Puhdastila

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kuituoptiikan testausta puhdastilassa
Mikroelektroniikan valmistukseen tarkoitettu puhdastila työn alla
Puhdastiloissa käytetään kuvan esittämää päähinettä ja hengityssuojaa. Suojalaseja käytetään vain puhtaimmissa puhdastiloissa

Puhdastilalla tarkoitetaan kontrolloitua tilaa, missä valittuja olosuhteita ylläpidetään työskentelyn tai tuotteen puhtauden varmistamiseksi. Puhdastilan teknisessä toteutuksessa suuri määrä ilmaa painetaan ylhäältä HEPA-suodattimen läpi alas mahdollisemman tasaisena laminaarisena virtauksena, jonka tarkoitus on työntää männän tavoin epäpuhtaudet pois kriittisiltä vyöhykkeiltä. Tämä toteutetaan pääasiassa puhtaimmissa ISO luokissa. Luokasta ISO 6 ja sitä "likaisemmissa" käytetään nimitystä turbulenttinen ilmavirtaus. Turbulenttisessa ilmanjaossa pääpaino on ilman epäpuhtauksien laimentaminen haluttuun tasoon. Puhdastilaan rakennettu tuotantolaitteisto on yleensä ritilälattialla ja katto on kauttaaltaan peitetty hepa-suodattimilla, jolloin ilmavirtaus koko tuotantotilan alalta on tasainen. Suuren kiertävän ilmamäärän vuoksi energiaa kuluu paljon, minkä vuoksi lattianeliöt tällaisessa tilassa ovat kalliita. Suurin epäpuhtauksien lähde on käyttöhenkilöstö, joka joutuu olemaan erityisessä puhdastila-asussa. GMP puhdastiloissa "ritilälattioita" ei saa käyttää kontaminaatiovaaran vuoksi.

Virallinen puhdastilojen määritelmä kuuluu standardin ISO-146441-1 mukaan: Puhdastila on tila missä ilmassa esiintyvien partikkeleiden määrää kontrolloidaan, ja joka on rakennettu sekä jota käytetään niin, että minimoidaan partikkeleiden sisäänpääsy, syntyminen ja pysyminen tilassa, ja missä kaikkia asiaan liittyviä parametreja, kuten lämpötilaa, kosteutta ja ilmanpainetta kontrolloidaan tarpeen mukaan.

Puhdastilojen luokitus ja käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääasialliset säädettävät parametrit ovat vaihtuvan ilman määrä, ilmankosteus ja lämpötila. Näitä suureita valvotaan monitorointijärjestelmän avulla. Puolijohdeteollisuudessa seurataan myös tilaan tuotavan ilman partikkelien määrää ja kokoa. Standardin ISO-14644, osassa 1 on esitetty suurimmat sallittu partikkelikoot ja määrät. Puhtausluokkia on 9 kappaletta (ISO 1, ISO 2 jne...), ISO 1:n ollessa puhtain luokka. Laajalti käytetyssä Yhdysvaltalaisessa luokittelussa (Federal Standard 209)merkinnät, esimerkiksi 100, joka on hyvin puhdas, tarkoittaa että kyseisessä tilassa on suurempia kuin 0,5 μm partikkeleita korkeintaan 100 kpl kuutiojalassa. Tästä luokittelutavasta pyritään kuitenkin eroon, koska Yhdysvalloissakin on ratifioitu ISO standardin mukaiset luokittelutavat. Yhdysvaltalaisen ja ISO vastaavuus on seuraava: ISO 3 = FED STD 209 1, ISO 4 = 10, ISO 5 = 100 ja niin edespäin. ISO standardi sisältää 2 FED STD 209 tiukempaa puhtausluokkaa. Luokittelutavoilla pyritään yhdenmukaistamaan luokittelua, joka on hyvin vaihtelevaa. Vertailun vuoksi on hyvä tietää, että normaalissa huonetilassa partikkeleita on miljoonia. Rakenteeltaan puhdastilat ovat sellaisia, että käynti puhtaamman luokan tiloihin tapahtuu aina edellisen puhtausluokan tiloista.

Käyttötarkoituksen mukaan puhdastilat voidaan luokitella eri tavoin. Puhdastiloja on nykyään kaikessa teollisessa tuotannossa, missä halutaan pitää prosessiin kuulumattomat epäpuhtaudet poissa. Lääketieteen puhdastiloissa huolehditaan pääasiassa eliöllisen ei toivotun materiaalin leviämisestä. Lääkeainevalmistuksessa puhdastilan suunnittelua, rakentamista ja käyttöä ohjaa GMP (Good Manufacturing Practices) -säädökset. Elintarviketeollisuudessa tilojen puhtaudesta huolehditaan riittävän usein tapahtuvalla pesulla, mutta yleensä nämä tilat eivät kuitenkaan ole varsinaisiksi puhdastiloiksi luokiteltuja. Valmistavassa teollisuudessa puhdastiloja voidaan toteuttaa työpisteittäin, jolloin kyseinen työpiste on laitettu erilliseen huoneeseen tai muovitelttaan, jossa on oma ilmastointi. Puolijohdeteollisuudessa taas vaaditaan hyvin tarkkaa pölyn sekä muiden epäpuhtauksien poistoa ja nanoteknologiaa ei juuri toteuteta ilman kaikkien pientenkin epäpuhtauksien poistamista työskentelyalueelta.

Käyttökoulutus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pohjoismaiden ainoat koulutuskäytössä olevat puhdastilat sijaitsevat Technopolis Kuopiossa.[1]

Puhdastilan ilmavirtauksen periaatteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ilmanvirtauskaavio puhdastilassa, jossa turbulenttisia virtauksia"
Ilmanvirtauskaavio puhdastilassa, jossa laminaarinen virtaus puhdastilassa"

Puhdastilakäytännöistä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Koska yksi merkittävä sekä nanotekniikkaa että lääketiedettä häiritsevä epäpuhtauksien lähde on ihminen itse, niin ihmisten eliminoimiseksi näistä tiloista käytetään mahdollisimman paljon automaatiota ja robotteja. Puhdastilaan kuljetaan sulkujen kautta, joissa puetaan päälle puhdastilavaatteet. Ennen menoa varsinaiseen puhdastilaan saattaa olla puhalluskaappi, jossa poistetaan kaikki irtoava pöly.

Puhdastiloihin liittyy myös vaatimus, että kaikkien koneiden ja puolivalmisteiden, jotka tuodaan puhdastilaan, täytyy olla puhtaita. Tämän vuoksi tällaiset osat saattavat olla monikertaisessa pakkauksessa, joka kuoritaan pois sitä mukaa kuin siirrytään puhtaampaan tilaan.

Yksi tekninen ratkaisu pienen puhdastilan tekemiseen on hanskakaappi eli vetokaappi, johon voidaan työntää kädet sisälle kumisissa käsivarsissa ja sormikkaissa. Näiden versioita käytetään niin vaarallisten kemikaalien käsittelyssä, keskoskaapeissa kuin erilaiseen puhdastilaa vaativaan käsittelyyn.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Ainutlaatuiset puhdastilat valmiina tositoimiin Kantti.net. 28.6.2007. Kuopio: Yleisradio. Viitattu 22.3.2009.

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Whyte, William: Cleanroom Technology : Fundamentals of Design, Testing and Operation. Toronto: John Wiley & Sons Canada, Limited, 2001. ISBN 0-471-86842-6. (englanniksi)