空氣清淨原理

認識無塵室

無塵室空氣濾網的重要性

無塵室是以空氣中懸浮粒子的數量來區別他們的級數,並以1立方英呎中含有多少微粒數≧0.5㎛而定。
其實沒有所謂的「無塵室」,它的原名叫「Clean Room」,所以真正的說法應該是「潔淨室」。
無塵室為嚴格控管氣懸微粒濃度的場所,力求避免微粒引入、產生及滯留,並在需求範圍內控制其溫濕度、氣流分佈、調節壓力、防止靜電等,多應用於對環境潔淨度特別敏感的行業,例如半導體生產、生化技術、生物技術、精密機械、製藥、食品和醫院內的手術室等行業。

無塵室又可分為正壓與負壓二種,一般產業所使用的均為正壓型式,主要是預防室外的落塵污染,而在醫院或有些生技廠房都會使用負壓無塵室,因為怕細菌外洩所以室內相對於室外氣壓必須為負,像是之前SARS期間我們常聽到「負壓隔離病房」就是這個意思。
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在台灣(世界上大部分也是)所謂的無塵室等級是參考美規209E,它所管制的項目包括:落塵量、溫度、溼度、靜壓及照明度……等等,而所謂的等級之分是依據落塵量的最大設計值來做基準,比如說10級無塵室(Class 10 Clean Room)它的最大落塵量為每1立方英呎大於0.5μm粒徑的particle不得超過10顆,相同的道理1000級無塵室(Class 1000 Clean Room)它的最大落塵量為每1立方英呎大於0.5μm粒徑的particle不得超過1000顆,所以等級數字越小代表級數越高。

無塵室分級(Classification of air cleanliness)係根據空氣中的微粒濃度(particle concentration)。

在台灣主要參考的分級標準有二:

◆ 美國聯邦標準209 (Federal Standard 209, FED 209)

◆ 國際標準化組織所發佈的ISO 14644

兩者間一個明顯的不同點在於分級名稱。FED採用0.5 μm微粒濃度限制為其分級名稱,如Class 100、Class 1,000、Class 10,000…等;或(中文)100級、1,000級...等。數字越高代表允許濃度上限越高,潔淨等級越低。而ISO則以數字作區分,如ISO 1、2、3、…、9,數字越小,等級越高。

有鑑於此,級數越高的無塵室所管制的particle就越細,像是0.1或0.2μm,但仍然是以0.5μm的管制數量做為級數的代表除了美規的標準之外也有日規的標準(JIS B 9920),它的算法又不一樣了,日規算法是以0.1μm做基準 ,如果它的無塵室最大落塵量管制為 1×10^3 (指的是10的3次方),也就是每1立方公尺0.1μm粒徑的particle不得超過1000顆,那麼它的等級就是Class 3,如果它的無塵室最大落塵量管制為 1×10^6 ,也就是每1立方公尺0.1μm粒徑的particle不得超過1000000顆,那麼它的等級就是Class 6,而日本是以立方公尺計算,與美國的立方英呎不同,但是在美規及日規標準之間其實是可以換算的。

註:表上方的顆粒尺寸為0.5µm,例:Class 10 代表一立方英尺中,大於0.5µm的微塵粒子量不超過10。

無塵室空氣濾網的重要性

無塵室(Clean Room),也可稱為「潔淨室」。是一個嚴格控制室内之溫濕度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與氣流分佈、噪音振動及照明、靜電的環境,多應用於對環境潔淨度特別敏感的行業,例如半導體生產、生化技術、生物技術、精密機械、製藥、食品和醫院內的手術室等行業。

無塵室的等級介紹

依等級不同,對空間內的微塵粒子最大容許量亦有一定規範,在國際標準中最常用的規範有Fed-Std-209E及ISO-14644-1。

數值越小,潔淨程度就越高。

1.ISO 1-3 級:這是最高等級的無塵室,代表每立方英尺的空氣微粒不超過 1 粒,適用於極其嚴格的應用,如微小鏡頭、光學元件等半導體工業。

2.ISO 4-5 級:這是高等級的無塵室,代表每立方英尺的空氣微粒不超過 100 粒,適用於生產醫藥產品、電子產品、醫療和航空航天產品等。

3.ISO 6-7 級:這是中等等級的無塵室,代表每立方英尺的空氣微粒不超過 10000 粒,適用於製造食品、印刷產品和汽車零件等。
 
4.ISO 8 級:這是最低等級的無塵室,代表每立方英尺的空氣微粒不超過 10萬粒,適用於普通製造和生產過程。
 

無塵室的業態應用有哪些?          

無塵室為嚴格控管氣懸微粒濃度的場所,力求避免微粒引入、產生及滯留,並在需求範圍內控制其溫濕度、氣流分佈、調節壓力、防止靜電等,多應用於對環境潔淨度特別敏感的行業,例如半導體生產、生化技術、生物技術、精密機械、製藥、食品和醫院內的手術室等行業。

無塵室又可分為正壓與負壓二種,一般產業所使用的均為正壓型式,主要是預防室外的落塵污染,而在醫院或有些生技廠房都會使用負壓無塵室,因為怕細菌外洩所以室內相對於室外氣壓必須為負,像是之前SARS期間我們常聽到「負壓隔離病房」就是這個意思。

無塵室濾網介紹

要阻止空氣中的微小粒子進入無塵室,空氣濾網在其中扮演了重要的角色。根據不同的無塵室等級和應用要求,濾網的選擇也會有所不同,在使用搭配上,通常會採用:「初效濾網+中效濾網+高效濾網」或「初效濾網+高效濾網」的組合。因為高效濾網雖然也能過濾大尺寸的微粒,但會快速縮短濾網壽命,成本當然也會提高。因此使用等級低的濾網處理大尺寸微粒,讓高效濾網專注處理細小微粒,才能節省在耗材上的花費。
 
濾網的選擇對無塵室的效果有很大影響。在選擇初、中、高效產品時,需要考慮不同的應用場景和過濾要求。以下是幾種常見的無塵室濾網選擇:
 
1.初效濾網:初效濾網安裝在主要濾網前,能夠捕捉較大的粒子,減少主要濾網的負擔,延長其使用壽命。初效紙框濾網是常見的濾網之一,能有效過濾 3~10 微米的粒子,但對於直徑小於3微米的微小粒子過濾效果較差。初效全鋁全不鏽鋼可水洗濾網則可以通過水洗的方式清潔,使用壽命較長,但需要注意避免濾網變形或損壞。
初效可更換式濾網適用於需要頻繁更換的場合,可以方便快捷地更換濾網,維護無塵室的清潔。
 
2.中效濾網:中效袋型濾網是一種亞高效過濾網,由多個袋子組成,能有效過濾直徑大於 1~3 微米的微小粒子,且使用壽命較長。中效鋁隔板濾網中效人纖箱式濾網也是常見的中效濾網,能有效過濾直徑大於0.5~1微米的微小粒子,通常用於對潔淨度要求較高的場合。
 
3.HEPA 高效濾網:HEPA(高效懸浮微粒)濾網是用於 ISO 5 級以上的無塵室中,能有效地捕捉微生物和細菌等粒子。高效HEPA細折景濾網能有效過濾直徑大於 0.3~1 微米的微小粒子,其過濾效率高達99.99%,是高潔淨度要求的場合的首選。另外,高效拋棄式濾網HEPA耐高溫濾網HEPA高風量V型濾網則是針對不同應用場景的特殊需求,常見的還有FFU風機過濾組
 
當然除了選用合格的空氣濾網,也要注意無塵室的最大污染來源來自使用者本身,因此在無塵室工作的人需要接受全面的教育和培訓,了解污染控制理論。工作人員進出無塵室時,都需穿著無塵衣通過浴塵室,才能確保身體和皮膚自然產生的污染物和其他微粒不會進入無塵室中。另外,隨著運作的時間增長,無塵室中的加工設備或機台中的碎屑、保護塗層也可能會開始脫落,釋放到空氣中,是常常被忽略的污染源。
 

   進出無塵室時,都需穿著無塵衣通過浴塵室

  漢克林企業的高效濾網也在無塵室中組裝

 

無塵室濾網的重要性不容忽視。選擇合適的無塵室等級和相應的濾網可以保證無塵室的高效運作,減少污染物對產品質量、健康安全和生產效率的影響。不過在選擇和使用濾網時,也需要注意其濾效、更換周期和安裝位置等因素,才能確保無塵室的穩定運作。