स्वच्छ खोली अभियांत्रिकी तंत्रज्ञानाचे विश्लेषण

१. धूळमुक्त स्वच्छ खोलीत धूळ कण काढून टाकणे

स्वच्छ खोलीचे मुख्य कार्य म्हणजे वातावरणातील स्वच्छता, तापमान आणि आर्द्रता नियंत्रित करणे ज्यांच्या संपर्कात उत्पादने येतात (जसे की सिलिकॉन चिप्स इ.), जेणेकरून उत्पादने चांगल्या वातावरणात तयार आणि उत्पादित करता येतील. आपण या जागेला स्वच्छ खोली म्हणतो. आंतरराष्ट्रीय पद्धतीनुसार, स्वच्छतेची पातळी प्रामुख्याने वर्गीकरण मानकापेक्षा जास्त व्यास असलेल्या प्रति घनमीटर हवेतील कणांच्या संख्येद्वारे निश्चित केली जाते. दुसऱ्या शब्दांत, तथाकथित धूळमुक्त 100% धूळमुक्त नसते, परंतु ते एका अतिशय लहान युनिटमध्ये नियंत्रित केले जाते. अर्थात, या मानकातील धूळ मानक पूर्ण करणारे कण आपण पाहत असलेल्या सामान्य धूळच्या तुलनेत आधीच खूप लहान आहेत, परंतु ऑप्टिकल स्ट्रक्चर्ससाठी, थोड्याशा धूळचा देखील खूप मोठा नकारात्मक परिणाम होईल, म्हणून ऑप्टिकल स्ट्रक्चर उत्पादनांच्या उत्पादनात धूळमुक्त ही एक अपरिहार्य आवश्यकता आहे.

०.५ मायक्रॉन प्रति घनमीटर पेक्षा जास्त किंवा त्यापेक्षा जास्त ते ३५२०/घनमीटर पेक्षा कमी आकाराच्या धूलिकणांच्या संख्येवर नियंत्रण ठेवल्यास आंतरराष्ट्रीय धूळमुक्त मानकाच्या वर्ग अ पर्यंत पोहोचेल. चिप-स्तरीय उत्पादन आणि प्रक्रियेत वापरल्या जाणाऱ्या धूळमुक्त मानकांना वर्ग अ पेक्षा जास्त धूळ आवश्यकता असतात आणि अशा उच्च मानकाचा वापर प्रामुख्याने काही उच्च-स्तरीय चिप्सच्या उत्पादनात केला जातो. धूळ कणांची संख्या प्रति घनमीटर ३५,२०० वर काटेकोरपणे नियंत्रित केली जाते, जी सामान्यतः स्वच्छ खोली उद्योगात वर्ग ब म्हणून ओळखली जाते.

२. स्वच्छ खोलीच्या तीन प्रकारच्या अवस्था

रिकामी स्वच्छ खोली: एक स्वच्छ खोली सुविधा जी बांधली गेली आहे आणि वापरात आणता येते. त्यात सर्व संबंधित सेवा आणि कार्ये आहेत. तथापि, सुविधेत ऑपरेटरद्वारे चालवले जाणारे कोणतेही उपकरण नाही.

स्थिर स्वच्छ खोली: संपूर्ण कार्ये, योग्य सेटिंग्ज आणि स्थापना असलेली स्वच्छ खोलीची सुविधा, जी सेटिंग्जनुसार वापरली जाऊ शकते किंवा वापरात आहे, परंतु सुविधेत कोणतेही ऑपरेटर नाहीत.

गतिमान स्वच्छ खोली: सामान्य वापरासाठी स्वच्छ खोली, संपूर्ण सेवा कार्ये, उपकरणे आणि कर्मचारी; आवश्यक असल्यास, सामान्य काम केले जाऊ शकते.

३. नियंत्रण आयटम

(१). हवेत तरंगणारे धुळीचे कण काढून टाकू शकते.

(२). धुळीच्या कणांची निर्मिती रोखू शकते.

(३). तापमान आणि आर्द्रतेचे नियंत्रण.

(४). दाब नियमन.

(५). हानिकारक वायूंचे उच्चाटन.

(६). संरचना आणि कप्प्यांचा हवा घट्टपणा.

(७). स्थिर वीज प्रतिबंध.

(८). इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप प्रतिबंध.

(९). सुरक्षिततेच्या घटकांचा विचार.

(१०). ऊर्जा बचतीचा विचार.

४. वर्गीकरण

अशांत प्रवाह प्रकार

स्वच्छ खोलीतील एअर डक्ट आणि एअर फिल्टर (HEPA) द्वारे एअर कंडिशनिंग बॉक्समधून हवा स्वच्छ खोलीत प्रवेश करते आणि स्वच्छ खोलीच्या दोन्ही बाजूंच्या विभाजन भिंतीच्या पॅनेल किंवा उंच मजल्यांमधून परत येते. हवेचा प्रवाह रेषीय पद्धतीने फिरत नाही परंतु अनियमित अशांत किंवा एडी स्थिती दर्शवते. हा प्रकार वर्ग 1,000-100,000 स्वच्छ खोलीसाठी योग्य आहे.

व्याख्या: एक स्वच्छ खोली जिथे हवेचा प्रवाह असमान वेगाने वाहतो आणि समांतर नसतो, बॅकफ्लो किंवा एडी करंटसह असतो.

तत्व: अशांत स्वच्छ खोल्या घरातील हवा सतत पातळ करण्यासाठी आणि स्वच्छता प्राप्त करण्यासाठी प्रदूषित हवा हळूहळू पातळ करण्यासाठी हवा पुरवणाऱ्या वायुप्रवाहावर अवलंबून असतात (अशांत स्वच्छ खोल्या सामान्यतः 1,000 ते 300,000 पेक्षा जास्त स्वच्छतेच्या पातळीवर डिझाइन केल्या जातात).

वैशिष्ट्ये: अशांत स्वच्छ खोल्या स्वच्छता आणि स्वच्छतेची पातळी साध्य करण्यासाठी अनेक वायुवीजनांवर अवलंबून असतात. वायुवीजन बदलांची संख्या व्याख्येतील शुद्धीकरण पातळी निश्चित करते (जितके जास्त वायुवीजन बदल, तितकी स्वच्छतेची पातळी जास्त)

(१) स्व-शुद्धीकरण वेळ: म्हणजे जेव्हा स्वच्छ खोली डिझाइन केलेल्या वायुवीजन संख्येनुसार स्वच्छ खोलीत हवा पुरवठा करण्यास सुरुवात करते आणि खोलीतील धूळ एकाग्रता डिझाइन केलेल्या स्वच्छतेच्या पातळीपर्यंत पोहोचते तेव्हा वर्ग १,००० २० मिनिटांपेक्षा जास्त नसणे अपेक्षित आहे (गणनेसाठी १५ मिनिटे वापरली जाऊ शकतात) वर्ग १०,००० ३० मिनिटांपेक्षा जास्त नसणे अपेक्षित आहे (गणनेसाठी २५ मिनिटे वापरली जाऊ शकतात) वर्ग १००,००० ४० मिनिटांपेक्षा जास्त नसणे अपेक्षित आहे (गणनेसाठी ३० मिनिटे वापरली जाऊ शकतात)

(२) वायुवीजन वारंवारता (वरील स्वयं-स्वच्छता वेळेच्या आवश्यकतांनुसार डिझाइन केलेली) वर्ग १,०००: ४३.५-५५.३ वेळा/तास (मानक: ५० वेळा/तास) वर्ग १०,०००: २३.८-२८.६ वेळा/तास (मानक: २५ वेळा/तास) वर्ग १००,०००: १४.४-१९.२ वेळा/तास (मानक: १५ वेळा/तास)

फायदे: साधी रचना, कमी सिस्टीम बांधकाम खर्च, स्वच्छ खोली वाढवणे सोपे, काही विशेष उद्देशाच्या ठिकाणी, स्वच्छ खोलीचा दर्जा सुधारण्यासाठी धूळमुक्त स्वच्छ बेंच वापरता येतो.

तोटे: अशांततेमुळे निर्माण होणारे धुळीचे कण घरातील जागेत तरंगतात आणि ते सोडणे कठीण असते, जे प्रक्रिया उत्पादनांना सहजपणे दूषित करू शकते. याव्यतिरिक्त, जर सिस्टम थांबवली आणि नंतर सक्रिय केली तर, आवश्यक स्वच्छता प्राप्त करण्यासाठी बराच वेळ लागतो.

लॅमिनार प्रवाह

लॅमिनार फ्लो हवा एका समान सरळ रेषेत फिरते. १००% कव्हरेज रेट असलेल्या फिल्टरद्वारे हवा खोलीत प्रवेश करते आणि उंच मजल्याद्वारे किंवा दोन्ही बाजूंच्या विभाजन बोर्डद्वारे परत केली जाते. हा प्रकार स्वच्छ खोलीच्या वातावरणात वापरण्यासाठी योग्य आहे ज्यामध्ये उच्च स्वच्छ खोली ग्रेड असतात, सामान्यतः वर्ग १~१००. दोन प्रकार आहेत:

(१) क्षैतिज लॅमिनार प्रवाह: फिल्टरमधून क्षैतिज हवा एकाच दिशेने बाहेर टाकली जाते आणि विरुद्ध भिंतीवरील रिटर्न एअर सिस्टमद्वारे परत केली जाते. हवेच्या दिशेने धूळ बाहेर सोडली जाते. सामान्यतः, प्रवाहाच्या खालच्या बाजूला प्रदूषण अधिक गंभीर असते.

फायदे: साधी रचना, ऑपरेशननंतर कमी वेळात स्थिर होऊ शकते.

तोटे: बांधकाम खर्च अशांत प्रवाहापेक्षा जास्त आहे आणि घरातील जागा वाढवणे सोपे नाही.

(२) उभ्या लॅमिनार प्रवाह: खोलीची कमाल मर्यादा पूर्णपणे ULPA फिल्टरने झाकलेली असते आणि हवा वरपासून खालपर्यंत वाहते, ज्यामुळे जास्त स्वच्छता मिळू शकते. प्रक्रियेदरम्यान किंवा कर्मचाऱ्यांकडून निर्माण होणारी धूळ इतर कामाच्या क्षेत्रांवर परिणाम न करता बाहेर लवकर सोडता येते.

फायदे: व्यवस्थापित करण्यास सोपे, ऑपरेशन सुरू झाल्यानंतर थोड्याच वेळात स्थिर स्थिती प्राप्त करता येते आणि ऑपरेटिंग स्टेट किंवा ऑपरेटरमुळे त्यावर सहज परिणाम होत नाही.

तोटे: बांधकामाचा जास्त खर्च, लवचिकपणे जागा वापरणे कठीण, छतावरील हँगर्स खूप जागा व्यापतात आणि फिल्टर दुरुस्त करणे आणि बदलणे त्रासदायक असते.

संमिश्र प्रकार

संमिश्र प्रकार म्हणजे टर्ब्युलंट फ्लो प्रकार आणि लॅमिनार फ्लो प्रकार एकत्र करणे किंवा वापरणे, जे स्थानिक अति-स्वच्छ हवा प्रदान करू शकते.

(१) स्वच्छ बोगदा: प्रक्रिया क्षेत्र किंवा कार्यक्षेत्राचा १००% भाग व्यापण्यासाठी HEPA किंवा ULPA फिल्टर वापरा जेणेकरून स्वच्छता पातळी वर्ग १० च्या वर जाईल, ज्यामुळे स्थापना आणि ऑपरेशन खर्च वाचू शकेल.

या प्रकारात मशीन देखभालीदरम्यान काम आणि गुणवत्तेवर परिणाम होऊ नये म्हणून ऑपरेटरचे कार्य क्षेत्र उत्पादन आणि मशीन देखभालीपासून वेगळे करणे आवश्यक आहे.

स्वच्छ बोगद्यांचे आणखी दोन फायदे आहेत: A. लवचिकपणे विस्तारणे सोपे; B. देखभाल क्षेत्रात उपकरणांची देखभाल सहजपणे करता येते.

(२) स्वच्छ नळी: उत्पादनाचा प्रवाह ज्या स्वयंचलित उत्पादन रेषेतून जातो त्याभोवती आणि शुद्धीकरण करा आणि स्वच्छतेची पातळी १०० च्या वर वाढवा. उत्पादन, ऑपरेटर आणि धूळ निर्माण करणारे वातावरण एकमेकांपासून वेगळे असल्याने, थोड्या प्रमाणात हवा पुरवठा चांगली स्वच्छता प्राप्त करू शकतो, ज्यामुळे ऊर्जा वाचू शकते आणि मॅन्युअल श्रमाची आवश्यकता नसलेल्या स्वयंचलित उत्पादन रेषांसाठी सर्वात योग्य आहे. हे औषधनिर्माण, अन्न आणि अर्धवाहक उद्योगांना लागू आहे.

(३) स्वच्छ जागा: १०,०००~१००,००० च्या स्वच्छ खोलीच्या पातळीसह अशांत स्वच्छ खोलीतील उत्पादन प्रक्रिया क्षेत्राची स्वच्छता पातळी उत्पादनाच्या उद्देशाने १०~१००० किंवा त्याहून अधिक वाढवली जाते; स्वच्छ वर्कबेंच, स्वच्छ शेड, प्रीफेब्रिकेटेड स्वच्छ खोल्या आणि स्वच्छ वॉर्डरोब या श्रेणीत येतात.

स्वच्छ बेंच: वर्ग १~१००.

स्वच्छ बूथ: अशांत स्वच्छ खोलीच्या जागेत अँटी-स्टॅटिक पारदर्शक प्लास्टिक कापडाने वेढलेली एक लहान जागा, स्वतंत्र HEPA किंवा ULPA आणि एअर कंडिशनिंग युनिट्स वापरून उच्च-स्तरीय स्वच्छ जागा बनते, ज्याची पातळी 10~1000, उंची सुमारे 2.5 मीटर आणि कव्हरेज क्षेत्र सुमारे 10m2 किंवा त्यापेक्षा कमी असते. त्यात चार खांब आहेत आणि लवचिक वापरासाठी हलवता येण्याजोग्या चाकांनी सुसज्ज आहे.

५. वायुप्रवाह प्रवाह

वायुप्रवाहाचे महत्त्व

स्वच्छ खोलीची स्वच्छता बहुतेकदा हवेच्या प्रवाहामुळे प्रभावित होते. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर, लोक, यंत्रांचे डबे, इमारतीच्या संरचना इत्यादींद्वारे निर्माण होणाऱ्या धुळीची हालचाल आणि प्रसार हवेच्या प्रवाहाद्वारे नियंत्रित केला जातो.

स्वच्छ खोली हवा फिल्टर करण्यासाठी HEPA आणि ULPA वापरते आणि त्याचा धूळ गोळा करण्याचा दर 99.97~99.99995% इतका जास्त असतो, त्यामुळे या फिल्टरद्वारे फिल्टर केलेली हवा खूप स्वच्छ असल्याचे म्हटले जाऊ शकते. तथापि, लोकांव्यतिरिक्त, स्वच्छ खोलीत मशीनसारखे धुळीचे स्रोत देखील असतात. एकदा हे निर्माण झालेले धूळ पसरले की, स्वच्छ जागा राखणे अशक्य होते, म्हणून बाहेर निर्माण होणारी धूळ जलद बाहेर काढण्यासाठी हवेचा प्रवाह वापरला पाहिजे.

प्रभावित करणारे घटक

स्वच्छ खोलीच्या हवेच्या प्रवाहावर परिणाम करणारे अनेक घटक आहेत, जसे की प्रक्रिया उपकरणे, कर्मचारी, स्वच्छ खोली असेंब्ली साहित्य, प्रकाशयोजना इत्यादी. त्याच वेळी, उत्पादन उपकरणांच्या वरील हवेच्या प्रवाहाचा वळवण्याचा बिंदू देखील विचारात घेतला पाहिजे.

सामान्य ऑपरेटिंग टेबल किंवा उत्पादन उपकरणांच्या पृष्ठभागावरील एअरफ्लो डायव्हर्शन पॉइंट स्वच्छ खोलीच्या जागेपासून विभाजन बोर्डमधील अंतराच्या 2/3 वर सेट केला पाहिजे. अशा प्रकारे, ऑपरेटर काम करत असताना, एअरफ्लो प्रक्रिया क्षेत्राच्या आतून ऑपरेटिंग क्षेत्राकडे वाहू शकतो आणि धूळ वाहून नेऊ शकतो; जर डायव्हर्शन पॉइंट प्रक्रिया क्षेत्राच्या समोर कॉन्फिगर केला असेल तर तो एक अयोग्य एअरफ्लो डायव्हर्शन बनेल. यावेळी, बहुतेक एअरफ्लो प्रक्रिया क्षेत्राच्या मागील बाजूस वाहेल आणि ऑपरेटरच्या ऑपरेशनमुळे होणारी धूळ उपकरणाच्या मागील बाजूस वाहून जाईल आणि वर्कबेंच दूषित होईल आणि उत्पन्न अपरिहार्यपणे कमी होईल.

स्वच्छ खोल्यांमध्ये कामाच्या टेबलांसारख्या अडथळ्यांमुळे जंक्शनवर एडी करंट असतील आणि त्यांच्या जवळची स्वच्छता तुलनेने खराब असेल. कामाच्या टेबलावर रिटर्न एअर होल ड्रिल केल्याने एडी करंटची घटना कमी होईल; असेंब्ली मटेरियलची निवड योग्य आहे की नाही आणि उपकरणांची मांडणी परिपूर्ण आहे की नाही हे देखील हवेचा प्रवाह एडी करंटची घटना बनते की नाही यासाठी महत्त्वाचे घटक आहेत.

६. स्वच्छ खोलीची रचना

स्वच्छ खोलीची रचना खालील प्रणालींनी बनलेली असते (ज्यापैकी कोणतीही प्रणाली रेणूंमध्ये अपरिहार्य नाही), अन्यथा संपूर्ण आणि उच्च-गुणवत्तेची स्वच्छ खोली तयार करणे शक्य होणार नाही:

(१) सीलिंग सिस्टम: सीलिंग रॉड, आय-बीम किंवा यू-बीम, सीलिंग ग्रिड किंवा सीलिंग फ्रेमसह.

(२) एअर कंडिशनिंग सिस्टम: एअर केबिन, फिल्टर सिस्टम, पवनचक्की इत्यादींसह.

(३) विभाजन भिंत: खिडक्या आणि दारे यासह.

(४) मजला: उंच मजला किंवा अँटी-स्टॅटिक मजल्यासह.

(५) प्रकाशयोजना: एलईडी शुद्धीकरण फ्लॅट दिवा.

स्वच्छ खोलीची मुख्य रचना सामान्यतः स्टील बार किंवा हाडांच्या सिमेंटपासून बनलेली असते, परंतु ती कोणत्याही प्रकारची रचना असली तरी, ती खालील अटी पूर्ण करणे आवश्यक आहे:

अ. तापमानातील बदल आणि कंपनांमुळे भेगा पडणार नाहीत;

B. धुळीचे कण निर्माण करणे सोपे नाही आणि कणांना जोडणे कठीण आहे;

क. कमी हायग्रोस्कोपिकिटी;

D. स्वच्छ खोलीत आर्द्रता राखण्यासाठी, थर्मल इन्सुलेशन जास्त असणे आवश्यक आहे;

७. वापरानुसार वर्गीकरण

औद्योगिक स्वच्छ खोली

निर्जीव कणांचे नियंत्रण ही वस्तू आहे. हे प्रामुख्याने कार्यरत वस्तूवर हवेतील धूळ कणांचे प्रदूषण नियंत्रित करते आणि आतील भाग सामान्यतः सकारात्मक दाब स्थिती राखतो. हे अचूक यंत्रसामग्री उद्योग, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग (अर्धवाहक, एकात्मिक सर्किट इ.), एरोस्पेस उद्योग, उच्च-शुद्धता रासायनिक उद्योग, अणुऊर्जा उद्योग, ऑप्टिकल आणि चुंबकीय उत्पादन उद्योग (सीडी, फिल्म, टेप उत्पादन) एलसीडी (लिक्विड क्रिस्टल ग्लास), संगणक हार्ड डिस्क, संगणक हेड उत्पादन आणि इतर उद्योगांसाठी योग्य आहे.

जैविक स्वच्छ खोली

मुख्यतः कार्यरत वस्तूमध्ये सजीव कण (जीवाणू) आणि निर्जीव कण (धूळ) यांचे प्रदूषण नियंत्रित करते. ते विभागले जाऊ शकते;

अ. सामान्य जैविक स्वच्छ खोली: प्रामुख्याने सूक्ष्मजीव (जीवाणू) वस्तूंचे प्रदूषण नियंत्रित करते. त्याच वेळी, त्याचे अंतर्गत साहित्य विविध निर्जंतुकीकरण घटकांच्या क्षरणाचा सामना करण्यास सक्षम असले पाहिजे आणि आतील भाग सामान्यतः सकारात्मक दाबाची हमी देतो. मूलतः, अंतर्गत साहित्य औद्योगिक स्वच्छ खोलीच्या विविध निर्जंतुकीकरण उपचारांना तोंड देण्यास सक्षम असले पाहिजे. उदाहरणे: औषध उद्योग, रुग्णालये (ऑपरेटिंग रूम, निर्जंतुकीकरण वॉर्ड), अन्न, सौंदर्यप्रसाधने, पेय उत्पादन उत्पादन, प्राणी प्रयोगशाळा, भौतिक आणि रासायनिक चाचणी प्रयोगशाळा, रक्त केंद्रे इ.

ब. जैविक सुरक्षा स्वच्छ खोली: प्रामुख्याने कार्यरत वस्तूच्या जिवंत कणांचे बाह्य जग आणि लोकांमध्ये होणारे प्रदूषण नियंत्रित करते. वातावरणासह अंतर्गत दाब नकारात्मक राखला पाहिजे. उदाहरणे: बॅक्टेरियोलॉजी, जीवशास्त्र, स्वच्छ प्रयोगशाळा, भौतिक अभियांत्रिकी (पुनर्संयोजक जीन्स, लस तयार करणे)