«Оңай» мұндай сезімтал орталарды жобалау үшін ойға келмейтін сөз болуы мүмкін.Дегенмен, бұл логикалық дәйектілікпен мәселелерді шешу арқылы таза бөлменің берік дизайнын жасай алмайтыныңызды білдірмейді.Бұл мақалада жүктеме есептеулерін реттеуге, эксфильтрация жолдарын жоспарлауға және таза бөлменің сыныбына қатысты механикалық бөлме кеңістігін дұрыс бұруға арналған ыңғайлы қолданбаға арналған кеңестерге дейін әрбір негізгі қадам қарастырылады.
Көптеген өндірістік процестер таза бөлме қамтамасыз ететін өте қатаң экологиялық жағдайларды қажет етеді.Таза бөлмелерде күрделі механикалық жүйелер және құрылыс, пайдалану және энергия шығындары жоғары болғандықтан, таза бөлменің дизайнын әдістемелік жолмен орындау маңызды.Бұл мақалада таза бөлмелерді бағалау және жобалаудың кезең-кезеңімен әдісі, адамдар/материал ағыны факторлары, кеңістік тазалығының жіктелуі, кеңістіктегі қысым, кеңістікті қамтамасыз ететін ауа ағыны, ғарыштық ауаның эксфильтрациясы, ғарыштық ауа балансы, бағаланатын айнымалылар, механикалық жүйе ұсынылады. таңдау, жылыту/салқындату жүктемесін есептеу және қолдау кеңістігіне қойылатын талаптар.
Бірінші қадам: Адамдар/материал ағыны үшін орналасуды бағалау
Таза бөлме люксіндегі адамдар мен материал ағынын бағалау маңызды.Таза бөлме жұмысшылары таза бөлменің ең үлкен ластану көзі болып табылады және барлық маңызды процестер персонал кіретін есіктер мен жолдардан оқшаулануы керек.
Кеңістіктің басқа, азырақ маңызды кеңістіктерге жол болуына жол бермеу үшін ең маңызды кеңістіктер бір қолжетімділікке ие болуы керек.Кейбір фармацевтикалық және биофармацевтикалық процестер басқа фармацевтикалық және биофармацевтикалық процестерден айқаспалы ластануға сезімтал.Шикізаттың түсу жолдары мен оқшаулау, материал процесін оқшаулау және дайын өнімнің ағу жолдары мен оқшаулау үшін процестің өзара ластануын мұқият бағалау қажет.1-суретте маңызды процесс («Еріткіш қаптама», «Сүйек цементінің қаптамасы») кеңістігі бар, сондай-ақ персонал көп жүретін аймақтарға («Халт», «Есіксіз») буфер ретінде бір рет кіруге болатын кеңістіктері бар сүйек цемент зауытының мысалы келтірілген. ).
Екінші қадам: Кеңістік тазалығының классификациясын анықтау
Таза бөлменің жіктелуін таңдау үшін таза бөлменің негізгі классификациясының стандартын және әрбір тазалық классификациясы үшін бөлшектердің өнімділігі талаптарын білу маңызды.Қоршаған ортаны қорғау ғылымы және технологиясы институты (IEST) 14644-1 стандарты әртүрлі тазалық классификацияларын (1, 10, 100, 1000, 10 000 және 100 000) және әртүрлі бөлшектер өлшемдеріндегі бөлшектердің рұқсат етілген санын қамтамасыз етеді.
Мысалы, 100-сыныптағы таза бөлмеге максимум 3500 бөлшектер/куб және 0,1 мкм және одан үлкен, 0,5 мкм және одан үлкеніректе 100 бөлшектер/текше фут және 1,0 микрон және одан үлкеніректе 24 бөлшектер/текше фут рұқсат етіледі.Бұл кесте тазалық классификациясының кестесіне сәйкес ауадағы бөлшектердің рұқсат етілген тығыздығын береді:
Кеңістік тазалығының классификациясы таза бөлменің құрылысына, техникалық қызмет көрсетуіне және энергия құнына айтарлықтай әсер етеді.Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) сияқты әртүрлі тазалық классификациялары мен реттеуші агенттік талаптарында қабылдамау/ластану деңгейін мұқият бағалау маңызды.Әдетте, процесс неғұрлым сезімтал болса, соғұрлым қатаң тазалық классификациясын қолдану керек.Бұл кестеде әртүрлі өндіріс процестері үшін тазалық классификациялары берілген:
Өндіріс процесіне оның бірегей талаптарына байланысты неғұрлым қатаң тазалық сыныбы қажет болуы мүмкін.Әрбір кеңістікке тазалық классификациясын тағайындағанда абай болыңыз;қосылатын кеңістіктер арасындағы тазалық классификациясында екі реттік шамадан артық болмауы керек.Мысалы, 100 000-сынып таза бөлмесінің 100-сынып таза бөлмесіне ашылуы мүмкін емес, бірақ 100 000-сыныптағы таза бөлменің 1000-сынып таза бөлмесіне ашылуы қолайлы.
Біздің сүйек цементін орау қондырғысына (1-сурет) қарасақ, «Халаттар», «Төбесі жоқ» және «Соңғы қаптамалар» маңызды емес кеңістіктер болып табылады және тазалық бойынша 100 000 (ISO 8) класс классификациясына ие, «Сүйек цементі» және «Стерильді ауа құлпы» ашық. критикалық кеңістіктерге және 10 000 (ISO 7) сыныбының тазалық классификациясына ие;«Сүйек цементінің қаптамасы» шаңды маңызды процесс және 10 000 (ISO 7) сыныбының тазалық классификациясына ие, ал «Еріткіш қаптама» өте маңызды процесс және 1000 (ISO 6) класындағы 100 (ISO 5) класты ламинарлы ағындарда орындалады. ) таза бөлме.
Үшінші қадам: кеңістіктегі қысымды анықтау
Ластанған тазалық классификациялық кеңістіктерге қатысты ауа кеңістігінің оң қысымын сақтау ластаушы заттардың таза бөлмеге енуін болдырмау үшін маңызды.Кеңістіктің бейтарап немесе теріс қысымы болған кезде кеңістіктің тазалық классификациясын дәйекті түрде сақтау өте қиын.Кеңістіктер арасындағы кеңістік қысымының дифференциалы қандай болуы керек?Түрлі зерттеулер таза бөлмеге ластаушы заттардың инфильтрациясын және таза бөлме мен көршілес бақыланбайтын орта арасындағы кеңістік қысымының айырмашылығын бағалады.Бұл зерттеулер ластаушы заттардың инфильтрациясын азайтуда тиімді болуы үшін 0,03-тен 0,05 wg қысым айырмашылығын тапты.0,05 дюймдік ж.т.-ден асатын кеңістік қысымының дифференциалдары ластаушы заттардың инфильтрациясын 0,05 дюйм. wg-ден айтарлықтай жақсырақ бақылауды қамтамасыз етпейді.
Есіңізде болсын, кеңістіктегі қысымның жоғарырақ дифференциалының энергия құны жоғары және оны басқару қиынырақ болады.Сондай-ақ, қысымның жоғарырақ дифференциалы есіктерді ашу және жабу кезінде көбірек күш жұмсауды талап етеді.Есіктегі ұсынылатын максималды қысым дифференциалы 0,1 дюйм вг кезінде 0,1 дюймдік вг, 3 футтан 7 футқа дейінгі есік ашу және жабу үшін 11 фунт күш жұмсауды қажет етеді.Есіктердегі статикалық қысым дифференциалын қолайлы шектерде ұстау үшін таза бөлме люксін қайта конфигурациялау қажет болуы мүмкін.
Біздің сүйек цементін орау қондырғысы бейтарап кеңістік қысымы (0,0 дюйм Wg) бар қолданыстағы қойманың ішінде салынуда.Қойма мен «Халаттар/көлік» арасындағы ауа құлпы кеңістік тазалығының классификациясына ие емес және арнайы кеңістік қысымы болмайды.«Халатта/Өшірмеде» 0,03 дюймдік кеңістік қысымы болады. «Сүйек цементінен ауаны құлыптау» және «Стерильді ауа құлпы» 0,06 дюймдік кеңістік қысымына ие болады. «Соңғы қаптамада» 0,06 дюймдік кеңістік қысымы болады. wg «Сүйек цементінің қаптамасы» орау кезінде пайда болатын шаңды ұстау үшін 0,03 дюйм ж.т. кеңістік қысымына және «Сүйек цементінің ауа құлпы» мен «Соңғы қаптамаға» қарағанда бос кеңістік қысымы төмен болады.
«Сүйек цементінің қаптамасына» ауа сүзгілері бірдей тазалық классификациясы бар кеңістіктен келеді.Ауа инфильтрациясы лас тазалық классификациясы кеңістігінен таза тазалық классификациясының кеңістігіне өтпеуі керек.«Еріткіш қаптамада» бос орын қысымы 0,11 дюйм. вг болады Назар аударыңыз, азырақ критикалық кеңістіктер арасындағы кеңістік қысымының дифференциалы 0,03 дюймдік вг және өте маңызды «Еріткіш қаптама» мен «Стерильді ауа құлпы» арасындағы бос орын дифференциалы 0,05 дюйм. 0,11 дюйм ж.т. бос орын қысымы қабырғалар мен төбелер үшін арнайы құрылымдық арматураны қажет етпейді.0,5 дюймден жоғары кеңістік қысымдары ықтимал қосымша құрылымдық күшейтуді қажет ететіні үшін бағалануы керек.
Төртінші қадам: Ғарышқа жеткізілетін ауа ағынын анықтау
Кеңістік тазалығының классификациясы таза бөлменің ауа ағынын анықтаудағы негізгі айнымалы болып табылады.3-кестеге қарасақ, әрбір таза классификацияда ауа алмасу жылдамдығы бар.Мысалы, 100 000-сыныптағы таза бөлмеде 15-тен 30-ға дейінгі диапазон бар.Таза бөлмедегі ауа алмасу жылдамдығы таза бөлмедегі күтілетін әрекетті ескеруі керек.100 000 класты (ISO 8) таза бөлмеде төмен толтыру деңгейі, бөлшектердің түзілу процесі төмен және іргелес ластанған тазалық кеңістіктеріне қатысты оң кеңістік қысымы бар, ал сол таза бөлмеде 15 дюймді пайдалануы мүмкін, ал сол таза бөлмеде көп адам бар, жиі кіретін/шығатын трафик, жоғары. бөлшектерді құру процесі немесе бейтарап кеңістік қысымы 30 ach қажет болуы мүмкін.
Дизайнер өзінің нақты қолданбасын бағалауы және қолданылатын ауа алмасу жылдамдығын анықтауы керек.Ғарышпен қамтамасыз етудің ауа ағынына әсер ететін басқа айнымалылар технологиялық пайдаланылған ауа ағындары, есіктер/саңылаулар арқылы ішке енетін ауа және есіктер/саңылаулар арқылы сыртқа шығатын ауа болып табылады.IEST 14644-4 стандартында ұсынылған ауа алмасу жылдамдығын жариялады.
1-суретке қарасақ, «Халаттар/жағалмағандар» ең көп кіретін/шығатын саяхатқа ие болды, бірақ процестің маңызды кеңістігі емес, нәтижесінде 20 арна, «Стерильді ауа құлпы» және «Сүйек цементінің қаптамасының ауа құлпы» маңызды өндіріске жақын орналасқан. бос орындарда және «Сүйек цементінің қаптамасының ауа құлпы» жағдайында ауа ауа құлпыдан орау орнына өтеді.Бұл ауа құлыптарының кіру/шығу қозғалысы шектелгенімен және бөлшектерді түзетін процестер жоқ болса да, олардың «Халт/Өндіру» және өндірістік процестер арасындағы буфер ретіндегі маңызды маңыздылығы олардың 40 AC-ге ие болуына әкеледі.
«Соңғы қаптама» сүйек цементін/еріткіш қаптарды екінші реттік қаптамаға орналастырады, бұл маңызды емес және 20 хлық жылдамдыққа әкеледі.«Сүйек цементін орау» маңызды процесс болып табылады және 40 ach жылдамдығына ие.«Еріткіш қаптама» - бұл 1000 (ISO 6) класы таза бөлмедегі 100 (ISO 5) ламинарлы сорғыштарда орындалатын өте маңызды процесс.«Еріткіш қаптамада» өте шектеулі кіру/шығу мүмкіндігі және төмен технологиялық бөлшектердің түзілуі, нәтижесінде 150 дюль жылдамдығы бар.
Таза бөлменің классификациясы және ауаның сағатына өзгеруі
Ауаның тазалығына ауаны HEPA сүзгілері арқылы өткізу арқылы қол жеткізіледі.Ауа HEPA сүзгілері арқылы неғұрлым жиі өтсе, бөлме ауасында соғұрлым аз бөлшектер қалады.Бір сағатта сүзілген ауа көлемін бөлменің көлеміне бөлгенде бір сағатта ауаның өзгеру санын береді.
Жоғарыда ұсынылған ауаның сағатына ауысуы тек жобалық ереже болып табылады.Оларды HVAC таза бөлмесінің сарапшысы есептеуі керек, өйткені бөлменің өлшемі, бөлмедегі адамдар саны, бөлмедегі жабдық, тартылатын процестер, жылудың пайда болуы және т.б. сияқты көптеген аспектілерді ескеру қажет. .
Бесінші қадам: Ғарыштық ауаның эксфильтрация ағынын анықтау
Таза бөлмелердің көпшілігі оң қысымда, нәтижесінде төменгі статикалық қысымы бар көрші кеңістіктерге жоспарланған ауаның шығуы және электр розеткалары, жарықтандыру құрылғылары, терезе жақтаулары, есік жақтаулары, қабырға/еден интерфейсі, қабырға/төбе интерфейсі және кіру арқылы жоспарланбаған ауа сорылады. есіктер.Бөлмелердің герметикалық жабылмағанын және ағып кетуі бар екенін түсіну маңызды.Жақсы жабылған таза бөлмеде 1% - 2% көлемді ағу жылдамдығы болады.Бұл ағып кету жаман ма?Міндетті емес.
Біріншіден, нөлдік ағып кету мүмкін емес.Екіншіден, белсенді жеткізу, қайтару және шығару ауасын басқару құрылғылары пайдаланылса, беру, қайтару және шығару ауа клапандарын бір-бірінен статикалық түрде ажырату үшін жеткізу және қайтару ауа ағынының арасында кемінде 10% айырмашылық болуы керек.Есіктер арқылы өтетін ауаның мөлшері есік өлшеміне, есіктегі қысымның дифференциалына және есіктің қаншалықты жақсы жабылғанына (нығыздағыштар, есік тамшылары, жабу) байланысты.
Біз жоспарланған инфильтрация/эксфильтрациялық ауаның бір кеңістіктен екінші кеңістікке өтетінін білеміз.Жоспарланбаған эксфильтрация қайда кетеді?Ауа шпиль кеңістігінде және жоғарғы жағынан босатады.Мысал жобамызға (1-сурет) қарасақ, 3-тен 7-футтық есік арқылы ауаның шығуы 0,03 ж.т. дифференциалды статикалық қысыммен 190 cfm және дифференциалды статикалық қысымы 0,05 дюймдік wg болғанда 270 cfm құрайды.
Алтыншы қадам: Ғарыштық ауа балансын анықтау
Ғарыштық ауа балансы кеңістікке барлық ауа ағынын қосудан (беру, инфильтрация) және кеңістіктен шығатын барлық ауа ағынының (шығару, шығару, қайтару) тең болуынан тұрады.Сүйек цемент зауытының кеңістіктегі ауа балансына (2-сурет) қарасақ, «Еріткіш қаптамада» 2250 текше метр ауа ағыны және «Стерильді ауа құлыпына» 270 текше метр ауаның шығуы бар, нәтижесінде кері ауа ағыны 1980 мкм.«Стерильді ауа құлыпында» 290 текше метр ауа ағыны, «Еріткіш қаптамасынан» 270 текше метр инфильтрация және «Халт/Азасыз» үшін 190 мкм эксфильтрация бар, нәтижесінде кері ауа ағыны 370 мкм.
«Сүйек цементінің қаптамасында» 600 текше метр ауа ағыны, «Сүйек цементінің ауа құлыпынан» 190 текше метр ауа фильтрациясы, 300 мкм шаң жинайтын сорғыш және 490 текше метр кері ауа бар.«Сүйек цементінің ауа құлыпында» 380 текше метр ауа беру, «Сүйек цементінің қаптамасына» 190 мкм эксфильтрация, 670 текше метр ауа беру, «Халт/Ауызға» 190 мкм эксфильтрация бар.«Қорытынды қаптамада» 670 мкм беру ауасы, «Халт/Ашылмаған» үшін 190 мкм эксфильтрация және 480 мкм кері ауа бар.«Халатта/Ауызда» 480 текше метр ауа беру, 570 мкм инфильтрация, 190 мкм эксфильтрация және 860 текше метр кері ауа бар.
Біз қазір таза бөлмені қамтамасыз етуді, инфильтрацияны, эксфильтрацияны, шығатын және кері ауа ағындарын анықтадық.Соңғы ғарыштық кері ауа ағыны жоспарланбаған ауаны шығару үшін іске қосу кезінде реттеледі.
Жетінші қадам: Қалған айнымалыларды бағалау
Бағалауды қажет ететін басқа айнымалыларға мыналар жатады:
Температура: Тазалық бөлмесінің жұмысшылары бөлшектердің пайда болуын және ықтимал ластануды азайту үшін әдеттегі киімдерінің үстіне туфли немесе толық қоян костюмдерін киеді.Олардың қосымша киімі болғандықтан, жұмысшылардың жайлылығы үшін төменірек кеңістіктегі температураны сақтау маңызды.66°F пен 70° арасындағы кеңістіктегі температура диапазоны қолайлы жағдайларды қамтамасыз етеді.
Ылғалдылық: Таза бөлмедегі ауа ағынының жоғары болуына байланысты үлкен электростатикалық заряд пайда болады.Төбенің және қабырғалардың электростатикалық заряды жоғары болса және кеңістіктің салыстырмалы ылғалдылығы төмен болса, ауадағы бөлшектер бетіне жабысады.Кеңістіктің салыстырмалы ылғалдылығы жоғарылағанда, электростатикалық заряд разрядталып, барлық ұсталған бөлшектер қысқа уақыт ішінде шығарылады, бұл таза бөлменің спецификациядан шығып кетуіне әкеледі.Электростатикалық зарядтың жоғары болуы электростатикалық разрядқа сезімтал материалдарды зақымдауы мүмкін.Электростатикалық зарядтың жиналуын азайту үшін кеңістіктің салыстырмалы ылғалдылығын жеткілікті жоғары ұстау маңызды.RH немесе 45% +5% оңтайлы ылғалдылық деңгейі болып саналады.
Ламинарлық: өте маңызды процестер HEPA сүзгісі мен процесс арасындағы ауа ағынына ластаушы заттардың түсу мүмкіндігін азайту үшін ламинарлы ағынды қажет етуі мүмкін.IEST стандарты #IEST-WG-CC006 ауа ағынының ламинарлық талаптарын қамтамасыз етеді.
Электростатикалық разряд: ғарышты ылғалдандырудан басқа, кейбір процестер электростатикалық разрядтың зақымдалуына өте сезімтал және жерге тұйықталған өткізгіш еденді орнату қажет.
Шу деңгейлері және діріл: Кейбір дәлдік процестер шу мен дірілге өте сезімтал.
Сегізінші қадам: Механикалық жүйенің орналасуын анықтаңыз
Таза бөлменің механикалық жүйесінің орналасуына бірнеше айнымалылар әсер етеді: бос орынның болуы, қолжетімді қаржыландыру, процесс талаптары, тазалық классификациясы, талап етілетін сенімділік, қуат құны, құрылыс нормалары және жергілікті климат.Қалыпты салқындату жүйелерінен айырмашылығы, таза бөлмедегі салқындату жүйесінде салқындату және жылыту жүктемелерін қанағаттандыру үшін қажетті ауаны беру қажет.
100 000 (ISO 8) класы және одан төмен 10 000 (ISO 7) класы таза бөлмелерде барлық ауаны AHU арқылы өткізуге болады.3-суретке қарасақ, кері ауа мен сыртқы ауа төбедегі терминалдық HEPA сүзгілеріне жеткізілмес бұрын араласады, сүзіледі, салқындатылады, қайта қыздырылады және ылғалдандырылады.Таза бөлмеде ластаушы заттардың қайта айналымын болдырмау үшін кері ауа қабырғаның төмен қайтарылуы арқылы алынады.Жоғары 10 000 (ISO 7) класы және тазарақ бөлмелер үшін ауа ағындары барлық ауаның AHU арқылы өтуі үшін тым жоғары.4-суретке қарасақ, кері ауаның кішкене бөлігі кондиционерлеу үшін қайтадан АХУ-ға жіберіледі.Қалған ауа айналым желдеткішіне қайтарылады.
Дәстүрлі ауа өңдеу қондырғыларына балама
Желдеткіш сүзгі қондырғылары, сондай-ақ кіріктірілген үрлегіш модульдер ретінде белгілі, дәстүрлі ауа өңдеу жүйелеріне қарағанда кейбір артықшылықтары бар таза бөлмені сүзгілеудің модульдік шешімі болып табылады.Олар тазалық көрсеткіші ISO 3 сыныбына тең шағын және үлкен кеңістіктерде қолданылады. Ауа алмасу жылдамдығы мен тазалық талаптары қажетті желдеткіш сүзгілерінің санын анықтайды.ISO 8-сыныптағы таза бөлме төбесі төбені жабудың тек 5-15%, ал ISO 3-сынып немесе одан да таза бөлме 60-100% жабуды қажет етуі мүмкін.
Тоғызыншы қадам: Жылыту/салқындату есептеулерін орындаңыз
Таза бөлмені жылыту/салқындату есептеулерін орындаған кезде мыналарды ескеріңіз:
Ең консервативті климаттық жағдайларды пайдаланыңыз (99,6% қыздыру дизайны, 0,4% құрғақ шам/медианалық ылғал шамды салқындату деңгейі және 0,4% ылғал шам/медиана құрғақ шамды салқындату дизайны деректері).
Фильтрацияны есептеулерге қосыңыз.
Ылғалдағыш коллекторының жылуын есептеулерге қосыңыз.
Процесс жүктемесін есептеулерге қосыңыз.
Есептерге рециркуляциялық желдеткіштің жылуын қосыңыз.
Он қадам: механикалық бөлме кеңістігі үшін күрес
Таза бөлмелер механикалық және электрлік қарқынды.Таза бөлменің тазалық классификациясы таза болған сайын, таза бөлмеге барабар қолдау көрсету үшін көбірек механикалық инфрақұрылым кеңістігі қажет.Мысал ретінде 1000 шаршы фут таза бөлмені пайдаланатын болсақ, 100 000 (ISO 8) класы таза бөлмеге 250-ден 400 шаршы футқа дейінгі тіреу алаңы қажет болады, 10 000 (ISO 7) сыныбына арналған таза бөлмеге 250-750 шаршы фут тіреу алаңы қажет, 1000 (ISO 6) класындағы таза бөлмеге 500-ден 1000 шаршы футқа дейінгі тірек кеңістігі қажет болады, ал 100 (ISO 5) класы таза бөлмеге 750-ден 1500 шаршы футқа дейінгі тіреу алаңы қажет болады.
Нақты тірек шаршы кадрлары AHU ауа ағыны мен күрделілігіне байланысты өзгереді (Қарапайым: сүзгі, қыздыру катушкасы, салқындатқыш катушка және желдеткіш; Күрделі: дыбыс сөндіргіш, кері желдеткіш, рельефтік ауа бөлімі, сыртқы ауа сорғышы, сүзгі бөлімі, жылыту бөлімі, салқындату бөлімі, дымқылдатқыш, жабдықтау желдеткіші және ағызу пленумы) және арнайы таза бөлмені қолдау жүйелерінің саны (шығару, рециркуляциялық ауа қондырғылары, салқындатылған су, ыстық су, бу және DI/RO су).Жобаның сәулетшісіне жобалау процесінің басында қажетті механикалық жабдықтың шаршы метрін хабарлау маңызды.
Қорытынды ойлар
Таза бөлмелер жарыс машиналары сияқты.Дұрыс жобаланған және салынған кезде олар өнімділігі жоғары машиналар болып табылады.Нашар жобаланған және салынған кезде олар нашар жұмыс істейді және сенімсіз.Таза бөлмелерде көптеген ықтимал тұзақтар бар және тазалау бөлмелері бойынша үлкен тәжірибесі бар инженердің қадағалауы таза бөлме жобаларының алғашқы жұбына ұсынылады.
Дереккөз: gotopac
Жіберу уақыты: 14 сәуір 2020 ж