Чистая комната, обычно используемая на производстве или в научных исследованиях, представляет собой контролируемую среду с низким уровнем загрязняющих веществ, таких как пыль, переносимые по воздуху микробы, аэрозольные частицы и пары химических веществ. Точнее, в чистом помещении существует контролируемый уровень загрязнения, который определяется количеством частиц на кубический метр при определенном размере частиц. Окружающий воздух снаружи в типичной городской среде содержит 35 000 000 частиц на кубический метр диаметром 0,5 микрона и более, что соответствует чистому помещению ISO 9, которое соответствует самому низкому уровню стандартов чистых помещений.
Обзор чистых помещений
Чистые помещения используются практически во всех отраслях, где мелкие частицы могут отрицательно повлиять на производственный процесс. Они различаются по размеру и сложности и широко используются в таких отраслях, как производство полупроводников, фармацевтика, биотехнологии, медицинское оборудование и медико-биологические науки, а также в критических процессах производства, характерных для аэрокосмической, оптической, военной и энергетической отраслей.
Чистое помещение — это любое замкнутое пространство, в котором предусмотрены меры для уменьшения загрязнения твердыми частицами и контроля других параметров окружающей среды, таких как температура, влажность и давление. Ключевым компонентом является высокоэффективный фильтр твердых частиц (HEPA), который используется для улавливания частиц размером 0,3 микрона и более. Весь воздух, подаваемый в чистое помещение, проходит через фильтры HEPA, а в некоторых случаях, когда необходимы строгие требования к чистоте, используются фильтры со сверхнизким содержанием частиц (ULPA).
Персонал, отобранный для работы в чистых помещениях, проходит обширную подготовку по теории контроля загрязнения. Они входят в чистое помещение и выходят из него через шлюзы, душевые и/или раздевалки и должны носить специальную одежду, предназначенную для улавливания загрязнений, которые естественным образом образуются через кожу и тело.
В зависимости от классификации или функции помещения, одежда персонала может быть как ограниченной, например лабораторными халатами и сетками для волос, так и обширной, например, полностью закутанной в многослойные кроличьи костюмы с автономным дыхательным аппаратом.
Одежда для чистых помещений используется для предотвращения выделения веществ из тела пользователя и загрязнения окружающей среды. Сама одежда для чистых помещений не должна выделять частицы или волокна, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды персоналом. Этот тип загрязнения персонала может ухудшить характеристики продукции в полупроводниковой и фармацевтической промышленности, а также может стать причиной перекрестного заражения между медицинским персоналом и пациентами, например, в сфере здравоохранения.
К одежде для чистых помещений относятся ботинки, туфли, фартуки, чехлы для бороды, шапочки с начесом, комбинезоны, маски для лица, халаты/лабораторные халаты, халаты, перчатки и напальчники, сетки для волос, капюшоны, рукава и бахилы. Тип используемой одежды для чистых помещений должен соответствовать характеристикам чистой комнаты и продукции. В чистых помещениях низкого уровня может потребоваться только специальная обувь с абсолютно гладкой подошвой, на которой не остается пыли и грязи. Однако подошва обуви не должна создавать опасность скольжения, поскольку безопасность всегда имеет приоритет. Для входа в чистое помещение обычно требуется костюм для чистых помещений. В чистых помещениях класса 10 000 можно использовать простые халаты, головные уборы и ботинки. Для чистых помещений класса 10 требуется тщательное ношение халата с застежкой-молнией, обуви, перчаток и полного респиратора.
Принципы воздушного потока в чистых помещениях
В чистых помещениях воздух не содержит твердых частиц за счет использования фильтров HEPA или ULPA, использующих принципы ламинарного или турбулентного воздушного потока. Ламинарные или однонаправленные системы воздушного потока направляют отфильтрованный воздух постоянным потоком вниз. Системы ламинарного воздушного потока обычно используются по всей площади потолка для поддержания постоянного однонаправленного потока. Критерии ламинарного потока обычно устанавливаются для портативных рабочих станций (вытяжных шкафов LF) и обязательны для чистых помещений, классифицированных по ISO-1–ISO-4.
Правильный проект чистого помещения включает в себя всю систему распределения воздуха, включая условия для адекватного возврата воздуха вниз по потоку. В помещениях с вертикальным потоком это означает использование возвратного воздуха с низкими стенками по периметру зоны. В приложениях с горизонтальным потоком необходимо использовать возврат воздуха на нижней границе процесса. Использование потолочных возвратных систем противоречит правильному проектированию системы чистых помещений.
Классификация чистых помещений
Чистые помещения классифицируются по степени чистоты воздуха. В Федеральном стандарте 209 (от A до D) США количество частиц размером от 0,5 мкм измеряется в одном кубическом футе воздуха, и это количество используется для классификации чистого помещения. Эта метрическая номенклатура также принята в самой последней версии стандарта 209E. Федеральный стандарт 209E используется внутри страны. Более новым стандартом является TC 209 Международной организации по стандартизации. Оба стандарта классифицируют чистые помещения по количеству частиц, содержащихся в воздухе лаборатории. Стандарты классификации чистых помещений FS 209E и ISO 14644-1 требуют конкретных измерений и расчетов количества частиц для классификации уровня чистоты чистого помещения или чистой зоны. В Великобритании для классификации чистых помещений используется британский стандарт 5295. Этот стандарт скоро будет заменен BS EN ISO 14644-1.
Чистые помещения классифицируются по количеству и размеру частиц, допустимых в объеме воздуха. Большие числа, такие как «класс 100» или «класс 1000», относятся к FED_STD-209E и обозначают количество частиц размером 0,5 мкм или более, разрешенное на кубический фут воздуха. Стандарт также допускает интерполяцию, поэтому можно описать, например, «класс 2000».
Маленькие числа относятся к стандартам ISO 14644-1, которые определяют десятичный логарифм количества частиц размером 0,1 мкм или более, разрешенных на кубический метр воздуха. Так, например, в чистом помещении класса 5 по ISO содержится не более 105 = 100 000 частиц на м³.
И FS 209E, и ISO 14644-1 предполагают логарифмическую зависимость между размером частиц и концентрацией частиц. По этой причине не существует такого понятия, как нулевая концентрация частиц. Обычный комнатный воздух имеет класс примерно 1 000 000 или ISO 9.
Стандарты чистых помещений ISO 14644-1
| Сорт | Максимальное количество частиц/м3 | Эквивалент стандарта FED STD 209EE | |||||
| >=0,1 мкм | >=0,2 мкм | >=0,3 мкм | >=0,5 мкм | >= 1 мкм | >= 5 мкм | ||
| ИСО 1 | 10 | 2 | |||||
| ИСО 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ИСО 3 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | Класс 1 | |
| ИСО 4 | 10 000 | 2370 | 1020 | 352 | 83 | Класс 10 | |
| ИСО 5 | 100 000 | 23,700 | 10 200 | 3520 | 832 | 29 | Класс 100 |
| ИСО 6 | 1 000 000 | 237 000 | 102 000 | 35 200 | 8,320 | 293 | Класс 1000 |
| ИСО 7 | 352 000 | 83 200 | 2930 | Класс 10 000 | |||
| ИСО 8 | 3 520 000 | 832 000 | 29,300 | Класс 100 000 | |||
| ИСО 9 | 35 200 000 | 8 320 000 | 293 000 | Комнатный воздух | |||
Время публикации: 29 марта 2023 г.