"Facila" eble ne estas vorto, kiu venas en la menson por desegni tiajn sentemajn mediojn. Tamen, tio ne signifas, ke vi ne povas produkti solidan puraĉambran dezajnon per pritraktado de problemoj en logika sinsekvo. Ĉi tiu artikolo kovras ĉiun ŝlosilan paŝon, ĝis praktikaj aplikaĵ-specifaj konsiloj por alĝustigi ŝarĝkalkulojn, plani eksfiltrajn vojojn kaj serĉi adekvatan spacon en la mekanika ĉambro relative al la klaso de la pura ĉambro.
Multaj fabrikadaj procezoj bezonas la tre striktajn mediajn kondiĉojn provizitajn de pura ĉambro. Ĉar puraj ĉambroj havas kompleksajn mekanikajn sistemojn kaj altajn konstruajn, funkciajn kaj energikostojn, gravas plenumi la dezajnon de pura ĉambro metode. Ĉi tiu artikolo prezentos paŝon post paŝo metodon por taksi kaj desegni purajn ĉambrojn, konsiderante homajn/materialajn fluojn, klasifikon de spaca pureco, spacan premadon, spacan provizan aerfluon, spacan aereksfiltradon, spacan aerekvilibron, variablojn taksotajn, elekton de mekanika sistemo, kalkulojn de hejtado/malvarmigo, kaj subtenajn spacajn postulojn.
Paŝo Unu: Pritaksu Aranĝon por Fluo de Homoj/Materialoj
Gravas taksi la fluon de homoj kaj materialoj ene de la pura ĉambro. Laboristoj en pura ĉambro estas la plej granda poluadfonto de pura ĉambro kaj ĉiuj kritikaj procezoj devus esti izolitaj de la alirpordoj kaj vojoj de personaro.
La plej kritikaj spacoj devus havi ununuran aliron por malhelpi, ke la spaco estu vojo al aliaj, malpli kritikaj spacoj. Kelkaj farmaciaj kaj biofarmaciaj procezoj estas sentemaj al kruc-poluado de aliaj farmaciaj kaj biofarmaciaj procezoj. Kruc-poluado de procezoj devas esti zorge taksata rilate al enfluaj vojoj kaj reteno de krudmaterialoj, izolado de materiala procezo, kaj elfluaj vojoj kaj reteno de pretaj produktoj. Figuro 1 estas ekzemplo de ostocementa instalaĵo, kiu havas ambaŭ kritikajn procezajn ("Solvila Enpakado", "Ostocementa Enpakado") spacojn kun ununura aliro kaj aerkluzojn kiel bufrojn al areoj kun alta personara trafiko ("Robo", "Senrobo").
Dua Paŝo: Determinu Klasifikon de Spaca Pureco
Por povi elekti klasifikon de pura ĉambro, gravas scii la ĉefan normon por la klasifiko de pura ĉambro kaj kiaj estas la postuloj pri partikla agado por ĉiu pureca klasifiko. La normo 14644-1 de la Instituto pri Media Scienco kaj Teknologio (IEST) provizas la malsamajn purecajn klasifikojn (1, 10, 100, 1 000, 10 000 kaj 100 000) kaj la permesitan nombron da partikloj ĉe malsamaj partiklaj grandecoj.
Ekzemple, pura ĉambro de klaso 100 rajtas havi maksimumon de 3 500 partikloj/kuba futo kaj 0,1 mikrometroj kaj pli grandaj, 100 partikloj/kuba futo je 0,5 mikrometroj kaj pli grandaj, kaj 24 partikloj/kuba futo je 1,0 mikrometroj kaj pli grandaj. Ĉi tiu tabelo provizas la permesitan densecon de aeraj partikloj laŭ la tabelo de pureca klasifiko:
Klasifiko de pureco de spaco havas konsiderindan efikon sur la konstruadon, bontenadon kaj energikoston de pura ĉambro. Gravas zorge taksi la indicojn de malakcepto/poluado laŭ malsamaj purecklasifikoj kaj postuloj de reguligaj agentejoj, kiel ekzemple la Administracio pri Nutraĵoj kaj Medikamentoj (FDA). Tipe, ju pli sentema la procezo, des pli strikta purecklasifiko devus esti uzata. Ĉi tiu tabelo provizas purecklasifikojn por diversaj fabrikadaj procezoj:
Via fabrikada procezo eble bezonos pli striktan purecan klason depende de ĝiaj unikaj postuloj. Estu singarda dum asignado de purecaj klasifikoj al ĉiu spaco; ne devus esti pli ol du ordoj de magnitudo diferenco en pureca klasifiko inter konektantaj spacoj. Ekzemple, ne estas akcepteble por Klaso 100 000 pura ĉambro malfermiĝi en Klaso 100 pura ĉambro, sed estas akcepteble por Klaso 100 000 pura ĉambro malfermiĝi en Klaso 1 000 pura ĉambro.
Rigardante nian instalaĵon por enpakado de ostcemento (Figuro 1), "Robo", "Senrobo" kaj "Fina Enpakado" estas malpli kritikaj spacoj kaj havas purecan klasifikon de Klaso 100 000 (ISO 8), "Ostcementa Aerkluzo" kaj "Sterila Aerkluzo" malfermitaj al kritikaj spacoj kaj havas purecan klasifikon de Klaso 10 000 (ISO 7); "Ostcementa Enpakado" estas polvokovrita kritika procezo kaj havas purecan klasifikon de Klaso 10 000 (ISO 7), kaj "Solvila Enpakado" estas tre kritika procezo kaj estas plenumata en lamenaj flukapuĉoj de Klaso 100 (ISO 5) en pura ĉambro de Klaso 1 000 (ISO 6).
Tria Paŝo: Determinu Spacan Premigon
Konservi pozitivan aerspacan premon, rilate al apudaj pli malpuraj spacoj kun pureca klasifiko, estas esenca por malhelpi poluaĵojn eniri puran ĉambron. Estas tre malfacile konstante konservi la purecan klasifikon de spaco kiam ĝi havas neŭtralan aŭ negativan spacan premadon. Kio devus esti la spaca premdiferenco inter spacoj? Diversaj studoj taksis poluaĵenfiltriĝon en puran ĉambron kontraŭ spaca premdiferenco inter la pura ĉambro kaj apuda nekontrolita medio. Ĉi tiuj studoj trovis, ke premdiferenco de 0,03 ĝis 0,05 coloj da akvopovo estas efika por redukti poluaĵenfiltriĝon. Spacaj premdiferencoj super 0,05 coloj da akvopovo ne provizas konsiderinde pli bonan kontrolon de poluaĵenfiltriĝo ol 0,05 coloj da akvopovo.
Memoru, ke pli alta spaca premdiferenco havas pli altan energikoston kaj estas pli malfacile kontrolebla. Ankaŭ, pli alta premdiferenco postulas pli da forto por malfermi kaj fermi pordojn. La rekomendinda maksimuma premdiferenco trans pordo estas 0.1 coloj pez. je 0.1 coloj pez., pordo 3 futoj je 7 futoj postulas 11 funtojn da forto por malfermi kaj fermiĝi. Pura ĉambro eble bezonos esti reagordita por teni la statikan premdiferencon trans pordoj ene de akcepteblaj limoj.
Nia instalaĵo por pakado de ostocementa cemento estas konstruata ene de ekzistanta magazeno, kiu havas neŭtralan spacan premon (0.0 coloj da pezo). La aerkluzo inter la magazeno kaj "Robo/Nerobo" ne havas klasifikon pri spaca pureco kaj ne havos difinitan spacan premigon. "Robo/Nerobo" havos spacan premigon de 0.03 coloj da pezo. "Ostocementa Aerkluzo" kaj "Sterila Aerkluzo" havos spacan premigon de 0.06 coloj da pezo. "Fina Pakado" havos spacan premigon de 0.06 coloj da pezo. "Ostocementa Pakado" havos spacan premigon de 0.03 coloj da pezo, kaj pli malaltan spacan premon ol "Ostocementa Aerkluzo" kaj "Fina Pakado" por enhavi la polvon generitan dum pakado.
La aerfiltrado en la "Ostocementan Pakaĵon" venas de spaco kun la sama pureca klasifiko. Aera enfiltriĝo ne devas iri de pli malpura spaco kun pureca klasifiko al pli pura spaco kun pureca klasifiko. "Solvila Pakaĵo" havos spacan premadon de 0.11 coloj da akvo. Notu, ke la spaca premdiferenco inter la malpli kritikaj spacoj estas 0.03 coloj da akvo kaj la spaca diferenco inter la tre kritika "Solvila Pakaĵo" kaj "Sterila Aerkluzo" estas 0.05 coloj da akvo. La 0.11 coloj da akvo spaca premo ne postulos specialajn strukturajn plifortikigojn por muroj aŭ plafonoj. Spacaj premoj super 0.5 coloj da akvo devus esti taksitaj por ebla bezono de plia struktura plifortikigo.
Kvara Paŝo: Determinu la Aerfluon de la Spaca Provizo
La klasifiko de pureco de spaco estas la ĉefa variablo por determini la aerfluon de pura ĉambro. Rigardante tabelon 3, ĉiu klasifiko de pureco havas aerŝanĝan rapidecon. Ekzemple, pura ĉambro de klaso 100 000 havas gamon de 15 ĝis 30 aĥeroj. La aerŝanĝa rapideco de la pura ĉambro devus konsideri la atendatan agadon ene de la pura ĉambro. Pura ĉambro de klaso 100 000 (ISO 8) havanta malaltan okupadan rapidecon, malaltan partiklogeneran procezon kaj pozitivan spacan premadon rilate al apudaj pli malpuraj purecaj spacoj povus uzi 15 aĥerojn, dum la sama pura ĉambro havanta altan okupadon, oftan en-/el-trafikon, altan partiklogeneran procezon aŭ neŭtralan spacan premadon verŝajne bezonos 30 aĥerojn.
La projektisto bezonas taksi sian specifan aplikon kaj determini la uzotan aerŝanĝan rapidecon. Aliaj variabloj, kiuj influas la aerfluon de la spaco, estas procezaj elĉerpaj aerfluoj, aero enfiltriĝanta tra pordoj/aperturoj, kaj aero elfiltriĝanta tra pordoj/aperturoj. IEST publikigis rekomenditajn aerŝanĝajn rapidecojn en Normo 14644-4.
Rigardante Figuron 1, "Robo/Nerobo" havis la plej grandan en-/el-moviĝon, sed ne estas proceza kritika spaco, rezultante je 20 po ĉeno. "Sterila Aerkluso" kaj "Ostcementa Pakumada Aerkluso" estas apud kritikaj produktadaj spacoj, kaj en la kazo de la "Ostcementa Pakumada Aerkluso", la aero fluas de la aerkluso en la pakuman spacon. Kvankam ĉi tiuj aerklusoj havas limigitan en-/el-moviĝon kaj neniujn partiklo-generajn procezojn, ilia kritika graveco kiel bufro inter "Robo/Nerobo" kaj fabrikadaj procezoj rezultas en tio, ke ili havas 40 po ĉeno.
"Fina Pakado" metas la ostcementon/solvilsaketojn en duarangan pakaĵon, kiu ne estas kritika kaj rezultigas rapidecon de 20 aĥ. "Ostcementa Pakado" estas kritika procezo kaj havas rapidecon de 40 aĥ. "Solvila Pakado" estas tre kritika procezo, kiu efektivigas en lamenfluaj kapuĉoj de Klaso 100 (ISO 5) ene de pura ĉambro de Klaso 1000 (ISO 6). "Solvila Pakado" havas tre limigitan en/elvojaĝon kaj malaltan procezan partiklan generadon, rezultante en rapideco de 150 aĥ.
Klasifiko de Pura Ĉambro kaj Aerŝanĝoj Po Horo
Aerpureco atingiĝas per pasado de la aero tra HEPA-filtriloj. Ju pli ofte la aero pasas tra la HEPA-filtriloj, des malpli da partikloj restas en la ĉambra aero. La volumeno de aero filtrita en unu horo dividita per la volumeno de la ĉambro donas la nombron de aerŝanĝoj po horo.
La supre proponitaj aerŝanĝoj po horo estas nur ĝenerala projekta regulo. Ili devus esti kalkulitaj de spertulo pri pura ĉambro de HVAC, ĉar multaj aspektoj devas esti konsiderataj, kiel ekzemple la grandeco de la ĉambro, la nombro da homoj en la ĉambro, la ekipaĵo en la ĉambro, la koncernaj procezoj, la varmogajno, ktp.
Paŝo Kvina: Determinu la Fluon de Eksfiltrado de Spaca Aero
La plimulto de puraj ĉambroj estas sub pozitiva premo, rezultante en planita aerelfiltrado en apudajn spacojn kun pli malalta statika premo kaj neplanita aerelfiltrado tra elektraj konektiloj, lumigiloj, fenestrokadroj, pordokadroj, muro/planka interfaco, muro/plafona interfaco, kaj alirpordoj. Gravas kompreni, ke ĉambroj ne estas hermetike sigelitaj kaj ja havas elfluojn. Bone sigelita pura ĉambro havos volumenan elfluan indicon de 1% ĝis 2%. Ĉu ĉi tiu elfluado estas malbona? Ne nepre.
Unue, estas neeble havi nulan elfluon. Due, se oni uzas aktivajn aparatojn por kontroli la provizan, revenigan kaj elĉerpan aerfluon, necesas minimume 10%-a diferenco inter la proviza kaj reveniga aerfluo por statike malkupli la provizajn, revenigajn kaj elĉerpan aervalvojn unu de la alia. La kvanto de aero elfiltriĝanta tra pordoj dependas de la pordograndeco, la premdiferenco trans la pordo, kaj kiom bone la pordo estas sigelita (kudriloj, pordofaliloj, fermo).
Ni scias, ke la planita enfiltriĝa/eksfiltra aero iras de unu spaco al la alia spaco. Kien iras la neplanita eksfiltrado? La aero liberiĝas ene de la traba spaco kaj eksteren tra la supro. Rigardante nian ekzemplan projekton (Figuro 1), la aera eksfiltrado tra la 3- je-7-futa pordo estas 190 cfm kun diferenciala statika premo de 0.03 coloj kvalitva kaj 270 cfm kun diferenciala statika premo de 0.05 coloj kvalitva.
Paŝo Ses: Determinu Spacan Aeran Ekvilibron
Spaca aerekvilibro konsistas el aldono de la tuta aerfluo en la spacon (provizo, enfiltriĝo) kaj la tuta aerfluo eliranta el la spaco (degaso, elfiltriĝo, reveno) estante egalaj. Rigardante la spacan aerekvilibron de ostcementa instalaĵo (Figuro 2), "Solvila Pakaĵo" havas 2.250 cfm da proviza aerfluo kaj 270 cfm da aera elfiltriĝo al la "Sterila Aerkluso", rezultante en revena aerfluo de 1.980 cfm. "Sterila Aerkluso" havas 290 cfm da proviza aero, 270 cfm da enfiltriĝo el "Solvila Pakaĵo", kaj 190 cfm da elfiltriĝo al "Robo/Ne-Robo", rezultante en revena aerfluo de 370 cfm.
“Ostcementa Pakaĵo” havas 600 cfm da livera aerfluo, 190 cfm da aerfiltrado el 'Ostcementa Aerkluzo', 300 cfm da polvokolekta elgasigo, kaj 490 cfm da revena aero. “Ostcementa Aerkluzo” havas 380 cfm da livera aero, 190 cfm da eksfiltrado al. 'Ostcementa Pakaĵo” havas 670 cfm da livera aero, 190 cfm da eksfiltrado al "Robo/Nerobo". “Fina Pakaĵo” havas 670 cfm da livera aero, 190 cfm da eksfiltrado al 'Robo/Nerobo', kaj 480 cfm da revena aero. “Robo/Nerobo” havas 480 cfm da livera aero, 570 cfm da enfiltriĝo, 190 cfm da eksfiltrado, kaj 860 cfm da revena aero.
Ni nun determinis la purĉambrajn provizon, enfiltriĝon, elfiltriĝon, elĉerpiĝon kaj revenfluojn. La fina revena aerfluo estos ĝustigita dum la ekfunkciigo por neplanita aerelfiltriĝo.
Paŝo Sep: Taksu Ceterajn Variablojn
Aliaj variabloj, kiujn oni bezonas taksi, inkluzivas:
Temperaturo: Purĉambraj laboristoj portas kitelojn aŭ plenajn kunikletajn vestojn super siaj ordinaraj vestaĵoj por redukti partiklan generadon kaj eblan poluadon. Pro iliaj ekstraj vestaĵoj, gravas konservi pli malaltan spacan temperaturon por la komforto de la laboristoj. Spaca temperaturintervalo inter 66°F kaj 70° provizos komfortajn kondiĉojn.
Humideco: Pro la alta aerfluo en pura ĉambro, granda elektrostatika ŝargo disvolviĝas. Kiam la plafono kaj muroj havas altan elektrostatikan ŝargon kaj la spaco havas malaltan relativan humidecon, aeraj partikloj algluiĝas al la surfaco. Kiam la relativa humideco de la spaco pliiĝas, la elektrostatika ŝargo malŝarĝiĝas kaj ĉiuj kaptitaj partikloj liberiĝas en mallonga tempo, kaŭzante ke la pura ĉambro ekster la specifoj. Havi altan elektrostatikan ŝargon ankaŭ povas difekti materialojn sentemajn al elektrostatika malŝarĝo. Gravas konservi la relativan humidecon de la spaco sufiĉe alta por redukti la amasiĝon de elektrostatika ŝargo. RH aŭ 45% + 5% estas konsiderata la optimuma humidecnivelo.
Laminareco: Tre kritikaj procezoj povus postuli laminaran fluon por redukti la eblecon, ke poluaĵoj eniru la aerfluon inter la HEPA-filtrilo kaj la procezo. IEST-normo #IEST-WG-CC006 provizas postulojn pri laminareco de la aerfluo.
Elektrostatika Malŝarĝo: Preter la spaca humidigo, iuj procezoj estas tre sentemaj al damaĝoj pro elektrostatika malŝarĝo kaj necesas instali terkonektitan konduktan plankon.
Bruoniveloj kaj Vibrado: Iuj precizaj procezoj estas tre sentemaj al bruo kaj vibrado.
Oka Paŝo: Determinu la Mekanikan Sistemo-Aranĝon
Kelkaj variabloj influas la mekanikan sistemaranĝon de pura ĉambro: havebleco de spaco, disponebla financado, procezaj postuloj, pureca klasifiko, postulata fidindeco, energikosto, konstruregularoj kaj loka klimato. Male al normalaj klimatiziloj, puraĉambraj klimatiziloj havas konsiderinde pli da liveraero ol necese por plenumi malvarmigajn kaj hejtajn ŝarĝojn.
En puraj ĉambroj de klaso 100 000 (ISO 8) kaj pli malaltaj, en puraj ĉambroj de klaso 10 000 (ISO 7), la tuta aero povas trairi la aeruman unian aparaton (AMU). Figuro 3 montras, ke la revena aero kaj la ekstera aero estas miksitaj, filtritaj, malvarmigitaj, revarmigitaj kaj humidigitaj antaŭ ol esti liveritaj al finaj HEPA-filtriloj en la plafono. Por malhelpi recirkuladon de poluaĵoj en la pura ĉambro, la revena aero estas kolektata per revenaj tuboj sur malaltaj muroj. Por pli altaj kaj pli puraj ĉambroj de klaso 10 000 (ISO 7), la aerfluoj estas tro altaj por ke la tuta aero trairu la AMU. Figuro 4 montras, ke malgranda parto de la revena aero estas sendita reen al la AMU por kondiĉigado. La restanta aero estas resendita al la cirkula ventolilo.
Alternativoj al Tradiciaj Aermanipulaj Unuoj
Ventolfiltrilaj unuoj, ankaŭ konataj kiel integraj blovilmoduloj, estas modula puraĉambra filtrada solvo kun kelkaj avantaĝoj super tradiciaj aermanipuladaj sistemoj. Ili estas aplikataj en kaj malgrandaj kaj grandaj spacoj kun pureca rangigo tiel malalta kiel ISO-Klaso 3. Aerŝanĝaj rapidecoj kaj purecaj postuloj determinas la nombron de ventumilfiltriloj bezonataj. Puraĉambra plafono ISO-Klaso 8 povas postuli nur 5-15% de plafonkovro, dum ISO-Klaso 3 aŭ pli pura puraĉambro povas postuli 60-100% kovron.
Paŝo Naŭ: Plenumu Kalkulojn de Hejtado/Malvarmigo
Kiam vi plenumas la kalkulojn pri hejtado/malvarmigo en pura ĉambro, konsideru la jenon:
Uzu la plej konservativajn klimatajn kondiĉojn (99.6% hejtada dezajno, 0.4% seka bulba/mediana malsekbulba malvarmiga dezajno, kaj 0.4% malsekbulba/mediana seka bulba malvarmiga dezajnodatumoj).
Inkluzivi filtradon en kalkulojn.
Inkluzivi la varmon de la humidigilo en la kalkulojn.
Inkluzivi procezan ŝarĝon en kalkulojn.
Inkluzivi recirkulan ventolilan varmon en la kalkulojn.
Deka Paŝo: Batalu por Mekanika Ĉambra Spaco
Puraj ĉambroj estas meĥanike kaj elektre intensaj. Dum la pureca klasifiko de la pura ĉambro fariĝas pli pura, pli da mekanika infrastrukturspaco estas bezonata por provizi adekvatan subtenon al la pura ĉambro. Uzante 1.000-kvadratfutan pura ĉambron kiel ekzemplon, pura ĉambro de klaso 100.000 (ISO 8) bezonos 250 ĝis 400 kvadratfutojn da subtena spaco, pura ĉambro de klaso 10.000 (ISO 7) bezonos 250 ĝis 750 kvadratfutojn da subtena spaco, pura ĉambro de klaso 1.000 (ISO 6) bezonos 500 ĝis 1.000 kvadratfutojn da subtena spaco, kaj pura ĉambro de klaso 100 (ISO 5) bezonos 750 ĝis 1.500 kvadratfutojn da subtena spaco.
La efektiva kvadrata areo de la subtenata aparato varios depende de la aerfluo kaj komplekseco de la AHU (simpla: filtrilo, hejta volvaĵo, malvarmiga volvaĵo kaj ventolilo; kompleksa: sonatenuilo, revena ventolilo, rezerva aersekcio, ekstera aerenpreno, filtrila sekcio, hejta sekcio, malvarmiga sekcio, humidigilo, livera ventolilo kaj eliga plenumo) kaj la nombro de dediĉitaj subtenaj sistemoj por pura ĉambro (elĉerpa sistemo, recirkulaj aerunuoj, malvarmigita akvo, varma akvo, vaporo kaj DI/RO-akvo). Gravas komuniki la bezonatan kvadratan areon de la mekanika ekipaĵo al la projektarkitekto frue en la dezajnprocezo.
Finaj Pensoj
Puraj ĉambroj estas kiel konkursaŭtoj. Kiam ĝuste dizajnitaj kaj konstruitaj, ili estas tre efikaj kaj funkciaj maŝinoj. Kiam malbone dizajnitaj kaj konstruitaj, ili funkcias malbone kaj estas nefidindaj. Puraj ĉambroj havas multajn eblajn kaptilojn, kaj superrigardo fare de inĝeniero kun vasta sperto pri puraj ĉambroj estas rekomendinda por viaj unuaj kelkaj projektoj pri puraj ĉambroj.
Fonto: gotopac
Afiŝtempo: 14-a de aprilo 2020
