1. Fjerning av støvpartikler i støvfritt renrom
Hovedfunksjonen til et rent rom er å kontrollere renheten, temperaturen og fuktigheten i atmosfæren som produkter (som silisiumbrikker osv.) utsettes for, slik at produktene kan produseres og fremstilles i et godt miljø. Vi kaller dette rommet et rent rom. I henhold til internasjonal praksis bestemmes renhetsnivået hovedsakelig av antall partikler per kubikkmeter luft med en diameter større enn klassifiseringsstandarden. Med andre ord er ikke såkalt støvfritt 100 % støvfritt, men kontrollert i en veldig liten enhet. Partiklene som oppfyller støvstandarden i denne standarden er selvfølgelig allerede veldig små sammenlignet med det vanlige støvet vi ser, men for optiske strukturer vil selv litt støv ha en veldig stor negativ innvirkning, så støvfritt er et uunngåelig krav i produksjonen av optiske strukturprodukter.
Ved å kontrollere antallet støvpartikler med en partikkelstørrelse større enn eller lik 0,5 mikron per kubikkmeter til mindre enn 3520/kubikkmeter, oppnås klasse A i den internasjonale støvfrie standarden. Støvfrie standarder som brukes i produksjon og prosessering på flisnivå har høyere krav til støv enn klasse A, og en slik høy standard brukes hovedsakelig i produksjonen av noen fliser på høyere nivå. Antallet støvpartikler er strengt kontrollert til 35 200 per kubikkmeter, som vanligvis er kjent som klasse B i renromsindustrien.
2. Tre typer renromstilstander
Tomt renrom: et renromsanlegg som er bygget og kan tas i bruk. Det har alle relevante tjenester og funksjoner. Det er imidlertid ikke noe utstyr som betjenes av operatører i anlegget.
Statisk renrom: et renromsanlegg med komplette funksjoner, riktige innstillinger og installasjon, som kan brukes i henhold til innstillingene eller er i bruk, men det er ingen operatører i anlegget.
Dynamisk renrom: et renrom i normal bruk, med komplette servicefunksjoner, utstyr og personell; om nødvendig kan normalt arbeid utføres.
3. Kontrollelementer
(1). Kan fjerne støvpartikler som svever i luften.
(2). Kan forhindre dannelse av støvpartikler.
(3). Kontroll av temperatur og fuktighet.
(4). Trykkregulering.
(5). Eliminering av skadelige gasser.
(6). Lufttetthet i konstruksjoner og rom.
(7). Forebygging av statisk elektrisitet.
(8). Forebygging av elektromagnetisk interferens.
(9). Hensyn til sikkerhetsfaktorer.
(10). Hensyn til energisparing.
4. Klassifisering
Turbulent strømningstype
Luft kommer inn i renrommet fra klimaanlegget gjennom luftkanalen og luftfilteret (HEPA) i renrommet, og returneres fra skilleveggpanelene eller forhøyede gulv på begge sider av renrommet. Luftstrømmen beveger seg ikke lineært, men presenterer en uregelmessig turbulent eller virvellignende tilstand. Denne typen er egnet for renrom i klasse 1000–100 000.
Definisjon: Et rent rom der luftstrømmen flyter med ujevn hastighet og ikke er parallell, ledsaget av tilbakestrøm eller virvelstrøm.
Prinsipp: Turbulente renrom er avhengige av at tilførselsluften kontinuerlig fortynner inneluften og gradvis fortynner den forurensede luften for å oppnå renhet (turbulente renrom er vanligvis utformet med renhetsnivåer over 1000 til 300 000).
Funksjoner: Turbulente renrom er avhengige av flere ventilasjonsløsninger for å oppnå renslighet og renhetsnivåer. Antall ventilasjonsskifter bestemmer renshetsnivået i definisjonen (jo flere ventilasjonsskifter, desto høyere renhetsnivå)
(1) Selvrensingstid: refererer til tiden når renrommet begynner å tilføre luft til renrommet i henhold til det designede ventilasjonstallet og støvkonsentrasjonen i rommet når det designede renhetsnivået. Klasse 1000 forventes å være ikke mer enn 20 minutter (15 minutter kan brukes til beregning), klasse 10 000 forventes å være ikke mer enn 30 minutter (25 minutter kan brukes til beregning), klasse 100 000 forventes å være ikke mer enn 40 minutter (30 minutter kan brukes til beregning).
(2) Ventilasjonsfrekvens (utformet i henhold til ovennevnte krav til selvrensende tid) klasse 1000: 43,5–55,3 ganger/time (standard: 50 ganger/time) klasse 10 000: 23,8–28,6 ganger/time (standard: 25 ganger/time) klasse 100 000: 14,4–19,2 ganger/time (standard: 15 ganger/time)
Fordeler: enkel struktur, lave systembyggekostnader, enkel å utvide renrom, på noen spesielle steder kan støvfri renbenk brukes til å forbedre renromskarakteren.
Ulemper: Støvpartikler forårsaket av turbulens svever i innendørs rom og er vanskelige å fjerne, noe som lett kan forurense prosessprodukter. I tillegg, hvis systemet stoppes og deretter aktiveres, tar det ofte lang tid å oppnå den nødvendige rensligheten.
Laminær strømning
Laminærluft beveger seg i en jevn, rett linje. Luften kommer inn i rommet gjennom et filter med 100 % dekningsgrad og returneres gjennom det hevede gulvet eller skilleveggene på begge sider. Denne typen er egnet for bruk i renromsmiljøer med høyere renromskarakterer, vanligvis klasse 1–100. Det finnes to typer:
(1) Horisontal laminær strømning: Horisontal luft blåses ut fra filteret i én retning og returneres av returluftsystemet på motsatt vegg. Støv slippes ut utendørs med luftretningen. Generelt er forurensning mer alvorlig på nedstrømssiden.
Fordeler: Enkel struktur, kan bli stabil kort tid etter drift.
Ulemper: Byggekostnaden er høyere enn turbulent strømning, og innendørsareal er ikke lett å utvide.
(2) Vertikal laminær strømning: Romtaket er fullstendig dekket med ULPA-filtre, og luften blåses ovenfra og ned, noe som kan oppnå høyere renhet. Støv som genereres under prosessen eller av personalet kan raskt fjernes utendørs uten å påvirke andre arbeidsområder.
Fordeler: Enkel å administrere, stabil tilstand kan oppnås innen kort tid etter at operasjonen starter, og påvirkes ikke lett av driftstilstanden eller operatørene.
Ulemper: Høye byggekostnader, vanskelig å fleksibelt utnytte plassen, takhengere tar opp mye plass og vanskelig å reparere og bytte filtre.
Kompositttype
Kompositttypen er å kombinere eller bruke turbulent strømningstype og laminær strømningstype sammen, noe som kan gi lokal ultra-ren luft.
(1) Ren tunnel: Bruk HEPA- eller ULPA-filtre til å dekke 100 % av prosessområdet eller arbeidsområdet for å øke renhetsnivået til over klasse 10, noe som kan spare installasjons- og driftskostnader.
Denne typen krever at operatørens arbeidsområde er isolert fra produkt- og maskinvedlikehold for å unngå å påvirke arbeidet og kvaliteten under maskinvedlikehold.
Rene tunneler har to andre fordeler: A. Enkle å utvide fleksibelt; B. Vedlikehold av utstyr kan enkelt utføres i vedlikeholdsområdet.
(2) Rengjør rør: Omgi og rengjør den automatiske produksjonslinjen som produktstrømmen passerer gjennom, og øk renhetsnivået til over klasse 100. Fordi produktet, operatøren og det støvgenererende miljøet er isolert fra hverandre, kan en liten mengde lufttilførsel oppnå god renhet, noe som kan spare energi og er best egnet for automatiserte produksjonslinjer som ikke krever manuelt arbeid. Det kan brukes i farmasøytisk industri, næringsmiddelindustri og halvlederindustri.
(3) Rent punkt: Renhetsnivået i produktprosessområdet i det turbulente renrommet med et renromsnivå på 10 000–100 000 økes til 10–1000 eller høyere for produksjonsformål; rene arbeidsbenker, rene skur, prefabrikkerte renrom og rene garderober tilhører denne kategorien.
Ren benk: klasse 1~100.
Renromsboks: Et lite rom omgitt av antistatisk gjennomsiktig plastduk i et turbulent renrom, som bruker uavhengige HEPA- eller ULPA- og klimaanlegg for å bli et rent rom på et høyere nivå, med et nivå på 10~1000, en høyde på omtrent 2,5 meter og et dekningsområde på omtrent 10 m2 eller mindre. Den har fire søyler og er utstyrt med bevegelige hjul for fleksibel bruk.
5. Luftstrøm
Viktigheten av luftstrøm
Renholdet i et rent rom påvirkes ofte av luftstrømmen. Med andre ord kontrolleres bevegelsen og spredningen av støv generert av mennesker, maskinrom, bygningskonstruksjoner osv. av luftstrømmen.
Renrommet bruker HEPA og ULPA for å filtrere luften, og støvoppsamlingsgraden er så høy som 99,97~99,99995 %, så luften som filtreres av dette filteret kan sies å være veldig ren. Imidlertid er det i tillegg til mennesker også støvkilder som maskiner i renrommet. Når dette genererte støvet sprer seg, er det umulig å opprettholde et rent område, så luftstrøm må brukes til å raskt fjerne det genererte støvet utendørs.
Påvirkende faktorer
Det er mange faktorer som påvirker luftstrømmen i et renrom, som prosessutstyr, personell, monteringsmateriell for renrom, lysarmaturer osv. Samtidig bør man også ta hensyn til avledningspunktet for luftstrømmen over produksjonsutstyret.
Luftstrømavledningspunktet på overflaten av et generelt operasjonsbord eller produksjonsutstyr bør settes til 2/3 av avstanden mellom renromsområdet og skilleveggen. På denne måten, når operatøren arbeider, kan luftstrømmen strømme fra innsiden av prosessområdet til operasjonsområdet og fjerne støvet. Hvis avledningspunktet er konfigurert foran prosessområdet, vil det bli en feilaktig luftstrømavledning. På dette tidspunktet vil mesteparten av luftstrømmen strømme til baksiden av prosessområdet, og støvet forårsaket av operatørens operasjon vil bli ført til baksiden av utstyret, og arbeidsbenken vil bli forurenset, og utbyttet vil uunngåelig reduseres.
Hindringer som arbeidsbord i renrom vil ha virvelstrømmer ved krysset, og rensligheten i nærheten av dem vil være relativt dårlig. Å bore et returlufthull på arbeidsbordet vil minimere virvelstrømfenomenet; hvorvidt valget av monteringsmaterialer er passende og om utstyrets layout er perfekt er også viktige faktorer for om luftstrømmen blir et virvelstrømfenomen.
6. Sammensetning av renrom
Sammensetningen av et renrom består av følgende systemer (ingen av dem er uunnværlige i systemmolekylene), ellers vil det ikke være mulig å danne et komplett og høykvalitets renrom:
(1) Taksystem: inkludert takstang, I-bjelke eller U-bjelke, takprofil eller takramme.
(2) Klimaanlegg: inkludert luftkabin, filtersystem, vindmølle osv.
(3) Skillevegg: inkludert vinduer og dører.
(4) Gulv: inkludert forhøyet gulv eller antistatisk gulv.
(5) Lysarmaturer: LED-rensende flatlampe.
Hovedstrukturen i renrommet er vanligvis laget av stålstenger eller beinsement, men uansett hvilken type struktur det er, må den oppfylle følgende betingelser:
A. Det vil ikke oppstå sprekker på grunn av temperaturendringer og vibrasjoner;
B. Det er ikke lett å produsere støvpartikler, og det er vanskelig for partikler å feste seg;
C. Lav hygroskopisitet;
D. For å opprettholde fuktighetsforholdene i renrom, må varmeisolasjonen være høy;
7. Klassifisering etter bruk
Industrielt renrom
Kontroll av livløse partikler er målet. Det kontrollerer hovedsakelig forurensning av luftstøvpartikler til arbeidsobjektet, og interiøret opprettholder generelt en positiv trykktilstand. Det er egnet for presisjonsmaskineriindustrien, elektronikkindustrien (halvledere, integrerte kretser, etc.), romfartsindustrien, kjemisk industri med høy renhet, atomenergiindustrien, optisk og magnetisk produktindustri (CD, film, båndproduksjon), LCD (flytende krystallglass), harddisker, produksjon av datamaskinhoder og andre industrier.
Biologisk renrom
Kontrollerer hovedsakelig forurensning av levende partikler (bakterier) og livløse partikler (støv) til arbeidsobjektet. Det kan deles inn i;
A. Generelt biologisk renrom: kontrollerer hovedsakelig forurensning av mikrobielle (bakterielle) objekter. Samtidig må de indre materialene kunne tåle erosjon fra ulike steriliseringsmidler, og interiøret garanterer generelt positivt trykk. I hovedsak må de indre materialene kunne tåle ulike steriliseringsbehandlinger i industrielle renrom. Eksempler: farmasøytisk industri, sykehus (operasjonssaler, sterilavdelinger), mat, kosmetikk, produksjon av drikkevarer, dyrelaboratorier, fysiske og kjemiske testlaboratorier, blodstasjoner, etc.
B. Renrom for biologisk sikkerhet: kontrollerer hovedsakelig forurensning av levende partikler fra arbeidsobjektet til omverdenen og mennesker. Det indre trykket må holdes negativt i forhold til atmosfæren. Eksempler: bakteriologi, biologi, rene laboratorier, fysikalsk ingeniørfag (rekombinante gener, vaksinefremstilling)
Publisert: 07.02.2025