους και είναι δύσκολο να αποβληθούν, γεγονός που μπορεί εύκολα να μολύνει τα προϊόντα διεργασίας. Επιπλέον, εάν το σύστημα σταματήσει και στη συνέχεια ενεργοποιηθεί, συχνά χρειάζεται πολύς χρόνος για να επιτευχθεί η απαιτούμενη καθαριότητα.
Στρωτή ροή
Ο αέρας με στρωτή ροή κινείται σε ομοιόμορφη ευθεία γραμμή. Ο αέρας εισέρχεται στο δωμάτιο μέσω ενός φίλτρου με ποσοστό κάλυψης 100% και επιστρέφει μέσω του υπερυψωμένου δαπέδου ή των διαχωριστικών πλακών και στις δύο πλευρές. Αυτός ο τύπος είναι κατάλληλος για χρήση σε περιβάλλοντα καθαρού δωματίου με υψηλότερες βαθμίδες καθαρού δωματίου, γενικά κλάσης 1~100. Υπάρχουν δύο τύποι:
(1) Οριζόντια στρωτή ροή: Ο οριζόντιος αέρας εξέρχεται από το φίλτρο προς μία μόνο κατεύθυνση και επιστρέφει μέσω του συστήματος επιστροφής αέρα στον απέναντι τοίχο. Η σκόνη αποβάλλεται σε εξωτερικούς χώρους με κατεύθυνση αέρα. Γενικά, η ρύπανση είναι πιο σοβαρή στην κατάντη πλευρά.
Πλεονεκτήματα: Απλή δομή, μπορεί να σταθεροποιηθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά τη λειτουργία.
Μειονεκτήματα: Το κόστος κατασκευής είναι υψηλότερο από την τυρβώδη ροή και ο εσωτερικός χώρος δεν είναι εύκολο να επεκταθεί.
(2) Κάθετη στρωτή ροή: Η οροφή του δωματίου καλύπτεται πλήρως με φίλτρα ULPA και ο αέρας διοχετεύεται από πάνω προς τα κάτω, γεγονός που μπορεί να επιτύχει υψηλότερη καθαριότητα. Η σκόνη που παράγεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ή από το προσωπικό μπορεί να αποβληθεί γρήγορα σε εξωτερικούς χώρους χωρίς να επηρεαστούν άλλοι χώροι εργασίας.
Πλεονεκτήματα: Εύκολη διαχείριση, η σταθερή κατάσταση μπορεί να επιτευχθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά την έναρξη της λειτουργίας και δεν επηρεάζεται εύκολα από την κατάσταση λειτουργίας ή τους χειριστές.
Μειονεκτήματα: Υψηλό κόστος κατασκευής, δύσκολη ευέλικτη χρήση του χώρου, οι κρεμάστρες οροφής καταλαμβάνουν πολύ χώρο και είναι δύσκολο να επισκευαστούν και να αντικατασταθούν τα φίλτρα.
Σύνθετος τύπος
Ο σύνθετος τύπος είναι να συνδυάζει ή να χρησιμοποιεί τον τύπο τυρβώδους ροής και τον τύπο στρωτής ροής μαζί, ο οποίος μπορεί να παρέχει τοπικό εξαιρετικά καθαρό αέρα.
(1) Καθαρισμός σήραγγας: Χρησιμοποιήστε φίλτρα HEPA ή ULPA για να καλύψετε το 100% της περιοχής διεργασίας ή της περιοχής εργασίας, ώστε να αυξήσετε το επίπεδο καθαριότητας πάνω από την Κλάση 10, γεγονός που μπορεί να εξοικονομήσει κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας.
Αυτός ο τύπος απαιτεί την απομόνωση του χώρου εργασίας του χειριστή από το προϊόν και τη συντήρηση του μηχανήματος, ώστε να μην επηρεάζεται η εργασία και η ποιότητα κατά τη συντήρηση του μηχανήματος.
Οι καθαρές σήραγγες έχουν δύο άλλα πλεονεκτήματα: Α. Εύκολη και ευέλικτη επέκταση· Β. Η συντήρηση του εξοπλισμού μπορεί εύκολα να πραγματοποιηθεί στον χώρο συντήρησης.
(2) Καθαρισμός σωλήνα: Περιβάλλετε και καθαρίστε την αυτόματη γραμμή παραγωγής μέσω της οποίας διέρχεται η ροή του προϊόντος και αυξήστε το επίπεδο καθαριότητας σε πάνω από την κατηγορία 100. Επειδή το προϊόν, ο χειριστής και το περιβάλλον που παράγει σκόνη είναι απομονωμένα μεταξύ τους, μια μικρή ποσότητα παροχής αέρα μπορεί να επιτύχει καλή καθαριότητα, η οποία μπορεί να εξοικονομήσει ενέργεια και είναι η πιο κατάλληλη για αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής που δεν απαιτούν χειρωνακτική εργασία. Ισχύει για τις βιομηχανίες φαρμάκων, τροφίμων και ημιαγωγών.
(3) Καθαρό Σημείο: Το επίπεδο καθαριότητας της περιοχής επεξεργασίας προϊόντος στο καθαρό δωμάτιο με στροβιλώδη καθαριότητα με επίπεδο καθαρού δωματίου 10.000~100.000 αυξάνεται σε 10~1000 ή υψηλότερο για σκοπούς παραγωγής. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν καθαροί πάγκοι εργασίας, καθαρά υπόστεγα, προκατασκευασμένα καθαρά δωμάτια και καθαρές ντουλάπες.
Καθαρός πάγκος: κλάση 1~100.
Καθαρός θάλαμος: Ένας μικρός χώρος που περιβάλλεται από αντιστατικό διαφανές πλαστικό ύφασμα σε χώρο καθαρού δωματίου με τυρβώδη ατμόσφαιρα, χρησιμοποιώντας ανεξάρτητες μονάδες HEPA ή ULPA και κλιματισμού για να γίνει ένας καθαρός χώρος υψηλότερου επιπέδου, με επίπεδο 10~1000, ύψος περίπου 2,5 μέτρα και περιοχή κάλυψης περίπου 10m2 ή λιγότερο. Έχει τέσσερις πυλώνες και είναι εξοπλισμένος με κινητούς τροχούς για ευέλικτη χρήση.
5. Ροή αέρα
Σημασία της ροής του αέρα
Η καθαριότητα ενός καθαρού δωματίου επηρεάζεται συχνά από τη ροή του αέρα. Με άλλα λόγια, η κίνηση και η διάχυση της σκόνης που παράγεται από ανθρώπους, μηχανήματα, κτιριακές κατασκευές κ.λπ. ελέγχονται από τη ροή του αέρα.
Το καθαρό δωμάτιο χρησιμοποιεί HEPA και ULPA για το φιλτράρισμα του αέρα, και το ποσοστό συλλογής σκόνης φτάνει το 99,97~99,99995%, επομένως ο αέρας που φιλτράρεται από αυτό το φίλτρο μπορεί να θεωρηθεί πολύ καθαρός. Ωστόσο, εκτός από τους ανθρώπους, υπάρχουν και πηγές σκόνης, όπως μηχανήματα, στο καθαρό δωμάτιο. Μόλις εξαπλωθούν αυτές οι παραγόμενες σκόνες, είναι αδύνατο να διατηρηθεί ένας καθαρός χώρος, επομένως πρέπει να χρησιμοποιείται ροή αέρα για την ταχεία απομάκρυνση της παραγόμενης σκόνης σε εξωτερικούς χώρους.
Παράγοντες που επηρεάζουν
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή του αέρα ενός καθαρού δωματίου, όπως ο εξοπλισμός διεργασίας, το προσωπικό, τα υλικά συναρμολόγησης του καθαρού δωματίου, τα φωτιστικά κ.λπ. Ταυτόχρονα, θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη το σημείο εκτροπής της ροής του αέρα πάνω από τον εξοπλισμό παραγωγής.
Το σημείο εκτροπής ροής αέρα στην επιφάνεια ενός γενικού χειρουργικού τραπεζιού ή εξοπλισμού παραγωγής πρέπει να ρυθμιστεί στα 2/3 της απόστασης μεταξύ του χώρου καθαρού δωματίου και της πλακέτας διαχωρισμού. Με αυτόν τον τρόπο, όταν ο χειριστής εργάζεται, η ροή αέρα μπορεί να ρέει από το εσωτερικό της περιοχής διεργασίας προς την περιοχή λειτουργίας και να απομακρύνει τη σκόνη. Εάν το σημείο εκτροπής διαμορφωθεί μπροστά από την περιοχή διεργασίας, θα γίνει ακατάλληλη εκτροπή ροής αέρα. Αυτή τη στιγμή, το μεγαλύτερο μέρος της ροής αέρα θα ρέει στο πίσω μέρος της περιοχής διεργασίας και η σκόνη που προκαλείται από τη λειτουργία του χειριστή θα μεταφερθεί στο πίσω μέρος του εξοπλισμού και ο πάγκος εργασίας θα μολυνθεί και η απόδοση αναπόφευκτα θα μειωθεί.
Εμπόδια όπως τα τραπέζια εργασίας σε καθαρά δωμάτια θα έχουν δινορρεύματα στις διασταυρώσεις και η καθαριότητα κοντά σε αυτά θα είναι σχετικά κακή. Η διάνοιξη μιας οπής επιστροφής αέρα στο τραπέζι εργασίας θα ελαχιστοποιήσει το φαινόμενο των δινορρευμάτων. Η κατάλληλη επιλογή των υλικών συναρμολόγησης και η άψογη διάταξη του εξοπλισμού είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες για το εάν η ροή αέρα θα μετατραπεί σε φαινόμενο δινορρευμάτων.
6. Σύνθεση καθαρού δωματίου
Η σύνθεση ενός καθαρού δωματίου αποτελείται από τα ακόλουθα συστήματα (κανένα από τα οποία δεν είναι απαραίτητο στα μόρια του συστήματος), διαφορετικά δεν θα είναι δυνατό να διαμορφωθεί ένα πλήρες και υψηλής ποιότητας καθαρό δωμάτιο:
(1) Σύστημα οροφής: συμπεριλαμβανομένης της ράβδου οροφής, της δοκού I ή της δοκού U, του πλέγματος οροφής ή του πλαισίου οροφής.
(2) Σύστημα κλιματισμού: συμπεριλαμβανομένης της καμπίνας αέρα, του συστήματος φίλτρων, του ανεμόμυλου κ.λπ.
(3) Διαχωριστικό τοίχωμα: συμπεριλαμβανομένων παραθύρων και θυρών.
(4) Δάπεδο: συμπεριλαμβανομένου υπερυψωμένου δαπέδου ή αντιστατικού δαπέδου.
(5) Φωτιστικά: Επίπεδη λάμπα καθαρισμού LED.
Η κύρια δομή του καθαρού δωματίου είναι γενικά κατασκευασμένη από χαλύβδινες ράβδους ή οστικό τσιμέντο, αλλά ανεξάρτητα από το είδος της δομής της, πρέπει να πληροί τις ακόλουθες προϋποθέσεις:
Α. Δεν θα προκύψουν ρωγμές λόγω μεταβολών της θερμοκρασίας και κραδασμών.
Β. Δεν είναι εύκολο να παραχθούν σωματίδια σκόνης και είναι δύσκολο να προσκολληθούν τα σωματίδια.
Γ. Χαμηλή υγροσκοπικότητα.
Δ. Για να διατηρηθούν οι συνθήκες υγρασίας σε καθαρό δωμάτιο, η θερμομόνωση πρέπει να είναι υψηλή.
7. Ταξινόμηση κατά χρήση
Βιομηχανικό καθαρό δωμάτιο
Ο έλεγχος των άψυχων σωματιδίων είναι το αντικείμενο. Ελέγχει κυρίως τη ρύπανση του αέρα από σωματίδια σκόνης στο αντικείμενο εργασίας και το εσωτερικό διατηρεί γενικά μια κατάσταση θετικής πίεσης. Είναι κατάλληλο για τη βιομηχανία μηχανημάτων ακριβείας, τη βιομηχανία ηλεκτρονικών (ημιαγωγοί, ολοκληρωμένα κυκλώματα κ.λπ.), την αεροδιαστημική βιομηχανία, τη χημική βιομηχανία υψηλής καθαρότητας, τη βιομηχανία ατομικής ενέργειας, τη βιομηχανία οπτικών και μαγνητικών προϊόντων (παραγωγή CD, φιλμ, ταινιών), LCD (υγρών κρυστάλλων), σκληρούς δίσκους υπολογιστών, παραγωγή κεφαλών υπολογιστών και άλλες βιομηχανίες.
Βιολογικός καθαρός χώρος
Ελέγχει κυρίως τη ρύπανση από ζωντανά σωματίδια (βακτήρια) και άψυχα σωματίδια (σκόνη) στο αντικείμενο εργασίας. Μπορεί να χωριστεί σε:
Α. Γενικός βιολογικός καθαρός χώρος: ελέγχει κυρίως τη ρύπανση από μικροβιακά (βακτηριακά) αντικείμενα. Ταυτόχρονα, τα εσωτερικά υλικά του πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν στη διάβρωση διαφόρων αποστειρωτικών παραγόντων και το εσωτερικό γενικά εγγυάται θετική πίεση. Ουσιαστικά, τα εσωτερικά υλικά πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν σε διάφορες επεξεργασίες αποστείρωσης βιομηχανικού καθαρού χώρου. Παραδείγματα: φαρμακευτική βιομηχανία, νοσοκομεία (χειρουργεία, αποστειρωμένοι θάλαμοι), τρόφιμα, καλλυντικά, παραγωγή ποτών, εργαστήρια ζώων, εργαστήρια φυσικών και χημικών δοκιμών, σταθμοί αίματος κ.λπ.
Β. Βιολογική ασφάλεια καθαρού χώρου: ελέγχει κυρίως τη ρύπανση από ζωντανά σωματίδια του αντικειμένου εργασίας προς τον έξω κόσμο και τους ανθρώπους. Η εσωτερική πίεση πρέπει να διατηρείται αρνητική σε σχέση με την ατμόσφαιρα. Παραδείγματα: βακτηριολογία, βιολογία, καθαρά εργαστήρια, φυσική μηχανική (ανασυνδυασμένα γονίδια, παρασκευή εμβολίων)
Ώρα δημοσίευσης: 07 Φεβρουαρίου 2025