Чиста стая

Чиста стая (на английски: Clean room; на немски: Reinraum) е работно помещение, в което количеството на замърсители като прах, аерозоли, микроорганизми и т.н. в работната атмосфера, особено на такива над определен размер се поддържа толкова малко, колкото е необходимо.

Чистите стаи се използват преди всичко в специални производства, като например производството на полупроводници, нанотехнологията, микротехнологията, оптически прибори, космическа техника и други, където прашинки в околния въздух даже и с размери части от микрона могат да доведат до сериозно увреждане на готовия продукт. Други области, в които трябва да се използват чисти стаи, са биотехнологията, производство на лекарствени продукти, медицината и други.

История

Нуждата от чисти помещения вероятно най-напред е осъзната в областта на медицината и е свързана с желанието да се намали замърсяването в операционните зали. С течение на времето по света се установяват много, характерни за различни сектори и региони изисквания и стандарти за чисти помещения, които са заменени от единен международен стандарт – ISO 14644.

Начин на работа

Чистата стая се конструира по такъв начин, че броят на частиците във въздуха да се държи колкото си може по-малък. Наред с това са важни и параметрите температура, налягане и влажност, защото те оказват влияние на цялостното функциониране на чистата стая.

Осигуряването на необходимата чистота на работната среда в чистата стая изисква спазването на редица правила, нарушаването на всяко от които може да доведе до проблеми. Затова може да се говори за технология на чистата стая.^[1]

Тъй като обикновено най-големият източник на замърсяване е човекът, необходимо е да се използва специално работно облекло, специални инструменти и средства за работа.

Влизането в чистото помещения става чрез последователни специфични процедури по изчистване с преминаване от по-мръсна към по-чиста среда. Всеки по-висок клас на чистота има по-големи изисквания към облеклото и дисциплината на работа. Персоналът, работещ в чисти стаи с по-високи изисквания, използва гащиризон, качулка, покриваща напълно главата, маска, закриваща устата и носа, гамаши, ръкавици и понякога очила. Забранени са гримът, храненето, шумното говорене и музика, преместването на оборудване и др.

В определени помещения с много висок клас на чистота и изисквания за биологична чистота се осигуряват бани за персонала и се сменя изцяло облеклото. В общия случай се използват т.нар. въздушни душове, които представляват затворена кабина, в които се обдухва персоналът, за да се изчисти облеклото от частици (прах).

Прането на дрехите на персонала се извършва по специални безпрахови технологии и при спазване на потоците на движение – мръсно и чисто облекло не трябва да се смесват.

Използваните флуиди в чистата стая също така трябва да отговарят на високи изисквания по отношение на чистотата – това се отнася за сгъстения въздух, чисти технически газове и др.

Почистването на чистата стая обикновено става чрез централизирана вакуумна система, с която праха се изхвърля директно извън помещението.

Движение на въздушните потоци в чистата стая

В чистата стая се подава непрекъснато филтриран въздух и се извежда замърсеният въздух от помещението. Филтрирането се извършва с използването на HEPA-филтри. Стремежът е потокът на движение на чистия въздух да бъде ламинарен. Турбулентен поток в чистата стая води до получаване на зони с по-замърсен въздух. Турбулентен поток може да се получи при погрешна конструкция на стаята, при неправилно разположение на работното оборудване, наличие на източници на висока температура, които повишават температурата на зони в помещението и други.

При проектирането на системата за обработка и филтриране на въздуха, подаван в чистата стая, трябва да се има предвид, че скоростта на движение на ламинарния поток е свързана със скоростта на частиците, които трябва да бъдат отстранени. Скоростта на движение на частиците с размер 0,5 μm при определена температура на въздуха в чистата стая изисква скорост на въздушния поток 0,5 m/s, за да бъдат отстранени тези частици от помещението. Скоростта трябва да бъде съобразена и с комфорта на работа на персонала.

Скоростта и температурата на въздушния поток в помещенията се определя на базата на чистотата, която трябва да се постигне. При по-висока температура, скоростта на частиците вследствие на брауновото движение се увеличава и ще е необходима по-голяма скорост на ламинарния въздушен поток, за да „увлече“ частиците извън чистата стая. Затова обикновено температурата на въздуха в чистата стая е 20 до 22 °C.

Налягането в чистата стая се регулира по такъв начин, че по-високите класове на чистота да имат по-високо налягане спрямо по-замърсените зони. По този начин не се допуска проникване на замърсен въздух към по-чистите зони. Това се постига чрез регулиране на обемите въздух, които се подават и извеждат от чистата стая.

Класове чисти стаи

За да работи една чиста стая нормално, при строителството и по време на работа трябва да се прави измерване на частиците. На базата на тези измервания се прави класификация на чистите стаи. Например при клас на чистота ISO 5 се допускат максимално 100 броя частици с минимален диаметър 0,5 µm в един кубичен фут въздух (3,5 броя в един литър).

Дефиниране на чистите стаи в зависимост от промишлената област
Отрасъл	Основно замърсяване	Основна норма
Полупроводникова техника	Частици	US Federal Standard 209E, сменен от ISO 14644-1 и ISO 14644-2^[2]
Космическа техника	Частици	ECSS-Q-ST-70-01
Хранително-вкусова промишленост	Микроорганизми	VDI 2083
Фармация	Брой бактерии(KB)	EU-GMP Leitfaden, Annex 1 Производство на лекарства

Класове на чистота по ISO 14644-1^[3]
	Частици на m³
Клас	≥ 0,1 µm	≥ 0,2 µm	≥ 0,3 µm	≥ 0,5 µm	≥ 1 µm	≥ 5 µm
ISO 1	10	2
ISO 2	100	24	10	4
ISO 3	1.000	237	102	35	8
ISO 4	10 000	2370	1020	352	83
ISO 5	100 000	23 700	10 200	3520	832	29
ISO 6	1 000 000	237 000	102 000	35 200	8320	293
ISO 7				352 000	83 200	2930
ISO 8				3 520 000	832 000	29 300
ISO 9				35 200 000	8 320 000	293 000

Класове на чисти помещения съгласно GMP-указания Annex 1^[3]
	Максимално допустим брой частици на m³
Клас	Спокойно състояние ≥ 0,5 µm	Спокойно състояние ≥ 5 µm	Работно състояние ≥ 0,5 µm	Работно състояние ≥ 5 µm
A	3520	20	3520	20
B	3520	29	352 000	2900
C	352 000	2900	3 520 000	29 000
D	3520.000	29 000	не е установено	не е установено

Класове чисти стаи съгласно US FED STD 209E
	Частици на фут³
Klasse	0,1 µm	0,2 µm	0,3 µm	0,5 µm	5 µm
-
-
1	35	7	3	1
10	350	75	30	10
100		750	300	100
1000				1.000	7
10 000				10.000	70
100 000				100 000	700
Указание: US FED STD 209E от 29 ноември 2001 не важи^[2]

Източници

Външни препратки

В Общомедия има медийни файлове относно Reinraum
Get Inside an Intel 45nm Chip Factory Channel Intel, YouTube, 7. November 2007, abgerufen am 20. Dezember 2009 (Video zu Intels Fab32; Das Video zeigt unter anderem Bilder aus dem Reinraumbereich einer modernen Halbleiterproduktionsstätte für Mikroprozessoren).

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Reinraum в Уикипедия на немски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.

[1] ДЗУ Стара Загора – Единични магнитни дискове – 1985 г., видео, youtube.com

[Cancellation-2] а ^б Notice of Cancellation der GSA vom 29. November 2001, wiedergegeben auf der IEST-Website Архив на оригинала от 2011-09-28 в Wayback Machine., abgerufen am 23. Juni 2008.

[bc-t-3] а ^б Класифициране на класовете чистота съгласно GMP и EN ISO 14644-1 – Home

[1]

[2]

[3]