无尘车间(Cleanroom)是通过特定的技术手段控制空气中颗粒物、微生物、温度、湿度等参数的工作环境,广泛应用于半导体、医药、生物技术、精密制造等行业。以下是关于无尘车间净化的核心内容和注意事项:
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一、无尘车间净化原理
1.空气过滤
-采用高效过滤器(HEPA)或超高效过滤器(ULPA),过滤空气中0.3μm以上的颗粒物,过滤效率可达99.99%-99.9995%。
-初级过滤→中级过滤→高效过滤,多级串联实现空气净化。
2.气流组织
-层流(单向流):空气以均匀的流速单向流动(如垂直层流、水平层流),减少气流扰动产生的污染。
-湍流(非单向流):通过稀释作用降低污染物浓度,适合较低洁净度要求的区域。
3.压差控制
-保持车间内正压(防止外界污染空气渗入)或负压(防止内部污染外泄,如生物实验室)。
-不同洁净级别区域之间压差通常为5-10Pa。
4.温湿度控制
-恒温恒湿系统确保生产工艺稳定性(如半导体行业要求温度22±1℃,湿度45%±5%)。
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二、洁净度等级标准
国际通用的ISO14644-1标准根据每立方米空气中允许的颗粒物数量划分等级:
-ISO1级:≤12颗粒(≥0.1μm)/m³(最高洁净度)。
-ISO5级(对应旧标准Class100):≤3,520颗粒(≥0.5μm)/m³。
-ISO8级(对应Class100,000):≤2,930,000颗粒(≥0.5μm)/m³。
不同行业可能采用其他标准(如美国联邦标准FS209E、GMP标准等)。
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三、无尘车间核心设备
1.空气处理机组(AHU)
包含过滤段、加湿段、制冷段等功能段,控制空气质量和温湿度。
2.FFU(风机过滤单元)
局部高效净化设备,用于吊顶送风系统。
3.风淋室
人员进入车间前清除衣物表面颗粒的净化通道。
4.传递窗
物料进出洁净区的过渡装置,避免交叉污染。
5.洁净工作台/生物安全柜
提供局部高洁净度操作环境。
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四、设计与施工要点
1.布局优化
-分区设计:按洁净度等级从高到低依次排列(如核心生产区→缓冲区→更衣区)。
-减少人员流动和物料交叉污染路径。
2.材料选择
-墙面/地面:防静电环氧树脂板、PVC地板等易清洁、不产尘材料。
-门窗:气密性好,无死角设计。
3.防静电措施
-地面和操作台需铺设防静电材料,设备接地处理。
4.监测系统
-安装颗粒计数器、温湿度传感器、压差传感器等实时监控装置。
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五、管理与维护
1.人员规范
-穿戴洁净服(连体服、口罩、手套等),通过风淋室进入。
-限制人员数量和活动范围。
2.清洁程序
-定期清洁地面、墙面和设备,使用无尘擦拭布和专用清洁剂。
3.过滤器更换
-初效过滤器每1-3个月更换,高效过滤器每1-3年更换(视使用情况)。
4.验证与测试
-定期进行洁净度检测(悬浮粒子、微生物等),符合ISO标准或行业规范。
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六、典型行业应用
1.半导体/电子制造
-要求ISO1-5级,控制静电和纳米级颗粒污染。
2.医药生产
-符合GMP要求,A/B/C/D级洁净区,严格微生物控制。
3.生物实验室
-生物安全实验室(BSL)需兼顾洁净与生物污染防控。
4.精密光学/航空航天
-控制灰尘、温度振动对精密组件的影响。
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七、常见问题与解决
-污染源控制不足:加强人员培训,优化物料进出流程。
-压差波动:检查风机运行状态和密封性。
-新风量不足:校核空调系统设计,增加换气次数。
-设备老化:定期更换过滤器,升级节能型设备。
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总结
无尘车间净化是一个系统工程,需结合生产工艺、环境控制、规范管理等多方面协同实现。设计阶段需充分考虑行业特殊需求,日常运行中需严格遵循SOP(标准操作程序),并通过持续监测和维护保障洁净度稳定。