無塵潔凈車間簡介

美國國家航空航天局( NASA )飛往太陽系天體的太空行動要能夠維持生命，或者可能要維持處于基本進化狀態(tài)的生命，對于太空船表面上的最大孢子數(shù)有嚴格的限制要求;隨著潔凈室規(guī)程效率的提高，這些限制等級很可能會慢慢地降低。 當然其它航空類的潔凈室要求也基本上差不多。

幾項前景看好的技術可以幫助承包商降低孢子數(shù)，達到可接受的水平，快速測定微生物，并確定飛船微生物的詳細基因組。

NPR 8020.12 允許采用其他方法替代125°C干熱滅菌，只要程序和質量控制得到 NASA 行星保護官方( PPO )批準。然后，這些方法就會在得到批準的 PP (行星保護)計劃中被列出。通過引用規(guī)格數(shù)字，飛行器硬件圖紙可以采用這些獨特的微生物減量方法。微生物屏障可用于防止先前經過消毒的區(qū)域被重復污染;至少 1,244 Pa ( 5英寸水柱 )的壓力才能滿足防止微生物入侵的需要。高效空氣過濾器 HEPA (0.3 μm，效率99.97% )也是一種公認的高效微生物屏障。NASA 要求航天飛船的裝配要在最低限度為 ISO 8 級( Fed. Std. 209E Class 100,000 )的潔凈室中進行。

對于一個火星登陸任務，整個航天飛船所能允許的最大孢子數(shù)為 300,000 (或<300個細菌芽孢/m2);所有的其它目標仍然有一個邊坡穩(wěn)定性概率( probabilistic )要求。每個航天飛船的所有表面區(qū)域可以有 300,000 個孢子的數(shù)量，適用于火星的非特殊區(qū)域(大多數(shù)表面);而包括硬件內的有機體(如罐封膠囊)在內，總允許量為 500,000 。海盜號以及其它接觸“特殊區(qū)域”或尋找生命的航天飛船必須滿足 300,000 的要求，并且通過干熱滅菌將表面生物載荷降低到 10,000，這意味著在飛船表面的所有可見孢子將不會超過30個。

多數(shù)的航空無塵室都有未知的微生物沉積率和表面微生物群體，通常并沒有可立即投入使用的微生物實驗室。當建造一個合適的微生物學實驗室，以實施 NPR 5340.1 時，PP 程序首先要做的是使它們的潔凈室盡可能的無菌。為此可以建造一個臨時實驗室，使用 100 級( ISO 5級 )潔凈工作臺，并設有臺式恒溫箱。采用市場上有售的沉降板(捕捉微生物輻射塵)和基于胰酶大豆瓊脂(TSA)的接觸板(測定潔凈室表面)，就可以完成對潔凈室(包括熱真空室，聲學和振動設施)，以及相關的設備的初步檢測。這些程序主要是設計用來檢測并計算異養(yǎng)菌、嗜溫菌、好氧/厭氧微生物的數(shù)目的。最可能在太空和行星環(huán)境下存活下來的微生物有喜鹽生物、某些品種的芽孢桿菌和極端微生物。

汽車制造行業(yè)潔凈室概述：

汽車制造業(yè)的“潔凈室”并沒有按照ISO分類。多數(shù)關鍵的地方，如變速器、燃料噴射器裝配車間以及噴漆間最初并不是按照“潔凈室”的要求設計的，而是仍然按照未分類的“潔凈室”設計的。但是，汽車制造廠的工程師們越來越認識到，在生產過程中需要保持潔凈，而且的這種越來越嚴格的控制趨勢的發(fā)展速度也正在加快。

我們對存在汽車“潔凈室”內的空氣作了采樣，結果顯示污染物質顆粒的體積都比較大，通常在50μm左右甚至更大。這些顆粒的產生主要是由于正壓不良以及缺少氣閘室和通道，還有忽略了對儀器、工作人員以及部件的預清潔處理工作。我們發(fā)現(xiàn)經過我們實施了下面的措施后，可以達到潔凈室等級的要求。

1、進入潔凈室之前，預先清潔儀器、人員以及零件;

2、用可控的多級壓力、溫度和濕度控制裝置密封建筑;

3、HEPA過濾;

4、增強工藝以減少顆粒/沉淀物的產生;

5、保護性外衣;

6、清潔;

7、雙門配置將相鄰的空間分開，包括運送和接收區(qū)域。

在將關鍵空間設計為分級的潔凈室是合理的。

案例說明：

在比較寬大的汽車組裝環(huán)境中，從機器人和其它裝配設備上散發(fā)出來油霧和金屬微粒會散布到空氣中，精密的機械組件必須清洗和處理。解決這個問題的核心在于設置無塵區(qū)或者保護區(qū)，把噴漆和重要的生產區(qū)域分開，避免交叉污染?？刂瓶諝馕廴疚铮荒茏屗M入生產區(qū)，例如發(fā)動機和傳動裝置組裝區(qū)。

污染物微粒聚集在組件不適當?shù)奈恢蒙峡赡軙p害其功能或者使其徹底報廢。柴油噴射技術就是一個很好的例子。從1996年開始，在五年時間里這項技術性能迅速提高，結果是噴射壓力越來越高、噴嘴尺寸越做越小。高壓泵的最大壓力在2000巴以上，燃料通過直徑大約為100μm的孔注入燃燒室。在生產這類系統(tǒng)時只是保證不同的組件高度清潔是不夠的，組裝工藝也必須在高度清潔的環(huán)境下進行。

噴射系統(tǒng)說明，許多汽車組件都必須保持表面高度清潔，但是這些關鍵的區(qū)域往往集中在組件的內部。許多組件采用非常復雜的金屬結構，在成形后加工成最終的形狀并且包含介質通孔或需要高度清潔的內表面。唯一可以用來檢查這種組件清潔程度的辦法是通過清潔程序，提取所有微粒污染物，然后分析清洗液。為了做到這一點，一般是把微粒污染物沉積到過濾膜上，然后進行顯微分析或者重量測定分析。

在制造環(huán)境中，人們所關注的微粒尺寸一般都比較大，它們不會像煙霧那樣散開，而會掉到組件的表面上，所以與在半導體潔凈室中的空氣控制方案完全不同。另外，人們關注的范圍也越來越窄，需要控制的污染物的尺寸最大的直徑在80至120μm之間，最小的在40至60μm之間，例如金屬、類污染物。這些用戶的目標與常規(guī)潔凈室用戶的沒有什么兩樣：防止產品出現(xiàn)用肉眼看得到的缺陷和功能性缺陷。

無塵廠房內的發(fā)塵量，來自設備的可考慮通過局部排風排除，不流入室內；產品，材料等在運送過程中的發(fā)塵與人體發(fā)塵量相比，一般極小，可忽略；由于金屬半壁（彩鋼夾心板）的應用來自建筑表面的發(fā)塵也很少，一般占10%以下，發(fā)塵主要來自人，占90%左右。在人的發(fā)塵量上，由于服裝材料和樣式的改進，發(fā)塵絕對量也不斷減少。

A、材質：棉質發(fā)塵量最大，以下依次為棉、的確良、去靜電純滌綸、尼龍。

B、樣式：大掛式發(fā)塵量最大，上下分裝型次之，全罩型最少。

C、活動：動作時的發(fā)塵量一般達到靜止時間3-7倍。

D、清洗：用溶劑洗滌的發(fā)塵量降至用一般水清洗的五分之一。

室內維護結構表面發(fā)塵量，以地面為準，大約相應8平方米地面時的表面發(fā)塵量與一個靜止的人的發(fā)塵量相當。

在潔凈生產過程中，無塵壞境是非常必要的，尤其是電子廠，醫(yī)療器械，化妝品，實驗室等。例如：數(shù)碼相機維修過程中，要保證鏡頭無塵粘上就必須要無塵壞境中工作，除了要在高潔凈度環(huán)境中工作，還需要在無塵工作臺下維修，無塵工作臺潔凈度能達到100級，確保沒有能妨礙數(shù)碼相機鏡頭潔凈的塵埃。

無塵廠房維護和使用是保持無塵壞境的重點，無塵室內該如何防止微粒子污染呢？應遵守下列四項基本原則：

一、不攜入

在無塵室內不攜入微粒子的方法有：

1）作業(yè)員進入無塵室前，機臺、零件攜入前應進行清潔處理；

2）進入無塵室者在更衣室要穿著不發(fā)塵、不產生靜電的具特殊導電性纖維材質的無塵服、帽、鞋、手套、口罩等；

3）通過風淋室時利用高速干凈空氣除去附在衣服表面的粒子后，才能進入無塵室；

4）機器及材料帶進無塵室前，應盡可能在密封狀態(tài)下帶進無塵室前室保養(yǎng)后用超純水擦拭，經風淋室吹淋后才進入無塵室；

5）無塵室中須全程穿戴密閉式安全帽及佩戴附有filter的排氣用小型fan于腰間。

二、不發(fā)生

在控制最大污染源--人在無塵室內的微粒子發(fā)塵量的同時，也應控制第二大污染源—制造機臺的發(fā)塵量。因物品在移動時，所產生的摩擦及接觸剝離會造成發(fā)塵，而物品在移動時也會有微粒子的發(fā)生。

故為了控制發(fā)塵量達到最小限度應采取以下對策：

1）減少接觸剝離發(fā)塵的動作形態(tài)；

2）采用磨耗發(fā)塵小的材質；

3）采用發(fā)塵小的潤滑油；

4）機臺應用空壓浮上的非接觸化工作原理。

三、不儲備

若能徹底實施“不攜入”技術，無塵室內的潔凈度就可以維持。但現(xiàn)實中人和物品的頻繁出入及制造機臺的掣動，在廣大的無塵室內要有完全潔凈度是不可能的。因此“不儲備”技術快速地在過濾器中應用以除去已發(fā)生的微粒子變得非常重要。

通常已發(fā)生的微粒子會依據(jù)重力及靜電吸附力而停留在周邊的物體表面。突發(fā)性的振動及不穩(wěn)定的氣流會使這些累積微粒在空氣中再度揚起，增加了重大微粒子污染的危險性。

無塵室內的浮游微粒子濃度，使用高性能的過濾器即可容易達到零水平，實際的生產現(xiàn)場由于作業(yè)者、機器、周邊機械的發(fā)塵及基板運送時所接觸的零件材料的發(fā)塵等，在制造品周邊揚起了少許的微粒子，因而造成了元件清潔面的粒子污染。

在最高等級的無塵室中從天花板到地面，完全除去微粒子的空氣須在0.3-0.4m/s的速度作垂直向下流動。這是在約10秒內將室內空氣和完全過濾空氣完全交換所計算出來的數(shù)值。同時，空氣的流向也必須要有精確的控制才行。

特別要保證氣流的流通路徑暢通無阻，因為在流通路徑中有障礙物的話，容易產生空氣空氣渦流而形成空氣的滯留區(qū)域，使得附近已發(fā)生的微粒子無法快速排除而長時間漂流在無塵室內，而一部分會附著在周邊機器設備的表面而引起污染。 控制氣流可防止微粒子累積，但對于帶電表面的微粒累積就無法防止。

無塵室內的浮游微粒子濃度，使用高性能的過濾器即可容易達到零水平，實際的生產現(xiàn)場由于作業(yè)者、機器、周邊機械的發(fā)塵及基板運送時所接觸的零件材料的發(fā)塵等，在制造品周邊揚起了少許的微粒子，因而造成了元件清潔面的粒子污染。