"Lihtne" ei pruugi selliste tundlike keskkondade kujundamisel meelde tulla.See aga ei tähenda, et te ei saaks luua kindlat puhasruumi kujundust, lahendades probleeme loogilises järjestuses.See artikkel hõlmab kõiki olulisi samme kuni käepäraste rakendusspetsiifiliste näpunäideteni koormuse arvutuste kohandamiseks, väljafiltratsiooniteede planeerimiseks ja puhta ruumi klassiga võrreldes piisava mehaanilise ruumi jaoks.
Paljud tootmisprotsessid vajavad puhta ruumi väga rangeid keskkonnatingimusi.Kuna puhastes ruumides on keerulised mehaanilised süsteemid ja kõrged ehitus-, tegevus- ja energiakulud, on oluline puhasruumide projekteerimine metoodiliselt läbi viia.See artikkel tutvustab samm-sammult puhaste ruumide hindamise ja kujundamise meetodit, inimeste/materjalivoo arvestamist, ruumi puhtuse klassifikatsiooni, ruumi survestamist, ruumi sissepuhke õhuvoolu, ruumi õhu väljafiltreerimist, ruumi õhu tasakaalu, hinnatavaid muutujaid, mehaaniline süsteem valik, kütte-/jahutuskoormuse arvutused ja tugipinna nõuded.
Esimene samm: hinnake paigutust inimeste / materjalivoo jaoks
Oluline on hinnata puhasruumi sviidi inimesi ja materjalivoogu.Puhasruumide töötajad on puhasruumi suurim saasteallikas ja kõik kriitilised protsessid tuleks isoleerida töötajate juurdepääsuustest ja -teedest.
Kõige kriitilisematel ruumidel peaks olema üks juurdepääs, et ruum ei oleks teekond teistesse vähem kriitilistesse ruumidesse.Mõned farmatseutilised ja biofarmatseutilised protsessid on vastuvõtlikud ristsaastumisele teistest farmaatsia- ja biofarmatseutilistest protsessidest.Protsessi ristsaastumist tuleb hoolikalt hinnata tooraine sissevooluteede ja isolatsiooni, materjaliprotsessi isoleerimise ning valmistoote väljavooluteede ja isolatsiooni osas.Joonisel 1 on näide luutsemendi rajatisest, millel on nii ühe juurdepääsuga kriitilised protsessiruumid ("Solvent Packaging", "Bone Cement Packaging") kui ka õhulukud puhvritena suure personaliliiklusega piirkondadesse ("Gown", "Ungown"). ).
Teine samm: määrake ruumi puhtuse klassifikatsioon
Puhasruumide klassifikatsiooni valimiseks on oluline teada esmast puhaste ruumide klassifikatsiooni standardit ja seda, millised on iga puhtuse klassifikatsiooni tahkete osakeste toimivuse nõuded.Keskkonnateaduste ja -tehnoloogia instituudi (IEST) standard 14644-1 pakub erinevaid puhtuse klassifikatsioone (1, 10, 100, 1000, 10 000 ja 100 000) ning lubatud osakeste arvu erineva suurusega osakeste korral.
Näiteks klassi 100 puhasruumis on lubatud maksimaalselt 3500 osakest kuupjala kohta ja 0,1 mikronit ja rohkem, 100 osakest kuupjala kohta 0,5 mikroni ja suuremate kohta ning 24 osakest kuupjala kohta 1,0 mikroni ja suurema juures.See tabel annab õhus lendlevate osakeste lubatud tiheduse puhtuse klassifikatsiooni tabeli kohta:
Ruumi puhtuse klassifikatsioon mõjutab oluliselt puhta ruumi ehitust, hooldust ja energiakulusid.Oluline on hoolikalt hinnata tagasilükkamise/saaste määrasid erinevate puhtuse klassifikatsioonide ja regulatiivsete asutuste, näiteks toidu- ja ravimiameti (FDA) nõuete puhul.Tavaliselt, mida tundlikum protsess, seda rangemat puhtuse klassifikatsiooni tuleks kasutada.See tabel sisaldab erinevate tootmisprotsesside puhtuse klassifikatsioone:
Teie tootmisprotsess võib sõltuvalt selle ainulaadsetest nõuetest vajada rangemat puhtusklassi.Olge igale ruumile puhtuse klassifikatsiooni määramisel ettevaatlik;ühendavate ruumide puhtuse klassifikatsioonis ei tohiks olla rohkem kui kaks suurusjärku.Näiteks ei ole vastuvõetav, et 100 000. klassi puhasruum avaneb klassi 100 puhasruumiks, kuid on vastuvõetav, et 100 000. klassi puhasruum avaneb klassi 1000 puhasruumi.
Vaadates meie luutsemendi pakkimisrajatist (joonis 1), on „Räte, riietamata” ja „Lõplik pakend” vähem kriitilised ruumid ja nende puhtuse klassifikatsioon on klass 100 000 (ISO 8), avatud on „luutsemendi õhulukk” ja „steriilne õhulukk”. kriitilistele ruumidele ja neil on klass 10 000 (ISO 7) puhtusklassifikatsioon;„Bone Cement Packaging“ on tolmune kriitiline protsess ja selle puhtuse klassifikatsioon on klass 10 000 (ISO 7) ning lahustipakendamine on väga kriitiline protsess ja seda teostatakse klassi 100 (ISO 5) klassi 1000 (ISO 6) laminaarsetes voolukambrites. ) puhas ruum.
Kolmas samm: määrake ruumi surve
Positiivse õhuruumi rõhu säilitamine külgnevate määrdunud puhtuse klassifikatsiooniruumide suhtes on oluline saasteainete imbumise vältimiseks puhastuppa.Kui ruumi rõhk on neutraalne või negatiivne, on väga raske järjekindlalt säilitada ruumi puhtuse klassifikatsiooni.Milline peaks olema ruumide rõhkude erinevus?Erinevates uuringutes hinnati saasteainete imbumist puhasruumi võrreldes ruumi rõhu erinevusega puhasruumi ja sellega külgneva kontrollimatu keskkonna vahel.Nendes uuringutes leiti, et rõhuerinevus 0,03–0,05 wg-s on tõhus saasteainete infiltratsiooni vähendamisel.Ruumirõhu erinevused üle 0,05 tolli wg ei taga oluliselt paremat saasteainete infiltratsiooni kontrolli kui 0,05 tolli wg
Pidage meeles, et suuremal ruumirõhu erinevusel on suurem energiakulu ja seda on raskem juhtida.Samuti nõuab suurem rõhuerinevus uste avamisel ja sulgemisel rohkem jõudu.Soovitatav maksimaalne rõhuerinevus ukse vahel on 0,1 tolli wg juures 0,1 tolli wg, 3 jalga x 7 jala suurune uks vajab avamiseks ja sulgemiseks 11 naela jõudu.Puhasruumi komplekti võib olla vaja ümber konfigureerida, et hoida uste staatilise rõhu erinevus vastuvõetavates piirides.
Meie luutsemendi pakendamistehas ehitatakse olemasolevasse laohoonesse, kus on neutraalne ruumirõhk (0,0 tolli wg).Lao ja riietuse vahelisel õhulüüsil ei ole ruumi puhtuse klassifikatsiooni ega määratud ruumi survet.„Gown/Ungown“ ruumi rõhk on 0,03 tolli wg „Bone Cement Air Lock“ ja „Sterile Air Lock“ on ruumi rõhk 0,06 tolli wg „Final Packaging“ on ruumi rõhk 0,06 tolli. wg "Bone Cement Packaging" on ruumi rõhk 0,03 tolli wg ja madalam ruumirõhk kui "Bone Cement Air Lock" ja "Final Packaging", et hoida kinni pakkimisel tekkivast tolmust.
Õhu filtreerimine "Bone Cement Packaging" on pärit ruumist, millel on sama puhtuse klassifikatsioon.Õhu imbumine ei tohiks minna määrdunud puhtuse klassifikatsiooniruumist puhtamasse puhtuse klassifikatsiooniruumi.Lahustipakendite ruumirõhk on 0,11 tolli wg. Pange tähele, et ruumirõhu erinevus vähem kriitiliste ruumide vahel on 0,03 tolli (wg) ja ruumi erinevus väga kriitilise „Solvent Packaging“ ja „Steriilse õhuluku“ vahel on 0,05 in. wg Ruumirõhk 0,11 tolli wg ei vaja seinte või lagede jaoks spetsiaalseid konstruktsiooni tugevdusi.Kui ruumirõhk on suurem kui 0,5 tolli (wg), tuleks hinnata, kas see võib vajada täiendavat konstruktsiooni tugevdamist.
Neljas samm: määrake ruumivarustuse õhuvool
Ruumi puhtuse klassifikatsioon on peamine muutuja puhta ruumi sissepuhkeõhuvoolu määramisel.Vaadates tabelit 3, on igal puhta klassifikatsioonil õhuvahetuse kiirus.Näiteks klassi 100 000 puhasruumis on vahemik 15–30 ach.Puhasruumi õhuvahetuskiirus peaks võtma arvesse puhasruumis eeldatavat aktiivsust.Klassi 100 000 (ISO 8) puhasruum, mille täituvus on madal, osakesi tekitav protsess ja positiivne ruumirõhk võrreldes kõrvuti asetsevate määrdunud puhtusruumidega, võib kasutada 15 ach, samas kui samas puhasruumis on suur täituvus, sage sisse-/väljaliiklus, suur osakeste tekitamise protsess või neutraalse ruumi survestamine vajab tõenäoliselt 30 ach.
Projekteerija peab hindama oma konkreetset rakendust ja määrama kasutatava õhuvahetuse kiiruse.Teised muutujad, mis mõjutavad ruumi sissepuhkeõhuvoolu, on protsessi väljatõmbeõhuvool, uste/avade kaudu sisse imbuv õhk ja uste/avade kaudu väljafiltreeruv õhk.IEST on avaldanud soovitatavad õhuvahetuse määrad standardis 14644-4.
Vaadates joonist 1, oli „Räit/untmata” kõige rohkem sisse- ja väljaliikumine, kuid see ei ole protsessi jaoks kriitiline ruum, mille tulemuseks on 20 a ch., „Steriilne õhulukk” ja „Bone Cement Packaging Air Lock” on kriitilise tootmise kõrval. ruumidesse ja “Bone Cement Packaging Air Locki” puhul liigub õhk õhulüüsist pakendiruumi.Kuigi nendel õhulukkudel on piiratud sisse- ja väljakäik ning tahkete osakeste tekitamise protsesse ei ole, on nende kriitiline tähtsus puhvrina „Rüüd/Ungown“ ja tootmisprotsesside vahel nende 40 ach.
Lõplik pakend asetab luutsemendi/lahusti kotid sekundaarsesse pakendisse, mis ei ole kriitiline ja annab tulemuseks 20 ach."Bone Cement Packaging" on kriitiline protsess ja selle kiirus on 40 ach."Solvent Packaging" on väga kriitiline protsess, mis viiakse läbi klassi 100 (ISO 5) laminaarses õhupuhastites klassi 1000 (ISO 6) puhasruumis.Lahustipakendil on väga piiratud sisse- ja väljakäik ning protsessi käigus tekib väike tahkete osakeste teke, mille tulemuseks on 150 ach kiirus.
Puhasruumide klassifikatsioon ja õhuvahetused tunnis
Õhu puhtus saavutatakse õhu juhtimisega läbi HEPA filtrite.Mida sagedamini õhk läbib HEPA filtreid, seda vähem jääb ruumiõhku osakesi.Ühe tunni jooksul filtreeritud õhu maht jagatud ruumi mahuga annab õhuvahetuste arvu tunnis.
Ülalpool soovitatud õhuvahetused tunnis on vaid projekteerimise rusikareegel.Neid peaks arvutama HVAC puhasruumi ekspert, kuna arvesse tuleb võtta paljusid aspekte, nagu ruumi suurus, inimeste arv ruumis, ruumis olevad seadmed, protsessid, soojuse suurenemine jne. .
Viies samm: määrake ruumi õhu väljafiltratsiooni vool
Enamik puhasruume on positiivse rõhu all, mille tulemuseks on planeeritud õhu väljafiltreerimine külgnevatesse ruumidesse, kus on madalam staatiline rõhk, ja planeerimata õhu väljafiltreerimine elektripistikupesade, valgustite, aknaraamide, ukseraamide, seina/põranda liidese, seina/lae liidese ja juurdepääsu kaudu. uksed.Oluline on mõista, et ruumid ei ole hermeetiliselt suletud ja neil on lekked.Hästi suletud puhta ruumi lekkemäär on 1–2%.Kas see leke on halb?Mitte tingimata.
Esiteks on võimatu lekketa olla.Teiseks, kui kasutate sissepuhke-, tagasi- ja väljatõmbeõhu aktiivseid juhtseadmeid, peab sissepuhke- ja tagasivoolu õhuvoolu vahel olema vähemalt 10% erinevus, et sissepuhke-, tagasi- ja väljatõmbeõhu ventiilid üksteisest staatiliselt lahti ühendada.Uste kaudu väljafiltreeruva õhu hulk sõltub ukse suurusest, ukse rõhuerinevust ja sellest, kui hästi uks on tihendatud (tihendid, ukselangused, sulgemine).
Teame, et kavandatud infiltratsiooni-/väljafiltrimisõhk läheb ühest ruumist teise.Kuhu läheb planeerimata eksfiltratsioon?Õhk leevendab naasturuumi ja ülaosast välja.Vaadates meie näidisprojekti (joonis 1), on õhu väljafiltreerumine läbi 3 x 7 jala suuruse ukse 190 cfm staatilise rõhu erinevusega 0,03 wg ja 270 cfm staatilise rõhu erinevusega 0,05 tolli wg
Kuues samm: määrake ruumi õhu tasakaal
Ruumi õhubilanss seisneb kogu ruumi siseneva õhuvoolu liitmises (sissepuhke, infiltratsioon) ja kogu ruumist väljuva õhuvoolu (väljatõmbe, väljavoolu, tagasivoolu) võrdsuses.Vaadates luutsemendi rajatise ruumi õhubilanssi (joonis 2), on „Solvent Packagingil” 2250 cfm sissepuhkeõhuvool ja 270 cfm õhu väljafiltreerimine steriilsesse õhulukku, mille tulemuseks on tagasivoolu õhuvool 1980 cfm."Steriilne õhulukk" sisaldab 290 cfm sissepuhkeõhku, 270 cfm infiltratsiooni "Solvent Packagingist" ja 190 cfm väljafiltrimist "Gown/Ungown", mille tulemuseks on tagasivoolu õhuvool 370 cfm.
"Bone Cement Packaging" sisaldab 600 cfm sissepuhkeõhuvoolu, 190 cfm õhufiltratsiooni süsteemist "Bone Cement Air Lock", 300 cfm tolmu kogumise heitgaasi ja 490 cfm tagasivoolu.„Bone Cement Air Lock“ on 380 cfm sissepuhkeõhku, 190 cfm väljatõmbeõhku „Bone Cement Packaging“ on 670 cfm väljatõmbeõhku, 190 cfm väljatõmbeõhku „Gown/Ungown“.Lõpppakendil on 670 cfm sissepuhkeõhku, 190 cfm väljafiltrimist kleiti/Ungown'i ja 480 cfm tagasivooluõhku."Gown/Ungown" sisaldab 480 cfm sissepuhkeõhku, 570 cfm infiltratsiooni, 190 cfm väljafiltratsiooni ja 860 cfm tagasivoolu.
Oleme nüüd kindlaks määranud puhta ruumi sissevoolu, infiltratsiooni, väljatõmbe, väljalaske ja tagasivoolu õhuvoolu.Lõplikku ruumi tagasivoolu õhuvoolu reguleeritakse käivitamise ajal planeerimata õhu väljafiltreerimiseks.
Seitsmes samm: hinnake ülejäänud muutujaid
Muud muutujad, mida tuleb hinnata, hõlmavad järgmist:
Temperatuur: Puhasruumide töötajad kannavad oma tavariiete peal smokke või jänkuülikondi, et vähendada tahkete osakeste teket ja võimalikku saastumist.Nende lisariietuse tõttu on töötajate mugavuse huvides oluline säilitada madalam ruumitemperatuur.Ruumi temperatuurivahemik 66 ° F kuni 70 ° tagab mugavad tingimused.
Niiskus: Puhta ruumi suure õhuvoolu tõttu tekib suur elektrostaatiline laeng.Kui laes ja seintel on kõrge elektrostaatiline laeng ning ruumi suhteline õhuniiskus madal, kinnituvad õhus olevad osakesed pinnale.Kui ruumi suhteline õhuniiskus suureneb, siis elektrostaatiline laeng tühjeneb ja kõik kinnipüütud osakesed vabanevad lühikese aja jooksul, mistõttu puhasruum läheb spetsifikatsioonist välja.Kõrge elektrostaatiline laeng võib kahjustada ka elektrostaatilise laengu suhtes tundlikke materjale.Oluline on hoida ruumi suhteline õhuniiskus piisavalt kõrge, et vähendada elektrostaatilise laengu kogunemist.Optimaalseks niiskustasemeks peetakse suhtelist niiskust või 45% +5%.
Laminaarsus: väga kriitilised protsessid võivad vajada laminaarset voolu, et vähendada saasteainete sattumise võimalust HEPA-filtri ja protsessi vahelisse õhuvoolu.IEST standard #IEST-WG-CC006 pakub õhuvoolu laminaarsuse nõudeid.
Elektrostaatiline lahendus: Lisaks ruumi niisutamisele on mõned protsessid elektrostaatilise laengu kahjustuste suhtes väga tundlikud ja on vaja paigaldada maandatud juhtiv põrandakate.
Müratasemed ja vibratsioon: mõned täppisprotsessid on müra ja vibratsiooni suhtes väga tundlikud.
Kaheksas samm: määrake mehaaniline süsteemi paigutus
Puhta ruumi mehaanilise süsteemi paigutust mõjutavad mitmed muutujad: ruumi olemasolu, saadaolev rahastus, protsessinõuded, puhtuse klassifikatsioon, nõutav töökindlus, energiakulu, ehitusnormid ja kohalik kliima.Erinevalt tavalistest kliimaseadmetest on puhasruumi kliimaseadmetel oluliselt rohkem sissepuhkeõhku, kui on vaja jahutus- ja küttekoormuse rahuldamiseks.
Klass 100 000 (ISO 8) ja madalam ach Klassi 10 000 (ISO 7) puhastes ruumides võib kogu õhk minna läbi õhuseadme.Vaadates joonist 3, tagasivooluõhk ja välisõhk segatakse, filtreeritakse, jahutatakse, soojendatakse ja niisutatakse, enne kui see suunatakse laes asuvatesse terminali HEPA-filtritesse.Et vältida saasteainete retsirkulatsiooni puhasruumis, kogutakse tagasivooluõhk madalate seinatagastustega.Kõrgema klassi 10 000 (ISO 7) ja puhtamate puhaste ruumide puhul on õhuvoolud liiga suured, et kogu õhk saaks läbi AHU.Vaadates joonist 4, saadetakse väike osa tagasivooluõhust konditsioneerimiseks tagasi AHU-sse.Ülejäänud õhk suunatakse tagasi tsirkulatsiooniventilaatorisse.
Alternatiivid traditsioonilistele õhukäitlusseadmetele
Ventilaatorifiltrid, tuntud ka kui integreeritud puhuri moodulid, on modulaarne puhasruumi filtreerimislahendus, millel on traditsiooniliste õhukäitlussüsteemide ees mõned eelised.Neid kasutatakse nii väikestes kui ka suurtes ruumides, mille puhtusaste on ISO klass 3. Õhuvahetuskiirused ja puhtusnõuded määravad vajalike ventilaatorifiltrite arvu.ISO klassi 8 puhasruumi lagi võib nõuda ainult 5–15% lae katvust, samas kui ISO klassi 3 või puhtam puhasruum võib nõuda 60–100% katvust.
Üheksas samm: tehke kütte/jahutuse arvutused
Puhasruumi kütte/jahutuse arvutuste tegemisel võtke arvesse järgmist:
Kasutage kõige konservatiivsemaid kliimatingimusi (99,6% küttekonstruktsiooni, 0,4% kuivpirni/keskmise märgpirni jahutustaseme ja 0,4% märgpirni/keskmise kuivpirni jahutuse disainiandmed).
Kaasake arvutustesse filtreerimine.
Kaasake arvutustesse niisutaja kollektori soojus.
Kaasake arvutustesse protsessikoormus.
Kaasake arvutustesse tsirkulatsiooniventilaatori soojus.
Kümme samm: võitlege mehaanilise ruumi eest
Puhasruumid on mehaaniliselt ja elektriliselt intensiivsed.Kuna puhta ruumi puhtuse klassifikatsioon muutub puhtamaks, on puhasruumi piisava toe pakkumiseks vaja rohkem mehaanilist infrastruktuuri.Kui kasutada näitena 1000 ruutjalga puhast ruumi, vajab klassi 100 000 (ISO 8) puhasruum 250–400 ruutjalga tugipinda, klassi 10 000 (ISO 7) puhasruum aga 250–750 ruutjalga, klassi 1000 (ISO 6) puhasruum vajab 500–1000 ruutjalga tugipinda ja klassi 100 (ISO 5) puhasruum vajab 750–1500 ruutjalga tugipinda.
Tegelik tugipindala sõltub AHU õhuvoolust ja keerukusest (lihtne: filter, küttespiraal, jahutusspiraal ja ventilaator; Kompleksne: helisummuti, tagasivooluventilaator, õhutussektsioon, välisõhu sisselaskeava, filtrisektsioon, kütteosa, jahutussektsioon, õhuniisutaja, toiteventilaator ja tühjenduskollektor) ning spetsiaalsete puhasruumi tugisüsteemide arv (väljalaske-, tsirkulatsiooniõhuüksused, jahutatud vesi, kuum vesi, aur ja DI/RO vesi).Oluline on teavitada nõutud mehaaniliste seadmete ruumi ruutmeetritest projekti arhitektile juba projekteerimisprotsessi alguses.
Viimased Mõtted
Puhasruumid on nagu võidusõiduautod.Kui need on korralikult projekteeritud ja ehitatud, on need ülitõhusad jõudlusmasinad.Kui need on halvasti projekteeritud ja ehitatud, töötavad need halvasti ja on ebausaldusväärsed.Puhasruumides on palju potentsiaalseid lõkse ja teie esimese paari puhasruumi projekti puhul on soovitatav järelevalvet teostada insener, kellel on laialdased puhasruumi kogemused.
Allikas: gotopac
Postitusaeg: 14.04.2020