二、空气洁净技术与应用
空气洁净度是指洁净环境中空气的含尘(微粒)程度。空气洁净技术是能够创造洁净空气环境的各种技术的总称。主要通过空气过滤(包括处理)、气流组织和气压控制三种措施达到空气净化的目的。空气净化系统不能控制有过量污染物产生的工艺,也不能作为不良设计或不良设备维护的补偿措施。
目前,空气洁净技术主要应用于以下三个方面:一是以控制微粒为目的,例如电子行业的工业洁净厂房;二是以控制微生物为主要目的,例如医院手术室的生物洁净室;三是对生产环境中的微粒和微生物必须同时加以控制的药品生产企业的洁净厂房。空气洁净技术按气流组织形式可分为单向流洁净技术和非单向流洁净技术。
(一)单向流洁净技术
单向流指空气朝着同一个方向,以稳定均匀的方式和足够的速率流动。其作用原理是“挤压原理”,气流运动形式是平行层流(laminar flow)。由于气流的方向不同,又可分为垂直单向流(图3-1)和水平单向流(图3-2)。单向流洁净技术常用于A级洁净区。
图3-1 垂直单向流洁净室构造原理图
图3-2 水平单向流洁净室构造原理图
垂直单向流(vertical laminar flow)以高效过滤器为送风口布满顶棚,地板全部做成回风口,使气流自上而下地流动。实现单向流必须有足够的气速,以克服空气对流。垂直单向流的端面风速在0.25m/s以上,换气次数在每小时400次左右,造价以及运转费用很高。
水平单向流(horizontal laminar flow)以高效过滤器为送风口布满一侧壁面,对应壁面为回风墙,气流以水平方向流动。为克服尘粒沉降,端面风速不小于0.35m/s。水平单向流的造价比垂直单向流低。
(二)非单向流洁净技术
非单向流洁净技术是用高度净化的空气将操作室内的尘粒加以稀释的空气净化方式。其作用原理是“稀释原理”,气流运动形式是乱流(turbulent flow),或称非层流、紊流。
非单向流型空调系统一般是在操作室的天棚侧墙上安装一个或几个高效空气过滤器的送风口,回风管安置在走廊的侧墙下或采用走廊回风,空气在室内的运动呈乱流状态,其气流具有不规则的运动轨迹。送风口送入的洁净空气很快扩散到全室,含尘空气被洁净空气稀释后降低了粉尘的浓度,以达到空气净化的目的。空气经过滤、喷淋洗涤、冷却、去湿或加湿、加热处理,最后再经油浸玻璃丝滤器由鼓风机送入操作通入管中。室内洁净度与送、回风的布置形式以及换气次数有关。
非单向流洁净技术因设备投入和运行成本比较低,在药品生产上得到广泛运用,但净化效果较差。