Зазвичай використовується у виробництві або наукових дослідженнях, чиста кімната – це контрольоване середовище з низьким рівнем забруднюючих речовин, таких як пил, мікроби, що переносяться повітрям, аерозольні частинки та хімічні пари. Якщо бути точним, чиста кімната має контрольований рівень забруднення, який визначається кількістю частинок на кубічний метр при певному розмірі частинок. Навколишнє повітря зовні типового міського середовища містить 35 000 000 частинок на кубічний метр діаметром 0,5 мікрона і більше, що відповідає чистому приміщенню ISO 9, яке є найнижчим рівнем стандартів чистих приміщень.
Огляд чистої кімнати
Чисті кімнати використовуються практично в кожній галузі, де дрібні частинки можуть негативно впливати на виробничий процес. Вони різняться за розміром і складністю і широко використовуються в таких галузях, як виробництво напівпровідників, фармацевтика, біотехнології, медичне обладнання та науки про життя, а також у критично важливих процесах виробництва, поширених в аерокосмічній, оптичній, військовій галузях та міністерстві енергетики.
Чиста кімната – це будь-який ізольований простір, де передбачені заходи для зменшення забруднення твердими частинками та контролю інших параметрів навколишнього середовища, таких як температура, вологість і тиск. Ключовим компонентом є високоефективний повітряний фільтр із твердими частинками (HEPA), який використовується для уловлювання частинок розміром 0,3 мікрона і більше. Усе повітря, що подається до чистої кімнати, проходить через HEPA-фільтри, а в деяких випадках, коли необхідна сувора чистота, використовуються фільтри з наднизьким вмістом твердих частинок (ULPA).
Персонал, відібраний для роботи в чистих приміщеннях, проходить ґрунтовну підготовку з теорії контролю забруднення. Вони входять і виходять з чистого приміщення через шлюзи, повітряні душові та/або перевдягальні, і повинні носити спеціальний одяг, призначений для уловлювання забруднюючих речовин, що природним чином утворюються шкірою та тілом.
Залежно від класифікації або функції приміщення, одяг персоналу може бути як обмеженим, наприклад, лабораторними халатами та сіточками для волосся, так і таким розширеним, як повне носіння багатошарових костюмів-кроликів з автономним дихальним апаратом.
Одяг для чистих приміщень використовується для запобігання виділенню речовин з тіла користувача та забрудненню навколишнього середовища. Сам одяг для чистих приміщень не повинен виділяти частинки або волокна, щоб запобігти забрудненню навколишнього середовища персоналом. Такий тип забруднення персоналу може погіршити характеристики продукції в напівпровідниковій та фармацевтичній промисловості, а також може спричинити перехресне зараження між медичним персоналом та пацієнтами, наприклад, у галузі охорони здоров'я.
Одяг для чистих приміщень включає чоботи, взуття, фартухи, чохли для бороди, шапочки з начосом, комбінезони, маски для обличчя, парадні/лабораторні халати, халати, рукавички та напальчники, сітки для волосся, капюшони, рукави та бахіли. Тип одягу для чистих приміщень, що використовується, повинен відповідати специфікаціям чистого приміщення та продукту. Для чистих приміщень низького рівня може знадобитися лише спеціальне взуття з абсолютно гладкою підошвою, яка не залишає слідів від пилу чи бруду. Однак підошви взуття не повинні створювати небезпеки ковзання, оскільки безпека завжди має пріоритет. Для входу до чистого приміщення зазвичай потрібен костюм для чистого приміщення. У чистих приміщеннях класу 10 000 можна використовувати прості халати, чохли для голови та бахіли. Для чистих приміщень класу 10 необхідні ретельні процедури носіння халата із застібкою-блискавкою, чобіт, рукавичок та повного респіратора.
Принципи потоку повітря в чистих приміщеннях
У чистих приміщеннях повітря підтримується без твердих частинок завдяки використанню фільтрів HEPA або ULPA, що використовують принципи ламінарного або турбулентного потоку повітря. Ламінарні, або односпрямовані, системи потоку повітря спрямовують фільтроване повітря вниз постійним потоком. Системи ламінарного потоку повітря зазвичай використовуються на 100% стелі для підтримки постійного односпрямованого потоку. Критерії ламінарного потоку зазвичай встановлюються для переносних робочих станцій (витяжок LF) і є обов'язковими для чистих кімнат, класифікованих за стандартами ISO-1 - ISO-4.
Правильне проектування чистих приміщень охоплює всю систему розподілу повітря, включаючи забезпечення достатньої кількості повітряних рециркуляцій за потоком. У приміщеннях з вертикальним потоком це означає використання низьких настінних повітряних рециркуляцій по периметру зони. У приміщеннях з горизонтальним потоком це вимагає використання повітряних рециркуляцій на нижній межі процесу. Використання стельових повітряних рециркуляцій суперечить правильному проектуванню системи чистих приміщень.
Класифікації чистих приміщень
Чисті приміщення класифікуються за ступенем чистоти повітря. У Федеральному стандарті 209 (A-D) США кількість частинок розміром, що дорівнює або перевищує 0,5 мкм, вимірюється в одному кубічному футі повітря, і цей показник використовується для класифікації чистого приміщення. Ця метрична номенклатура також прийнята в найновішій версії стандарту 209E. Федеральний стандарт 209E використовується всередині країни. Новіший стандарт - TC 209 від Міжнародної організації зі стандартизації. Обидва стандарти класифікують чисте приміщення за кількістю частинок, що знаходяться в повітрі лабораторії. Стандарти класифікації чистих приміщень FS 209E та ISO 14644-1 вимагають конкретних вимірювань та розрахунків кількості частинок для класифікації рівня чистоти чистого приміщення або чистої зони. У Великій Британії для класифікації чистих приміщень використовується британський стандарт 5295. Цей стандарт незабаром буде замінено на BS EN ISO 14644-1.
Чисті приміщення класифікуються за кількістю та розміром частинок, дозволених на об'єм повітря. Великі числа, такі як «клас 100» або «клас 1000», відносяться до FED_STD-209E та позначають кількість частинок розміром 0,5 мкм або більше, дозволених на кубічний фут повітря. Стандарт також дозволяє інтерполяцію, тому можна описати, наприклад, «клас 2000».
Невеликі числа відносяться до стандартів ISO 14644-1, які визначають десятковий логарифм кількості частинок розміром 0,1 мкм або більше, дозволених на кубічний метр повітря. Наприклад, чисте приміщення класу ISO 5 має максимум 105 = 100 000 частинок на м³.
Як FS 209E, так і ISO 14644-1 припускають логарифмічні залежності між розміром частинок та їх концентрацією. З цієї причини не існує такого поняття, як нульова концентрація частинок. Звичайне кімнатне повітря приблизно відповідає класу 1 000 000 або ISO 9.
Стандарти ISO 14644-1 для чистих приміщень
| Клас | Максимальна кількість частинок/м3 | Еквівалент FED STD 209EE | |||||
| >=0,1 мкм | >=0,2 мкм | >=0,3 мкм | >=0,5 мкм | >=1 мкм | >=5 мкм | ||
| ІСО 1 | 10 | 2 | |||||
| ІСО 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ІСО 3 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | Клас 1 | |
| ІСО 4 | 10 000 | 2370 | 1020 | 352 | 83 | 10 клас | |
| ІСО 5 | 100 000 | 23 700 | 10 200 | 3520 | 832 | 29 | Клас 100 |
| ІСО 6 | 1 000 000 | 237 000 | 102 000 | 35 200 | 8 320 | 293 | Клас 1000 |
| ІСО 7 | 352 000 | 83 200 | 2 930 | Клас 10 000 | |||
| ІСО 8 | 3 520 000 | 832 000 | 29 300 | Клас 100 000 | |||
| ІСО 9 | 35 200 000 | 8 320 000 | 293 000 | Повітря в приміщенні | |||
Час публікації: 29 березня 2023 р.