A résidőben történő részecskeképződés valós idejű mérése egy forradalom

apmon_2012

apmon_system_2

Az osztályozóhelyiségekben jelenleg nagy figyelem irányul a lebegő részecskék felé. De a termékminőséget nem a levegőben lévő apró részecskék befolyásolják, amelyek nem rakódnak le, hanem a nagyobb részecskék, amelyek a termékre hullanak. A részecskék lerakódása még a legpuhább tiszta helyiségekben is megtörténik, ahol emberek dolgoznak vagy gépek működnek. Ezt alapos, lassú és költséges vizsgálati módszerek igazolták. A díjnyertes APMON, egy kedvező árú, független valós idejű lerakódásmérő rendszer bevezetése mindent megváltoztat. Az APMON riasztórendszerként, munkatársak képzésére, a részecskék lerakódásának fő okainak elemzésére és akár a lerakódási határértékek meghatározására is alkalmazható a tisztaterekben.

A 10-től 100 mikrométeres méretű nagyobb részecskék még a legpuhább tiszta helyiségekben is lerakódnak a termékeken. Tekintettel a kiterjedt levegőszűrésre és az intelligens légáramlatokra, ez lehetetlennek tűnik, de minden olyan helyiségben igaz, ahol emberek dolgoznak vagy gépek működnek. A részecskeszűrés biztosítja, hogy a helyiségbe belépő levegő szinte részecskementes és abszolút mentes a nagyobb részecskéktől. Ez alapvető feltétele a tiszta gyártásnak, de még nem elégséges. A működő gépek és dolgozó emberek szintén részecske lerakódást okoznak a tisztatérben. Az olyan tevékenységek, mint a járás és a munka részecskéket szabadítanak fel; ugyanígy a felületek tisztítása vagy érintése is felkavarja a lerakódott részecskéket. Minél közelebb kerül ez a folyamat egy termék kritikus felületéhez, annál valószínűbb, hogy részecskék rakódnak le ott. Bár egy jó tisztatér úgy van kialakítva, hogy távol tartsa ezeket a részecskéket a felületekről, a védelem soha nem teljes. Különösen a nagyobb részecskék csak gyengén vannak befolyásolva a légáramlatoktól.

Csapadék
A részecskék lerakódásának elleni küzdelemben és a tisztaterekben zajló folyamatok eredményességének javításában rendkívül fontos a lerakódás fő okainak felderítése. Ezért elengedhetetlen, hogy a lerakódásokat mérni lehessen. Minden jelenleg alkalmazott részecskeszámítási módszerben tesztlapokat használnak. Ezeket a tesztlapokat egy adott időtartamra, általában 24 órára, egy felületre helyezik. A tesztlapok elhelyezése és összegyűjtése rendkívüli gondosságot igényel, hogy ne szennyeződjenek. Az összegyűjtés után általában manuálisan viszik őket egy felületelemző készülékbe. Ezek a készülékek általában lassúak és drágák. A készülékek segítségével meghatározható a részecskeméret-eloszlás, amelyből a részecskék lerakódási szintje (Particle Deposition Class, PDC) levezethető. A teljes folyamat végén ez az apró jelzés, amely mégis nagyon értékes.

Bizonyítás
Koos Agricola, az Océ hollandiai tisztatér-felelőse bebizonyította, hogy a PDC-érték meghatározása felhasználható különböző részecskekontroll módszerek hatékonyságának bemutatására, például gyakoribb tisztításra és fejlettebb ruházatra. Különböző tesztlapokat különböző helyeken elhelyezve meg tudta mutatni, mely gépek (és munkavállalók) járultak hozzá leginkább a részecskék terjedéséhez. Ezekhez az eredményekhez nagyon pontos eljárás és magas kitartás szükséges. Az eredmény valószínűleg pozitív, de a javulás mértéke nehezen mérhető. Ezért ilyen vizsgálatokat csak ritkán végeznek. Még a PDC-rutinmérések is gyakran csak szabálytalanul történnek, ha egyáltalán. És ha megtörténnek, az eredmények csak 24 óra vagy később állnak rendelkezésre, így közben jelentős termeléskiesés léphet fel. Végül meg kell jegyezni, hogy jelenleg nincs nemzetközi szabvány a részecskék lerakódására, többek között azért, mert eddig nem fejlesztettek ki egyszerű és költséghatékony mérési módszert.

Gyors
Az APMON, az Advanced Particle MONitor, alapjaiban változtat ezen. Egy optikai rendszer több percenként automatikusan készít egy pillanatképet összesen kb. 60 cm-es felületről. Minden pillanatkép összehasonlításra kerül az előzővel, és minden újonnan érkező részecskét számolnak és mérnek. A rögzített adatok automatikusan és folyamatosan átkerülnek a PDC-szintekre. A rendszer egy monitorból áll (legfeljebb hat monitor, hogy egyszerre hat különböző helyszínen mérje a PDC-szinteket), valamint egy alapkészülékből, amely elvégzi a számításokat és tárolja az adatokat. A rendszer beállítható úgy, hogy riasztást adjon, ha több részecske rakódik le, mint amennyit az két pillanatkép között megengedett. A felhasználó beállíthatja a riasztási szintet vagy a megengedett PDC-értéket, valamint a helyet, ahol a riasztás kiváltódik: akár a monitoron, akár az alapkészüléken, akár a tisztatér felelősének munkahelyén. Az APMON karbantartása egyszerű. Időnként ki kell cserélni az egyszer használatos tesztmodult, amelyen a részecskék lerakódnak. Ennek a modulnak a cseréjének gyakorisága a tisztatér minőségétől függ, és általában két-három hét lehet. A rendszer automatikusan kalibrálódik, miután az új tesztmodult behelyezték, és minden új pillanatképnél. Az adatok automatikusan mentésre kerülnek, így könnyen generálhatók helyzetjelentések a rendszer segítségével.

Szabvány
A PDC-ellenőrzéshez szükséges APMON telepítése és karbantartása a tisztaterekben rendkívül egyszerű. Mivel a beruházási költségek összehasonlíthatók a többi rendszerével, az APMON használata mindenképpen költséghatékonyabb. De a legnagyobb előnye, hogy a mérések valós időben történnek, és legalább százötvenszer gyorsabbak a hagyományos mérési módszereknél. Így gyorsabban lehet reagálni, például leállítani a gyártást vagy elszigetelni a pácienseket, akik a hirtelen részecskelerakódások miatt károsodhatnak. Emellett egyértelművé válik, hogy mi okozta a hirtelen lerakódást, például padlófelmosás, ebédszünet, amikor sokan mozogtak, vagy tapasztalatlan munkatársak. Ezért az APMON kiválóan alkalmas a munkatársak képzésére és a minőségellenőrzésre a tisztaterekben és műtőhelyiségekben. Ez különösen indokolja, hogy világos PDC-határértékeket határozzunk meg különböző típusú tisztaterek számára. Nem kétséges, hogy a tisztatér-ügynökök és más szakemberek értékelni fogják az APMON-t. Nemrégiben a Cleanzone 2012-ben Frankfurtban az APMON megkapta a Cleanroom Innovation Award díjat. Összesen öt termék volt jelölve, és nem kevesebb, mint a látogatók 80 százaléka szavazott az APMON-ra.

Úgy véljük, hogy az APMON forradalmasítani fogja a tisztaterek felügyeletét. Bár időszakosan továbbra is szükség lesz lebegő részecskék mérésére a levegőszűrés ellenőrzéséhez, de a legfontosabb a részecskék lerakódásának mérése lesz.