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洁净室的类型及应用

发布时间:2022-03-07      点击次数:1886

1、按用途分类
(1)工业洁净室
工业洁净室是以无生命微粒(包括无机微粒和有机微粒)为控制对象。主要控制无生命微粒对工作对象的污染,其内部一般保持正压。它适用于航天工业(高可靠性)、电子工业(集成电路等)、精密工业(精密轴承等)、化学工业(高纯度)等部门。
工业洁净室主要控制温度、湿度、洁净度、风速、流场等参数。温度、湿度和洁净度对工业洁净室一般都是同等重要的,它们直接影响到产品的质量、纯度和精度。
(2)生物洁净室
生物洁净室是无菌手术室、病房、制药车间、医学实验室及要求控制室内细菌含量的无菌洁净场合的总称。
生物洁净室以有生命的微粒为控制对象,又可分为:一般生物洁净室和生物安全洁净室。
①一般生物洁净室
主要控制有生命微粒(单细胞藻类、原生动物、菌类、细菌和病毒等)对工作对象的污染。同时其内部材料要求能够经受各种灭菌剂的侵蚀,内部一般保持正压。实质上这是一种结构和材料允许作灭菌处理的工业洁净室,可用于制药工业(高纯度、无菌制剂)、医疗设施(手术室、各种制剂室、调剂室)、动物实验设施(无菌动物饲育)和研究实验设施(理化、洁净实验室)等部门。
②生物安全洁净室
它的主要控制对象是有生命微粒对外界和人的污染,与一般生物洁净室不同的是室内要求静压比周围环境低一定数值(负压),其用于研究实验设施(细菌学、生物学洁净室)和生物工程。因为它所从事的研究对象是对人体和环境有很大危害的物质,所以它只允许外围的空气往里渗漏,而不允许室内的空气往外渗漏,且由于消毒剂对周围结构、设备有较大的腐蚀性,装修材料和设备要求耐腐蚀性强。这种洁净室的气密性要求比般洁净室高,安全度要求高,施工难度大,造价也比一船洁净室高。
2、按气流流型分类
为了特定目的而在室内造成一定的空气流动状态与分布,通常叫做气流组织。为了使工作区获得低而均匀的含尘浓度,组织气流的原则是:要最大限度的减少涡流;使射入气流经过最短流程尽快覆盖工作区,希望气流方向能与尘埃的重力沉降方向一致;使回流气流有效的将室内灰尘排出室外。
气流流型就是气流轨迹的形式,按气流流型分类,洁净室可分为以下四种。
(1)单向流洁净室(层流洁净室)
在整个洁净室工作区(一般定义为距地0.7~1.5m的空间)的截面上通过的气流为单向流。
单向流,就是流向单一、速度均匀、没有涡流的气流,也称为层流。
单向流洁净室的作用原理是:由于送风气流静压箱和高效过滤器的均压均流作用,从送风口到回风口的洁净气流充满全室断面,像一个空气活塞沿着房间的高度或长度方向向前推进,将室内含尘浓度高的空气沿整个断面排到室外,以达到净化室内空气的目的。如果设计正确就能最大限度的排出室内污染。
单向流洁净室按其气流方向又可分为以下几种:垂直单向流洁净室、水平单向流洁净室、局部单向流洁净室。
①垂直单向流(层流)
多用于灌封点的局部保护和层流工作台。垂直单向流洁净室高效过滤器布置在天棚上,由侧墙下部或整个格栅地板回风,空气经过工作区时带走污染物。由于气流系垂直平行流,必须有足够气速,以克服空气对流,垂直断面风速需在0.25m/s以上,换气次数400次/h左右,气流速度的作用是控制多方位污染、同向污染、逆向污染,并满足适当的自净时间。所以操作时产生的污染物就不会落到工作台上去,实现工作区无菌、无尘达到*洁净度,用于分装灌封点的局部保护。但造价和运转费用很高。典型垂直单向流洁净室见下图:

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图中,1为顶棚满布高效过滤器;2为送风静压箱;3为循环风机;4为格栅地板及中效过滤器;5为回风静压箱
②水平单向流(层流)
多用于洁净室的全面洁净控制。水平单向流洁净室高效过滤器布置在一面墙上,作为送风墙,对面墙上布满回风格栅作为回风墙。洁净空气沿水平方向均匀的从送风墙流向回风墙。离高效过滤器越近,空气越洁净,可达*洁净度,依次便可能是B级。室内不同地方得到不同等级的洁净度。水平单向流(层流)多用于洁净室的全面洁净控制。但造价比垂直层流低。典型水平单向流(层流)清净室见下图。

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图中,1为循环风机;2为送风静压箱;3为高效过滤器;4为循环风道;5为中效过滤器;6为回风静压箱
③局部单向流(层流)
在局部区域内提供单向流空气,如洁净工作台、层流罩及带有层流装置的设备,如针剂联合灌封机等。局部层流可放在B级、C级环境内使用,使之达到稳定的洁净效果,并能延长高效过滤器的使用寿命。
(2)非单向流洁净室(乱流洁净室)
非单向流洁净室是指在整个洁净室工作区内的横截面上通过的气流为非单向流。非单向流,就是方向多变、速度不均、伴有涡流的气流,习惯称乱流。
非单向流洁净室的工作原理是:当一股干净气流从送风口送人室内时,迅速向四周扩散、混合,同时把差不多同样数量的气流从回风口排走,这股干净气流稀释着室内污染的空气,把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡了,一直达到平衡。所以气流扩散得越快、越均匀,稀释的效果就越好。由于稀释的空气量不可能无限增大,稀释结果就有限度,所以非向流洁净室只能达到B级及其以下的洁净度。
送回风气流组织形式有三种:顶送侧下回、侧送侧回、顶送顶回。
乱流洁净室的气流组织方式和一般空调没有多大区别,即在部分天棚或侧墙上装高效过滤器,作为送风气流方向是变动的,存在涡流区,故较单向流(层流)洁净度低,可以达B级。
室内换气次数越多,所得的洁净度也越高。乱流洁净室气流组织形式主要有:全孔板顶送、局部孔板顶送,流线型散流器顶送、带扩散板或不带扩散板顶送、侧送等形式。工业上采用的洁净室绝大多数是乱流式的。因为它具有构造简单、高效过滤器的安装和堵漏方便、初投资和运行费用低、改建扩建容易等统点,所以乱流洁净室在医药生产上得到了普遍应用。
洁净室气流组织形式按下表选用:

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在气流组织中,送风口应靠近洁净度高的工序;回风口应布置在洁净室下部,易产生污染的设备附近应有回风口;余压阀应设在系统的下风侧;非单向流洁净室设置洁净工作台应远离回风口;洁净室内局部排风装置应设在工作区气流的下风侧。
(3)混合流洁净室
在整个洁净室内既有非单向流又有单向流。混合流,就是存在非单向流和单向流两种不应互扰的气流的总称。混合流不是一种独立的气流流混合流洁净室比单向流洁净室简单、便宜,比乱流洁净室可得到更高的洁净度。
(4)辐(矢)流洁净室
在整个洁净室的纵断面上通过的气流为辐流。辐流,就是风口出流为辐射状不交叉的气流。辐流也被称为矢流、径流。
辐流洁净室工作原理:流线既不单向也不平行,因流线不发生交叉,靠斜推将室内含尘浓度高的空气沿洁净室的纵断面排到室外。洁净效果介于单向流和非单问流之间。
相关资料:
1、EMEA对空气悬浮粒子的要求:

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2、EMEA对微生物限度的要求:a32.png

3、FDA对空气悬浮粒子和微生物限度的要求:a33.png

4、WHO对空气悬浮粒子的要求:a34.png

5、WHO对微生物限度的要求:a35.png

6、国际标准化组织对洁净(室)受控环境中悬浮粒子浓度的要求:a37.png

7、药品生产受控环境的分级对比:a38.png




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