2025-02-21
净化车间定义与等级分类?
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定义与原理

净化车间,又称无尘车间、洁净室,是指将一定空间范围内空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除,并将室内的温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电等控制在某一需求范围内,给予特别设计的房间。其原理是一个复杂而精密的系统工程,主要通过以下关键技术手段实现对生产环境的严格控制:


  • 空气过滤:这是净化车间最基础也最重要的环节。空气首先经过初效过滤器,去除较大颗粒的尘埃、毛发等杂质,防止其进入后续的净化设备,保护更精密的过滤器;接着进入中效过滤器,进一步过滤中等粒径的粒子;最后通过高效过滤器(HEPA)或超高效过滤器(ULPA),这些过滤器能够捕捉 0.3 微米甚至更小粒径的微尘粒子,过滤效率可达 99.97% - 99.99995% 以上,确保送入车间的空气几乎无尘。


  • 气流组织:合理的气流组织对于维持车间内的洁净度至关重要。常见的气流组织形式有层流和乱流。层流又分为垂直层流和水平层流,空气以均匀的速度和方向流动,如同 “活塞” 般将尘埃粒子迅速带出车间,避免其在室内扩散和积聚,适用于对洁净度要求极高的区域,如芯片制造车间的核心生产区;乱流则是空气在室内呈不规则流动状态,通过不断稀释和混合室内空气,降低尘埃粒子浓度,虽然其洁净效果不如层流,但结构简单、成本较低,适用于一些洁净度要求相对较低的场合 。


  • 温湿度控制:通过空调系统精确调节车间内的温度和湿度。温度一般控制在 20 - 25°C,湿度保持在 45% - 65% RH 之间。合适的温湿度不仅能保证生产设备的正常运行和产品质量,还能为工作人员提供舒适的工作环境,同时抑制微生物的生长繁殖,因为过高或过低的温湿度都可能导致产品变形、变质,影响电子元件的性能,为微生物滋生创造条件。


  • 压力控制:使净化车间内保持相对正压或负压状态。正压环境下,车间内的空气压力高于外界,防止外界污染空气进入;负压环境则相反,主要用于处理有有害气体、粉尘或微生物的场合,避免污染物扩散到其他区域,如生物安全实验室、制药车间的某些特殊工序 。


分类与等级划分


  1. 常见分类方式

    • 按用途:可分为工业净化车间和生物净化车间。工业净化车间主要应用于电子、半导体、光学、精密机械等工业领域,重点控制空气中的尘埃粒子,确保产品的高精度制造和性能稳定;生物净化车间则侧重于微生物的控制,广泛应用于医药、食品、化妆品、生物工程等行业,保障产品的卫生安全和质量。

    • 按气流组织形式:分为层流净化车间和乱流净化车间。层流净化车间气流呈规则、平行的流动状态,洁净度高,但建设和运营成本较高;乱流净化车间气流不规则,洁净度相对较低,但成本较低,灵活性较强 。


  1. 等级划分

净化车间的等级划分依据国际标准 ISO 14644 - 1 以及国内相关标准,主要以空气中悬浮粒子的浓度来衡量。常见的等级从高到低有十级、百级、千级、万级、十万级等,不同等级的净化标准和适用场景各异:
    • 十级净化车间:每立方米空气中≥0.1μm 的粒子数不超过 10 个,是极高洁净度等级。主要用于对微粒控制极为严格的环境,如超大规模集成电路制造中的光刻工序,在这个过程中,微小的尘埃粒子都可能导致芯片线路短路或出现其他性能问题,所以需要如此高洁净度的环境来保障芯片制造的精度和质量 。

    • 百级净化车间:每立方米空气中≥0.5μm 的粒子数≤3520 个。适用于精密仪器制造、手术室、制药行业的无菌灌装区等。在手术室中,百级净化环境能有效降低手术感染风险,保障患者的手术安全;制药行业的无菌灌装区,确保药品在灌装过程中不受微生物和尘埃粒子污染,保证药品的质量和疗效 。

    • 千级净化车间:对≥0.5μm 粒子的控制较百级宽松,但仍属于高洁净度要求范畴。多用于药品制剂、医疗器械装配等领域。例如,在一些高端医疗器械的装配过程中,千级净化车间能保证零部件的洁净度,避免因尘埃粒子造成器械故障或影响其性能 。

    • 万级净化车间:允许的粒子浓度进一步增加。适用于大部分药品生产、电子元器件组装等环境。在普通药品生产中,万级净化车间能满足药品生产对微生物和尘埃粒子的控制要求,确保药品质量符合标准;电子元器件组装过程中,万级净化环境可防止尘埃粒子对电子元器件造成短路、接触不良等问题 。

    • 十万级净化车间:适用于一般药品生产、食品加工等工业场所。在食品加工行业,十万级净化车间能有效控制空气中的尘埃粒子和微生物数量,保证食品的卫生安全,延长食品的保质期;一般药品生产中,也能满足药品生产的基本洁净要求 。


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