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        潔凈工程有哪些技術要求
        發布時間:2021-01-27   點擊次數:246次
        潔凈工程解決方案
         潔凈室最主要之作用在于控制產品所接觸之大氣的潔凈度日及溫濕度,使產品能在一個良好之環境空間中生產、制造,此空間我們稱之為潔凈室。按照國際慣例,無塵凈化級別主要是根據每立方米空氣中粒子直徑大于劃分標準的粒子數量來規定。也就是說所謂無塵并非100%沒有一點灰塵,而是控制在一個非常微量的單位上。當然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對于我們常見的灰塵已經是小的微乎其微,但是對于光學構造而言,哪怕是一點點的灰塵都會產生非常大的負面影響,所以在光學構造產品的生產上,無塵是必然的要求。
         



         
         
        潔凈工程是一個應用行業非常廣泛的基礎性配套產業,(21世紀)在電子信息、半導體、光電子、精密制造、醫藥衛生、生物工程、航天航空、汽車噴涂等眾多行業均有應用,并根據行業的精密與無塵要求,等級差別也較大。
         
         
        (潔凈系統工作示意圖)
         
        潔凈室的基本構成
         
        潔凈室的一般構成包括:
        1、天花板系統:包括吊桿(Ceilingrod)、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁(Ceilinggrid或Ceilingframe)。
        2、空調系統:包括空氣艙、過濾器系統、風車等。
        3、隔墻板(Partitionalwall):包括窗戶、門。
        4、地板:包括高架地板或防靜電舒美地板。
        5、照明器具:包括日光燈、黃色燈管等。
         
         
        用途分類
         
        工業潔凈室
        以無生命微粒的控制為對象。主要控制空氣塵埃微粒對工作對象的污染,內部一般保持正壓狀態。 它適用于精密機械工業、電子工業(半導體、集成電路等)宇航工業、高純度化學工業、原子能工業、光磁產品工業(光盤、膠片、磁帶生產)LCD(液晶玻璃)、電腦硬盤、電腦磁頭生產等多行業。
         
        生物潔凈室
        主要控制有生命微粒(細菌)與無生命微粒(塵埃)對工作對象的污染。又可分為;
        A、 一般生物潔凈室:主要控制微生物(細菌)對象的污染。同時其內部材料要能經受各種滅菌劑侵蝕,內部一般保證正壓。實質上其內部材料要能經受各種滅菌處理的工業潔凈室。例:制藥工業、醫院(手術室、無菌病房)食品、化妝品、飲料產品生產、動物實驗室、理化檢驗室、血站等。
        B、 生物學安全潔凈室:主要控制工作對象的有生命微粒對外界和人的污染。內部要保持與大氣的負壓。例:細菌學、生物學、潔凈實驗室、物物工程(重組基因、疫苗制備)


        P2實驗室規劃圖
        (P2實驗室規劃圖)
         
        性能分類
         
        一、亂流式(TurbulentFlow):
        即空氣由空調箱經風管與潔凈室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔凈室,并由潔凈室兩側隔間墻板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。此型式適用于潔凈室等級1,000-100,000級。其優點是:構造簡單、系統建造成本,潔凈室之擴充比較容易,在某些特殊用途場所,可并用無塵工作臺,提高潔凈室等級。
        缺點:亂流造成的微塵粒子于室內空間飄浮不易排出,易污染制程產品。另外若系統停止運轉再激活,欲達需求之潔凈度,往往須耗時相當長一段時間。
        二、層流式(Laminar):
        層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內,并由高架地板或兩側隔墻板回風,此型式適用于潔凈室等級需定較高之環境使用,一般其潔凈室等級為Class1-100。其型式可分為二種:
        1、水平層流式:水平式空氣自過濾器單方向吹出,由對邊墻壁之回風系統回風,塵埃隨風向排出室外,一般在下流側污染較嚴重。優點:構造簡單,運轉后短時間內即可變成穩定。缺點:建造費用比亂流式高,室內空間不易擴充。
        2、垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之潔凈度,在制程中或工作人員所產生的塵?煽焖倥懦鍪彝舛粫绊懫渌ぷ鲄^域。優點:管理容易,運轉開始短時間內即可達穩定狀態,不易為作業狀態或作業人員所影響。缺點:構造費用較高,彈性運用空間困難,天花板之吊架相當占空間,維修更換過濾器較麻煩。
        3、復合式(MixedType):
        復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用,可提供局部超潔凈之空氣。
        ①潔凈隧道(CleanTunnel):以HEPA或ULPA過濾器將制程區域或工作區域100%覆蓋使潔凈度等級提高至10級以上,可節省安裝運轉費用。此型式需將作業人員之工作區與產品和機器維修予以隔離,以避免機器維修時影響了工作及品質,ULSI制程大都采用此種型式。潔凈隧道另有二項優點:彈性擴充容易;維修設備時可在維修區輕易執行。
        ②潔凈管道(CleanTube):將產品流程經過的自動生產線包圍并凈化處理,將潔凈度等級提至100級以上。因產品和作業員及發塵環境相互隔離,少量之送風即可得到良好之潔凈度,可節省能源,不需人工的自動化生產線為最適宜使用。藥品、食品業界及半導體業界均適用。
        ③并裝局部潔凈室(CleanSpot):將潔凈室等級10,000~100,000之亂流潔凈室內之產品制程區的潔凈度等級提高為10~1000級以上,以為生產之用;潔凈工作臺、潔凈工作棚、潔凈風柜即屬此類。另外還有潔凈工作臺和潔凈工作棚等。
         
        潔凈室價格決定因素
         
        1、換氣次數
        房間內污染物的比率和實際微粒產生情況,是影響潔凈室空氣換氣次數的主要因素。在生產過程中,不對其他因素產生任何影響的情況下,清除微粒的速度是非常重要的。其他可能影響再循環空氣數量的因素是:房間的結構、設備的位置、設備表面溫度、空氣對流、氣流類型、操作空間和規章、使用的材料和化學藥品等。
        2、單向的、紊流的、垂直或水平氣流
        在許多案例中,單向氣流只在小空間和潔凈室的敏感區域內使用,并且使用微環境。污染物的源頭可能存在于手套箱、過濾模塊等地方。多數設計為整體單向氣流潔凈室外的方案,只有在這些區域中沒有作業者、生產設備和排風裝置時才能實現單向氣流。垂直或水平氣流的選擇,取決于房間的結構和設備的安放位置,紊流就可以將污染物帶走。
        3、空氣過濾
        根據潔凈室外的用途,也可以選擇其他的設備,例如,在循環風加新風處理系統中,使用HEPA過濾器用碳吸附或相似功能的合成過濾器處理VOC,靜電過濾箱,等等。在潔凈室市場上,風機過濾不再是新產品,正確的應用它可以為許多高水平潔凈室提供卓越的、經濟的解決方案,尤其是在吊頂高度有限的建筑內。
        4、空氣處理器
        新風處理空調箱為潔凈室提供必需的新風。多重循環風空調箱通過送風管,再經過ULPA過濾器或HEPA過濾器,將空氣送入潔凈室,在潔凈度等級為10級和1級的潔凈間的吊頂上,這些過濾器通常是100%覆蓋。垂直單向氣流向下通過潔凈間,穿過帶孔的架空地板磚進入地板下面的回風空間,再通過垂直回風夾道向上進入吊頂回風靜壓箱。然后,空氣再次進入循環風空調箱,以上的空氣循環再次重復。
        5、空氣壓差
        潔凈室增壓是必須的,它的作用是確保潔凈室遠離其臨近區域的污染,控制有害污染物的流向,防止不同區域間的交叉污染,并幫助保持所要求的溫度和濕度水平。潔凈室與相關走廊、設施內的其他區域的壓差應維持在0.25到0.005英寸水柱(in.w.g.)之間。一般制藥企業所要求的壓差值比這更高,在不同區域之間采用層疊壓差來避免交叉污染。在不同的區域間安裝一系列的層疊式氣閘和允許空氣快速擴散的正壓門,從而產生壓差。
        6、溫度控制
        溫度和濕度的變化能夠引起生產設備的誤差,從而影響生產過程的可重復性,最終導致產品合格率降低、增加浪費。因此,潔凈室對溫度嚴格控制要求是顯而易見的,這項花費是必須的。通常情況下,要求工程師在設計時降低施工費用,同時要求在很大區域內對溫度進行精確的控制,如果對潔凈室內的暖通、動力專業裝置和控制系統有嚴格要求,在每個潔凈室區域內,有局部自動調溫器來控制設計溫度。它能驅動安裝在風管上的局部再熱或再冷盤管工作,來滿足房間內的濕熱的要求。
        7、濕度控制
        每個潔凈室內的相對濕度,通過局部濕度調節器來進行控制。當必須滿足精確的濕度控制時,通常利用空調箱中的新風的絕熱增濕效果來實現,濕度水平的局部變動可以通過超聲波濕度調節器進行控制,該調節器位于最終過濾前的風管靜壓箱內。
        8、排風系統
        優質的空氣處理設備能夠將廢氣量降至最低,因此,在實施過程中可降低工程費用和能源浪費。保持排風量增加的潛在需求、擴大生產和安裝這些備用品所需的經濟價值之間的平衡是十分重要的。
        9、空氣和物體表面的靜電荷
        “靜電”是由于兩個獨立的表面相互接觸而產生的。不同表面產生的電荷,如果不能以足夠快的速度傳導到地面,那么它們會聚集并散布在材料的表面----這就是“靜電”。工業范圍很多區域內殘余的靜電荷,會造成危險并引發問題。它能引起易燃氣體的燃燒和人體觸電。它能使薄的薄膜和輕纖維粘連、吸附空氣中的塵埃和碎片、損害半導體設備和干擾微電子設備的運行。避免因靜電放電對微電子系統產生影響的最基本的方法是,將設備安放在良好的靜電和磁場屏蔽場所內,恰當減少所有的輸入和輸出連接。
        10、形式和功能
        潔凈室的嚴格清潔要求與它固有的高生產成本相關。然而,如果事先計劃好,可以大大降低成本:
        ①精確定義潔凈室級別,滿足工藝要求。
        ②精確定義潔凈室空氣溫度和濕度,滿足工藝要求。
        ③潔凈室外的排風量應滿足工藝的最低要求,一開始就進行排風管理程序。
        ④通過確定設備風速的最大值和最小值,來降低風管和管道的壓降,在施工整個過程中貫徹這些指導方針。

         

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