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空气洁净技术的应用

        空气洁净技术也称洁净室污染控制技术。即控制室内空气悬浮粒子浓度和含菌浓度达到一定要求或标准的技术。
        当代空气洁净技术,经历了半个多世纪的发展,已经在许多领域里得到广泛应用。其代表性应用领域为微电子工业、医药卫生及食品工业等。主要应用领域有:微电子工业、半导体制造业、微机械加工业、光学工业、纯化学试剂制造业、生物技术工业、制药工业、医疗器械与移植装置的生产与包装工业、食品与饮料工业、医院及其他保健机构。许多空气洁净技术的制造商们还在努力开发家庭型空气洁净器,随着技术的更新与发展,它将会迅速普及到每个家庭。因此在科技发达的今天,空气洁净术的先进程度,应用范围的广度,已经成为衡量一个国家科技水平的重要标志之一。
        目前空气洁净技术的应用可分为两个方面:
        1.工业洁净。
         以工业生产工艺为目的的空气洁净过程,其控制对象为空气中的尘埃微粒,如灰尘等。对于这类房间,是以控制空气中的尘埃微粒为主要目的的,通常称为工业洁净室。
        2.生物洁净。
         以保健、卫生为目的的空气洁净过程,其控制对象为空气中的细菌、病毒等微粒。对于这类房间,由于采取了无菌化处理,而且是以防止微生物污染为主要目的的,通常称为生物洁净室。 
        空气洁净技术在工业生产工艺方面的应用主要体现在微电子工业、半导体制造业、微机械加工业等方面。如微电子工业中,大规模和超大规模集成电路的发展,对微尘控制要求越来越高。集成电路制造工艺中,集成度越大,图形尺寸越细,对洁净室控制粒径的尺寸也要越来越小,且含尘量也要求很低。还有现代工业中的液晶、光纤等的生产,同样有洁净度的要求。那是怎样实现的洁净度的控制的了?
        我们都知道,粘在集成电路上的粉尘可能造成断路、短路,粉尘直接影响产品的成品率。当今,半导体工业(芯片厂)对生产环境空气洁净程度高挑剔,对空过滤器的要求也最苛刻。2002年,普通微机中P4处理器的线宽缩小到了0.13mm,此时任何粉尘都可能损害电路,粒径与线宽的传统比较已经过时了。芯片厂传统的通风形式是“大循环”,车间的整个天花板上布满高效过滤器,整个地面为回风栅板。而现在芯片厂有些车间使用自带风机的过滤装置,即FFU。大循环和FFU两种形式都能达到足够的洁净度,只是在运行管理和能耗上有所差异。不论是普通高效过滤器还是FFU,出厂前都要经过逐台扫描测试。国内目前没有扫描测试方法标准,能挤进芯片厂的过滤器厂家是按欧美标准对过滤器进行扫描测试的。但是芯片厂的人认为,过滤器传统检验方法用的试验粉尘本身就是污染源,所以芯片厂不认可钠焰法和DOP法。当今的过滤技术可以将洁净室的粉尘浓度降到近乎为零,你想要多干净都能达到。当芯片上的线宽小到0.5mm时,人们发现空气中的化学污染物成了影响成品率的主要危害,于是,在线宽小于0.5mm的芯片厂空调系统中普遍配置了化学过滤器。化学过滤器的原理和制造工艺并不复杂,它就是活性炭过滤器,但传统的活性炭过滤器制造厂和军工厂没有搭上芯片厂这班车,芯片厂的化学过滤器大都是空调过滤器的制造厂家提供的。化学污染物的来源可能是:室外空气、工艺本身、人、装修材料。在多数情况下,设计师和现场人员也说不清污染物的种类和浓度,因此,为他们提供的化学过滤器至少应具有两个特点:广谱吸附性能、足够多的活性炭材料。所谓广谱吸附就是对什么都能多少吸附些,能有这种功能的就是最普通、最便宜的颗粒活性炭。如果能确定污染物种类,就可以对活性炭材料进行有针对性的化学处理,以增强对特定污染物的吸附能力。过滤器供应商有时还要提供相应的现场检测服务,以帮助用户确定化学过滤器的使用情况,这就要求供应商中有搞化学过滤的专家,并与名气大的化学实验室有密切的关系。
        空气洁净技术在生物洁净方面的应用主要体现在医疗工业、食品工业、生物安全及实验动物饲养等方面。如在药品生产中,我国的《药品生产管理规范》(又称GMP)已在全国范围内实施,对相应工艺过程及生产环节提出了不同洁净级别的要求。对于原料药制备、粉剂、针剂、片剂、大输液的生产灌装等工艺,均已制定了洁净区和控制区的洁净标准。除了限定空气中尘埃粒子的大小和含量外,对生物粒子(细菌数)也有明确的限制。在食品工业中使用洁净技术较有代表性的是无菌装罐。即在洁净环境中完成对保持食品色、香、味、营养等方面优于高温杀菌的罐装食品的包装工艺。此外,空气洁净技术在食品的酿造,发酵中对纯种的培养、分离、接种、扩种及防止菌体等污染及提高产品质量也具有重要作用。
        洁净技术在药品生产方面的应用:药品是关乎人类健康的特殊产品,在生产过程中有着极为严格的要求。从原材料、生产过程、设备、软件到人员操作都有着明确的规范。为防止生产中的药品、包材受到污染, 使得药品生产的环境控制和规范生产达到药品质量的要求,空气洁净技术必不可少。空气洁净技术的原理就是通过对空气过滤达到一定洁净度,同时以相应的管理保持环境控制系统的有效运转,从而保证药物生产处于符合药品质量的要求环境条件中。通过采用空气洁净技术可让药品在生产过程中发生任何污染的危险度降至最低,有效控制生物微粒和非生物微粒。只有药品安全得到保障,患者的安全才能有所保障。同样又是通过什么方式实现的了?
        合理设计建立洁净厂房和有效的管理在药品生产中是非常重要的,它通过对墙体、地板、管线、屋顶, 水泥、照明、通风和温湿度等的设计,使内部环境达到洁净的要求;通过空气的三级过滤, 使进入洁净室的空气符合规定的要求;通过人员和物料的净化程度隔绝或消除外来污染;通过气流系统、压差和换气次数等参数的实现,抑制微生物、微粒的污染;能够排除由于光、味道、相对湿度等导致的任何质量损害;通过严格的工艺纪律,达到避免交叉污染的目的。当然建好洁净室并通过验收不意味着一劳永逸,生产环境是一个动态的概念,是环境控制各项措施共同作用的结果,日常的维护、监测和管理必不可少。疏于管理会造成实际生产环境中的多项指标偏离规定要求。一般来说, 洁净厂房运行管理包括洁净室人员管理(控制单位面积中的生产人员数量和流动速度)、物品管理(控制物品经过缓冲区的停留时间, 和进入洁净区物品的数量,外包装的处理状况)、厂房与设备(批清彻底)管理以及洁净度监测(一般是采用尘埃粒子记数, 分析尘埃粒子数量)等。这些是监控日常动态洁净区环境的基本做法,有时是不能提前预知环境平均状态。因此在药品生产的洁净厂房中,有必要增加定期菌检,对洁净区进行定期微生物监控,它可以告诉我们洁净区真实的在稳定环境下的环境状况,因为尘埃粒子分析和风压监测都有一定程度的局限性和不确定因素,并不能直接说明洁净区的微生物存在数量和状态,我们可以通过洁净区定期微生物监测加尘埃粒子分析,得知洁净区污染的状态,应采取的措施来控制洁净区的环境,这样可以保证药品质量又降低了成本。
        随着科学技术的发展和各种先进技术的引进,空气洁净技术将越来越广泛的应用于人们的生产生活实践中,随着其不断地发展,将会更好的服务于人类。