Cleanroomventilatie: ontwerp- en installatieregels voor ventilatiesystemen

De lucht die een persoon binnen inademt, bevat veel onzuiverheden. Het concentratieniveau van de vervuiling hangt grotendeels af van verschillende omstandigheden, waaronder de afgelegen ligging ten opzichte van intense snelwegen en industriële voorzieningen.

Er zijn dergelijke kamers waar deze situatie onaanvaardbaar is, omdat vanwege hun specifieke kenmerken de ultieme zuiverheid van de luchtstroomomzet noodzakelijk is. Daarom is de opstelling van ventilatiesystemen voor cleanrooms en airconditioning een essentieel onderdeel om ervoor te zorgen dat ze een geschikt microklimaat hebben. Ben je het ermee eens?

Van ons materiaal leer je wat ventilatie van cleanrooms, vochtigheidsnormen, temperatuuromstandigheden en andere parameters die van invloed zijn op het behoud van een optimaal microklimaat zijn.

Wat is cleanroom?

De definitie van een schone kamer impliceert een bepaald gebied van een kamer waarin, met behulp van speciale apparatuur, de concentratie van aërosoldeeltjes (stof, chemische dampen, micro-organismen) in de lucht binnen gespecificeerde limieten wordt gehouden.

In een dergelijke kamer moet de hoeveelheid vervuilende deeltjes op het oppervlak van de muren, het plafond en in de lucht tot een minimum worden beperkt.

Cleanrooms worden gebruikt in de micro-elektronica, ruimtevaarttechnologie, dunne-filmproductie, de productie van gedrukte schakelingen - overal waar de verwijdering van verontreinigingen nodig is

Deze speciale kamers zijn uitgerust met de volgende componenten:

• antistatische vloer;
• raamopeningen overdragen;
• overgangspoorten;
• lege design wandpanelen;
• Plafonds met inbouwverlichting.

Een extreem schone atmosfeer in dergelijke kamers kan op één manier worden bereikt: de verplaatsing van bestaande luchtmassa's en de instroom van vers gefilterde airconditioning.

Schone ruimtes zijn nodig voor gebieden van menselijke activiteit zoals medicijnen, farmaceutica, de fabricage van verschillende elektronische apparaten en voedselproductie.

Cleanroom luchtwisselkoersen

Met de ontwikkeling van de nieuwste technologie is de behoefte aan schone productiefaciliteiten toegenomen. De industrie gebruikt steeds duurdere en complexere materialen.

Onder deze omstandigheden is de prijs van fouten bij de productie van moderne producten vanwege de verkeerde combinatie van de industriële omgeving en de uitrusting van banen zeer hoog.

In de operatiekamer kunt u op één manier een steriele atmosfeer bereiken - de interne luchtmassa's duwen met de instroom van verse airconditioning

Over de hele wereld is een reeks normen een universeel erkend document dat de normen vaststelt voor ventilatie van cleanrooms, ontwerp, constructie, uitrusting en certificering, en deze onderverdeelt in speciale klassen van reinheidISO 14644, gezamenlijk "Cleanrooms en hun bijbehorende controleomgevingen" genoemd, ontwikkeld door de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO).

Deze regelgevende categorie omvat 9 regelgevende documenten.

RegelgevingISO 14644 "Schone gebieden en bijbehorende gecontroleerde omgevingen."

In Rusland wordt een goedgekeurde selectie van GOST R-normen gebruikt.ISO 14644, wat een vertaling is van een internationale standaardISO 14644 "Cleanrooms en bijbehorende gecontroleerde omgevingen."

De documentatie die de Russische normen regelt, is ontwikkeld door de Technische Commissie voor Normalisatie TC 184 "Zorgen voor industriële netheid" en een openbare instelling door de Association of Control Engineers microverontreiniging (Asinkom).

Afhankelijk van de netheidsklasse van de industriële gebouwen en de technische processen die daarin worden uitgevoerd, worden verschillende normen opgelegd aan de apparatuur en apparatuur voor luchtuitwisseling.

Er zijn 9 klassen van kamers waarin een bepaalde concentratie van stof en micro-organismen in de lucht is toegestaan ​​volgens GOST ISO 14644-1-2000.

Tabel van limieten voor maximale concentratie van deeltjes in kamers in overeenstemming met de door de ISO aangenomen zuiverheidsklassen

Ventilatieluchtbereidingssystemen moeten de zuiverheid garanderen in termen van het aantal aerosoldeeltjes en, indien nodig, de aanwezigheid van micro-organismen in schone ruimtes in overeenstemming met de vereisten van GOST R 52249-2009 "Regels voor de productie en kwaliteitscontrole van medicijnen".

Bovendien moeten ze een drukverschil handhaven ten opzichte van de omliggende kamers van een klasse met een lagere zuiverheid.

Vereiste ventilatieomstandigheden

Voor de implementatie van luchtuitwisseling in cleanrooms wordt de mobiliteit van luchtstromen in m / s gemeten. In bijzonder steriele kamers in de farmaceutische industrie wordt de exacte definitie van de vereiste ventilatie vastgesteld - 0,46 m / s ± 0,1 m / s (FDA, USA).

De beperkende normen voor mobiliteit van luchtmassa's in andere cleanrooms zijn in de regel van 0,35 tot 0,52 m / s ± 20%.

De aanwezigheid van raamopeningen heeft ook een grote invloed op de luchtcirculatie:

• in een afgesloten ruimte zonder ramen moet de luchtstroom 20% over de motorkap domineren;
• in kamers met ramen moeten de luchtverversingsprestaties 30% hoger zijn dan de afzuigkap.

Alleen een dergelijk ventilatiesysteem van schone ruimtes kan het binnendringen van verontreinigingen voorkomen en de circulatie van luchtmassa's verzekeren.

Het schema van het luchtcirculatiesysteem in de operatiekamer volgens algemeen aanvaarde normen en standaarden. Het bevat een diffusor, luchtkanalen, een verwarmingspaneel en een eenkanaals apparaat met variabel volume

Bij het ontwerpen wordt meer aandacht besteed aan de technologie voor het toevoeren van luchtstromen naar speciale voorzieningen. Zo wordt de luchtcirculatie in cleanrooms met een reinheidsklasse van 1 tot 6 uitgevoerd door luchtverdelingsapparatuur van boven naar beneden, waardoor uniforme en unidirectionele luchtstromen met een lage snelheid van 0,2 tot 0,45 m / s worden gevormd.

In gebieden met een lagere reinheid is de vorming van een niet-eenrichtingsstroom met behulp van verschillende plafondroosters toegestaan.

Luchtzuiveringsmethoden

Er kunnen twee soorten cleanrooms worden onderscheiden. In de regel verschillen ze onderling door de methode van zuivering van luchtmassa's:

• kamers met turbulente ventilatie;
• kamers met laminaire stroming in één richting.

Met deze laatste variant kunt u de hoogste mate van zuiverheid behouden, omdat de richting die naar één kant is gericht, snel en efficiënter vervuilde lucht uit de gewenste kamer duwt.

Wanneer de luchtstroom door de turbulente methode wordt gereinigd, worden de door filters verwerkte stromen door plafondverdelers gevoerd. Schone lucht bij het betreden van de kamer wordt gecombineerd met de reeds aanwezige luchtmassa, waarin een zekere mate van vervuiling aanwezig is, en verdunt deze

Via de inlaatroosters onderaan de wanden wordt een deel van de verplaatste lucht naar buiten geleid. Overdag wordt de ventilatie volgens dit principe geïnstalleerd en kan de afvoerlucht tot 20 keer worden verplaatst.

Als het nodig is om de lucht in een cleanroom nog meer gezuiverd te maken, wordt een uitzicht met eenrichtingsstroom gekozen. De betekenis van laminaire ventilatie is om effectieve filtercomponenten uit te rusten om luchtstroom te leveren.

Verse lucht die de kamer binnenkomt, beweegt zich er in één richting (van boven naar beneden) door, terwijl de stofdeeltjes worden vertraagd en verwijderd door openingen in de vloer. Meestal vindt dit proces plaats met een luchtstroomsnelheid van maximaal 0,4 m / s.

Ventilatieapparatuur

Om effectieve ventilatieapparatuur in een schone kamer te kiezen, is het de moeite waard om de taken te begrijpen die het zal oplossen.

Het schema van filters van verschillende reinigingsklassen, ontworpen om ventilatie in cleanrooms uit te rusten, demonstreert duidelijk de zuivering van binnenkomende lucht met een eenrichtingsstroom

De luchtuitwisseling in cleanrooms is niet gericht op het verwijderen van verontreinigende bacteriën en deeltjes, maar op het voorkomen van binnendringen.

De benodigde uitrusting is als volgt:

1. Filter ventilatie modules. Onderdelen van systemen met als belangrijkste functie het zuiveren van lucht uit verontreinigde deeltjes en onzuiverheden. Voorzien van filters Hepa enULPA om de vereiste zuiverheid te bereiken volgens de classificator.
2. Luchtverdelers. Dit is een groep klimaatapparatuur voor het zuiveren van onzuiverheden, de implementatie van ventilatie en airconditioning in schone ruimtes.
3. Ventilatiesystemen en airconditioning. Installatie met een volledige voorbereidingscyclus van luchtstromen in cleanrooms. De functies zijn onder meer: ​​schoonmaken, handhaven van temperatuur, vochtigheid en luchtdruk. Deze instellingen worden doorgaans gekenmerkt door een ononderbroken stille werking en kunnen de aanpassing van indicatoren automatisch aanpassen.
4. Filters van verschillende reinigingsklassen. Vaak geselecteerd op basis van de vereisten voor een bepaald type netheid van de kamer. Het meest effectieve schema voor het verwijderen van vreemde deeltjes uit de toevoerlucht door het door 4 soorten filters te leiden - grof, dun, hoog rendement (Hepa) en hyperfijn (ULPA) schoonmaken.

De belangrijkste taak voor de continue werking van deze apparatuur is een kwalitatief eerste ontwerp en installatie.

Anders ondervinden het personeel en de eigenaren geen problemen met de bediening.

Het principe van het systeem

De ventilatie van cleanrooms functioneert naar behoren en maakt het mogelijk om normatieve indicatoren te garanderen door de duidelijke werking van alle systeemcomponenten.

Voordat de lucht de kamer binnenkomt, gaat hij om vier uur door vier filtratieniveaus filtersdie de luchtstroom zuiveren van bepaalde soorten vervuiling.

Er wordt een laminaire luchtstroom toegevoerd, waardoor de gerichte beweging van de gereinigde luchtmassa's kan worden gevormd, en op zijn beurt worden aerosoldeeltjes uit de bestaande lucht geduwd.

Circulatie en luchtverversing in de operatiekamer, uitgerust volgens de vereiste normen en standaarden, bestaat uit veel apparaten

Het hoofdonderdeel van de gehele ventilatie-unit is het systeem centrale airconditioninguitgerust in overeenstemming met de specifieke kenmerken van cleanrooms. De meeste processen van bereiding en zuivering van lucht vinden hier plaats.

En het gemak bij het beheren en onderhouden van constante reinheidsindicatoren in een kamer wordt geleverd door apparatuur voor automatisering en verzending van de werking van het hele systeem, dat een groot aantal sensoren bevat voor het bewaken van indicatoren, een apparaat voor het op afstand verzenden van opdrachten, enz.

Nadat het systeem in bedrijf is gesteld, wordt de werking van alle elementen bewaakt door personeel dat in de kamer werkt, en als er storingen of calamiteiten worden ontdekt, zal de software u daar snel automatisch over informeren.

Ontwerpkenmerken van ventilatiesystemen

Het ontwerp en de installatie van een ventilatie- en airconditioningsysteem voor cleanrooms vereist de nodige ervaring met speciale apparatuur, evenals kennis van de eisen en normen voor deze kamers.

Er zijn drie hoofdschema's voor het organiseren van luchtuitwisseling in schone gebieden:

• luchtstroomrichting parallel aan elkaar;
• rommelige richting - frisse lucht stroomt in verschillende richtingen;
• gemengde toevoer - kan worden gezien in grote kamers, wanneer in het ene deel de luchtmassa's parallel bewegen en in het andere - willekeurig.

Afhankelijk van de grootte van de kamer en de locatie van het werkgebied, wordt het meest geschikte ontwerp van het ventilatiesysteem gekozen. De meest optimale oplossing is ventilatie met een eenrichtingsstroom van frisse lucht.

Muurventilatiesysteem in een steriele ruimte ontworpen in overeenstemming met de vereisten van reinheid en doel

Voor vaak gebruikte cleanrooms toevoer- en uitlaatventilatiesysteem. De betekenis is als volgt: van bovenaf wordt met een bepaalde snelheid een stroom verse lucht onder druk toegevoerd, die de verontreinigde luchtmassa's in de kamer naar de luchtinlaat duwt.

Via plafondpanelen wordt op lage snelheid gekoelde lucht aangevoerd naar de bovenzijde van de faciliteit. Het omhult het gebied van de kamer en laat stofdeeltjes naar de kap vallen, waardoor een minimale mate van irritatie ontstaat.

Met dit ventilatiesysteem worden tocht en stofwervelingen op de vloer niet gevormd. Bovendien wordt de aangeleverde verse stroom eerst met de gewenste luchtvochtigheid en temperatuur voorbereid en in de ruimte gevoerd.

Populaire ventilatieschema's

Bij het ontwerpen van een ventilatiesysteem is een van de belangrijkste taken de nauwkeurige en bewezen organisatie van de distributie van luchtstromen.

Momenteel gebruiken ontwerpers verschillende veelgebruikte oplossingen voor de locatie van luchtverdeelapparatuur, waarvan de keuze afhankelijk is van de bestemming.

In cleanrooms moet erop worden gelet dat de deuropeningen extra worden beschermd tegen het binnendringen van verontreinigde lucht in de cleanroom.

Overweeg de meest populaire, bewezen schema's voor het organiseren van ventilatie van de operatiekamer:

• luchtstroom in één richting door de hellende ventilatie grill;
• bij gebruik van plafondroosters wordt geen eenrichtingsluchtstroom georganiseerd;
• lucht komt de operatiekamer binnen via een geperforeerd plafondpaneel met de organisatie van een verticale unidirectionele luchtmengselstroom;
• de toevoerluchtmassa wordt aangevoerd via de luchtverdeler in het plafond, waardoor een laminaire luchtstroom naar het werkgebied wordt geleid;
• het luchtmengsel is niet unidirectioneel en wordt door een luchtringslang geleid.

Het afzuigsysteem in de operatiekamers wordt uitgevoerd door de afzuigventilatoren en wandventilatieroosters met een klep in tegengestelde richting te monteren.

In overeenstemming met de praktijk zijn de luchtroosters met plafondgaas de beste opstelling voor het organiseren van een laminaire luchtstroom die in één richting in de operatiekamers is gericht.

Zo maakt het bij een laminair plafond van 1,8 bij 2,4 m in een operatiekamer met een oppervlakte van 40 m² het mogelijk om een ​​25-voudige luchtuitwisseling te creëren bij een luchtstroom van 0,2 m / s vanaf de installatie.

Deze gegevens worden voldoende geacht voor absorptie. warmte-overschot van het aantal personeels- en apparatuuroperaties in de operatiekamer.

Installatie van ventilatiesystemen

De bijzonderheid van de cleanroom-ventilatie-installatie wordt geassocieerd met hoge eisen voor verschillende soorten zones, waarvan de classificatie afhangt van de kenmerken van de technologische processen die erin worden uitgevoerd, evenals hun doel, microklimaatnormen en routing van technische constructies.

Specialisten zorgen voor installatie en inbedrijfstelling van apparatuur om een ​​goede luchtuitwisseling in de cleanrooms van de farmaceutische industrie te garanderen

Installatiespecialisten moeten dat begrijpen luchtkanalen voor installatie in cleanrooms, voorafgaand aan installatie, zijn voorbereidende procedures vereist, zonder welke latere installatie niet kan worden uitgevoerd.

Overweeg de belangrijkste stappen:

1. In de voorbereidende fase worden de details van de kanalen in een aangewezen reinigingsruimte geplaatst. Vóór de installatie worden onderdelen en vormelementen onderworpen aan initiële droge mechanische reiniging om vloeibare en vaste verontreinigingen te verwijderen van tijdens productie en transport gevormde oppervlakken.
2. Vervolgens moet u alle interne oppervlakken eerst met kraanwater wassen en laten drogen tot het volledig droog isstofvrij zone. Na visuele inspectie worden componenten van ventilatiesystemen, afhankelijk van de mate van vervuiling, onderworpen aan secundair wassen en drogen of onmiddellijk gevolgd door antiseptische behandeling.
3. Na de eindverwerking wordt aanbevolen om contact met de gereinigde elementen van de interne oppervlakken van de kanalen en de kamerlucht te minimaliseren. Dit kan worden bereikt door de einddelen in te wikkelen met polymeerfilms. Daarna worden de componenten met gecontroleerde zuiverheidsparameters naar een magazijn gestuurd.
4. Een gereinigde partij onderdelen en kanalen komt vlak voor de installatie op de installatieplaats. De beschermfolie wordt onmiddellijk verwijderd voordat de delen van de kanalen en vormelementen worden aangesloten, terwijl contact met gereedschap, bevestigingsmiddelen en open huidledematen met de binnenkant onaanvaardbaar is.Bij het stoppen van de installatie of een onderbreking, moet tijdelijke afdichting van de einddelen, verbindingen en inzetstukken worden gemaakt.

In alle stadia van installatiewerk is het noodzakelijk om het aantal mogelijke verontreinigingen op de interne oppervlakken te beheersen en te verminderen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video bespreekt hoe ventilatie wordt aangebracht in cleanrooms voor industriële doeleinden:

Video over hoe ventilatie wordt opgezet in de cleanrooms van de operatiekamer:

Ontwerp en installatie van ventilatiesystemen en airconditioningsystemen in cleanrooms is een bewerkelijk proces, waarvoor bepaalde kennis, normen en regels van luchtuitwisseling en luchttoevoer nodig zijn, evenals vaardigheden en ervaring in het gebruik van luchtdistributieapparatuur.

Daarom wordt voor het ontwerp en de installatie van een ventilatiesysteem in dergelijke faciliteiten aanbevolen alleen contact op te nemen met specialisten.

Heeft u vragen over het onderwerp van het artikel of kunt u ons materiaal aanvullen met waardevolle informatie over de opstelling van ventilatie in cleanrooms. Laat uw opmerkingen achter, deel uw ervaring - het blok voor communicatie bevindt zich onder het artikel.