Pomieszczenie czyste, zazwyczaj stosowane w produkcji lub badaniach naukowych, to kontrolowane środowisko o niskim poziomie zanieczyszczeń, takich jak kurz, mikroby unoszące się w powietrzu, aerozole i opary chemiczne. Dokładniej rzecz ujmując, pomieszczenie czyste charakteryzuje się kontrolowanym poziomem zanieczyszczeń, który jest określany przez liczbę cząstek na metr sześcienny o określonej wielkości. Powietrze w typowym środowisku miejskim zawiera 35 000 000 cząstek na metr sześcienny o średnicy 0,5 mikrometra lub większej, co odpowiada pomieszczeniu czystemu ISO 9, które spełnia najniższy poziom standardów pomieszczeń czystych.
Przegląd pomieszczeń czystych
Pomieszczenia czyste są wykorzystywane praktycznie w każdej branży, w której drobne cząsteczki mogą negatywnie wpływać na proces produkcyjny. Różnią się one rozmiarem i złożonością, a są szeroko stosowane w takich branżach jak produkcja półprzewodników, farmaceutyka, biotechnologia, urządzenia medyczne i nauki przyrodnicze, a także w procesach krytycznych, powszechnie stosowanych w przemyśle lotniczym, optycznym, wojskowym i energetycznym.
Pomieszczenie czyste to dowolna przestrzeń, w której zadbano o redukcję zanieczyszczeń cząsteczkowych i kontrolowano inne parametry środowiskowe, takie jak temperatura, wilgotność i ciśnienie. Kluczowym elementem jest filtr HEPA (High Efficiency Particulate Air), który wychwytuje cząsteczki o wielkości 0,3 mikrona i większe. Całe powietrze dostarczane do pomieszczenia czystego przechodzi przez filtry HEPA, a w niektórych przypadkach, gdy wymagane są rygorystyczne wymagania dotyczące czystości, stosuje się filtry ULPA (Ultra Low Particulate Air).
Personel wybrany do pracy w pomieszczeniach czystych przechodzi intensywne szkolenie z zakresu teorii kontroli zanieczyszczeń. Wchodzą i wychodzą z pomieszczenia czystego przez śluzy powietrzne, natryski powietrza i/lub szatnie, a także muszą nosić specjalną odzież, która zatrzymuje zanieczyszczenia naturalnie wytwarzane przez skórę i ciało.
W zależności od klasyfikacji lub funkcji pomieszczenia, strój personelu może ograniczać się do fartuchów laboratoryjnych i siatek na włosy lub być tak obszerny, jak pełne ubranie w wielowarstwowe kombinezony z autonomicznym aparatem oddechowym.
Odzież do pomieszczeń czystych służy do zapobiegania uwalnianiu substancji z ciała użytkownika i zanieczyszczeniu środowiska. Sama odzież do pomieszczeń czystych nie może uwalniać cząstek ani włókien, aby zapobiec zanieczyszczeniu środowiska przez personel. Tego rodzaju zanieczyszczenie personelu może pogorszyć działanie produktów w przemyśle półprzewodnikowym i farmaceutycznym, a także może powodować zakażenia krzyżowe między personelem medycznym a pacjentami, na przykład w sektorze opieki zdrowotnej.
Do odzieży używanej w pomieszczeniu czystym należą buty, obuwie, fartuchy, osłony na brodę, czepki, kombinezony, maski na twarz, fartuchy/fartuchy laboratoryjne, fartuchy, rękawice i nakładki na palce, siatki na włosy, kaptury, rękawy i ochraniacze na buty. Rodzaj używanej odzieży używanej w pomieszczeniu czystym powinien odzwierciedlać specyfikację pomieszczenia czystego i produktu. Pomieszczenia czyste niskiego poziomu mogą wymagać jedynie specjalnego obuwia z całkowicie gładkimi podeszwami, które nie wnoszą kurzu ani brudu. Podeszwy butów nie mogą jednak stwarzać zagrożenia poślizgiem, ponieważ bezpieczeństwo jest zawsze priorytetem. Do wejścia do pomieszczenia czystego zazwyczaj wymagany jest kombinezon. Pomieszczenia czyste klasy 10 000 mogą być wyposażone w proste fartuchy, nakrycia głowy i buty. W pomieszczeniach czystych klasy 10 wymagane są staranne procedury noszenia fartucha z zapięciem na suwak, butów, rękawic i kompletnej maski oddechowej.
Zasady przepływu powietrza w pomieszczeniu czystym
Pomieszczenia czyste utrzymują powietrze wolne od cząstek stałych dzięki zastosowaniu filtrów HEPA lub ULPA, wykorzystujących zasadę laminarnego lub turbulentnego przepływu powietrza. Laminarne, czyli jednokierunkowe systemy przepływu powietrza kierują przefiltrowane powietrze w dół, w stałym strumieniu. Systemy laminarnego przepływu powietrza są zazwyczaj stosowane na całej powierzchni sufitu, aby utrzymać stały, jednokierunkowy przepływ. Kryteria przepływu laminarnego są zazwyczaj określone dla przenośnych stanowisk pracy (okapów LF) i są obowiązkowe w pomieszczeniach czystych sklasyfikowanych zgodnie z normami ISO-1 do ISO-4.
Prawidłowy projekt pomieszczenia czystego obejmuje cały system dystrybucji powietrza, w tym zapewnienie odpowiednich nawrotów powietrza za urządzeniem. W pomieszczeniach z przepływem pionowym oznacza to zastosowanie niskich nawrotów powietrza na obwodzie strefy. W zastosowaniach z przepływem poziomym wymaga to zastosowania nawrotów powietrza na granicy wylotu procesu. Zastosowanie nawrotów powietrza montowanych na suficie jest sprzeczne z prawidłowym projektem systemu pomieszczenia czystego.
Klasyfikacje pomieszczeń czystych
Pomieszczenia czyste są klasyfikowane według stopnia czystości powietrza. W normie federalnej 209 (A do D) USA liczba cząstek równych i większych niż 0,5 µm jest mierzona w jednej stopie sześciennej powietrza, a liczba ta jest wykorzystywana do klasyfikacji pomieszczenia czystego. Ta nomenklatura metryczna jest również akceptowana w najnowszej wersji normy 209E. Norma federalna 209E jest stosowana w kraju. Nowszą normą jest TC 209 Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej. Obie normy klasyfikują pomieszczenie czyste na podstawie liczby cząstek znajdujących się w powietrzu laboratoryjnym. Normy klasyfikacji pomieszczeń czystych FS 209E i ISO 14644-1 wymagają określonych pomiarów i obliczeń liczby cząstek w celu sklasyfikowania poziomu czystości pomieszczenia czystego lub obszaru czystego. W Wielkiej Brytanii do klasyfikacji pomieszczeń czystych stosuje się normę brytyjską 5295. Norma ta wkrótce zostanie zastąpiona normą BS EN ISO 14644-1.
Pomieszczenia czyste są klasyfikowane według liczby i wielkości cząstek dozwolonych w danej objętości powietrza. Duże liczby, takie jak „klasa 100” lub „klasa 1000”, odnoszą się do normy FED_STD-209E i oznaczają liczbę cząstek o wielkości 0,5 µm lub większej dopuszczalną w stopie sześciennej powietrza. Norma dopuszcza również interpolację, dzięki czemu możliwe jest opisanie np. „klasy 2000”.
Małe liczby odnoszą się do norm ISO 14644-1, które określają logarytm dziesiętny liczby cząstek o wielkości 0,1 µm lub większych dozwolonych na metr sześcienny powietrza. Na przykład, w pomieszczeniu czystym klasy ISO 5 nie może być więcej niż 105 = 100 000 cząstek na m³.
Zarówno FS 209E, jak i ISO 14644-1 zakładają logarytmiczne zależności między wielkością cząstek a ich stężeniem. Z tego powodu nie ma czegoś takiego jak zerowe stężenie cząstek. Zwykłe powietrze w pomieszczeniu ma klasę zbliżoną do 1 000 000 lub ISO 9.
Normy dotyczące pomieszczeń czystych ISO 14644-1
| Klasa | Maksymalna liczba cząstek/m3 | Odpowiednik FED STD 209EE | |||||
| >=0,1 µm | >=0,2 µm | >=0,3 µm | >=0,5 µm | >=1 µm | >=5 µm | ||
| ISO 1 | 10 | 2 | |||||
| ISO 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ISO 3 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | Klasa 1 | |
| ISO 4 | 10 000 | 2370 | 1020 | 352 | 83 | Klasa 10 | |
| ISO 5 | 100 000 | 23 700 | 10 200 | 3520 | 832 | 29 | Klasa 100 |
| ISO 6 | 1 000 000 | 237 000 | 102 000 | 35 200 | 8320 | 293 | Klasa 1000 |
| ISO 7 | 352 000 | 83 200 | 2930 | Klasa 10 000 | |||
| ISO 8 | 3 520 000 | 832 000 | 29 300 | Klasa 100 000 | |||
| ISO 9 | 35 200 000 | 8 320 000 | 293 000 | Powietrze w pomieszczeniu | |||
Czas publikacji: 29 marca 2023 r.