Как называется создание избыточного давления в помещении – (. 1 ) | – Pandia.ru

docplayer.ru

Камера избыточного давления, её элементы и функции. Чистая комната как выбрать? Камера избыточного давления (одно зонная и двух зонная)

Камера избыточного давления, что это и для чего нужна?

Зона покраски и зона сушки должна быть отделена от остальных производственных процессов.

Необходимо в этих помещениях создать определенный микроклимат для достижения высокого качества покраски. 

Существует 2 решения этого вопроса.

1. Выделить какое-либо помещение под покраску и его оборудовать.

2. В производственном помещении отделить участок и поставить чистую комнату в виде модуля. 

Чистая комната (камера) – это отдельно стоящее помещение внутри вашего цеха. 

Функции Камеры избыточного давления (чистой комнаты): 

1. Чистая комната изолирует и обеспыливает зону покраски.  

2. Чистая комната поддерживает необходимый температурный режим 

3. Чистая комната создает избыточное давление

4. Чистая комната должна быть герметична!

5. Чистая комната может быть: 1-зонная (покраска) – 2-зонная (покраска+сушка)

1. Как понять, нужна ли чистая комната? 

Чистая комната нужна в том случае, если в большом производственном цехе необходимо создать окрасочный или окрасочно-сушильный участок. Также нужно помнить о том, что при организации окрасочного участка нужно будет очищать и нагревать до нужной температуры зону сушки или зону покраски, поэтому целесообразней делать определенную высоту пололка (чтобы не обогревать лишний объем воздуха).  Причина брака продукции несоблюдение технологических процессов  или некачественно очищенный воздух в зоне распыления.

2. Какая фильтрация нужна в чистой комнате (окрасочной камере)?

В чистую комнату устанавливается окрасочная кабина либо с сухим фильтром, либо с водяной завесой (возможно также изготовление с активным водяным полом).  Для того чтобы выбрать сухую или водяную фильтрацию рекомендуем выбрать кабину, любая кабина может быть вмонтирована в камеру.       

3. Какой размер камеры выбрать? 

Размер окрасочной камеры зависит от размера изделий и будут ли эти изделия после окраски находится в этом помещении или переноситься в помещение для сушки.  Также нужно понимать какое количество изделий планируется окрасить за смену и сколько квадратов нужно для размещения ваших изделий. Учитывайте также где планируется размещать окрасочную камеру (высота потолков, наклоны, проемы и т.д.) 

Видео кармеры избыточного давления с водяной завесой

Чистая комната сделать самостоятельно.

Камера избыточного давления своими руками? – узлы!

Вы хотите сделать чистую комнату (камеру избыточно давления) сами?  

Шаги:

1. Подобрать помещение под задачу: зона окраски, зона окраски-сушки, зона сушки.

2. Подобрать окрасочную кабину под изделия (с сухим или водяным фильтром).

3. Под окрасочную кабину и площадь помещения подобрать блок приточной установки (для создания избыточного давления)

4. Подобрать необходимое количество секций приточного пленума (обеспечит равномерное рассеивание воздуха от блока приточной установки в вашем помещении)

5. Если также будет зона сушки подобрать комплект (приточно-вытяжных колонн и дополнительного вентилятора)

6. В случае необходимости укомплектовать технологическими дверями и раздвижными воротами.    

1. Что нужно учитывать при подборе помещения?

1. Его месторасположение (1 этаж одноэтажного здания или верхние этажи). 

2. Площадь (не следует брать помещение с высокими потолками, так как нужно будет нагревать и очищать воздух; сколько квадратов вам действительно нужно под рабочие зоны)

3. Наличие отопления и электричества.

4. Продумать технологический процесс с перемещением продукции по участкам.

5. Возможность установки приточной и вытяжной вентиляции (жилой сектор, продуктовые магазины и т.д.)   

6. Возможность соблюдения норм пожарной безопасности и т.д

Помотреть нормативную документацию по организации покрасочного участка. 

2.Зачем нужен блок приточной установки? 

Окрасочная кабина в процессе работы осуществляет функцию вытяжки, удаляет окрасочный туман (загрязненный воздух) из помещения. Приточная установка обеспечивает поступление необходимого объема воздуха с нужной температурой с улицы или соседнего помещения. Обязательно должна быть просчитана правильная пропорция между поступающим и выбрасываемым воздухом, создаваться избыток давления. В том случае, если поступающего воздуха будет недостаточно или он будет отсутствовать,  кабина будет втягивать пыль и со всех возможных щелей и проемов. Блок приточного воздуха и приточный пленум (фильтры  5 класса очистки) выполняет важнейшую функцию, очистки поступающего воздуха от пыли и грязи. Чистый воздух в камере избыточного давления залог высокого качества покрытия!      

3.Функция приточно-вытяжных колон? 

Если создается отдельно зона сушки или сушильная камера, то необходимым элементом будут приточно-вытяжные колонны.

В приточные колонны 2 шт заводится воздух от приточной установки – поступление приточного воздуха в зону сушки

Вытяжные колонны 2 шт по углам и вентилятор – осуществляет вытяжку воздуха из зоны сушки. 

Создается также избыточное давление и обеспечивается циркуляция воздуха с нужной температурой, удаляются испаряющиеся пары аэрозоля с поверхности изделий. 

optimumteh.ru

Создание – избыточное давление – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Создание – избыточное давление

Cтраница 1

Создание избыточного давления путем пропускания газовой фазы фреонов через теплообменник включает в себя следующие операции.  [1]

Создание избыточного давления в топочной камере приводит к соответствующей интенсификации процесса горения топлива и позволяет существенно повысить скорости газов в конвективных элементах котла до 200 – 300 м / с. При этом увеличивается коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева, что приводит к уменьшению габаритов котла. Вместе с тем его работа под давлением требует плотной обмуровки и различных приспособлений против выбивания продуктов сгорания в помещение.  [3]

Созданием избыточного давления в скважине ( 10 – 12 МПа) осуществляется вторичное вскрытие водоносного пласта или водоносной части водонефтяного пласта.  [4]

Созданием избыточного давления в скважине осуществляется разрушение цементного камня против перфорационных отверстий, тем самым достигается вторичное вскрытие нефтеносного пласта или нефтеносной части водонефтяного пласта. Резкое падение давления на манометре насосного агрегата показывает, что против перфорационных отверстий произошло разрушение цементного камня и жидкость продавливается в пласт.  [5]

Для создания избыточных давлений в трубах или кольцевом пространстве устье скважины было герметизировано специальной головкой.  [6]

Для создания избыточного давления в системе используется компрессор /, который нагнетает сжатый воздух в ресивер 3 до давления 2 – 3 атм. В ресивере происходит накопление сжатого воздуха, откуда он через стабилизатор 4 поступает в магистраль с постоянным давлением 0 5 атм.  [7]

Для создания избыточного давления необходимо знать зависимость между геометрическими размерами оболочек, выполненных из различных материалов, и такими параметрами, как внутреннее и наружное давление или объем наполнителя в полости оболочек.  [8]

Для создания избыточного давления в корпусах электродвигателей, а также для продувки их перед пуском устанавливают вентиляторы. При разомкнутом цикле охлаждения взрывозащищенных двигателей устанавливают четыре вентиляционных агрегата ( по числу установленных основных магистральных насосов), которые размещаются в отдельно стоящей камере воздушного охлаждения.  [9]

Для создания избыточного давления необходима доза металла, несколько большая, чем требуется для отливки, поэтому между верхним плунжером и пятой остается пресс-остаток в виде цилиндра.  [11]

Для создания избыточного давления необходима доза металла, несколько большая, чем требуется для отливки, поэтому между плунжером и пятой остается пресс-остаток в виде цилиндра. После извлечения отливки и закрытия пресс-формы цикл повторяется.  [12]

Для создания избыточного давления могут быть применены: повторная закачка в хранилище газа после регазифика-ции; рециркуляция сжиженного природного газа; разделение хранилища на отдельные отсеки, каждый из которых может эксплуатироваться посредством определенной группы скважин.  [13]

Для создания избыточного давления и дыхания в костюм через штуцер, расположенный на спине, подается чистый воздух при помощи переносного вентилятора ВПП-4. Поток воздуха, омывая смотровые окна сверху вниз, выходит наружу через клапаны, расположенные внизу комбинезона.  [14]

Для создания избыточного давления воздух должен забираться вне помещения со взрывоопасной средой.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Контроль перепадов давления и воздушных потоков в чистых помещениях

Достаточно часто проблемой является поступление в чистые помещения загрязненного воздуха извне, хотя при хорошем проекте его можно ограничить. В частности, загрязненный воздух нередко проникает в чистые помещения из-за недостаточно продуманных ограждающих конструкций. Поэтому для минимизации или полного предотвращения этой проблемы необходимо делать зазоры между элементами конструкции как можно меньше и поддерживать в помещении избыточное давление. Вопросы баланса давления в помещениях рассматриваются ниже.
Загрязнение поверхностей и воздуха может возникнуть также при движении персонала, перемещении оборудования и материалов через плохо спроектированные воздушные шлюзы и раздевалки.
Блоки чистых помещений, используемые в фармацевтической промышленности, состоят из нескольких чистых помещений, в которых проходят различные этапы технологического процесса. От этапа к этапу и от помещения к помещению требования к технологической среде постепенно ужесточаются вплоть до этапа первичной упаковки и укупорки контейнеров с продукцией. В этой точке необходимо поддерживать самое высокое качество окружающей технологической среды.
На этапе маркировки и вторичной упаковки требования к окружающей среде снижаются. Различная чистота технологической среды достигается за счет различной скорости подачи воздуха и использования устройств с однонаправленным воздушным потоком или изоляторов в критических зонах.
Чтобы гарантировать поддержание столь различных условий в каждом чистом помещении, стандарты по чистым помещениям и руководства по GMP требуют поддерживать перепады давления между отдельными помещениями с целью предотвратить нежелательное движение воздуха из зон более низкого класса в более чистые и, таким образом, снизить вероятность переноса загрязнения. Опыт показывает, что достижение разумного баланса давления и его последующее поддержание является одной из сложнейших проблем при проецировании, приемке и эксплуатации производства, особенно если речь идет о сложных фармацевтических технологических блоках, состоящих из множества различных помещений.
Принятые стандарты по чистым помещениям сходятся в том, что перепад давления между чистыми помещениями должен составлять 10-15 Па. Такой перепад легко достижим, поддается мониторингу и, очевидно, предотвращает перенос загрязнения. Однако следует иметь в виду, что, хотя в руководствах по чистым помещениям и могут приводиться конкретные цифры в 10 или 15 Па, это требование – только средство для достижения цели. Если между помещениями блока отсутствуют нежелательные воздушные потоки, то перепад давления не имеет значения.
Однако не все пользователи и контролирующие органы понимают и принимают такие доводы. Точно такие же соображения справедливы, когда речь идет об изоляторах. Однако в этом случае, поскольку необходимо обеспечивать качество воздуха в малом рабочем объеме, заметную роль играет перемещение воздуха при движении рук в перчатках, что необходимо учитывать при выборе и квалификации перепадов давления. Для изоляторов перепад давления обычно составляет 15-60 Па.
В некоторых случаях вытяжные воздуховоды из чистого помещения выходят в прилегающий внешний коридор, отделенный от помещения воздушным шлюзом или раздевалкой, т. е. давление в таком коридоре может быть на два уровня ниже, чем в самом помещении. Поэтому необходимо иметь в виду ограничения, связанные с тем, на какое статическое давление рассчитана конструкция, и с тем, может ли вентиляционная установка создавать необходимое избыточное давление. При разнице давления более 30 Па возможны некоторые трудности в закрывании и открывании распашных дверей и «свист» в дверных зазорах.
Проблемы возможны и в случае, когда на границе перепада давления между помещениями установлено технологическое оборудование, например, в случае процесса, ведущегося в тоннеле, где контейнеры моются, стерилизуются и наполняются, перемещаясь из помещения подготовки компонентов в зону асептического розлива. Перепад давления между соединенными тоннелем помещениями может привести к перетеканию воздуха.
Этот воздушный поток может изменить температурные характеристики и, следовательно, эффективность термостата для воздушной стерилизации; более того, возможно даже повреждение тоннеля вследствие образования в нем зон с повышенной температурой. Колебания перепада давления изменяют количественные характеристики воздушного потока, что в свою очередь может приводить к изменениям в эффективности системы и осложнять ее валидацию. Поскольку тоннель проходит через границу между зонами с различным давлением, необходимо каким-либо образом ограничить перетекание воздуха через тоннель. Если этого не сделать, потребуется увеличить подачу воздуха в зону с наиболее высоким давлением.

Существует два способа создания необходимого баланса давления между комнатами, входящими в блок чистых помещений. Они известны как решения с «открытыми» и «закрытыми дверьми». Подход «открытых дверей» наиболее целесообразен, если устройство воздушных шлюзов неудобно или невозможно, например, в больничных операционных.
Объем подаваемого в каждое помещение воздуха определяется требованием стандарта по снижению концентрации загрязнений или требованиями по охлаждению. Вытяжная вентиляция в помещении регулируется так, чтобы обеспечить необходимый перепад давления. Регулировка осуществляется либо вручную, либо автоматическими заслонками, положение которых меняется в зависимости от давления в помещении. Преимущество такого решения с «закрытыми дверьми» заключается в его простоте и низкой вероятности сбоев в работе. Поскольку приточная и вытяжная вентиляция в каждом помещении практически сбалансированы, воздухообмен между различными зонами минимален.
Как уже говорилось выше, чистые помещения должны быть герметичными, чтобы минимизировать просачивание воздуха через элементы конструкции. Однако невозможно предотвратить перетекание воздуха из зоны с более высоким давлением в зону с более низким давлением через дверные зазоры.
Утечку воздуха через дверные зазоры можно оценить достаточно точно, если известны допуски дверной арматуры, но суммарная утечка зависит и от качества исполнения, которое окончательно становится ясным только при приемке помещения. Поэтому при проектировании вентиляции целесообразно предусмотреть достаточный запас по производительности, чтобы компенсировать большую, чем предполагается при проектировании, утечку.
Недостатком решений с «закрытыми дверьми» является то, что они никак не учитывают нежелательные потоки воздуха, возникающие при открывании и закрывании дверей. Кроме того, если оставить дверь открытой, то за счет турбулентности, создаваемой потоками воздуха из решеток приточной вентиляции, происходит движение воздуха между разделяемыми дверью зонами. Этот эффект усугубляется разницей температур.
Так, если температура в смежных помещениях одинакова, то воздухообмен через двойную дверь составляет 0,19 м/с в обоих направлениях, а при разнице температуры в 2°С он возрастает до 0,24 м/с. Чтобы предотвратить нежелательное движение воздуха, необходимо создать достаточный поток воздуха через дверной проем в направлении менее чистой зоны.
Из-за нехватки места не приводятся чертежи, иллюстрирующие влияние открывания остальных дверей в блоке. Однако расчеты показывают, что направление воздушных потоков будет правильным, т.е. из чистых зон в менее чистые. Расчет данного решения воздушных потоков произведен Питером Робертсоном (Peter Robertson), ранее работавшим в отделе исследований инженерных систем зданий (Building Services Research Unit) Университета Глазго.
Для постоянного поддержания правильного направления воздушных потоков во всем блоке производительность приточной вентиляции должна быть примерно 0,69 м/с для комнаты розлива и примерно 0,63 м/с для комнаты приготовления растворов. Эти величины необходимы для обеспечения воздушных потоков, при этом не принимается во внимание необходимость охлаждения и снижения концентрации аэрозольных загрязнений. Таким образом, эти объемы воздуха являются минимально необходимыми для контроля воздушных потоков в блоке помещений, планировка которого представлена на рисунке. Дополнительные объемы воздуха могут использоваться для лучшей защиты дверей или отводиться из того же помещения через вытяжную вентиляцию.
Данные величины рассчитаны для максимальной разницы температур 2°С между комнатой чистого розлива и прилегающими помещениями и 1°С между всеми остальными зонами. Воздухозаборные решетки, через которые перетекает воздух при закрытых дверях, являются стабилизаторами давления и должны регулироваться так, чтобы в комнате поддерживалось необходимое давление, а их размер должен соответствовать максимальному проходящему через них воздушному потоку.
Следует отметить, что цифры, рассчитанные для данного проекта, являются приблизительными, поскольку трудно сказать, какое давление будет в помещении при открытой двери и, следовательно, точно рассчитать утечку воздуха через дверь. Однако с практической точки зрения они достаточно точны. Например, нельзя с абсолютной уверенностью сказать, каков будет воздушный поток между раздевалкой и зоной подготовки оборудования и компонентов, когда открыта дверь между зоной розлива и раздевалкой. Поскольку неизвестно точное давление в раздевалке, существует вероятность небольшого обратного тока в зону оборудования и компонентов. Однако если такое и случится, это не имеет практического значения.
Недостатком решений с «открытыми дверьми» является то, что в случае блоков с множеством помещений и дверей трудно спроектировать систему, которая гарантировала бы неизменность направления движения воздуха. Однако при простой схеме потоков такое решение имеет право на жизнь.

protonos.ru

Чиллеры для чистых помещений | IBC Chillers

IBC Systems оказывает техническую поддержку, проектирование, поставку и ввод в эксплуатацию чистых помещений, как в России, так и за рубежом.

Мы можем обеспечить как частичную поставку компонентов чистых помещений так системы под ключ.

При необходимости иметь чистые помещения ограниченных размеров, мы можем предложить модульные и компактные решения, которые просты в управлении, для таких целей как исправления ошибок в уже постоенных чистых помещениях так и при необходимости иметь подвижные чистые боксы и ламинарные боксы.

Когда процесс или цикл производства требуют очень чистой окружающей среды, чистая комната необходима.

Чистая комната предназначена, установлены и должны управляться, чтобы гарантировать требуемую степень чистоты в соответствии с конкретными правилами.

Чистая комната должна соответствовать требованиям трех основных принципов:

• в чистой комнате необходимо поддерживать внутреннюю среду при положительном (выше внешнему) контролируемом давлении, и с более высоким давлением в самых требовательных по чистоте частей чистого помещения, чтобы избежать загрязнения потока воздуха, поступающего в эти области
• Основные конструктивные элементы (стены, двери, потолки и т.д.), мебель, аппараты, одежда и все, что вступает в комнате должны быть пригодны для такого использования, и гарантировать низкое высвобождение частиц
• Система кондиционирования воздуха должна быть независимой от других систем, и быть пригодной для обеспечения чистоты воздуха и давать оптимальное давление воздуха, температуру и влажность для производственного процесса и людей в течение всего года.

Системы очистки, кондиционирования воздуха

Система воздухоподготовки, применяемая для работы с чистыми помещениями в комплекте с системой вытяжной/приточной вентиляции, обеспечивает подачу очищенного воздуха внутрь чистой комнаты для поддержания заданного уровня чистоты помещения.

Проектирование чистых помещений требует специфических подходов в планировании систем вентиляции, учитывающих особенности воздухообмена, фильтрации и циркуляции воздуха в помещении, а также тепловую нагрузку. Подача воздуха в чистые комнаты должна происходить так, чтобы предотвратить образование застойных зон, где могут оседать и накапливаться частицы пыли. Воздух также должен быть кондиционирован по температуре и влажности в соответствии с требованиями к параметрам микроклимата помещения. Для создания избыточного давления в помещении необходимо подавать дополнительное количество кондиционированного воздуха. Кроме того, для отвода тепла от технологического оборудования и электродвигателей циркуляционных вентиляторов, воздух внутри чистой комнаты должен охлаждаться круглый год.

Чистое помещение — помещение, где в воздухе поддерживаются в определённом заданном диапазоне размер и число на кубический метр таких частиц, как пыль,микроорганизмы, аэрозольные частицы и химические пары. При необходимости в них также могут контролироваться и другие параметры, например влажность, давление и температура. Такие помещения как правило строятся и используются так, чтобы свести к минимуму поступление, генерацию и накопление таких частиц внутри помещения.

Чистым помещением или чистой комнатой называется помещение, в котором счётная концентрация взвешенных в воздухе (аэрозольных) частиц и, при необходимости, число микроорганизмов в воздухе поддерживаются в определённых пределах. Под частицей понимают твердый, жидкий или многофазный объект или микроорганизм с размерами от 0,005 до 100 мкм. При классификации чистых помещений рассматривают частицы с нижними пороговыми размерами от 0,1 до 5,0 мкм. Ключевым фактором является то, что чистые помещения характеризуются именно счётной концентрацией частиц, то есть числом частиц в единице объема воздуха, размеры которых равны или превышают определённую величину (0,1; 0,3; 0,5 мкм и т. д.). Этим они отличаются от обычных помещений, в которых чистота воздуха оценивается по массовой концентрации загрязнения в воздухе. Отсюда вытекают особенности поддержания и определения показателей чистоты, специфические требования к контрольным приборам, счетчикам частиц в воздухе и пр.

Класс чистоты помещения – это четко регламентированные требования по уровню содержания в воздухе различного рода примесей и частиц. Классы чистоты различаются по количеству частиц определенного размера на единицу объема. Этот параметр, один из важнейших в классификации чистых комнат, регламентируется стандартами.

Основные положения:

• ГОСТ Р ИСО 14644−1−2002 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды, часть 1. Классификация чистоты воздуха»
• ГОСТ Р 52249−2009 «Правила производства и контроля качества лекарственных средств»

Классы характеризуют степень чистоты воздуха в чистом помещении. Классификация чистых помещений имеет ряд отличительных особенностей, применительно к тем отраслям, в которых они используются.

Некоторые области применения:

• Класс 1 (ISO3)
  Производство интегральных микросхем.
• Класс 10 (ISO4)
  Производство интегральных микросхем с расстоянием между проводниками менее 2 мкм.
• Класс 100 (ISO5)
  Асептическое производство инъекционных препаратов, требующее отсутствия микроорганизмов и частиц. Хирургические операции по имплантации или трансплантации органов. Изоляция пациентов с иммунным дефицитом, в том числе после пересадки костного мозга.
• Класс 1000 (ISO6)
  Производство оптических элементов высокого класса. Сборка и испытания прецизионных гироскопов. Сборка миниатюрных подшипников.
• Класс 10000 (ISO7)
  Точное машиностроение, гидравлика и пневматика, сборка прецизионного гидравлического и пневматического оборудования, клапанов с сервоприводами, высокоточных часовых механизмов, трансмиссий высокого качества.
• Класс 100000 (ISO8)
  Пластиковое производство, автомобильная промышленность, сборка электронных компонентов, сборка гидравлических и пневматических устройств.

При производстве стерильных лекарственных средств GMP:

• Класс A 
  Локальная зона для проведения операций, представляющих высокий риск для качества продукции (зоны наполнения, укупорки).
• Класс B
  Зона, непосредственно окружающая зону А и предназначенная для подготовки растворов.
• Класс C и D 
  Зоны, для выполнения менее ответственных стадий производства стерильной продукции. Работа с компонентами после мойки

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЧИСТОТЫ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

Чистое помещение – это технически сложное, дорогостоящее и ответственное инженерное сооружение. Для обеспечения заданного класса чистоты необходим комплексный подход. Для его реализации требуется следовать основным принципам обеспечения чистоты на всех этапах создания чистого помещения, которые включают:

• Разработку концепции обеспечения заявленного класса чистоты;
• Проектирование;
• Строительство;
• Аттестацию;
• Эксплуатацию;

Условно, можно выделить следующие основные подходы к созданию чистых помещений:

• Определение принципа разделения зон с различными классами чистоты. Разработка планировочных решений чистых помещений.
• Формирование потоков воздуха. Обеспечение необходимых характеристик однонаправленного потока воздуха.
• Обеспечение баланса воздухообмена, необходимой доли наружного воздуха, а для помещений классов ИСО 5 – ИСО 9 – кратности воздухообмена.
• Применение НЕРА и ULPA фильтров и многоступенчатой фильтрации воздуха.
• Обеспечение необходимого перепада давления.
• Разработка эффективных проектно-конструкторских решений, использование надлежащих материалов и оборудования.
• Контроль параметров воздуха: концентрации частиц, концентрации микроорганизмов (при необходимости), однонаправленности и скорости однонаправленного потока воздуха, перепада давления, целостности НЕРА и ULPA фильтров, времени восстановления параметров чистого помещения и прочее.
• Правильная эксплуатация чистых помещений, включая требования к одежде, порядку очистки, дезинфекции и пр.
• Обучение персонала, выполнение им требований личной гигиены, правильного поведения, переодевания и пр.
• Аттестация проекта и самого чистого помещения на всех этапах создания.

ibc-chillers.ru

Подготовка производственного помещения – “чистая комната”

Скорость воздушных потоков и их направленность, температура среды и ее градиенты, влажность, наличие в среде электрически нейтральных или заряженных частиц или микроорганизмов и их допустимые размеры – далеко не полный перечень тех факторов, которые могут существенно повлиять на качество производимой продукции. Помещения с особыми климатическими условиями получили название чистых комнат (clean rooms).

В настоящее время большинство репликаторов делает чистые комнаты только для размещения оборудования мастеринга, электроформинга или же для лабораторий по приготовлению красителя для тиражирования записываемых форматов (CD-R и DVD-R). Если же все процессы изготовления мастер-диска осуществляются на современных полностью автоматических интегрированных системах (DMS 8000 или AM 200) или же стамперы заказываются на стороне, то велика вероятность, что вы вообще не увидите чистой комнаты в классическом виде на современном заводе по тиражированию CD или DVD. Закономерен вопрос, для чего нужна чистая комната, в каких случаях можно обойтись без нее, и нужна ли она вообще?

Картина кружащихся в упавшем в затемненную комнату луче солнца сотен и тысяч пылинок знакома каждому, даже тем, кто все свободное время уделяет поддержанию идеального порядка и чистоты. Увы, это не тысячи и даже не миллионы пылинок, как может показаться на первый взгляд – их миллиарды, причем большинство просто не видимо глазу. И не имеет значения, сколько раз на дню вы делаете влажную уборку помещения и проветриваете комнаты – это все равно не “чистая комната”. Что же тогда делает помещение чистым с точки зрения производства оптических носителей?

Две вещи определяют чистоту помещения – количество частиц содержащихся в воздухе и размер этих частиц. Именно эти два параметра определяют, насколько чиста та или иная комната. В чистой комнате при необходимости регулируются и другие параметры: температура, влажность воздуха, давление. Общепринятая классификация делит чистые помещения на шесть основных классов: класс 1, 10, 100, 1000, 10 000 и 100 000. Каждый класс определяет максимально допустимое количество частиц в заданном объеме воздуха. Первоначально, поскольку система была разработана в Америке, измеряемый объем соответствовал одному кубическому футу, в котором должно содержаться инородных частиц размером не больше 0.5 микрона для класса 1 – одна частица, для класса 10 – десять частиц и так далее. Этот стандарт существовал до 1992 года, когда США и Япония перешли к метрической системе. В настоящее время ISO (DIN) и другие стандарты по чистым комнатам устанавливают, что в кубическом метре воздуха может содержаться не более 35.3 частицы для 1-го класса (не спрашивайте, что это за 1/3 пылинки), для класса 100 – 3530 частиц и так далее. Это не означает, что чистые комнаты стали грязнее, просто кубический метр больше чем фут. Однако японские спецификации все-таки отличаются от общепринятых, поскольку базируются на размере частицы в 0.1 микрона, то есть жестче в несколько раз. Производственные помещения делятся на восемь классов чистоты. Принятый во всем мире первый класс соответствует третьему классу в Японии. Не удивительно, что с таким подходом к воздухоподготовке микроэлектроника японских производителей лидирует по качеству и надежности.

Насколько же мала частица в ½ микрона? Настолько, что невооруженным глазом ее не различишь, даже в луче света. Мельчайший объект, который может различить глаз не меньше 10 микрон. Для сравнения диаметр человеческого волоса составляет 50-100 микрон. Сигаретный дым, микробы, пыльца и другие источники загрязнения около микрона в диаметре, поэтому принятый уровень в 0.5 микрона обеспечивает стерильную чистоту воздуха.

Чистое помещение это не только обеспечение фильтрации воздуха по очень высоким стандартам – необходима постоянная работа по поддержанию чистоты внутри комнаты и препятствие проникновению загрязненного воздуха извне. Регулярная влажная уборка, клейкие пылеулавливающие коврики, специальная защитная форма для персонала – все это косметические меры. И действенны они только при правильно спроектированной “чистой комнате” и соответствующей системе кондиционирования и очистки воздуха. На действующем предприятии существует множество помещений, отличающихся друг от друга по требованиям к чистоте воздуха. Персонал в течение рабочего дня совершает массу перемещений из одной зоны в другую, выравнивая, таким образом, степень загрязненности в чистых и обычных зонах. Если вы всерьез решили бороться за чистоту, то ваш первый враг – это люди. Насколько много пыли производит каждый, напрямую зависит от его активности. Если человек быстро передвигается, то каждую минуту с него слетает (сдувается) около 10 миллионов пылинок. Спокойно сидящий за столом сотрудник производит порядка 100 000 частиц, но стоит ему покачать головой, и вы будете иметь дополнительно еще полмиллиона пылинок. Шапочки на голову, стерильные маски, специальные антистатические халаты и тапочки – необходимый, но слишком долгий способ достижения заданных параметров чистоты. Важно, чтобы круг сотрудников имеющих доступ в чистую комнату был максимально ограничен и определялся только производственной необходимостью. Если вы собираетесь достичь заметных результатов в обозримом будущем, вам необходимо снабдить входные двери в чистую комнату шлюзом (air locks) с принудительным обдувом всех входящих и блокирующимися автоматически дверями, для исключения воздухообмена между помещениями. Так же необходимо использовать при работе безворсовые не пылящие материалы и специальные контейнеры для перемещения инструмента и материалов. Все перечисленные выше меры не имеют ровным счетом никакого смысла, впрочем, как и сама организация чистой комнаты, если вы не обеспечите разницу давления между помещениями (5-10 Па), и воздух из других помещений будет попадать в чистую зону. Даже при отсутствии шлюзов на входных дверях, что часто практикуется в бюджетных комнатах класса 100 000 и ниже, избыточное давление в ней гарантирует, что воздух будет выходить из комнаты в область более низкого давления. Поэтому разработкой чистых комнат занимаются соответствующие специалисты, так же как и монтируют их специализированные организации (см. Приложение № 1).

Бессмысленно говорить о чистых комнатах, не упомянув при этом о фильтрах тонкой очистки или HEPA-фильтрах (читается как “хепа”). Не так давно НЕРА-фильтры вошли и в повседневную жизнь, например многие модели пылесосов, особенно для людей страдающих аллергией, оснащаются такими фильтрами. Это относительно недавнее изобретение. В 40-х годах прошлого века Энергетическая комиссия США разработала специальные материалы для улавливания загрязненных радиоактивных частиц, на основе которых были созданы фильтрующие элементы. По спецификации стандартные НЕРА-фильтры должны задерживать 99.97% частиц размером от 0.3 микрона. В теории эти фильтры могут улавливать частицы размером 0.01 микрона, но на практике это требуется очень редко. Для правильной и эффективной работы фильтров требуется их размещение в камерах статического давления, что рассчитывается при проектировании чистой комнаты. НЕРА-фильтры не чистятся, а заменяются на новые с периодичностью от полугода до года в зависимости от загрязненности окружающего воздуха.

На сколько же загрязнен окружающий нас воздух? В больших промышленных городах, где в основном и размещаются производства компакт-дисков, на кубический метр воздуха приходится один миллион инородных частиц. В сельской местности существенно чище – 100 000 и, если бы там была соответствующая инфраструктура и квалифицированный персонал, тиражировать диски было бы проще там. Но, даже если вы выберетесь в открытый космос, где класс чистоты 1 000 и нет представителей IFPI, там все же будет не так чисто, как вам необходимо обеспечить здесь, на земле. Благо, что в основном эту проблему решили сами производители оборудования (но об этом ниже).

Где и какие классы чистоты должны обеспечиваться в технологической цепочке репликации оптических дисков? Наиболее критично к чистоте воздуха производство стамперов (мастеринг). В системах мастеринга воздух, который контактирует с фоторезистом в процессе записи информации лучом лазера, должен быть очищен по классу 100. Чистота воздуха обеспечивается самим оборудованием, которое представляет собой чистую комнату в миниатюре и имеет встроенные НЕРА-фильтры и избыточное давление внутри системы. Для загрузки и выгрузки стеклянных подложек в современных системах мастеринга (Singulus AM 200, Cristal Line) используются специальные герметичные контейнеры. Для того чтобы внутри системы воздух соответствовал классу 100, снаружи в помещении, где находится оборудование мастеринга, вы должны создать класс 100 000 как минимум, рекомендуется 10 000. Участок электроформинга, куда затем попадает мастер-диск для последующего выращивания никель стампера в гальванических ваннах, менее требователен к чистоте воздуха. Однако в силу модульной компоновки оборудования на участке гальваники, класс чистоты 100 000 приходится обеспечивать для всего помещения. Производство записываемых форматов (CD-R, DVD-R) более чувствительно к чистоте воздуха, чем репликация обычных CD и DVD дисков. Одна пылинка, попавшая между стампером и зеркалом молда, способна вывести из строя стампер и забраковать весь тираж. При усилии смыкания половинок молда (пресс-формы) 30-40 тонн и цикле меньше 3-х секунд, во время инжекционного литья пылинка превращается в “кремень” не только оставляющий отпечатки на металле стампера, но и выгибающий его, если размер пылинки относительно велик. На рабочей стороне стампера появляются бугорки (так называемые “шипы”), которые нарушают структуру питов и делают диски, отпечатанные с этого стампера, не читаемыми (DVD, CD-ROM) или частично прослушиваемыми (щелчки, пропущенные треки) CD-audio. Трудно поверить, что все это из-за маленькой пылинки! Благо стампер для CD диска стоит сейчас порядка 100 евро. Но при репликации записываемых форматов все гораздо печальнее. С одного стампера печатается 200-300 000, а то и 500 000 CD-R дисков, стоимость стампера лежит в пределах 600-1000 евро. И далее на этапе нанесения “красителя” и последующей его сушки наличие пыли недопустимо. Поэтому производители записываемых форматов серьезнее относятся к чистоте производственных помещений и менее склонны экономить на воздухоподготовке, чем скажем, производители DVD и аудио компакт дисков. Общее убеждение о более низком качестве пиратских дисков имеет под собой основание, хотя бы потому, что владельцы контрафактных заводов склонны экономить не только на сырье, но и на подготовке производственных площадей. Хотя, подчеркнем, производители оборудования рекомендуют класс 100 000 для всех типов финишных линий.

И, наконец, настала пора перейти к практической стороне: ставить или не ставить чистую комнату и во сколько это обойдется. Если терпеливый и внимательный читатель добрался до этого места – то он, вероятно, испытывает не праздный интерес. Начнем с более-менее очевидного – во сколько обойдется чистая комната? В Америке или Европе, где все уже давно просчитано и без ТЭО и проектной документации не то, что завод, шиномонтаж никто не поставит, на чистую комнату и системы воздухоподготовки закладывается в среднем 2000 (долларов или евро в зависимости от страны) на квадратный метр производственной площади. Необходимо уточнить, что речь идет о классе 100 000 (с повышением класса суммы возрастают в геометрической прогрессии). В эту сумму входит проектирование, изготовление и монтаж, как элементов самой чистой комнаты (фильтров, воздуховодов, ограждающих конструкций), так и систем кондиционирования, чиллеров, парогенераторов (если необходимо регулировать влажность в помещении). Наш опыт (replitech.ru) монтажа и запуска оборудования репликации в России (включающий и оборудование чистых комнат) показывает, что реально уложиться в бюджет 1000 – 1200 долларов за квадратный метр без потери качества очистки воздуха. При использовании компонентов чистой комнаты и систем кондиционирования отечественных производителей и разумной оптимизации конструкции вполне возможно достижение цифры в 800 долларов за метр.

Ответ на вопрос – строить или не строить, не столь очевиден. Разброд в умах репликаторов породили, как ни странно, сами производители оборудования. Во-первых, технологии постоянно совершенствуются, а производственный процесс оптимизируется. Во-вторых, во многих рекламных проспектах систем мастеринга и финишных линий подчеркивается, что оборудование может работать в “офисных” условиях. Очевидно, что заказчик оборудования предпочтет такую систему аналогичной, но требующей больших вложений в инсталляцию, запуск и с более высокими требованиями по качеству воздуха. Однако, с точки зрения технологии производства оптических дисков и компоновки тех же самых финишных линий, никакой разницы в условиях эксплуатации для оборудования разных производителей нет. И если вы внимательно изучите техническую документацию, особенно требования к инсталляции, вы, наверняка найдете упоминание о рекомендуемом классе 100 000. Фишка в том, что оборудование будет работать и без чистой комнаты, другое дело как оно будет работать, и, главное, какой у вас будет выход годных дисков. Грязный воздух в помещении, где находится оборудование репликации, ведет к сокращению интервалов сервисного обслуживания, более частым поломкам и отказам, ускоренному загрязнению фильтров в оборудовании (их немало и они не дешевы), увеличению процента брака, сокращению срока жизни стамперов, а иногда и к их поломке. Принимая решение об отказе от строительства чистой комнаты, необходимо четко представлять с какими проблемами придется столкнуться впоследствии. И если для производства DVD 5 или CD чистотой воздуха при недостатке финансирования или времени можно пренебречь, то мастеринг или репликация записываемых форматов такого нигилизма не прощают. Теоретически, для новых форматов третьего поколения (HD-DVD и Blu-ray) в силу очень маленького размера питов требования к чистоте воздуха должны быть еще более жесткими. Но об этом в следующий раз.

Требования к чистому помещению

Системы кондиционирования воздуха для чистых комнат должны подавать очищенный воздух в определенном количестве для того, чтобы поддержать заданный уровень чистоты помещения. Воздух подается в чистые комнаты таким способом, чтобы предотвратить образование застойных зон, где могут оседать и накапливаться частицы пыли. Воздух также должен быть кондиционирован по температуре и влажности в соответствии с требованиями к параметрам микроклимата помещения. Кроме того, дополнительное количество кондиционированного воздуха подается в помещение для создания избыточного давления.

А. «Чистая комната» соответствует техническим требованиям, предъявляемым к подобным производственным помещениям, если обеспечено:

герметизация окружающих строительных конструкций;
подача в помещение воздуха из системы приточной вентиляции, прошедшего трехступенчатую очистку;
создание избыточного давления воздуха не менее 10 Па (1 мм рт.ст.) относительно смежных производственных помещений;
специальная отделка помещений и обеспечение соответствия санитарно-гигиеническим требованиям к чистым помещениям.

В. Конструкция «чистой комнаты» класса 100 тысяч и выше:

В «чистой комнате» используется рециркуляция воздуха.
Для снижения степени электризации и загрязнения, воздух, подаваемый в «чистую комнату» ионизируется при помощи люстры Чижевского.
Системы вентиляции и кондиционирования воздуха оборудованы звуко- и вибропоглощающими устройствами, исключающими передачу вибрации на конструкции чистых помещений.
Части систем вентиляции и кондиционирования воздуха не содержат несъемные и трудносъемные узлы, что позволяет обеспечить возможность быстрого ремонта и наладки вентиляционного оборудования в чистых помещениях.
Материал из которого выполнены ограждающие конструкции (потолок, перегородки, наружные стены, остекление и места их соединения) обеспечивает пыленепроницаемость и предусматривает возможность проведения сухой и влажной, а также вакуумной пылеуборки.
Для передачи материалов, изделий и прохода работающих в чистые помещения предусмотрен обдувочный шлюз.
Чистое помещение изолировано от наружной стены здания коридором и не примыкает ни к одной из наружных стен здания.

Автор: О. Медиакритский

pechatnick.com