Sirunvalmistusteollisuudessa sirun saanto liittyy läheisesti sirulle kertyneiden ilmahiukkasten kokoon ja määrään. Hyvä ilmavirran organisointi voi poistaa pölylähteistä syntyvät hiukkaset puhdastilasta ja varmistaa puhdastilan puhtauden. Toisin sanoen puhdastilan ilmavirran organisoinnilla on tärkeä rooli siruntuotannon saannossa. Puhdastilan ilmavirran organisoinnin tavoitteet ovat: pyörrevirtojen vähentäminen tai poistaminen virtauskentässä haitallisten hiukkasten kertymisen välttämiseksi; sopivan positiivisen painegradientin ylläpitäminen ristikontaminaation estämiseksi.
Puhdastilaperiaatteen mukaan hiukkasiin vaikuttavia voimia ovat massavoima, molekyylivoima, hiukkasten välinen vetovoima, ilmavirtausvoima jne.
Ilmavirran voima: viittaa tulo- ja paluuilmavirran, lämpökonvektioilmavirran, keinotekoisen sekoittamisen ja muiden hiukkasia kuljettavien ilmavirtojen aiheuttamaan ilmavirran voimaan. Puhdastilan ympäristötekniikan ohjauksessa ilmavirran voima on tärkein tekijä.
Kokeet ovat osoittaneet, että ilmavirran liikkeessä hiukkaset seuraavat ilmavirtaa lähes täsmälleen samalla nopeudella. Ilman hiukkasten kunto määräytyy ilmavirran jakautumisen mukaan. Ilmavirran tärkeimmät vaikutukset sisätilojen hiukkasiin ovat: ilman syöttöilmavirta (mukaan lukien ensisijainen ja toissijainen ilmavirta), ihmisten kävelyn aiheuttama ilmavirta ja terminen konvektioilmavirta sekä ilmavirran vaikutus prosessitoimintojen ja teollisuuslaitteiden aiheuttamaan hiukkasiin. Erilaiset ilmansyöttömenetelmät, nopeusrajapinnat, käyttäjät ja teollisuuslaitteet, indusoidut ilmiöt jne. puhdastiloissa ovat kaikki tekijöitä, jotka vaikuttavat puhtaustasoon.
1. Ilmansyöttömenetelmän vaikutus
(1) Ilmansyöttönopeus
Tasaisen ilmavirtauksen varmistamiseksi yksisuuntaisen virtauksen puhdastilassa ilmansyöttönopeuden on oltava tasainen; ilmansyöttöpinnan kuolleen alueen on oltava pieni; ja myös painehäviön HEPA-suodattimen sisällä on oltava tasainen.
Ilmansyöttönopeus on tasainen: eli ilmavirran epätasaisuutta säädetään ±20 %:n tarkkuudella.
Ilmansyöttöpinnalla on vähemmän kuollutta tilaa: HEPA-kehyksen tasopinta-alaa ei tulisi ainoastaan pienentää, vaan mikä tärkeämpää, modulaarista FFU:ta tulisi käyttää redundantin kehyksen yksinkertaistamiseksi.
Jotta ilmavirtaus olisi pystysuora ja yksisuuntainen, suodattimen painehäviön valinta on myös erittäin tärkeää, eikä suodattimen painehäviötä voida vääristää.
(2) FFU-järjestelmän ja aksiaalipuhallinjärjestelmän vertailu
FFU on ilmansyöttölaite, jossa on puhallin ja HEPA-suodatin. FFU:n keskipakopuhallin imee ilman ja muuntaa dynaamisen paineen staattiseksi paineeksi ilmakanavassa. HEPA-suodatin puhaltaa sen tasaisesti ulos. Kattoon kohdistuva ilmansyöttöpaine on negatiivinen. Tällä tavoin pölyä ei pääse vuotamaan puhdastilaan suodatinta vaihdettaessa. Kokeet ovat osoittaneet, että FFU-järjestelmä on aksiaalipuhallinjärjestelmää parempi ilman ulostulon tasaisuuden, ilmavirran yhdensuuntaisuuden ja ilmanvaihdon hyötysuhdeindeksin suhteen. Tämä johtuu siitä, että FFU-järjestelmän ilmavirran yhdensuuntaisuus on parempi. FFU-järjestelmän käyttö voi parantaa ilmavirran organisointia puhdastilassa.
(3) FFU:n oman rakenteen vaikutus
FFU koostuu pääasiassa puhaltimista, suodattimista, ilmavirran ohjaimista ja muista komponenteista. HEPA-suodatin on tärkein tae puhdastilan suunnittelussa vaaditun puhtauden saavuttamiseksi. Suodattimen materiaali vaikuttaa myös virtauskentän tasaisuuteen. Kun suodattimen ulostuloon lisätään karkea suodatinmateriaali tai virtauslevy, ulostulon virtauskenttä voidaan helposti tasata.
2. Nopeusrajapinnan vaikutus eri puhtausasteilla
Samassa puhdastilassa, työalueen ja ei-työalueen välissä pystysuorassa yksisuuntaisessa virtauksessa, HEPA-laatikon ilmannopeuseron vuoksi rajapinnassa esiintyy sekamuotoinen pyörrevaikutus, josta muodostuu turbulentti ilmavirtausalue. Ilman turbulenssi on erityisen voimakasta, ja hiukkaset voivat siirtyä laitteen pinnalle ja saastuttaa laitteet ja kiekot.
3. Vaikutus henkilöstöön ja laitteisiin
Kun puhdastila on tyhjä, huoneen ilmavirtausominaisuudet täyttävät yleensä suunnitteluvaatimukset. Kun laitteet saapuvat puhdastilaan, ihmiset liikkuvat ja tuotteita kuljetetaan, ilmavirran järjestäytymiselle on väistämättä esteitä, kuten laitteiston koneistosta ulkonevat terävät kärjet. Kulmissa tai reunoilla kaasu suuntautuu muodostaen pyörteisen virtausalueen, eikä alueella oleva neste kulje helposti sisään tulevan kaasun mukana, mikä aiheuttaa saastumista.
Samaan aikaan mekaanisen laitteen pinta kuumenee jatkuvan toiminnan vuoksi, ja lämpötilagradientti aiheuttaa koneen lähelle uudelleenvirtausalueen, mikä lisää hiukkasten kertymistä uudelleenvirtausalueelle. Samanaikaisesti korkea lämpötila saa hiukkaset helposti karkaamaan. Kaksoisvaikutus voimistaa yleistä pystysuoraa kerrosta. Virtauksen puhtauden hallinta vaikeutuu. Puhdastilassa työskentelevien käyttäjien pöly voi helposti tarttua kiekkoihin näillä uudelleenvirtausalueilla.
4. Kiertoilmalattian vaikutus
Kun lattian läpi kulkevan paluuilman vastus on erilainen, syntyy paine-ero, joka aiheuttaa ilman virtauksen pienen vastuksen suuntaan eikä tasaista ilmavirtausta saavuteta. Nykyinen suosittu suunnittelumenetelmä on käyttää korotettua lattiaa. Kun korotetun lattian avautumissuhde on 10 %, ilman virtausnopeus voidaan jakaa tasaisesti sisätilojen työskentelykorkeudelle. Lisäksi on kiinnitettävä erityistä huomiota puhdistustöihin lattian saastumislähteiden vähentämiseksi.
5. Induktioilmiö
Niin kutsuttu induktioilmiö viittaa ilmiöön, jossa ilmavirta syntyy vastakkaiseen suuntaan kuin tasainen virtaus, mikä indusoi huoneessa tai viereisillä saastuneilla alueilla syntyvää pölyä tuulen yläpuolelle ja saastuttaa kiekon. Mahdollisia indusoituja ilmiöitä ovat seuraavat:
(1) Sokea levy
Puhdastilassa, jossa on pystysuora yksisuuntainen virtaus, seinän saumojen vuoksi on yleensä suuria sokeapaneeleita, jotka aiheuttavat turbulenttista virtausta ja paikallista takaisinvirtausta.
(2) Lamput
Puhdastilan valaisimilla on suurempi vaikutus. Koska loistelampun lämpö nostaa ilmavirtaa ylöspäin, loistelamppu ei muodosta pyörteilyaluetta. Yleensä puhdastilan lamput on suunniteltu pisaranmuotoisiksi, jotta niiden vaikutus ilmavirran organisoitumiseen vähenee.
(3) Seinien väliset raot
Kun puhtausvaatimukset eroavat väliseinien tai kattojen välillä, pölyä voi siirtyä alhaisen puhtausvaatimuksen omaavilta alueilta viereisiin korkean puhtausvaatimuksen omaaviin alueisiin.
(4) Mekaanisen laitteen ja lattian tai seinän välinen etäisyys
Jos mekaanisen laitteen ja lattian tai seinän välinen rako on pieni, esiintyy kimpoavaa turbulenssia. Jätä siksi laitteen ja seinän väliin rako ja nosta koneen alustaa välttääksesi suoran kosketuksen maahan.
Julkaisun aika: 02.11.2023