Változó méretű tisztatéri cellák a részecskementes munkához

1. ábra: A Flow Box működési elve / 1. ábra: A Flow Box működési elve

Ábra. 2: Tipikus lamináris áramlási doboz / 2. ábra: Tipikus lamináris áramlási doboz

Ábra 3: Tiszta szoba állomás Clean Boy / 3. ábra: CleanBoy tiszta szoba állomás

Ábra. 4: Zárókeret / Ábra 4: Zárókeretek

Az SPETEC  Gesellschaft für Labor- und  Reinraumtechnik mbH Erdingenben körülbelül 15 éve foglalkozik tisztatér konstrukcióval és építéssel különböző méretű, változóan felállítható tisztaterekben, amelyek az alkalmazásoknak vagy az ügyfélkéréseknek megfelelően készülnek. Ezek a termékek a „Laminar Flow Box” név alatt különböző területeken ismertek. Például az elektronikai vagy optikai iparban, csomagolóiparban és kémiai-analitikai laboratóriumokban használják, amikor a munkavégzés a lehető legpuhább atmoszférában szükséges vagy ajánlott. Egy másik alkalmazási terület a berendezések vagy anyagok tárolása, amelyek semmiképpen sem szennyeződhetnek.

A tipikus szerkezeti jellemző az, hogy egy korlátozott térhez egy modult csatlakoztatnak, amelyet magas minőségű ventilátorral és egy szűrőrendszerrel látnak el, amely egy előszűrőből és egy nagyhatékonyságú szűrőből (EU 14) áll. Az EU 14 szűrő megnevezése azt jelenti, hogy ez a szűrő képes 99,995%-ban visszatartani minden 0,5 µm-nél nagyobb átmérőjű részecskét. Egy modul mérete a Flow Box tartalmától függ. Nagyobb tisztaterek esetén, amelyeket tisztatércelláknak neveznek, több modul is egymás mellett használható. A modern modulok ma csendes működésűek, és rendelkeznek szűrőcsere-jelzővel.

A tisztrész határának meghatározására két alapvetően különböző koncepciót kínálnak: egyrészt szinte zárt térként, amelyet Laminar Flow Boxnak neveznek, másrészt egy lamellás függönyt, amely lehetővé teszi, hogy a mögötte lévő tárgyakat kívülről megfogják, berendezéseket kezeljenek vagy a megfelelő méret esetén a tiszta levegővel töltött tisztatércellába lépjenek.

Az zárt tisztatérdoboz (1. ábra) stabil szerkezetű. Az alumínium vagy rozsdamentes acél keretekbe akril vagy kompozitüveg lapokat helyeznek (2. ábra). Az agresszív anyagok kezeléséhez a keretet műanyag bevonattal látják el. A gyártás a SPETEC cégnél GMP (Good Manufacturing Practice) irányelvei szerint történik, és ennek megfelelően tanúsítva van. A katalógusban szereplő standard méretek mellett különböző opciók is elérhetők, például tárolódoboz vagy mobil tisztatérállomás, amit Clean Boynak neveznek (3. ábra). Az ügyfél kérésére különböző méretekben, például tárolódoboz vagy anyag- vagy bejárati ajtószűrővel ellátott mobil tisztatérállomás is készíthető a saját fémfeldolgozó műhelyben. A járható tisztatércellák (4. ábra) alumínium profilokból vagy rozsdamentes acélból készülnek. Ha GMP kivitelben kérik, az anyagok rácsossága megfelel a GMP irányelveknek. A síkban zárt mennyezetek és falak rendkívül egyszerű és hatékony tisztítást tesznek lehetővé. Ezért általában elkerülik a szögletes sarkokat és éleket.

A profiltechnológia lehetővé teszi a tisztatércellák méretének szabad megválasztását akár 150 m²-ig. Ezek a tisztatércellák kedvező alternatívát jelentenek a teljes tisztaterekhez képest. Ahogyan azoknál, itt is felszerelhetők átadók, anyag- vagy beszállási szűrőkamrák.

A tisztaterek tulajdonságait és osztályozását a DIN EN ISO 14644, 1. rész (osztályok 1–9), a DIN EN ISO 14698, 1-3. rész és a VDI 2083, 1-18. lap (osztályok 0–7); az US Fed. Std. 209E (osztályok 1–100 000) vagy az EG-GMP irányelvek (A–D osztályok) határozzák meg. Utóbbiak megfelelnek az itt említett ISO 5–8 osztályoknak.

A levegő EU 14 szűrővel történő szűrésével a tisztasági szint függvényében elérhetők az ISO 5–8 osztályok, azaz ezer-tízmillió részecske köbméterenként, 1 µm-es átmérővel. A Laminar Flow Box szigetelési tényezője 10³. Tehát ha ezt a dobozt egy nagyon jó ISO 6-os teljes tisztatérbe helyezzük, akkor legfeljebb 10 részecske marad köbméterenként, amelyek gyakorlatilag már nem mérhetők a dobozban.

A környezeti levegő és az ember a legnagyobb hatással vannak a tárgyak tisztaságára. Emellett a szennyeződés a tisztaterekben a részecskék levegőn keresztüli szállítása, a technikai felületeken való részecskék bejuttatása, valamint a berendezések, személyzet és folyamatok által keletkező részecskék miatt következik be. Csak a bőr és a ruházat révén egy tiszta, osztály 8-as térben minden személy naponta több mint 600 millió részecskét (> 0,5 µm Ø) bocsát ki köbméterenként. Ez és a részecskekibocsátás mérése ugyanolyan átmérőjű részecskék esetén személymozgások közben (ülés könnyű alkarmozgással: 20 000; felállás: 50 000; lassú járás: 80 000 személyenként) a Fraunhofer Intézet Gyártástechnológiai és Automatizálási Intézetének (IPA) Stuttgartban végzett adataira alapul. A környezeti levegőben mikrotrópuszok, por- és rőzsepikkelyek mellett főként baktériumok (~ 0,5–50 µm Ø) és vírusok (~ 0,005–0,1 µm Ø) találhatók.

Egy másik változat a Spetec termékportfóliójából a Cleanboy. A függöny összefogja a lamináris tiszta levegőáramot, és nagymértékben megakadályozza a részecskék oldalirányú bejutását. Mérések kimutatták, hogy még a modul által generált, védtelen tiszta levegőáram is csökkenti a részecskék számát, nagyrészt megakadályozza azok felkavarodását a munkaterületen, és a kibocsátott mikrotrópuszokat, bőrrészecskéket és ruházati szálakat kivezeti a munkaterületről.

Mind a Laminar Flow Box, mind a tisztatérállomás görgős kocsira szerelve elérhető, így tárgyakat és berendezéseket lehet tisztairtási körülmények között szállítani különböző helyiségek között.

Az alkalmazási esettől függően a SPETEC cég hordozható asztali szellőzőket vagy olyan védődobozokat is gyárt és szállít, amelyek tárgyak és berendezések tárolására szolgálnak, amelyek nem használhatók naponta. Mivel nem várható el, hogy minden ügyfél ismerje a tisztatértechnikát, a SPETEC a GMP irányelvek szerint nyújt támogatást a tervezésben és üzembe helyezésben, egészen a minőségbiztosításig.

A változó tisztaterek alkalmazása, mint kiegészítés vagy olcsó alternatíva a drága teljes tisztaterekhez, a nagyobb tisztatércellák építéséhez vezetett, ahol munkaasztalok vagy csomagológépek dolgoznak élelmiszerek, műanyagipari gyártósorok, gyógyszergyártási berendezések és más magas színvonalú készülékek védelmében.

A SPETEC tisztatér-rendszer szerint ilyen burkolatok (4. ábra) is építhetők, ahol a hordozókeret alumínium- vagy rozsdamentes acélprofilokból áll, az oldalfalak akril- vagy kompozitüveg vagy rozsdamentes acél lapokból készülhetnek, valamint a ajtóelemek, ablakok vagy mennyezet anyagai szabadon választhatók. A modulok például a lamináris tiszta levegő ellátását biztosítják. Ha belül berendezéseket helyeznek el, ajánlott alacsony turbulencia szintű tiszta levegőáram, hogy a lehető legteljesebb levegőcsere biztosított legyen. Ezek a burkolatok kiválóan alkalmasak részecskementes munkavégzésre. Ezek a példák jól mutatják, hogy a tisztatértechnika és az ebből eredő szerkezetek különböző területeken már fontos segédeszközök, és valószínűleg további alkalmazások is megjelennek majd.