淺析空氣潔淨技術發展知識

文章作者:不付费看污環境 發布時間:2019-08-17 16:36:01 瀏覽次數:

[導讀:]空氣潔淨技術發展至今成為了工業發展的核心技術,是科技提升的重要關鍵,也是提升醫療與食品等行業的安全效率措施。空氣潔淨技術的作用

空氣潔淨技術發展至今成為了工業發展的核心技術,是科技提升的重要關鍵,也是提升醫療與食品等行業的安全效率措施。空氣潔淨技術的作用是控製環境汙染,如:控製潔淨度,控製溫濕度,控製通風,控製室壓,控製靜電,控製噪音等眾多環境問題。這些環境汙染會對工藝產品和作業人員產生各種危害,是造成企業損失與安全問題的關鍵。

一、空氣潔淨技術的概念

在科學研究、工業生產以及人們的日常生活中,往往需要對某一特定空間內的空氣溫度、濕度、潔淨度和氣流速度提出技術要求,並采取一定的技術手段創造和維持這一空間的空氣環境,以滿足生產工藝過程和人體舒適要求。這就是通常所說的空氣調節。在應用空氣調節係統的建築中,由於環境場合不同,對空氣的溫度、濕度、潔淨度、氣流速度的要求側重點則不同。一 般來說,空氣調節任務的側重點是對空氣溫度、濕度以及空氣速度的調節,對空氣潔淨度沒有過高的特殊要求。而對於有些工業生產車間,如半導體、微電子工業、 食品、製藥、衛生等領域,不僅僅對其環境的空氣溫度、濕度、氣流速度有一定的技術要求,更重要的是對空氣潔淨度(即生產環境空氣中含塵濃度的高低)有嚴格 和特殊的要求。為達到這一目的,所采取的技術措施稱為空氣潔淨技術(俗稱潔淨技術或淨化技術)。所以,空氣潔淨技術的任務,是在滿足室內環境空氣溫度和濕 度要求的前提下,將受控環境空氣介質中的含塵懸浮微粒除掉,並且使其達到生產要求的環境條件,也就是污软件无限观看版不登录不要钱常說的空氣淨化。對於采用了空氣潔淨技術使空氣中 懸浮微粒濃度、含菌濃度受控而達到某種要求的房間(或限定的空間),稱為潔淨室。

二、空氣潔淨技術的由來

空氣潔淨技術是隨著科學技術以及現代工業的發展逐步形成的一門科學。從18世 紀開始人們對潔淨技術已經有了初步的認識。隨著國際戰爭的爆發,不斷刺激著軍事工業的發展,於是對產品的微型化、高精度、高純度、高質量、高可靠性等性能 方麵提出了更高的要求,這就需要有一個高潔淨度的生產環境。而且生產技術越發展對生產環境的潔淨度要求越高。因此空氣潔淨技術以及所需的設備和過濾材料隨 即產生並迅速發展。

20世紀20年 代,美國首先在航空業的陀螺儀製造過程中提出了生產環境的淨化要求,為消除空氣中塵埃對航空儀表齒輪、軸承的汙染,他們在製造車間和實驗室建立了“控製裝 配區”,把軸承的裝配工序與其他的生產、操作區隔開,同時供給一定量的經過過濾處理的空氣。飛速發展的軍事工業,無論是提高原材料的純度、零部件加工和裝 配、提高元器件和整機的可靠性與使用壽命,都要求有一個高品質的生產環境。據說,美國一家導彈公司曾發現,在普通的車間內裝配慣性製導用陀螺儀時,平均每 生產10個產品就要反工120次。當在控製空氣中塵埃汙染的環境中裝配後,返工率降低至2次。對在無塵和有塵(塵粒平均直徑為3μm,塵粒數為1000pc/m3)兩種環境中裝配轉速為1200r/min的陀螺儀軸承進行比較,其產品的使用壽命竟相差100倍。從這些生產實踐中,人們認識到空氣淨化在軍事工業中的重要性和迫切性,也構成了當時發展空氣潔淨技術的推動力。

20世紀50年代初,美國發明生產了高效空氣粒子過濾器,取得了在潔淨技術上的第一次飛躍性成就,使美國在軍事工業和人造衛星製造領域建立了一批工業潔淨室,並相繼在航空、航海的導航裝置、加速器、陀螺儀、電子儀器等生產廠廣泛應用。

在美國潔淨技術快速發展的同時,世界各發達國家也開始了潔淨技術的研究和應用。

20世紀50年代,英國在陀螺儀生產等工廠中建立了潔淨室。

20世紀50年代,日本在半導體工業應用潔淨技術。

20世紀60年 代初,在美國工業潔淨室進入廣泛應用時期,開始嚐試利用工業潔淨室進行生物無菌實驗。通過研究和實驗,人們認識到空氣中的細菌和病毒是附著在塵埃上以群體 存在的。人體、其它動物體以及土壤中產生的細菌、病毒,會附著在塵粒、皮屑、毛發、水滴上隨空氣傳播。由此可見,塵埃是傳播細菌和病毒的媒介。空氣中的塵 埃越多,細菌和病毒的傳播機會越多。如果對空氣中的塵埃粒子進行了控製和處理,就是控製了細菌和病毒。在這個理論基礎上,20世紀70年 代初,美國等技術先進的國家大規模地把工業潔淨室技術用於防止以空氣為媒介的微生物汙染的領域,從而誕生了現代生物潔淨室,使製藥工業、化妝品工業、食品 工業的產品質量大為提高。在醫療部門的手術室和特殊病房以及生物安全方麵,潔淨室的推廣和應用,使人們的疾病治療、手術和抗感染控製得到了保障。

由此可見,在目前空氣潔淨技術的應用可分為兩個方麵:

1.工業潔淨。以工業生產工藝為目的的空氣潔淨過程,其控製對象為空氣中的塵埃微粒,如灰塵等。對於這類房間,是以控製空氣中的塵埃微粒為主要目的的,通常稱為工業潔淨室。

2.生物潔淨。以保健、衛生為目的的空氣潔淨過程,其控製對象為空氣中的細菌、病毒等微粒。對於這類房間,由於采取了無菌化處理,而且是以防止微生物汙染為主要目的的,通常稱為生物潔淨室。

三、潔淨技術的發展

自18世紀人們對潔淨技術開始認識,到20世紀20年 代美國在軍事工業上應用,潔淨技術都是伴隨著科學技術的發展而發展的,並隨著潔淨技術的應用,工業產品也得到了不斷的提高和進步。其工業產品更向著微型 化、精密化、高質量、高純度和高可靠性方向發展。現代工業更是如此,航空、航天、電子工業以及醫藥、醫療、生物工程等諸多領域,無不在應用潔淨技術。尤其 是電子、微電子、集成電路產品,從最初在數間房間內組合安裝,到現在的超大集成電路的微型化,對空氣中受控粒子粒徑的要求從0.3~0.5μm發展到0.05μm甚至更小,充分體現了現代工業對潔淨技術的需求。

在製藥工業方麵,藥品 的質量反映在療效、安全性和藥品穩定性等要素上。影響這三個要素的重要環節是藥品的配方和生產方法。而生產方法又包含了生產技術和生產環境兩個方麵。生產 環境是環境控製的各項措施綜合作用的結果。如製藥車間的建築設計、裝修,空調淨化係統的設計、運行、維護管理等。其環境控製的目的是為了防止藥品因汙染或 交叉汙染等任何危及產品質量的情況發生。

臨床經驗證明,當用於靜脈注射和滴眼藥等製劑,在生產過程中被塵埃微粒汙染並進入人體血液,可能會出現以下症狀:

1.某些較大粒徑的微粒隨藥液進入血管,可能會直接造成血管阻塞,引起肌體局部缺水而萎縮或水腫;

2. 如果紅細胞聚集在侵入的微粒等異物上,可能形成血栓,導致血管閉塞和靜脈炎等病症;

3. 微粒侵入組織,在巨噬細胞的包圍和培植下還可能引起異物肉芽腫;

4. 微粒等異物的相互作用,可能引起過敏反應、血小板減少等症狀。

當藥劑在生產過程中被微生物汙染,不僅會導致藥效降低或藥品變質,還會引起臨床預料不到的疾病。如由微生物所產生的多糖物引起患者的熱原反應;細菌汙染藥品可能引起敗血症、內毒素中毒等。

片劑、散劑等普通藥劑在生產過程中汙染所引起的臨床感染病症,在國外也已有實例報道。

醫院是病人就診、治療和康複的特殊場合,也是病毒、細菌的滋生和傳播源。醫院內一旦發生感染和交叉感染,則關係到更多的就診者和醫護人員。發生在2003年春季的全球SARS(俗稱非典)感染,就說明了在醫院采取對空氣環境控製的重要性。

基於應用空氣潔淨技術的重要性,潔淨技術的發展已成為現代工業生產和科學實驗活動不可缺少的重要標誌之一。

如果說20世紀60年代潔淨技術在美國、歐洲等發展國家的廣泛應用,是潔淨技術的大發展時期,那麽此後就是潔淨技術在全球各個領域快速和規範發展階段。

1961年美國製定了國際上最早的潔淨室標準(美國空軍技術條令203)。並把編製聯邦政府標準的任務交給了原子能委員會的出版機構。同時基本完善了單向流潔淨技術,建造了100級潔淨室。

1963年底美國頒布了第一個軍用部分的聯邦標準FS-209。從此聯邦標準“209”不僅是美國的著名潔淨技術標準,而且成為國際上普遍通用的潔淨技術標準。

1966年美國頒布了修訂後的FS-209A。

1973年美國頒布了聯邦標準FS—209B;

1976年美國對聯邦標準FS—209B進行了修訂;

1988年美國頒布了聯邦標準FS—209D;

1992年美國頒布了聯邦標準FS—209E。

在此期間,前民主德國、法國、前蘇聯、日本、英國、澳大利亞、俄羅斯等國家相繼頒布和製定了各國的潔淨技術標準和藥品生產質量管理規範(GMP)。

表0-1  世界一些國家頒布的潔淨室標準

公布時間

各    國    標    準

1961.3

美國空軍技術條令TO.00-25-203

1963.7

美國空軍技術條令TO.00-25-203第一次修訂本

1963.12

美國聯邦標準FS-209

1964

(前)蘇聯標準(計重法)

1965.8

美國空軍技術條令TO.00-25-203第二次修訂本

1965

(前)蘇聯標準CH317-65(計數法)

1966.6

聯邦德國標準

1966.8

美國聯邦標準FS-209A

1967.8

美國國家航空與航天管理局NASA標準NHB5340.2

1968

民主德國標準

(續表)

1972

法國標準ASPEC Communication 7202

1973.4

美國聯邦標準FS-209B

1973

(前)蘇聯標準OCT11Ⅱ-170-050.001-73

1975

日本工業標準B9920

1976.5

美國聯邦標準FS-209B修訂

1976,1977

聯邦德國標準VDI 2083

1976

英國標準

1976

澳大利亞標準

1987.10

美國聯邦標準FS-209C

1988

日本工業標準JIS B 9920潔淨室懸浮微粒的測定方法和潔淨室潔淨度的評價方法(修訂案)

1988

日本空氣潔淨協會標準

1988.6

美國聯邦標準FS-209D

1992.11

美國聯邦標準FS-209E

1996

俄羅斯標準GOSTR 50766-95

1999.5

國際標準ISO 14644-1

表0-2  世界一些國家、地區、組織頒布的藥品生產質量管理規範(GMP)

公布時間

頒布規範的國家、地區、組織

1973

日本藥品生產質量管理規範(JGMP)

1983

英國藥品生產質量管理規範(橙色指南)

1984

加拿大藥品生產質量管理規範

1984

韓國藥品生產質量管理規範

1985

中國藥品生產質量管理規範

1988

東南亞國家聯盟藥品生產質量管理規範(ASEAN GMP)

1989

中國獸藥生產質量管理規範(試行)

1990

藥品生產檢查互相承認公約的藥品生產質量管理規範(PIC GMP)

1990修訂)

中國台灣地區“優良藥品製造標準”

1991

美國現行藥品生產質量管理規範(CFR GMP)

1991

美國FDA生物技術檢查指南

1991

美國FDA原料藥檢查指南

1992

世界衛生組織藥品生產質量管理規範(WHO GMP)

1992

歐洲共同體藥品生產質量管理規範(EEC GMP)

1992修訂)

中國藥品生產質量管理規範

1997

歐洲聯盟藥品生產質量管理規範(EU GMP)

1998修訂)

中國藥品生產質量管理規範

我國的潔淨室技術研究開始於20世紀60年代初,70年代潔淨室技術主要用於我國的電子工業,尤其是半導體集成電路生產用潔淨室,相繼建成了一批潔淨廠房,並研製成功5級(100級)、6級(1000級)單向流工業潔淨室和手術潔淨室。

在我國雖然潔淨技術研究起步較晚,但發展較快。不僅逐步完善了潔淨技術理論,而且潔淨廠房用設備和材料,如高效過濾器、潔淨工作台、層流罩、空氣吹淋室、潔淨傳遞窗等相繼研製成功並投入生產。到20世紀70年代末,我國潔淨室設計、建造和潔淨技術的發展走向成熟階段。

1984年我國頒布了國家標準《潔淨廠房設計規範》(GBJ73—1984);

1991年頒布了行業標準《潔淨室施工及驗收規範》(JGJ7190);

1994年頒布了《實驗動物環境與設施》(GB/T14925—1994);

1996年國家醫藥管理局頒布了《醫藥工業潔淨廠房設計規範》(GMP—97);

2001年修訂了原《潔淨廠房設計規範》(GBJ73—1984),頒布了新的國家標準《潔淨廠房設計規範》(GB50073—2001);

2002年頒布了國家標準《醫院潔淨手術部建築技術規範》GB50333—2002;

高潔淨度潔淨室的建成和技術規範的相繼頒布,標誌著我國的潔淨技術發展進入了一個新階段。

空氣潔淨技術發展至今解決了國家市場安全問題以及科技的研發創新,有效的帶動了市場的經濟水平。電子微型化,食品安全,藥品安全,醫療感染控製,核電安全,航空安全,軍工製造,生物與物理實驗室研究等都離不開空氣潔淨技術的支持。

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