فیلتراسیون اتاق تمیز

منبع هوای تامین کننده کلین روم ها باید جهت اطمینان از اینکه پروسه در حال انجام داخل اتاق تمیز را آلوده نمی کند فیلتر شود.

تا اوایل دهه 1980 این هوا از طریق فیلتر های با کارآیی بالا ( High Efficiency Particulate Air ) که با نام فیلتر های هپا شناخته می شوند ، فیلتر می شد. امروزه فیلتر های هپا در کلین روم های صنایع مختلف کاربرد دارد. یکی از موارد استفاده از اتاق های تمیز صنعت تولید مدارهای مجتمع می باشد. این صنعت به فیلتر هایی با سطح تمیزی بالاتری نیازمند است. این فیلتر های با نفوذ بسیار کم ( Ultra Low Penetration Air ) با نام اولپا ( ULPA ) شناخته می شوند.
فیلتر های هپا در اتاق تمیز با دو هدف حذف ذرات کوچک و هم چنین مستقیم کردن جهت جریان هوا در اتاق های تمیز با جریان یکسویه ( Unidirectional Flow ) استفاده می شوند. جانمایی فیلتر های هپا همانند سرعت هوا بر تجمع ذرات هوابرد و تشکیل مناطق توربولنت و مسیر های انتقال ذرات تاثیر می گذارد. باید توجه داشت که استفاده از فیلتر های با کارآیی بالا به همراه فن تنها جریان یکسویه را در ابتدا هدایت می کند و برای اطمینان از وجود جریان یکسویه خوب به بالانس مسیر کل جریان هوا نیاز است.

اگرچه استاندارد های مختلف سطح تجمع ذرات را بر اساس کلاس بندی های مختلف کلین روم ( مانند ایزو کلاس 6 یا کلاس 1000 ) تعریف می کنند ولی برای اتاق های با کلاس یکسان اما در صنایع مختلف فیلتر های متفاوتی با جانمایی های مختلف بکار برده می شود. دو نمونه از بیشترین کاربرد کلین روم ها صنایع نیمه هادی ها و صنایع دارویی می باشد. در صنایع نیمه رسانا از فیلتر های اولپا در نواحی fabrication جهت تولید هندسه هایی در ابعاد میکرون و کوچک تر استفاده می شود. اما غالبا استفاده از فیلتر های هپا برای حذف ذرات باکتریایی که می تواند در کلین روم های دارویی مشکل ساز باشد کافی است.
معمولا برای کلین روم های ISO 6 ( Class 1000 ) و بالاتر فیلتر های هپا بهمراه تکنیک های قدیمی تهویه مانند استفاده از فیلتر های نصب شده در کانال تامین هوا برای تامین سطح تمیزی اتاق کافی است. اما برای کلین روم های ISO 5 ( Class 100 ) فیلتر های کلین روم ها باید کاملا سقف را بپوشانند تا جریان یکسویه تامین شود.
فیلتر های هپا بر اساس بازده حذف ذرات و افت فشار آن در یک جریان مشخص تعریف می شود. یک فیلتر هپا طوری تعریف می شود که حداقل بازده حذف ذرات کوچک آن ( تقریبا در ابعاد 0.3 میکرومتر ) 99.97 درصد باشد. ( یعنی فقط سه ذره از ده هزار ذره در ابعاد 0.3 میکرومتر را از خود عبور می دهد. )
فیلتر های اولپا برای داشتن کارآیی بیشتری نسبت به فیلتر های هپا بوجود آمدند. یک فیلتر اولپا بازدهی بزرگتر از 99.999 درصد در حذف ذرات بین 0.1 تا 0.2 میکرون دارند.

استاندارد اروپایی ( EN 1822 )

این استاندارد برای دسته بندی فیلتر های هپا و اولپا بکار می رود و در اصل بر اساس یک استاندارد آلمانی نوشته شده است.

مکانیزم حذف ذرات

فیلتر های هپا از الیاف شیشه در رنج قطر 0.1 میکرون تا 10 میکرون ساخته شده اند و فضاهای بین الیاف غالبا بسیار بزرگتر از ابعاد ذراتی است که قرار است توسط فیلتر حذف شوند. این الیاف بصورت رندم در عمق فیلتر متقاطع هستند. در زیر تصویر میکروسکوپی این الیاف قابل مشاهده است. هنگامی که توده ای از ذرات که به آن آیروسول می گویند از کاغذ فیلتر عبور می کند ذرات ورودی به این الیاف یا ذراتی که از قبل در این الیاف گیر کرده اند برخورد می کنند . در هنگام برخورد این ذرات نیروهای قوی مانند نیروی واندروالسی بوجود می آیند که در اثر بوجود آمدن این نیروها ذرات آلوده از جریان هوا حذف می شوند.