Как сделать стерильное помещение
Чистые помещения (чистые комнаты, чистые зоны) выполняются в виде герметичных ограждающих конструкций, которые служат барьером для проникновения внутрь помещений различных загрязнений.
Конструкции всех ограждающих элементов: стеновых панелей, потолков, полов выполняются в виде ровных поверхностей без резких выступов и перепадов высот. Обязательно выполняется герметизация всех стыков между элементами. Переходы между стенами, потолком и полом не имеют острых углов, т.е. выполняются скругленными. Ограждающие элементы имеют гладкую поверхность, не выделяющую вредных веществ, устойчивую к реактивам, дезинфектантам и УФ-облучению. Все внутренние ограждающие конструкции легко доступны для мойки и дезинфекции. На рис. 1 приведена схема чистого помещения с размещенным в нем оборудованием:
Конструктивные особенности основных элементов чистого помещения:
1 – Стены – сэндвич-панели с наполнителем базальтовая минеральная вата. Толщина сэндвич-панелей варьируется от 30 до 80 мм. Внутренние перегородки обычно делаются из панелей толщиной 30 – 60 мм. Внешний периметр по требованиям пожарной безопасности не менее 80 мм. Кроме минеральной ваты, в качестве наполнителей для сэндвич-панелей используется пенополиуретан.
2 – Встроенный стеклопакет – выполнен из двух параллельно расположенных полированных стекол, соединенных герметично воздушным зазором. Углубления между панелями и стеклопакетом не превышают 2 мм.
3 – Вентиляционные решетки – предназначены для удаления воздуха из помещения. Как правило, они выполняются с возможностью регулирования потока воздуха (с помощью жалюзи).
5 – Дверной блок со стеклопакетом – обычно изготавливается из сэндвич-панели той же толщины, что и стены, с окантовкой алюминиевым профилем с силиконовым герметиком по всему периметру. Двери в чистые помещения обычно имеют герметичное окно.
6 – Дверная ручка с приводом и шторкой – обязательное условие для дверей в чистые помещения. Наличие нижней шторки обеспечивает герметичность между дверью и полом в закрытом состоянии. При открывании двери шторка поднимается за счет привода от дверной ручки, при этом обеспечивается беспрепятственное открывание двери.
7 – Система видеонаблюдения. Одним из обязательных условий выполнения требований GMP является фиксация и документирование всех технических операций. Для этого в системе чистых помещений размещаются видеокамеры, обеспечивающие видеонаблюдение из диспетчерской в реальном режиме времени и видеозапись с возможностью документирования.
8 – Растровый потолок – крепится на специальном металлическом жестком каркасе. После монтажа потолочного каркаса в него на специальных защелках вставляются панели из оцинкованной стали, окрашенные порошковой краской с внешней стороны, к которым герметично прикреплены листы гипсокартона, для обеспечения температурного режима в чистой зоне.
Рис. 1. Чистое помещение с размещенным в нем оборудованием
9 – Потолочная сэндвич-панель – второй тип потолков для чистых зон. Обычно такого типа потолки применяют в зонах D и C, а также в зонах, где требуются очень жесткие условия по поддержанию температурного режима. Главное преимущество такого типа потолков – возможность поддержания температурного режима и жесткость конструкции, что позволяет свободно обслуживать все элементы коммуникаций, размещенных в запотолочном пространстве. Схема монтажа потолка из сэндвич-панелей изображена на рис. 2.
Рис. 2 Схема монтажа потолка из сэндвич-панелей
10 – Встроенный светильник – монтируется как в растровом потолке, так и в панельном. Светильники устанавливаются герметично, их обслуживание, ремонт, замена ламп производятся из помещения без разгерметизации. Требования по пожарной безопасности светильников соответствовуют IP-54.
11 – Накладной светильник – ставится только на потолочные сэндвич-панели. Требования по герметичности, пожаробезопасности и обслуживанию – такие же, как для растровых потолков.
12 – Потолочный фильтрационный модуль – как правило, монтируется к потолку и устанавливается над оборудованием для создания чистой зоны более высокого класса чистоты при проведении наиболее критичных технологических операций: мойка и стерилизация тары, дозированная фасовка (розлив, засыпка) и укупорка лекарственных средств и т.д. Конструкции фильтрационных модулей рассмотрены ниже.
13 – Способы подвода электрических кабелей к оборудованию обычно бывают двух вариантов: первый вариант – вывод из запотолочного пространства непосредственно к оборудованию и второй вариант – прокладка внутри стеновой панели по специально проложенным пластиковым трубам и вывод из стеновой панели непосредственно к оборудованию.
Рис. 3. Схема размещения блока контроля перепада давлений
14 – Передаточные шлюзы – предназначены для передачи материалов непосредственно в чистую зону. Снабжены двумя открывающимися окнами. Для особо чистых зон изготавливают активные шлюзы с продувкой воздуха и снабженные НЕРА-фильтрами. Обычно шлюзы изготавливаются из нержавеющей стали и полированного стекла.
15 – Блок контроля перепада давлений – датчики давления устанавливаются в чистом помещении, контрольные приборы обычно выведены в коридоры и размещены около входной двери (см. рис. 3):
16 – Стыковка стен и потолка – выполняется посредством структурного плинтуса, который обычно изготавливается из алюминиевого профиля, выкрашенного порошковой краской или пассивированного. Стыки плинтуса с потолком и стенами герметизируются силиконом (рис. 4).
Рис. 4. Стыковка стен и потолка
17 – Блок стыковки в углу – представлен на рис. 5:
Рис. 5. Стыковка стены, потолка и плинтусов
Стыковка стены, потолка и плинтусов производится с помощью специального сферического профиля, обеспечивающего плавный переход ко всем элементам стыковки. Швы стыковки также герметизируются.
18 – Блок стыковки полового покрытия со стеной представлен на рис. 6.
Стыковка линолеума со стеной производится посредством специального скругленного металлического профиля, который крепится к сэндвич-панели и на него наклеивается линолеум. Стыки линолеума со стеной герметизируются. Главным достоинством такой конструкции стыковки по сравнению с ранее используемыми для этих целей плинтусами является полная герметичность и водонепроницаемость, которая в случае аварии и затопления комнаты исключает возможность затекания воды или продукта под панели или в другие комнаты
Рис. 6. Стыковка полового покрытия со стеной
19 – Потолочный воздухораспределитель – через него поступает специально подготовленный воздух из центрального кондиционера по сети воздуховодов. Воздухораспределитель снабжен фильтром высокой эффективности НЕРА со степенью очистки не менее 99,99% (класс Н11 – Н14).
20 – Подвод воды очищенной, воды для инъекций, чистого пара производится из запотолочного пространства непосредственно к технологической установке. Системы чистого водоснабжения и пара закольцованы, поэтому в чистую зону опускается U-образная часть петли, из которой производится забор воды или пара для чистки установки. Для обеспечения удаления конденсата при проведении стерилизации трубопроводов U-образные части петель оснащаются конденсатооводчиками. Все трубопроводы для чистой воды, пара, продуктов обычно изготавливаются из стали марки 316L. Все стыки и переходы свариваются методом орбитальной аргонно-дуговой сварки. Повороты труб скруглены и не имеют острых углов. (см. рис. 1)
Кондиционирование и подготовка воздуха чистых помещений
Рассмотрим основные элементы, которые обеспечивают подготовку и подачу очищенного воздуха в чистые зоны. Эти функции выполняют кондиционеры приточного воздуха. Кондиционеры снабжены фильтрами нескольких ступеней. На первой ступени производится очистка воздуха от микрочастиц и микроорганизмов фильтрами первой ступени класса G4/FS и на второй ступени – фильтрами класса F7 – F9.
Регулирование и установка температурных параметров воздуха, т.е. нагрев и охлаждение в приточных установках осуществляется с использованием холодильных машин прямого испарения или чиллеров, которые являются теплообменниками приточной установки.
Кондиционеры могут быть двух типов: приточно-вытяжными и приточно-рециркуляционными, в этом случае отработанный воздух частично поступает в кондиционер. Кондиционеры второго типа наиболее экономичные, но более дорогостоящие, чем, приточно-вытяжные.
Центральные кондиционеры для фармацевтической промышленности выполнены в герметичном исполнении в соответствии с требованиями европейских стандартов DIN 1946-4. Размещение центральных кондиционеров в помещении показано на рис. 7.
Рис. 7. Размещение центральных кондиционеров в помещении
Основные требования к оборудованию заключаются в следующем:
- Внутренние части панелей установок окрашены порошковой краской;
- Для сбора и удаления чистящих веществ, образующихся при промывке внутренних элементов установок, предусмотрены поддоны из нержавеющей стали;
- Элементы вентиляционных установок размещены на специальных направляющих для возможности их демонтажа на время промывки.
Забор воздуха из чистых зон производится вытяжными системами через вентиляционные решетки. При этом воздух проходит очистку и обеззараживание и частично выбрасывается в атмосферу, а частично используется повторно.
Системы контроля доступа – устанавливаются в чистых помещениях. Перед выходом в шлюз устанавливается кодовый замок, который может открыть только персонал, работающий в чистом помещении. Причем система доступа выполнена таким образом, что дверь в чистое помещение из шлюза, можно открыть только при условии плотно закрытой входной двери в шлюз.
Пожарная и охранная сигнализация – оборудование этими системами комплекса чистых помещений является обязательным требованием GMP. Датчики пожарной сигнализации размещены как в чистых зонах, так и в запотолочном пространстве. Все датчики подключаются к приемному комплексу по обработке сигналов и выводятся на диспетчерский пост.
Дополнительное оборудование. Кроме вышеперечисленного, в чистых зонах используется ряд дополнительного оборудования. Это УФ-облучатели для обеззараживания воздушной среды, специальные транспортные тележки, выполненные из нержавеющей стали, специальные пластиковые поддоны. Перед входом в чистую зону предусматриваются санпропускники, оборудованные умывальниками, душевыми, электрополотенцами и т.п.
Очень важным для создания чистых зон является оборудование, обеспечивающее дополнительную очистку воздуха в критических зонах – фильтровентиляционные модули.
Автономный фильтровентиляционный модуль предназначен для создания зон класса чистоты 5 ИСО и устанавливается в помещениях с нормируемым классом чистоты воздуха. Фильтровентиляционный модуль создает однонаправленный ламинарный воздушный поток с нормируемым содержанием взвешенных частиц-аэрозолей определенного размера, подаваемый в зону проведения технологических или транспортных операций. Модуль комплектуется бактерицидной лампой, что позволяет производить антибактериальную обработку рабочей зоны ультрафиолетовым (УФ) излучением.
Использование фильтровентиляционного модуля позволяет свести к минимуму возможность контаминации фармацевтической продукции при проведении технологических процессов, в том числе на оборудовании мойки и стерилизации тары, линиях дозированной фасовки и укупорки лекарственных препаратов и иных установок и механизмов, применяемых при производстве фармацевтической продукции.
Основные технические данные и характеристики фильтровентиляционных модулей
Конструкция: Фильтровентиляционный модуль изображен на рис. 8 и представляет собой каркас (1), закрытый стенками (3). Каркас и стенкивыполнены из нержавеющей стали, возможно исполнение из стали с порошковым покрытием. Внутри каркаса расположена камера статического давления (2), обеспечивающая равномерную (по площади) подачу воздуха на поверхность фильтра тонкой (класс – Н14) очистки (5).
Рис. 8. Устройство фильтровентиляционного модуля
На камере установлены центробежные электровентиляторы, обеспечивающие забор воздуха из помещения через фильтры предварительной (класс –G4) очистки (6). Герметизация камеры с фильтрами тонкой очистки осуществляется при помощи уплотнения (9) фильтра тонкой очистки. Внутри блока воздухоподготовки расположен дифференциальный датчик давления (7), используемый для контроля уровня засоренности фильтров тонкой очистки. Блок воздухоподготовки обеспечивает непрерывную подачу очищенного воздуха в рабочую зону оборудования. Центробежный электровентилятор забирает воздух из помещения, в котором установлен модуль, через фильтр предварительной (грубой) очистки и подает его в рабочую зону оборудования через фильтры тонкой очистки. На камере статического давления установлены:
- дифференциальный датчик давления (7), для контроля уровня засоренности фильтров тонкой очистки;
- блок управления датчика и регулятора (8), обеспечивающий автоматическую регулировку частоты вращения вентилятора, с целью стабилизации скорости воздушного потока через фильтры тонкой очистки.
В нижней части модуля расположены люминесцентные лампы освещения (10).
Почему проветривание необходимо?
К сожалению, без проветривания не обойтись: если не открывать окна каждые 3-4 часа, то чистому воздуху в квартире просто неоткуда будет взяться. В этом случае всё зависит от того, из какого материала сделаны оконные блоки. Если в доме стоят деревянные окна, произведенные еще в СССР, тогда эта проблема будет частично решаться за счет щелей между рамами.
Нужно сказать, что такие щели – не самый лучший способ вентиляции. Они не только способствуют доступу свежего воздуха, но и служат причиной потерь тепла. В мороз деревянные окна покрываются инеем, а чтобы от них не тянуло холодом, их придется заклеивать.
Другими словами, сама по себе вытяжка не работает, только в процессе замещения одних воздушных масс другими.
А что если ставить на микропроветривание?
Конструкция современных пластиковых окон предусматривает режим микропроветривания, когда рама приоткрыта на несколько миллиметров и зафиксирована в этом положении. Нужно сказать, что такой режим не спасает от загрязнения: даже когда окна слегка приоткрыты, подоконники и рамы покрываются слоем уличной пыли.
Вместе со свежим воздухом в дом также будут проникать шум, городской смог и другие загрязнители. Зимой с режимом микропроветривания другие проблемы: обледеневшие створки окон, сквозняки и постоянные лужи от растаявшего льда на подоконнике.
Как обеспечить свежий воздух в квартире без открытых окон?
Этот вопрос рано или поздно возникает у тех, кто не готов мириться с духотой и её последствиями. Сейчас каждый может выбрать техническое решение, которое устроит его по своей стоимости и возможностям.
Может быть, поставить кондиционер?
Как освежить воздух? Первое, что приходит в голову – это кондиционер: у большинства он ассоциируется со свежим воздухом.
А что насчет ионизаторов, моек воздуха и увлажнителей?
Действительно, существует целый ряд устройств, задача которых делать воздух в квартире более здоровым и полезным для человека. Однако проблема тут та же, что и в случае с кондиционером – если в дом не поступает свежий воздух, то все эти устройства становятся бесполезны.
Дело в том, что его свежесть определяется объёмом содержания в нём кислорода, а эти устройства кислород не производят. Они созданы для повышения качества воздуха:
- ионизаторы насыщают его отрицательными ионами;
- мойки удаляют из него загрязнения: пыль, токсины, запахи;
- увлажнители увеличивают процент содержания влаги.
Все указанные устройства могут быть полезны – но не сами по себе, а в тандеме с качественной приточной вентиляцией.
Почему без системы вентиляции перечисленные приборы бесполезны?
Если приточной вентиляции нет, то единственным источником свежего воздуха будут окна. У вас не будет выбора, открывать их, или нет: проветривать всё равно придется.
Как только вы их откроете, все усилия очистителей (увлажнителей, ионизаторов) будут обнулены. При этом произойдет следующее:
- воздух наполнят уличные загрязнители – пыль, пыльца растений, споры, частицы сажи и выхлопов (работа очистителя насмарку);
- влажность воздуха резко упадет (увлажнитель работал зря);
- содержание отрицательных ионов резко снизится (ионизатор впустую тратил электроэнергию).
Получается настоящая борьба с ветряными мельницами. Как бы эффективно ни работали ваши очистители, с первым же проветриванием в дом будет залетать столько же пыли, сколько они уже успели очистить. И так снова и снова.
В этом случае приточная вентиляция позволяет раз и навсегда решить проблему проветривания. С ней окна можно всегда держать закрытыми – это означает, что мойка воздуха (очиститель, увлажнитель) будут работать не зря.
Итак, круг поиска сузился – чтобы сделать воздух в квартире свежим в режиме 24/7, нужна надежная и эффективная приточная вентиляция.
Канальные приточные вентиляции
Такие установки включают в себя тяжелый и громоздкий блок оборудования, который, как правило, устанавливается на балконе или на лоджии и соединяется с воздуховодами. В этот блок монтируются электровентиляторы, комплекс фильтров (пылевых, угольных, НЕРА или иных), система нагрева воздуха, модуль управления.
Важным преимуществом такой установки является комплексное решение вопроса вентиляции – воздуховоды могут быть проложены в любое помещение дома, и проблем с забившейся вытяжкой не будет.
Недостатков у канальной системы тоже хватает:
Итог: если бюджет неограничен, и площадь квартиры позволяет, такой вариант является оптимальным.
Приточные клапаны: быстро и просто
Клапаны позволяют получить доступ к уличному воздуху самым простым способом. Для их монтажа нужно сделать сквозной канал в стене. Канал делается с небольшим уклоном вниз (2-3 градуса), чтобы при образовании конденсата он стекал на улицу, а не в квартиру. Затем обеспечивается теплоизоляция и звукоизоляция этого канала.
Когда это будет проделано, можно устанавливать приточный клапан. Его можно устанавливать в любой точке стены, но желательно это сделать над окном или рядом с ним.
Из чего он сделан и как работает? Конструкция клапана очень проста – это трубка из пластика с решеткой на внешнем торце. В трубку устанавливается фильтр классов G1, G2 или G3 (в соответствии с международным стандартом DIN 24184 и российским ГОСТ Р 51251 99). Фильтрующий элемент изготавливается из синтетического нетканого материала. Такие фильтры грубой очистки способны удерживать частицы размером более 10 мкм.
По сути, это аналог открытого окна с простым фильтром.
Подведем итог: простое и доступное решение, позволяющее решить проблему вентиляции без открытых окон. Из-за низкой производительности клапан является оптимальным выбором для общих комнат небольшой площади. Для спален и кухонь предпочтительнее другие варианты.
Проветриватели (активные бесканальные системы приточной вентиляции)
Они устанавливаются по тому же принципу, что и клапаны: (в наружной стене бурится сквозное отверстие, обеспечивается защита канала от теплопотерь и шума), затем к патрубку фиксируется сама установка.
Конструкция у проветривателей такая же, как и мощных канальных систем: осевой электрический вентилятор и нагреватель воздуха, каскад фильтров и электронная система управления. При этом проветриватели:
Проветриватели OXY: сделано в России
Примером такой компактной системы являются проветриватели OXY. Это линейка систем приточной вентиляции, состоящая из трех моделей с разным функционалом.
OXY. Самый простой и доступный из всех представителей серии: работает по принципу естественной вентиляции (без вентилятора) не потребляет электроэнергию, оснащен встроенным фильтром класса F5. Производительность – до 60 м3/час. Стоимость – 3990 рублей.
OXY 2. Более функциональная модель – оснащен встроенным вентилятором производства Германии, с плавной регулировкой скорости работы. Малошумный, обеспечивает приток воздуха 150 м3/час. Нагреватель воздуха отсутствует, диапазон рабочих температур – от -40°C до +50°C. Стоимость – 16 990 рублей.
OXY 3. Оснащен вентилятором, блоком фильтров, нагревателем воздуха (мощность – 980 Вт). Производительность устройства – до 150 м3/час, есть регулировка скорости работы вентилятора и мощности нагрева. Стоимость – 18 990 рублей.
У OXY есть еще одно важное конкурентное преимущество – это модульность. К примеру, если вы купили проветриватель OXY1, вы всегда можете поменять его на более функциональный OXY2 или OXY3. Это выгодно: стоимость такого апгрейда не превышает разницы в цене между старым и новым устройством.
Сравните функционал каждой из моделей OXY:
Если рассматривать устройства приточной вентиляции по соотношению цены, функциональности и удобства, то OXY является одним из наиболее выгодных вариантов.
Скорость воздушных потоков и их направленность, температура среды и ее градиенты, влажность, наличие в среде электрически нейтральных или заряженных частиц или микроорганизмов и их допустимые размеры - далеко не полный перечень тех факторов, которые могут существенно повлиять на качество производимой продукции. Помещения с особыми климатическими условиями получили название чистых комнат (clean rooms).
В настоящее время большинство репликаторов делает чистые комнаты только для размещения оборудования мастеринга, электроформинга или же для лабораторий по приготовлению красителя для тиражирования записываемых форматов (CD-R и DVD-R). Если же все процессы изготовления мастер-диска осуществляются на современных полностью автоматических интегрированных системах (DMS 8000 или AM 200) или же стамперы заказываются на стороне, то велика вероятность, что вы вообще не увидите чистой комнаты в классическом виде на современном заводе по тиражированию CD или DVD. Закономерен вопрос, для чего нужна чистая комната, в каких случаях можно обойтись без нее, и нужна ли она вообще?
Картина кружащихся в упавшем в затемненную комнату луче солнца сотен и тысяч пылинок знакома каждому, даже тем, кто все свободное время уделяет поддержанию идеального порядка и чистоты. Увы, это не тысячи и даже не миллионы пылинок, как может показаться на первый взгляд - их миллиарды, причем большинство просто не видимо глазу. И не имеет значения, сколько раз на дню вы делаете влажную уборку помещения и проветриваете комнаты – это все равно не “чистая комната”. Что же тогда делает помещение чистым с точки зрения производства оптических носителей?
Две вещи определяют чистоту помещения – количество частиц содержащихся в воздухе и размер этих частиц. Именно эти два параметра определяют, насколько чиста та или иная комната. В чистой комнате при необходимости регулируются и другие параметры: температура, влажность воздуха, давление. Общепринятая классификация делит чистые помещения на шесть основных классов: класс 1, 10, 100, 1000, 10 000 и 100 000. Каждый класс определяет максимально допустимое количество частиц в заданном объеме воздуха. Первоначально, поскольку система была разработана в Америке, измеряемый объем соответствовал одному кубическому футу, в котором должно содержаться инородных частиц размером не больше 0.5 микрона для класса 1 – одна частица, для класса 10 – десять частиц и так далее. Этот стандарт существовал до 1992 года, когда США и Япония перешли к метрической системе. В настоящее время ISO (DIN) и другие стандарты по чистым комнатам устанавливают, что в кубическом метре воздуха может содержаться не более 35.3 частицы для 1-го класса (не спрашивайте, что это за 1/3 пылинки), для класса 100 – 3530 частиц и так далее. Это не означает, что чистые комнаты стали грязнее, просто кубический метр больше чем фут. Однако японские спецификации все-таки отличаются от общепринятых, поскольку базируются на размере частицы в 0.1 микрона, то есть жестче в несколько раз. Производственные помещения делятся на восемь классов чистоты. Принятый во всем мире первый класс соответствует третьему классу в Японии. Не удивительно, что с таким подходом к воздухоподготовке микроэлектроника японских производителей лидирует по качеству и надежности.
Насколько же мала частица в ½ микрона? Настолько, что невооруженным глазом ее не различишь, даже в луче света. Мельчайший объект, который может различить глаз не меньше 10 микрон. Для сравнения диаметр человеческого волоса составляет 50-100 микрон. Сигаретный дым, микробы, пыльца и другие источники загрязнения около микрона в диаметре, поэтому принятый уровень в 0.5 микрона обеспечивает стерильную чистоту воздуха.
Чистое помещение это не только обеспечение фильтрации воздуха по очень высоким стандартам - необходима постоянная работа по поддержанию чистоты внутри комнаты и препятствие проникновению загрязненного воздуха извне. Регулярная влажная уборка, клейкие пылеулавливающие коврики, специальная защитная форма для персонала – все это косметические меры. И действенны они только при правильно спроектированной “чистой комнате” и соответствующей системе кондиционирования и очистки воздуха. На действующем предприятии существует множество помещений, отличающихся друг от друга по требованиям к чистоте воздуха. Персонал в течение рабочего дня совершает массу перемещений из одной зоны в другую, выравнивая, таким образом, степень загрязненности в чистых и обычных зонах. Если вы всерьез решили бороться за чистоту, то ваш первый враг – это люди. Насколько много пыли производит каждый, напрямую зависит от его активности. Если человек быстро передвигается, то каждую минуту с него слетает (сдувается) около 10 миллионов пылинок. Спокойно сидящий за столом сотрудник производит порядка 100 000 частиц, но стоит ему покачать головой, и вы будете иметь дополнительно еще полмиллиона пылинок. Шапочки на голову, стерильные маски, специальные антистатические халаты и тапочки - необходимый, но слишком долгий способ достижения заданных параметров чистоты. Важно, чтобы круг сотрудников имеющих доступ в чистую комнату был максимально ограничен и определялся только производственной необходимостью. Если вы собираетесь достичь заметных результатов в обозримом будущем, вам необходимо снабдить входные двери в чистую комнату шлюзом (air locks) с принудительным обдувом всех входящих и блокирующимися автоматически дверями, для исключения воздухообмена между помещениями. Так же необходимо использовать при работе безворсовые не пылящие материалы и специальные контейнеры для перемещения инструмента и материалов. Все перечисленные выше меры не имеют ровным счетом никакого смысла, впрочем, как и сама организация чистой комнаты, если вы не обеспечите разницу давления между помещениями (5-10 Па), и воздух из других помещений будет попадать в чистую зону. Даже при отсутствии шлюзов на входных дверях, что часто практикуется в бюджетных комнатах класса 100 000 и ниже, избыточное давление в ней гарантирует, что воздух будет выходить из комнаты в область более низкого давления. Поэтому разработкой чистых комнат занимаются соответствующие специалисты, так же как и монтируют их специализированные организации (см. Приложение № 1).
Бессмысленно говорить о чистых комнатах, не упомянув при этом о фильтрах тонкой очистки или HEPA-фильтрах (читается как “хепа”). Не так давно НЕРА-фильтры вошли и в повседневную жизнь, например многие модели пылесосов, особенно для людей страдающих аллергией, оснащаются такими фильтрами. Это относительно недавнее изобретение. В 40-х годах прошлого века Энергетическая комиссия США разработала специальные материалы для улавливания загрязненных радиоактивных частиц, на основе которых были созданы фильтрующие элементы. По спецификации стандартные НЕРА-фильтры должны задерживать 99.97% частиц размером от 0.3 микрона. В теории эти фильтры могут улавливать частицы размером 0.01 микрона, но на практике это требуется очень редко. Для правильной и эффективной работы фильтров требуется их размещение в камерах статического давления, что рассчитывается при проектировании чистой комнаты. НЕРА-фильтры не чистятся, а заменяются на новые с периодичностью от полугода до года в зависимости от загрязненности окружающего воздуха.
На сколько же загрязнен окружающий нас воздух? В больших промышленных городах, где в основном и размещаются производства компакт-дисков, на кубический метр воздуха приходится один миллион инородных частиц. В сельской местности существенно чище – 100 000 и, если бы там была соответствующая инфраструктура и квалифицированный персонал, тиражировать диски было бы проще там. Но, даже если вы выберетесь в открытый космос, где класс чистоты 1 000 и нет представителей IFPI, там все же будет не так чисто, как вам необходимо обеспечить здесь, на земле. Благо, что в основном эту проблему решили сами производители оборудования (но об этом ниже).
Где и какие классы чистоты должны обеспечиваться в технологической цепочке репликации оптических дисков? Наиболее критично к чистоте воздуха производство стамперов (мастеринг). В системах мастеринга воздух, который контактирует с фоторезистом в процессе записи информации лучом лазера, должен быть очищен по классу 100. Чистота воздуха обеспечивается самим оборудованием, которое представляет собой чистую комнату в миниатюре и имеет встроенные НЕРА-фильтры и избыточное давление внутри системы. Для загрузки и выгрузки стеклянных подложек в современных системах мастеринга (Singulus AM 200, Cristal Line) используются специальные герметичные контейнеры. Для того чтобы внутри системы воздух соответствовал классу 100, снаружи в помещении, где находится оборудование мастеринга, вы должны создать класс 100 000 как минимум, рекомендуется 10 000. Участок электроформинга, куда затем попадает мастер-диск для последующего выращивания никель стампера в гальванических ваннах, менее требователен к чистоте воздуха. Однако в силу модульной компоновки оборудования на участке гальваники, класс чистоты 100 000 приходится обеспечивать для всего помещения. Производство записываемых форматов (CD-R, DVD-R) более чувствительно к чистоте воздуха, чем репликация обычных CD и DVD дисков. Одна пылинка, попавшая между стампером и зеркалом молда, способна вывести из строя стампер и забраковать весь тираж. При усилии смыкания половинок молда (пресс-формы) 30-40 тонн и цикле меньше 3-х секунд, во время инжекционного литья пылинка превращается в “кремень” не только оставляющий отпечатки на металле стампера, но и выгибающий его, если размер пылинки относительно велик. На рабочей стороне стампера появляются бугорки (так называемые “шипы”), которые нарушают структуру питов и делают диски, отпечатанные с этого стампера, не читаемыми (DVD, CD-ROM) или частично прослушиваемыми (щелчки, пропущенные треки) CD-audio. Трудно поверить, что все это из-за маленькой пылинки! Благо стампер для CD диска стоит сейчас порядка 100 евро. Но при репликации записываемых форматов все гораздо печальнее. С одного стампера печатается 200-300 000, а то и 500 000 CD-R дисков, стоимость стампера лежит в пределах 600-1000 евро. И далее на этапе нанесения “красителя” и последующей его сушки наличие пыли недопустимо. Поэтому производители записываемых форматов серьезнее относятся к чистоте производственных помещений и менее склонны экономить на воздухоподготовке, чем скажем, производители DVD и аудио компакт дисков. Общее убеждение о более низком качестве пиратских дисков имеет под собой основание, хотя бы потому, что владельцы контрафактных заводов склонны экономить не только на сырье, но и на подготовке производственных площадей. Хотя, подчеркнем, производители оборудования рекомендуют класс 100 000 для всех типов финишных линий.
Ответ на вопрос – строить или не строить, не столь очевиден. Разброд в умах репликаторов породили, как ни странно, сами производители оборудования. Во-первых, технологии постоянно совершенствуются, а производственный процесс оптимизируется. Во-вторых, во многих рекламных проспектах систем мастеринга и финишных линий подчеркивается, что оборудование может работать в “офисных” условиях. Очевидно, что заказчик оборудования предпочтет такую систему аналогичной, но требующей больших вложений в инсталляцию, запуск и с более высокими требованиями по качеству воздуха. Однако, с точки зрения технологии производства оптических дисков и компоновки тех же самых финишных линий, никакой разницы в условиях эксплуатации для оборудования разных производителей нет. И если вы внимательно изучите техническую документацию, особенно требования к инсталляции, вы, наверняка найдете упоминание о рекомендуемом классе 100 000. Фишка в том, что оборудование будет работать и без чистой комнаты, другое дело как оно будет работать, и, главное, какой у вас будет выход годных дисков. Грязный воздух в помещении, где находится оборудование репликации, ведет к сокращению интервалов сервисного обслуживания, более частым поломкам и отказам, ускоренному загрязнению фильтров в оборудовании (их немало и они не дешевы), увеличению процента брака, сокращению срока жизни стамперов, а иногда и к их поломке. Принимая решение об отказе от строительства чистой комнаты, необходимо четко представлять с какими проблемами придется столкнуться впоследствии. И если для производства DVD 5 или CD чистотой воздуха при недостатке финансирования или времени можно пренебречь, то мастеринг или репликация записываемых форматов такого нигилизма не прощают. Теоретически, для новых форматов третьего поколения (HD-DVD и Blu-ray) в силу очень маленького размера питов требования к чистоте воздуха должны быть еще более жесткими. Но об этом в следующий раз.
Требования к чистому помещению
Системы кондиционирования воздуха для чистых комнат должны подавать очищенный воздух в определенном количестве для того, чтобы поддержать заданный уровень чистоты помещения. Воздух подается в чистые комнаты таким способом, чтобы предотвратить образование застойных зон, где могут оседать и накапливаться частицы пыли. Воздух также должен быть кондиционирован по температуре и влажности в соответствии с требованиями к параметрам микроклимата помещения. Кроме того, дополнительное количество кондиционированного воздуха подается в помещение для создания избыточного давления.
герметизация окружающих строительных конструкций;
подача в помещение воздуха из системы приточной вентиляции, прошедшего трехступенчатую очистку;
создание избыточного давления воздуха не менее 10 Па (1 мм рт.ст.) относительно смежных производственных помещений;
специальная отделка помещений и обеспечение соответствия санитарно-гигиеническим требованиям к чистым помещениям.
Камера избыточного давления, что это и для чего нужна?
Зона покраски и зона сушки должна быть отделена от остальных производственных процессов.
Необходимо в этих помещениях создать определенный микроклимат для достижения высокого качества покраски.
Существует 2 решения этого вопроса.
1. Выделить какое-либо помещение под покраску и его оборудовать.
2. В производственном помещении отделить участок и поставить чистую комнату в виде модуля.
Чистая комната (камера) – это отдельно стоящее помещение внутри вашего цеха.
Функции Камеры избыточного давления (чистой комнаты):
1. Чистая комната изолирует и обеспыливает зону покраски.
2. Чистая комната поддерживает необходимый температурный режим
3. Чистая комната создает избыточное давление
4. Чистая комната должна быть герметична!
5. Чистая комната может быть: 1-зонная (покраска) - 2-зонная (покраска+сушка)
1. Как понять, нужна ли чистая комната?
Чистая комната нужна в том случае, если в большом производственном цехе необходимо создать окрасочный или окрасочно-сушильный участок. Также нужно помнить о том, что при организации окрасочного участка нужно будет очищать и нагревать до нужной температуры зону сушки или зону покраски, поэтому целесообразней делать определенную высоту пололка (чтобы не обогревать лишний объем воздуха). Причина брака продукции несоблюдение технологических процессов или некачественно очищенный воздух в зоне распыления.
2. Какая фильтрация нужна в чистой комнате (окрасочной камере)?
В чистую комнату устанавливается окрасочная кабина либо с сухим фильтром, либо с водяной завесой (возможно также изготовление с активным водяным полом). Для того чтобы выбрать сухую или водяную фильтрацию рекомендуем выбрать кабину, любая кабина может быть вмонтирована в камеру.
3. Какой размер камеры выбрать?
Размер окрасочной камеры зависит от размера изделий и будут ли эти изделия после окраски находится в этом помещении или переноситься в помещение для сушки. Также нужно понимать какое количество изделий планируется окрасить за смену и сколько квадратов нужно для размещения ваших изделий. Учитывайте также где планируется размещать окрасочную камеру (высота потолков, наклоны, проемы и т.д.)
Видео кармеры избыточного давления с водяной завесой
Чистая комната сделать самостоятельно.
Камера избыточного давления своими руками? – узлы!
Вы хотите сделать чистую комнату (камеру избыточно давления) сами?
1. Подобрать помещение под задачу: зона окраски, зона окраски-сушки, зона сушки.
2. Подобрать окрасочную кабину под изделия ( с сухим или водяным фильтром ).
3. Под окрасочную кабину и площадь помещения подобрать блок приточной установки (для создания избыточного давления)
4. Подобрать необходимое количество секций приточного пленума (обеспечит равномерное рассеивание воздуха от блока приточной установки в вашем помещении)
5. Если также будет зона сушки подобрать комплект (приточно-вытяжных колонн и дополнительного вентилятора)
6. В случае необходимости укомплектовать технологическими дверями и раздвижными воротами.
1. Что нужно учитывать при подборе помещения?
1. Его месторасположение (1 этаж одноэтажного здания или верхние этажи).
2. Площадь (не следует брать помещение с высокими потолками, так как нужно будет нагревать и очищать воздух; сколько квадратов вам действительно нужно под рабочие зоны)
3. Наличие отопления и электричества.
4. Продумать технологический процесс с перемещением продукции по участкам.
5. Возможность установки приточной и вытяжной вентиляции (жилой сектор, продуктовые магазины и т.д.)
6. Возможность соблюдения норм пожарной безопасности и т.д
Помотреть нормативную документацию по организации покрасочного участка.
2.Зачем нужен блок приточной установки?
Окрасочная кабина в процессе работы осуществляет функцию вытяжки, удаляет окрасочный туман (загрязненный воздух) из помещения. Приточная установка обеспечивает поступление необходимого объема воздуха с нужной температурой с улицы или соседнего помещения. Обязательно должна быть просчитана правильная пропорция между поступающим и выбрасываемым воздухом, создаваться избыток давления. В том случае, если поступающего воздуха будет недостаточно или он будет отсутствовать, кабина будет втягивать пыль и со всех возможных щелей и проемов. Блок приточного воздуха и приточный пленум (фильтры 5 класса очистки) выполняет важнейшую функцию, очистки поступающего воздуха от пыли и грязи. Чистый воздух в камере избыточного давления залог высокого качества покрытия!
3.Функция приточно-вытяжных колон?
Если создается отдельно зона сушки или сушильная камера, то необходимым элементом будут приточно-вытяжные колонны.
В приточные колонны 2 шт заводится воздух от приточной установки – поступление приточного воздуха в зону сушки
Вытяжные колонны 2 шт по углам и вентилятор – осуществляет вытяжку воздуха из зоны сушки.
Создается также избыточное давление и обеспечивается циркуляция воздуха с нужной температурой, удаляются испаряющиеся пары аэрозоля с поверхности изделий.
Читайте также: