Le camere bianche, dette anche camere prive di polvere, sono utilizzate per eliminare agenti inquinanti come particelle di polvere, aria nociva e batteri presenti nell'aria all'interno di uno spazio definito, e per controllare la temperatura interna, la pulizia, la pressione interna, la velocità e la distribuzione del flusso d'aria, il rumore, le vibrazioni, l'illuminazione e l'elettricità statica entro determinati limiti. Di seguito vengono descritte principalmente le quattro condizioni necessarie per soddisfare i requisiti di pulizia nelle misure di purificazione delle camere bianche.
1. Pulizia dell'aria immessa
Per garantire che la purezza dell'aria immessa soddisfi i requisiti, la chiave risiede nelle prestazioni e nell'installazione del filtro finale del sistema di purificazione. Il filtro finale del sistema per camere bianche utilizza generalmente un filtro HEPA o un filtro sub-HEPA. Secondo gli standard nazionali, l'efficienza dei filtri HEPA è suddivisa in quattro classi: Classe A ≥99,9%, Classe B ≥99,99%, Classe C ≥99,999%, Classe D (per particelle ≥0,1 μm) ≥99,999% (noti anche come filtri ultra-HEPA); i filtri sub-HEPA (per particelle ≥0,5 μm) hanno un'efficienza compresa tra il 95% e il 99,9%.
2. Organizzazione del flusso d'aria
L'organizzazione del flusso d'aria di una camera bianca è diversa da quella di una normale stanza climatizzata. Richiede che l'aria più pulita venga convogliata prima nell'area operativa. La sua funzione è quella di limitare e ridurre la contaminazione degli oggetti lavorati. Le diverse organizzazioni del flusso d'aria hanno le proprie caratteristiche e ambiti di applicazione: Flusso verticale unidirezionale: Entrambi possono ottenere un flusso d'aria uniforme verso il basso, facilitano la disposizione delle apparecchiature di processo, hanno una forte capacità di autopurificazione e possono semplificare le strutture comuni come le camere bianche personali. Anche i quattro metodi di alimentazione dell'aria hanno i propri vantaggi e svantaggi: i filtri HEPA completamente coperti hanno i vantaggi di bassa resistenza e lungo ciclo di sostituzione del filtro, ma la struttura del soffitto è complessa e il costo è elevato; i vantaggi e gli svantaggi dell'alimentazione dall'alto con filtro HEPA a copertura laterale e dell'alimentazione dall'alto con piastra a fori pieni sono opposti a quelli dell'alimentazione dall'alto con filtro HEPA completamente coperto. Tra questi, l'alimentazione dall'alto con piastra a fori pieni è soggetta all'accumulo di polvere sulla superficie interna della piastra forata quando il sistema non è in funzione continua e una scarsa manutenzione avrà un certo impatto sulla pulizia; La distribuzione dall'alto con diffusore denso richiede uno strato di miscelazione, quindi è adatta solo per camere bianche alte oltre 4 m e le sue caratteristiche sono simili a quelle della distribuzione dall'alto con piastra a fori pieni; il metodo di ricircolo dell'aria per le piastre con griglie su entrambi i lati e le uscite di ricircolo dell'aria disposte uniformemente nella parte inferiore delle pareti su entrambi i lati è adatto solo per camere bianche con una spaziatura netta inferiore a 6 m su entrambi i lati; le uscite di ricircolo dell'aria nella parte inferiore della parete su un solo lato sono adatte solo per camere bianche con una piccola spaziatura tra le pareti (ad esempio ≤2~3 m). Flusso unidirezionale orizzontale: solo la prima area di lavoro raggiunge il livello di pulizia 100. Quando l'aria fluisce dall'altro lato, la concentrazione di polvere aumenta gradualmente. Pertanto, è adatto solo per camere bianche con requisiti di pulizia diversi per lo stesso processo. La distribuzione locale di filtri HEPA sulla parete di alimentazione dell'aria può ridurre l'uso di filtri HEPA e risparmiare sull'investimento iniziale, ma sono presenti vortici in aree locali. Flusso d'aria turbolento: le caratteristiche dell'immissione dall'alto di piastre forate e dell'immissione dall'alto di diffusori densi sono le stesse menzionate in precedenza. I vantaggi dell'immissione laterale sono la facilità di installazione delle tubazioni, l'assenza di strati intermedi tecnici, il basso costo e la convenienza per la ristrutturazione di vecchi stabilimenti. Gli svantaggi sono l'elevata velocità del vento nell'area di lavoro e la maggiore concentrazione di polvere sul lato sottovento rispetto al lato sopravvento. L'immissione dall'alto di uscite con filtro HEPA presenta i vantaggi di un sistema semplice, dell'assenza di tubazioni dietro il filtro HEPA e dell'immissione diretta del flusso d'aria pulita nell'area di lavoro, ma il flusso d'aria pulita si diffonde lentamente e risulta più uniforme nell'area di lavoro. Tuttavia, quando più uscite d'aria sono disposte uniformemente o si utilizzano uscite con filtro HEPA e diffusori, anche il flusso d'aria nell'area di lavoro può essere reso più uniforme. Tuttavia, quando il sistema non è in funzione continua, il diffusore è soggetto all'accumulo di polvere.
3. Volume di alimentazione dell'aria o velocità dell'aria
Un volume di ventilazione sufficiente serve a diluire e rimuovere l'aria interna inquinata. A seconda dei diversi requisiti di pulizia, quando l'altezza netta della camera bianca è elevata, la frequenza di ventilazione deve essere opportunamente aumentata. Tra questi, il volume di ventilazione della camera bianca da 1 milione viene considerato in base al sistema di camere bianche ad alta efficienza, e gli altri vengono considerati in base al sistema di camere bianche ad alta efficienza; quando i filtri HEPA della camera bianca di classe 100.000 sono concentrati nella sala macchine o vengono utilizzati filtri sub-HEPA alla fine del sistema, la frequenza di ventilazione può essere opportunamente aumentata dal 10% al 20%.
4. Differenza di pressione statica
Mantenere una determinata pressione positiva nella camera bianca è una delle condizioni essenziali per garantire che la camera bianca non venga contaminata o che lo sia il meno possibile, al fine di mantenere il livello di pulizia previsto. Anche per una camera bianca a pressione negativa, è necessario disporre di una stanza o suite adiacente con un livello di pulizia non inferiore al proprio, in modo da mantenere una pressione positiva costante e preservare la pulizia della camera bianca a pressione negativa. Il valore di pressione positiva della camera bianca si riferisce al valore che si ottiene quando la pressione statica interna è maggiore della pressione statica esterna, con tutte le porte e finestre chiuse. Questo valore si raggiunge quando il volume d'aria immesso dal sistema di purificazione è maggiore del volume d'aria di ritorno e di quello di estrazione. Per garantire il valore di pressione positiva nella camera bianca, è consigliabile interconnettere i ventilatori di immissione, di ritorno e di estrazione dell'aria. All'accensione del sistema, si avvia prima il ventilatore di immissione, seguito poi da quelli di ritorno e di estrazione; allo spegnimento del sistema, si arresta prima il ventilatore di estrazione, seguito poi da quelli di ritorno e di immissione, per evitare la contaminazione della camera bianca durante le fasi di accensione e spegnimento del sistema. Il volume d'aria necessario per mantenere la pressione positiva della camera bianca è determinato principalmente dalla tenuta della struttura di manutenzione. Nelle prime fasi della costruzione di camere bianche in Cina, a causa della scarsa tenuta della struttura di contenimento, erano necessari da 2 a 6 rifornimenti d'aria all'ora per mantenere una pressione positiva di ≥5 Pa; attualmente, la tenuta della struttura di manutenzione è stata notevolmente migliorata e sono necessari solo da 1 a 2 rifornimenti d'aria all'ora per mantenere la stessa pressione positiva; sono necessari solo da 2 a 3 rifornimenti d'aria all'ora per mantenere una pressione di ≥10 Pa. Le normative nazionali di progettazione stabiliscono che la differenza di pressione statica tra camere bianche di diversi livelli e tra aree pulite e aree non pulite non deve essere inferiore a 0,5 mmH2O (~5 Pa), e la differenza di pressione statica tra l'area pulita e l'esterno non deve essere inferiore a 1,0 mmH2O (~10 Pa).
Data di pubblicazione: 3 marzo 2025