APLIKASI RUANG BERSIH DAN CLEANROOM

Penggunaan lingkungan ruang bersih di bidang manufaktur, kemasan, dan penelitian terus berkembang sebagai kemajuan teknologi dan kebutuhan untuk lingkungan kerja bersih meningkat. Berikut utama industri menggunakan ruang bersih untuk produk mereka:

Farmasi / Bioteknologi. Persiapan farmasi, produk biologi, dan medis yang membutuhkan ruang bersih/cleanroom untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri yang tidak diinginkan,partikel yang hidup tersebut akan menghasilkan kontaminan lainnya.
Microelectronics / Semiconductor. Kemajuan dalam semikonduktor dan mikroelektronika. Fasilitas semikonduktor adalah persentase yang signifikan dari semua cleanrooms dalam operasi di Amerika Serikat, dengan sebagian cleanrooms semikonduktor baru yang ISO 14644-1 Kelas 5 atau Clean.
Aerospace. Cleanrooms pertama kali dikembangkan untuk aplikasi aerospace untuk memproduksi dan merakit satelit, rudal, dan elektronik kedirgantaraan. Sebagian besar aplikasi melibatkan ruangan yang besar dengan tingkat kebersihan ISO 14644-1 Kelas 8 atau bersih.
Aplikasi lainnya. Cleanrooms juga digunakan secara aseptis pada pengolahan makanan dan minuman, pabrik kemasan, otomotif, labatirium, Percetakan, dan lainnya.

Ruang operasi rumah sakit dapat diklasifikasikan sebagai cleanrooms, tetapi Fungsi utama mereka adalah untuk membatasi jenis tertentu kontaminasi daripada kuantitas partikel berada. Cleanrooms digunakan dalam isolasi pasien dan operasi di mana risiko infeksi ada.

PARTIKEL UDARA DAN PENGENDALIAN PARTIKEL

Partikel udara terjadi di udara sekitar kita, bakteri, aneka debu hidup dan organisme mati, dan tertiup angin dan laut semprot. Industri menghasilkan partikel dari pembakaran, kimia uap, dan gesekan di bidang manufaktur peralatan. Orang-orang di area kerja merupakan sumber utama partikel (misalnya, serpihan kulit, rambut, pakaian serat, kosmetik, emisi pernapasan, bakteri dari keringat).

Partikel-partikel udara bervariasi dari 0,001 pM sampai beberapa ratus mikrometer. Partikel yang lebih besar dari 5 um cenderung untuk menetap oleh gravitasi. Dalam banyak proses manufaktur, partikel-partikel udara dipandang sebagai sumber kontaminasi.

Sumber partikel dalam Ruang Bersih

Secara umum, sumber partikel dalam ruang bersih dikelompokkan menjadi dua kategori: eksternal dan internal.

Sumber eksternal. Partikel eksternal bersumber masuk partikel ke ruang bersih dari luar, biasanya melalui infiltrasi melalui pintu, jendela, dan penetrasi dinding untuk pipa, saluran, dll terbesar eksternal Sumber biasanya makeup udara luar masuk melalui udara AC. Dalam Cleanroom operasi, sumber partikel eksternal biasanya memiliki sedikit efek pada konsentrasi partikel Cleanroom keseluruhan karena Filter HEPA membersihkan udara suplai. Namun, partikel konsentrasi dalam ruang bersih saat istirahat berhubungan langsung dengan partikel ambien konsentrasi. Sumber eksternal dikendalikan terutama oleh udara filtrasi, ruang bertekanan, dan penyegelan penetrasi ruang.
Sumber internal. Orang, pelepasan permukaan/lantai Cleanroom, proses peralatan, dan proses manufaktur itu sendiri menghasilkan partikel dalam ruang bersih. Personil Cleanroom dapat menjadi sumber terbesar dari partikel internal menghasilkan beberapa ribu sampai beberapa juta partikel per menit dalam Cleanroom. Personil-partikel yang dihasilkan dikendalikan dengan pakaian Cleanroom baru, prosedur gowning yang tepat, dan aliran udara dirancang untuk terus mandi pekerja dengan udara bersih. Sebagai personil bekerja dalam Cleanroom, gerakan mereka mungkin re-naik kereta api udara partikel dari sumber lain.

Kegiatan lainnya, seperti menulis, juga dapat menyebabkan konsentrasi partikel yang lebih tinggi. Konsentrasi partikel dalam Cleanroom dapat digunakan untuk mendefinisikan kelas Cleanroom, tapi deposisi partikel yang sebenarnya pada produk adalah perhatian yang lebih besar. Ilmu-ilmu aerosol, teori filter, dan cairan gerakan merupakan sumber utama kontaminasi pemahaman kontrol. Desainer Cleanroom mungkin tidak dapat mengendalikan atau mencegah generasi partikel internal sepenuhnya, tetapi mereka mungkin mengantisipasi sumber-sumber internal dan mekanisme kontrol desain dan pola aliran udara untuk membatasi efeknya pada produk.

Filter Udara Berserat – Fibrous Air Filters

Proper penyaringan udara mencegah sebagian besar partikel eksternal yang dihasilkanmemasuki Cleanroom. Filter udara efisiensi tinggi datang dalam duajenis:-udara partikulat efisiensi tinggi (HEPA) filter dan ultralowpenetration udara (ULPA) filter. HEPA dan ULPA filter menggunakan kaca teknologi serat kertas, laminasi dan media nonglass untuk khusus aplikasi juga telah dikembangkan. HEPA dan ULPA filter yang biasanya dibentuk dengan desaing yang harus bebas dari kebocoran.

Filter dapat bervariasi dari 1 hingga 12 in secara mendalam; daerah media yang tersedia meningkat dengan filter yang lebih dalam dan jarak pleat dekat.

Teori dan model diverifikasi oleh data empiris menunjukkan bahwaintersepsi dan difusi adalah mekanisme penangkapan dominan untuk filter HEPA. Filter berserat memiliki efisiensi penyisihan terendah di paling penetrasi ukuran partikel (MPP), yang ditentukan oleh filter diameter serat, fraksi volume atau kepadatan pengepakan, dan kecepatan udara. Bagi kebanyakan filter HEPA, para MPPs adalah 0.1 sampai 0.3 m.

Dengan demikian, HEPA dan ULPA filter memiliki nilai efisiensi berdasarkan 0,3 dan 0,12 pM ukuran partikel, masing-masing.

KONTROL POLA UDARA
Kontrol Pola Udara dikenal dengan kenal Air Pattern Control. Turbulensi udara dalam ruang bersih sangat dipengaruhi oleh udara supply dan konfigurasi udara return, lalu lintas pejalan kaki, dan peralatan proses tata letak. Memilih konfigurasi pola udara adalah langkah pertama yang baik desain Cleanroom. Kebutuhan pengguna untuk tingkat kebersihan, proses peralatan tata letak, ruang yang tersedia untuk menginstal pola kontrol udara peralatan (misalnya, penangan udara, workstation bersih, lingkungan komponen kontrol, dll), dan pertimbangan keuangan proyek semua mempengaruhi udara pemilihan desain pola akhir.

Banyak konfigurasi pola udara yang digunakan, tetapi mereka jatuh kedua kategori umum: aliran udara searah (sering keliru disebut aliran laminar) dan aliran udara nonunidirectional (umumnya disebut turbulen).

Nonunidirectional Airflow

Nonunidirectional Airflow atau Aliran udara tidak searah memiliki beberapa-pass karakteristik atau aliran nonparallel. Variasi terutama didasarkan lokasi lubang udara suplai dan outlet dan lokasi filter udara.

Contoh aliran udara searah dan nonunidirectional farmasi sistem Cleanroom ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3. Airflow biasanya dipasok ke ruang melalui diffusers pasokan denganHEPA filter (Gambar 2) atau melalui diffusers pasokan dengan filter HEPA di membutuhkan saluran kerja atau udara handler (Gambar 3). Dalam searah campuran dan sistem nonunidirectional, di luar udara prefiltered dalam pasokan dan kemudian HEPA-disaring di workstation di ruang yang bersih

Aliran udara Nonunidirectional dapat memberikan kontaminasi memuaskanmengontrol tingkat kebersihan ISO 14644-1 Kelas 6 sampai 8. Mencapai diinginkan kelas kebersihan dengan desain mirip dengan Angka 2 dan 3 mengandaikan bahwa kontaminasi ruang utama adalah darimakeup udara dan kontaminasi yang dihapus di udara-handler atau membutuhkan saluran kerja rumah filter atau melalui perangkat pasokan filter HEPA.

Ketika internal partikel yang dihasilkan menjadi perhatian utama, bersihkanworkstation disediakan di ruang yang bersih.

Unidirectional Airflow

Unidirectional Airflow atau Searah aliran udara, meskipun tidak benar-benar laminar, ditandai seperti udara yang mengalir dalam satu arah melalui Cleanroom umumnya sejajar dengan arus. Idealnya, aliran arus akan terganggu, meskipun personil dan peralatan yang mendistorsi aliran udara yang arus, keadaan kecepatan konstan didekati.

Pola udara dioptimalkan dan turbulensi udara diminimalkan dalam aliran udara searah. Dalam ruang searah aliran, udara biasanya diperkenalkan melalui langit-langit HEPA filter atau ULPA dan kembali melalui akses mengangkat lantai atau di dasar dinding samping. Karena udara masuk dari daerah langit-langit seluruh, konfigurasi ini menghasilkan nominal aliran udara paralel. Dalam Cleanroom horisontal-aliran, udara masuk salah satu dinding dan kembali di dinding seberangnya.

Cleanroom downflow memiliki langit-langit dengan filter HEPA. Cleanroom kelas bersih membutuhkan lebih dari filter HEPA , untuk ISO Kelas 5 atau ruang bersih, seluruh langit-langit biasanya membutuhkan filtrasi HEPA . Idealnya, lantainya berlubang berfungsi sebagai exhaust. Jenis lantai berlubang di cleanrooms farmasi, yang biasanya memiliki lantai yang solid dan tingkat rendah dinding kembali.

Dalam Cleanroom downflow, aliran udara seragam menggenangi seluruh ruangan dalam aliran kebawah dari udara bersih. Kontaminasi yang dihasilkan dalam ruang tidak bergerak lateral melawan arus bawah udara (itu menyapu ke bawah dan keluar melalui lantai) atau berkontribusibuild-up dari kontaminasi di dalam ruangan.

Perawatan harus diambil dalam desain, pemilihan, dan instalasi untuk menyegel HEPA atau ULPA Filter pada langit-langit. Filter benar disegel rapat di langit-langit dapat memberikan udara terbersih saat ini tersedia di ruang kerja.

Dalam Horizontal-flow cleanroon, dinding pasokan seluruhnya terdiri filter HEPA atau ULPA memasok udara pada sekitar 90 fpm atau kurang di seluruh bagian ruangan. Udara kemudian keluar melalui retrun pada dinding di ujung ruangan dan udara disirkulasi. Seperti ruang downflow, desain ini menghilangkan kontaminasi yang dihasilkan dalam ruang dan meminimalkan kontaminasi silang tegak lurus terhadap aliran udara.

Namun, keterbatasan utama untuk desain ini adalah bahwa hilir udara menjadi terkontaminasi. Udara meninggalkan dinding filter terbersih; kemudian menjadi terkontaminasi oleh proses seperti itu mengalir melewati workstation pertama. Kegiatan proses dapat diatur untuk memiliki paling kritis usaha pada akhir bersih ruangan, dengan semakin kurang operasi kritis terletak menuju udara balik, atau akhir kotor dari kamar.

ISO 14644-1 tidak menentukan persyaratan kecepatan, sehingga kecepatan aktual seperti yang ditentukan oleh pemilik atau perusahan. Institute of Environmental Sciences and Technology (IEST) diterbitkan merekomendasikan tingkat perubahan udara untuk berbagai kebersihan kelas, yang harus ditinjau oleh pemilik, namun, dasar untuk rentang tidak diketahui. Kebersihan bisa diterima telah dibuktikan pada tingkat pertukaran udara lebih rendah, menunjukkan bahwa hasil lebih bergantung pada efisiensi filter dan cakupan dari pada perubahan udara.

Pengujian harus dilakukan hati-hati untuk memastikan bahwa diperlukan tingkat kebersihan dapat dipertahankan. Desain mengurangi udara-volume lainnya mungkin menggunakan campuran filter HEPA efesien tinggi dan tekanan rendah-drop, dikurangi cakupan di daerah lalu lintas tinggi, atau kecepatan yang lebih rendah di bagian daerah koridor.

Sistem aliran udara Searah memiliki jalur aliran udara yang diprediksi bahwa partikel udara cenderung mengikuti. Tanpa praktek filtrasi yang baik, aliran udara searah hanya menunjukkan prediksi jalan partikel. Namun, kinerja Cleanroom yang unggul mungkin diperoleh dengan pemahaman yang baik tentang aliran udara searah, yang tetap sejajar dengan ketinggian permukaan kerja normal 30 sampai 36 in, tapi akan buruk ketika bertemu rintangan (misalnya, proses peralatan, bangku kerja) atau jarak yang berlebihan. Gerakan Personil juga merusak aliran, sehingga Cleanroom yang baik dengan aliran udara searah dan daerah aliran turbulen.

Zona Turbulent memiliki countercurrents udara dengan kecepatan tinggi, membalikkan aliran, atau tidak mengalir sama sekali (stagnasi). Countercurrents dapat menghasilkan zona stagnan di mana partikel-partikel kecil mungkin klaster dan menetap ke permukaan atau produk, mereka juga dapat mengangkat partikel dari terkontaminasi permukaan dan deposito mereka pada permukaan produk.

Maket Cleanroom dapat membantu desainer menghindari aliran turbulen zona dan countercurrents. Asap, netral-apung helium gelembung sabun, dan nitrogen uap kabut dapat membuat udara arus terlihat di mockup.