Bepaalt de ISO-klasse de luchtverversingen per uur?

Nee.ISO-klasse bepaalt niet direct een vast aantal luchtverversingen per uur (ACH).De ISO-classificatie voor cleanrooms definieert de luchtreinheid op basis van de concentratie van in de lucht zwevende deeltjes binnen gespecificeerde deeltjesgrootte-. Luchtverversingen per uur zijn daarentegen een ontwerpparameter voor HVAC en verontreiniging-die wordt bepaald door factoren als kamervolume, bezetting, procesactiviteit, luchtstroompatroon, filtratie en het vereiste niveau van verontreinigingscontrole.

Dit onderscheid is belangrijk omdat kopers van cleanrooms en facility managers er soms van uitgaan dat elke ISO-klasse een overeenkomstige verplichte ACH-waarde heeft. In de praktijk bestaat er geen eenvoudige regel zoals "ISO 5 vereist X ACH" of "ISO 7 vereist Y ACH." Een cleanroom moet worden ontworpen als een geïntegreerd systeem en niet alleen worden geclassificeerd op basis van ventilatiesnelheid.

Wat definieert ISO Cleanroom Class eigenlijk?

ISO-cleanroomclassificatie gaat in de eerste plaats overconcentratie van deeltjes in de lucht, niet de luchtuitwisselingsfrequentie.

ISO 14644-1 classificeert cleanrooms en schone zones op basis van deeltjesconcentraties in de lucht gemeten op gespecificeerde bemonsteringslocaties. De norm omvat deeltjesgroottes van 0,1 µm tot 5 µm voor het belangrijkste classificatieraamwerk en maakt gebruik van deeltjestellers in de lucht om de deeltjesconcentraties te bepalen.

In eenvoudige bewoordingen:

ISO-klasse=Hoe schoon de lucht moet zijn in termen van de concentratie van zwevende deeltjes

ACH=Hoeveel geconditioneerde of gefilterde lucht wordt aangevoerd of gecirculeerd door de kamer in verhouding tot het volume ervan

Deze zijn gerelateerd, maar zijn niet dezelfde meting.

Een ruimte van ISO-klasse 7 heeft bijvoorbeeld een gedefinieerd doel voor de reinheid van zwevende deeltjes. Deze classificatie vertelt een HVAC-ingenieur niet automatisch precies hoe vaak de kamerlucht per uur moet worden ververst.

Waarom worden ISO-klasse en ACH vaak verward?

De verwarring komt deels voort uit oudere ontwerppraktijken voor cleanrooms en brancherichtlijnen die bepaalde reinheidsklassen associeerden met typische luchtverversingsbereiken-. Dergelijke waarden kunnen nog steeds voorkomen in planningsdocumenten voor cleanrooms en online referentiemateriaal.

Een typische technische waarde mag echter niet worden verward met een ISO-vereiste.

ASHRAE merkt op dat het gebruik van alleen een zuiverheidsklasse om een ​​ACH-waarde te selecteren een te vereenvoudigde benadering kan zijn, omdat hierbij belangrijke variabelen die de deeltjesconcentratie in de kamer beïnvloeden, genegeerd kunnen worden.

Dit betekent dat een ingenieur niet mag beginnen met:

ISO-klasse → vaste ACH

Een meer geschikte ontwerpbenadering is:

Vereiste reinheid → besmettingsbronnen → luchtstroom- en filtratieontwerp → vereist luchtdebiet → verificatie

Wat bepaalt de luchtverversingen per uur?

ACH maakt deel uit van het algemene ventilatieontwerp. Verschillende factoren beïnvloeden het luchtdebiet dat nodig is voor een cleanroom.

1. Vereist reinheidsniveau

De gewenste ISO-klasse is een belangrijk uitgangspunt omdat deze de doelstelling voor de zuiverheid van zwevende deeltjes vastlegt.

Een strengere reinheidseis stelt doorgaans hogere eisen aan het ventilatie- en filtratiesysteem van de cleanroom. De ISO-klasse biedt echter nog steeds geen universeel ACH-nummer.

Het doel is niet simpelweg een bepaald volume lucht te verplaatsen. Het doel is om de vereiste deeltjesconcentratie onder feitelijke bedrijfsomstandigheden te handhaven.

2. Grootte en volume van de kamer

ACH is direct gerelateerd aan het kamervolume.

Een veelgebruikte berekening is:

ACH=Toevoerluchtstroomsnelheid × 60 ÷ Kamervolume

Dit laat zien waarom twee ruimtes met dezelfde ISO-klasse verschillende luchtdebieten kunnen vereisen.

Overweeg twee cleanrooms met identieke reinheidsdoelstellingen. Als men een aanzienlijk groter volume heeft, zal de totale luchtstroom die nodig is om dezelfde ACH te bereiken ook groter zijn.

Plafondhoogte is ook van belang. Twee kamers met hetzelfde vloeroppervlak maar verschillende plafondhoogtes hebben niet hetzelfde volume, dus er kan niet van worden uitgegaan dat hun luchtstroomvereisten identiek zijn.

3. Aantal mensen in de kamer

Mensen zijn de belangrijkste bronnen van deeltjes in schone omgevingen.

Elke operator kan deeltjes introduceren door beweging, kleding, huid en normale activiteit. Meer mensen betekenen over het algemeen een grotere besmettingsbelasting, vooral als ze vaak bewegen of handelingen uitvoeren die deeltjes verstoren.

Dit is de reden waarom een ​​productieruimte van ISO-klasse 7 met meerdere operators een andere ventilatiestrategie kan vereisen dan een lichtbezette apparatuurruimte van ISO-klasse 7.

De classificatie is hetzelfde.

De verontreinigingsvracht niet.

4. Productieproces en apparatuur

Het proces zelf kan deeltjes genereren.

Voorbeelden zijn onder meer:

• Materiaalbehandeling
• Mechanische beweging
• Snijden of schuren
• Montagewerkzaamheden
• Bediening van apparatuur
• Productbehandeling
• Regelmatige overdracht van materialen

Een cleanroom die wordt gebruikt voor een proces met weinig-deeltjes kan heel andere eisen stellen aan de luchtstroom dan een ruimte waar apparatuur en materialen voortdurend verontreiniging veroorzaken.

ASHRAE benadrukt specifiek dat deeltjes in cleanrooms grotendeels worden gegenereerd door activiteiten in de kamer en niet door goed gefilterde toevoerlucht. De luchtstroom moet daarom worden ontworpen om intern gegenereerde verontreiniging te verdunnen en te beheersen.

5. Luchtstroompatroon

Het luchtvolume alleen is niet bepalend voor de prestaties van een cleanroom.

De manier waarop lucht door de kamer beweegt, is ook van belang.

Afhankelijk van de toepassing kan een cleanroom verschillende luchtstroomopstellingen gebruiken, waaronder een mengluchtstroom of eenrichtingsluchtstroom. Luchtaanvoerlocaties, retourlocaties, plaatsing van apparatuur en de beweging van mensen en materialen kunnen allemaal van invloed zijn op de manier waarop verontreinigende stoffen worden getransporteerd.

Twee kamers met dezelfde ACH kunnen zich daarom verschillend gedragen als hun luchtstroompatronen verschillend zijn.

In kritieke omgevingen kan het eenvoudigweg verhogen van het aantal luchtverversingen een probleem dat wordt veroorzaakt door een slechte luchtstroomverdeling niet oplossen.

6. Filtratie-efficiëntie

HEPA-filtratie is een ander belangrijk onderdeel van de verontreinigingsbeheersing.

De toevoerlucht van cleanrooms wordt doorgaans gefilterd voordat deze gecontroleerde gebieden binnengaat, waardoor deeltjes uit de aangevoerde lucht worden verwijderd. Maar filtratie werkt samen met luchtstroom, kamerdruk, luchtverdeling en beheersing van contaminatie-bronnen.

Een kamer mag niet alleen door ACH beoordeeld worden.

Een zinvollere vraag is of het complete systeem onder de beoogde bedrijfsomstandigheden consistent de vereiste reinheid kan handhaven.

Betekent een hogere ACH altijd een schonere cleanroom?

Niet noodzakelijkerwijs.

Het is verleidelijk om aan te nemen dat meer luchtverversingen automatisch een schoner milieu betekenen. De prestaties van een cleanroom zijn echter afhankelijk van meer dan alleen het vergroten van de luchtstroom.

Een zeer hoge ACH kan het energieverbruik verhogen zonder de werkelijke bron van verontreiniging aan te pakken als de kamer een slechte luchtstroomverdeling, overmatige beweging van de operator, ongeschikte apparatuur of ineffectieve schoonmaakpraktijken heeft.

ASHRAE beschrijft dat de luchtstroom in cleanrooms belangrijke verontreinigings-verdunningsdoeleinden dient, en waarschuwt ook voor simplistische ACH-selectie die uitsluitend op reinheidsklasse is gebaseerd.

De betere aanpak is om het volgende in evenwicht te brengen:

ISO-reinheidsdoel + filtratie + luchtstroompatroon + ACH + contaminatie-broncontrole

Deze factoren werken samen.

Zijn typische ACH-bereiken per ISO-klasse verplicht?

Nee.

Mogelijk ziet u online tabellen waarin ISO-klassen worden gekoppeld aan typische lucht-veranderingsbereiken. Deze kunnen nuttig zijn als voorlopige technische referenties, maar mogen niet worden behandeld als universele ISO-vereisten.

Een vereenvoudigde vergelijking ziet er als volgt uit:

Het belangrijke onderscheid is datISO-klasse is een zuiverheidsclassificatie, terwijl ACH een technische ontwerpparameter is.

Dat verschil voorkomt een veel voorkomende specificatiefout: een leverancier vragen om een ​​cleanroom alleen op basis van een doel-ACH-nummer te leveren, zonder rekening te houden met hoe de ruimte daadwerkelijk presteert.

Kunnen twee ISO klasse 7 cleanrooms verschillende ACH hebben?

Ja.

Stel je twee ISO-klasse 7-kamers voor.

Kamer A

De eerste kamer heeft:

• Weinig exploitanten
• Apparatuur met een laag-deeltjesgehalte
• Beperkte materiële beweging
• Relatief stabiele bedrijfsomstandigheden

Kamer B

De tweede kamer heeft:

• Meer exploitanten
• Frequente materiaaloverdracht
• Meer apparatuuractiviteit
• Grotere deeltjesgeneratie
• Vaker personeelsverplaatsingen

Beide ruimtes kunnen ontworpen zijn om aan ISO-klasse 7 te voldoen, maar hun HVAC-vereisten hoeven niet noodzakelijkerwijs identiek te zijn.

Hetzelfde principe geldt voor andere ISO-klassen.

Dezelfde ISO-klasse betekent niet dezelfde ACH.

De vereiste luchtstroom moet worden bepaald op basis van de daadwerkelijke toepassing in de cleanroom en de strategie voor beheersing van de contaminatie-.

Hoe weet u of het Cleanroom Air-systeem werkt?

De echte test is niet of een kamer een bepaald ACH-nummer heeft gekregen. De hamvraag is of de cleanroom tijdens de beoogde werking de vereiste reinheid kan bereiken en behouden.

Testen van deeltjes in de lucht

Het testen van deeltjesconcentraties staat centraal in de ISO-classificatie van cleanrooms. ISO 14644-1 maakt gebruik van deeltjestellers in de lucht om deeltjesconcentraties op aangewezen bemonsteringslocaties te beoordelen.

Dit levert direct bewijs van de zuiverheid in de lucht, in plaats van alleen te vertrouwen op theoretische luchtstroomberekeningen.

Luchtstroommetingen

Afhankelijk van het ontwerp van de cleanroom kunnen luchtstroom-gerelateerde metingen worden gebruikt om te verifiëren of het ventilatiesysteem de beoogde prestaties levert.

Deze metingen kunnen helpen bij het identificeren van:

• Onvoldoende luchtstroom
• Ongelijkmatige luchtverdeling
• Verkeerde richting van de luchtstroom
• Gebieden met een slechte bloedsomloop

Bewaking van drukverschillen

Ook de drukrelaties tussen cleanrooms en aangrenzende ruimtes zijn belangrijk.

Het handhaven van de beoogde drukrelatie kan helpen de richting te beheersen waarin lucht tussen ruimtes beweegt en ongewenste overdracht van verontreiniging te verminderen.

Visualisatie van de luchtstroom

Luchtstroomvisualisatie kan helpen identificeren of lucht beweegt zoals bedoeld rond apparatuur, werkstations en personeel.

Dit is met name handig wanneer een ruimte voldoet aan de theoretische luchtstroomvereisten, maar toch onverwachte vervuilingsproblemen ondervindt.

Waarom oppervlaktereiniging nog steeds belangrijk is als ACH correct is

Een goed ontworpen HVAC-systeem elimineert niet elke bron van verontreiniging.

Contaminatie via de lucht is slechts een onderdeel van de controle in cleanrooms. Verontreiniging kan ook afkomstig zijn van:

• Personeel
• Apparatuur
• Materialen
• Werkoppervlakken
• Reinigingswerkzaamheden
• Verpakking
• Frequente behandeling

Dit is de reden waarom oppervlaktereiniging een belangrijk onderdeel blijft van het operationele programma van een cleanroom.

Een cleanroom kan over een effectief filtratie- en ventilatiesysteem beschikken, terwijl er nog steeds sprake is van plaatselijke oppervlakteverontreiniging veroorzaakt door verwerkings- of productieactiviteiten.

Om deze reden moeten schoonmaakmaterialen voor cleanrooms worden geselecteerd op basis van de reinigingstaak en de vereisten voor contaminatie-controle.

Belangrijke kenmerken van de wisser kunnen zijn:

• Lage pluisvorming
• Lage deeltjesafgifte
• Passend absorptievermogen
• Geschikte chemische compatibiliteit
• Stabiele stoffenconstructie
• Lage-schuurprestaties voor gevoelige oppervlakken
• Verpakking geschikt voor gecontroleerde omgevingen

Met andere woorden, HVAC regelt de omgeving in de kamer, terwijl reinigingsprocedures helpen de vervuiling op oppervlakken en apparatuur onder controle te houden.

Beide zijn noodzakelijk.

ISO-klasse-, ACH- en cleanroom-wissers: hoe ze in elkaar passen

Het is nuttig om de contaminatiecontrole in cleanrooms te zien als een keten in plaats van als een enkele specificatie.

• Luchtfiltratiehelpt de binnenkomende lucht te reinigen.
• Luchtstroom ontwerphelpt schone lucht te verspreiden en verontreinigende stoffen naar retourpunten te transporteren.
• ACHondersteunt de vereiste luchtstroom- en verontreinigingsverdunningsstrategie.
• Drukregelinghelpt bij het beheren van de luchtbeweging tussen gebieden.
• Personeels- en materiaalcontrolesverminder de besmetting die de cleanroom binnendringt.
• Reinigingsprocedures en geschikte doekjesverwijder vervuiling van oppervlakken.

Geen enkel van deze elementen bepaalt de volledige prestaties van een cleanroom.

Dit is ook de reden waarom de ISO-klasse van een ruimte niet als het enige criterium mag worden gebruikt bij de keuze van schoonmaakproducten of beschermende kleding. Er moet ook rekening worden gehouden met de specifieke proces-, oppervlakte-, materiaalcompatibiliteit en contaminatie-procedure.

Wat moeten kopers van cleanrooms aan leveranciers vragen?

Wanneer u een cleanroomproject evalueert, moet u zich alleen afvragen: "Welke ACH biedt u?" is meestal niet genoeg.

Meer nuttige vragen zijn onder meer:

Voor welke ISO-klasse is de ruimte ontworpen?

Hoe wordt de luchtstroom verdeeld?

Welk filtersysteem wordt gebruikt?

Wat zijn de belangrijkste besmettingsbronnen in de ruimte?

Hoe wordt de deeltjesconcentratie geverifieerd?

Welke bedrijfsomstandigheden zullen tijdens het testen worden gebruikt?

Hoe worden schoonmaak- en personeelscontroles geïntegreerd in de contaminatie-strategie?

Deze vragen geven een veel completer beeld van de prestaties van cleanrooms.

Belangrijke punten om te onthouden

De ISO-klasse bepaalt niet direct een vaste waarde voor lucht-verandering-per-uur.

ISO 14644-1 classificeert de luchtreinheid op basis van de concentratie van zwevende deeltjes in de lucht, terwijl ACH deel uitmaakt van het ventilatie- en besmettingscontroleontwerp.

De vereiste ACH kan worden beïnvloed door het ruimtevolume, de bezetting, procesactiviteit, apparatuur, luchtstroompatroon, filtratie en verontreinigingsbelasting.

Een hogere ACH betekent niet automatisch een betere cleanroom.

Twee kamers met dezelfde ISO-klasse kunnen terecht een verschillend luchtstroomontwerp hebben.

Het allerbelangrijkste is dat de prestaties van cleanrooms moeten worden geverifieerd door daadwerkelijke omgevingsmetingen, in plaats van door aan te nemen dat een bepaalde ACH automatisch een ISO-classificatie garandeert.

Voor faciliteiten die ook gecontroleerde personeelsbescherming nodig hebben, zijn kledingstukken zoalsESD Cleanroom apart pak met capuchonkan worden opgenomen in het bredere contaminatiecontroleprogramma- naast de juiste reinigingsproducten en operationele procedures voor cleanrooms.