Dans les industries ayant des exigences de propreté extrêmement élevées telles que la fabrication de semi-conducteurs, la biomédecine et la transformation des aliments, les salles propres et les ateliers sans poussière sont des espaces de production de base. La question de savoir si ces environnements peuvent atteindre le niveau de propreté requis dépend du fonctionnement efficace de divers filtres. De la poussière visible à l'œil nu aux polluants des particules au niveau micron,filtressont comme des "gardes environnementaux", bloquant les impuretés dans la couche d'air par couche. Cet article analysera en détail les types de filtres couramment utilisés dans les salles propres et les ateliers sans poussière à partir des dimensions des normes de classification, des caractéristiques de performance et des scénarios d'application, fournissant une référence intuitive aux praticiens de l'industrie et aux acheteurs.
Table des matières
Classification par efficacité de filtration: de l'efficacité primaire à la protection de l'efficacité ultra-élevée
Classification par structure et matériau: sélection ciblée dans différents scénarios
Segmentation par utilisation: double mission de filtration de l'air et de filtration liquide
Filtre dédié à la scène spéciale: demande personnalisée dans un environnement extrême
Sélection et maintenance des filtres: de la correspondance des paramètres à la gestion du cycle
Résumé: Choisissez à la demande et construisez un filet de protection pour un environnement propre
Classification par efficacité de filtration: protection en couches contre l'efficacité primaire à l'efficacité ultra-élevée
Filtre primaire: la première ligne de défense pour la pré-filtration
Définition et structure: Le filtre primaire (G, g 1- G4) filtre principalement les grands polluants de particules supérieurs à 5 μm, tels que la poussière, les cheveux, les débris, etc. Les matériaux communs sont des tissus non tissés, des mailles métalliques ou des plastiques en mousse, et la structure est principalement de type ou de pliage de plaque ou de pliage, installé à l'extrémité avant du système de ventilation.
Scénarios d'application: En tant que dispositif de pré-filtration, il protège les filtres à moyennes moyennes et à haute efficacité et prolonge leur durée de vie. Les scénarios typiques comprennent une entrée d'air frais de salle propre, la filtration primaire du système de climatisation et des ateliers ordinaires avec des exigences de propreté faible (telles que les salles propres ISO 8).
Avantages et limitations: faible coût, résistance au vent, remplacement facile, mais une faible précision de filtration et un remplacement fréquent (généralement 1-3}).
Filtre d'efficacité moyenne: un niveau clé qui relie les niveaux supérieurs et inférieurs
Niveau d'efficacité: les filtres à base d'efficacité (niveau F, F 5- F9) peuvent filtrer les particules de 1-5 μm. Les matériaux communs sont des fibres de verre, des fibres synthétiques ou des tissus non tissés, et la structure est principalement de type sac et de type plaque.
Fonction de base: éliminer davantage les particules moyennes après filtration primaire pour réduire la charge de filtres à haute efficacité. Par exemple, dans les salles blanches ISO 7, les filtres à moyen renforcement sont souvent utilisés en conjonction avec des filtres à haute efficacité pour s'assurer que le contenu d'impureté de l'air entrant dans la zone centrale répond à la norme.
Cas de l'industrie: Une certaine salle d'électronique automobile n'avait pas d'installation de filtre à moyen d'efficacité, ce qui a provoqué le bloquer le filtre à haute efficacité en 3 mois, et le coût de remplacement a augmenté de 40%; Après avoir installé le filtre d'efficacité moyenne, la durée de vie du filtre à haute efficacité a été prolongée à 1,5 ans.
Haut-Filtre d'efficacité (HEPA): la "force principale" de la salle blanche
Norme technique: HEPA (filtre à air à particules à haute efficacité) répond aux exigences de propreté de la classe 5 ou supérieure à la norme internationale ISO 14644-1, et l'efficacité de filtration de 0. 3μm les particules sont supérieures à ou égal à 99,97%.
Caractéristiques structurelles: du papier en fibre de verre ultra-fine ou une fibre de polypropylène est utilisé comme matériau filtrant, et le processus de pliage augmente la zone de filtration. Le cadre extérieur est principalement en alliage ou en bois en aluminium, et le besoin d'étanchéité est extrêmement élevé.
Applications typiques: atelier de fabrication de plaquettes semi-conducteurs (niveau ISO 5), ligne de remplissage aseptique pharmaceutique (zone de classe A propre), est l'équipement de base pour la filtration de terminal de salle propre. Par exemple, la zone de photolithographie doit être équipée de filtres HEPA pour empêcher la poussière d'affecter la précision de gravure des circuits à l'échelle nano.
Ultra-Filtre à haute efficacité (ULPA): la garantie ultime de la propreté des nano-niveaux
Performance ultime: ULPA (filtre à air de pénétration ultra-low) a une efficacité de filtration supérieure ou égale à 99,999% pour 0.
Matériaux et processus: Le matériau du filtre utilise des fibres de verre plus fines ou un matériau d'électrost électrostatique, et la conception structurelle doit éviter les courts-circuits de flux d'air. Il est souvent utilisé en conjonction avec des hottes à débit laminaires et FFU (unités de filtre de ventilateur).
Scénarios de base: fabrication de puces en dessous du processus 3NM, Laboratoires de biosafety (BSL -3 / 4), tels que le processus de gravure d'une usine de puces de mémoire, qui s'appuie sur des filtres ULPA pour contrôler les particules nano-niveaux dans les niveaux d'air à un chiffre à un chiffre.
Classification par structure et matériau: sélection ciblée dans différents scénarios
Filtre de plaque: modèle de base économique et pratique
Caractéristiques structurelles: Le matériau du filtre est posé à plat dans le cadre, avec une épaisseur mince (20-50 mm), couramment observée dans les niveaux d'efficacité primaire et moyenne.
Scénarios applicables: prétraitement de l'air frais, système de climatisation ordinaire, zones auxiliaires de salle propre (telles que les vestiaires, les salles de tampon), par exemple, l'atelier d'emballage d'une usine alimentaire utilise un filtre primaire de plaque pour bloquer les particules de farine dans l'air.
Avantages: prix bas et installation facile, mais l'inconvénient est que la capacité de rétention de poussière est petite et doit être remplacée fréquemment.
Filtre à sacs: équilibre entre la capacité de maintien de la poussière et l'efficacité
Principe de conception: le matériau du filtre est transformé en forme de sac en tissu, et la zone de filtration est augmentée par les plis, et la capacité de maintien de la poussière est 3-5 plus élevée que celle du type de plaque.
Couverture d'efficacité: de l'efficacité moyenne F5 à l'efficacité sous-haute F9, couramment utilisée au niveau intermédiaire des systèmes de ventilation de la salle propre. Par exemple, une salle propre pharmaceutique installe un filtre d'efficacité moyenne de type sac dans la boîte de climatisation et le remplace tous les 6 mois, ce qui réduit la fréquence de remplacement de 30% par rapport au filtre à plaque.
Remarque: Vérifiez régulièrement le sac de filtre pour voir s'il est endommagé pour éviter la contamination secondaire causée par la chute du sac.
Filtre plissé: un choix efficace pour l'optimisation de l'espace
Avantages de traitement: plier le matériau du filtre en une forme V ou une forme W pour maximiser la zone de filtration dans un espace limité, ce qui est courant dans les filtres à haute efficacité et à ultra-haute efficacité.
Applications typiques: unité de filtre à ventilateur FFU, Workbench propre laminaire, tel que la zone propre de classe 100 d'une usine électronique, qui atteint un flux unidirectionnel vertical à travers des filtres HEPA plissés densément disposés pour garantir qu'il n'y a pas d'adhésion de particules sur la surface de la tranche.
Données de performance: Sous le même volume, la zone de filtration du filtre plissé est 8-10 fois celle du type de plaque, et la résistance est réduite de 20%, ce qui convient plus à la conception de la salle propre avec un espace compact.
Filtre de maillage / fibre métallique: choix durable pour les environnements spéciaux
Caractéristiques du matériau: maillage en acier inoxydable, fibre d'aluminium ou fibre de céramique, avec une résistance à haute température et une résistance à la corrosion.
Scénarios applicables: environnement à haute température (comme la salle de peinture automobile, le four à recuit de plaquettes), un environnement élevé d'humidité ou de base acide (comme le processus de gravure dans l'atelier de production de batteries). Par exemple, une salle propre chimique utilise un filtre primaire en maille en acier inoxydable, qui fonctionne en continu depuis 2 ans dans un environnement de chlore gazeux sans rouiller, et sa vie est 5 fois celle des filtres en tissu non tissés ordinaires.
Subdivision par utilisation: double mission de filtration de l'air et de filtration liquide
Filtre à air: "Système de respiration" d'une salle blanche
Classification de base: En plus des types ci-dessus classés par efficacité, les filtres à air comprennent également:
Filtre de carbone activé: adsorbe les polluants chimiques tels que le formaldéhyde et les COV, couramment trouvés dans les ateliers d'emballage semi-conducteurs (pour empêcher les gaz organiques de corroder les copeaux).
Filtre électrostatique: adsorbe les particules par électricité statique à haute tension, sans remplacement fréquent des matériaux de filtre, adaptés aux scènes de pollution à faible concentration (telles que les systèmes d'aération fraîche de bureau).
Configuration du système: les salles propres utilisent généralement une combinaison de filtration en trois étapes de "primaire → moyen → efficacité élevée". L'air frais passe d'abord à travers le filtre primaire pour éliminer les grandes particules, puis passe à travers le filtre moyen pour éliminer les particules moyennes, et utilise enfin le filtre à haute efficacité pour atteindre la purification terminale pour garantir que la propreté de l'air répond à la norme.
Filtre liquide: le gardien de pureté du processus humide
Scénario d'application: Dans les processus humides tels que le nettoyage des microélectroniques, la préparation biopharmaceutique, le remplissage des aliments et des boissons, les filtres liquides sont utilisés pour éliminer les impuretés des particules dans l'eau ou la médecine liquide.
Types principaux:
Filtre à membrane microporeux: taille des pores 0. 1-10 μm, en utilisant du polypropylène (PP), du fluorure de polyvinylidène (PVDF) et d'autres matériaux, couramment utilisés pour la filtration en eau déionisée (comme le nettoyage de la post-transmission dans la fabrication de puces).
Filtre profond: il adsorbe profondément les impuretés à travers la couche de fibres, a une grande capacité de maintien de la poussière et est utilisé pour la pré-filtration de liquides hautement pollués (comme une clarification préliminaire du liquide de fermentation biologique).
Avertissement de cas: une usine pharmaceutique n'a pas réussi à effectuer une filtration de précision sur l'eau utilisée pour la préparation, entraînant des impuretés de particules de 5 μm dans la solution d'injection, ce qui a déclenché un lot de rappels de produits et de pertes directes de plus de 10 millions de yuans.
Filtres spéciaux pour scénarios spéciaux: exigences personnalisées dans des environnements extrêmes
Filtres à haute température
Exigences techniques: Peut résister à des températures élevées de 200-400, le matériau du filtre est un revêtement en fibre de verre ou une fibre de céramique, et le cadre extérieur est en acier inoxydable ou en plastique à haute température.
Applications typiques: Ligne de peinture des pièces automobiles (besoin de fonctionner pendant une longue période à 180 degrés), processus de cuisson à la tranche de semi-conducteur (température jusqu'à 300 degrés), comme la zone laminatrice d'une salle propre de module photovoltaïque, en utilisant des filtres HEPA résistants à la température à haute température pour s'assurer qu'aucune substance nocive n'est libérée au cours du processus de lamination à haute température.
Filtre anti-corrosion
Sélection du matériau: Pour l'acide, l'alcali, le spray salin et d'autres environnements corrosifs, le matériau filtrant est le polytétrafluoroéthylène (PTFE) et la polyéthersulfone (PE), et le cadre extérieur est en fibre de verre ou en acier inoxydable.
Cas de l'industrie: Dans la salle blanche d'une usine électronique dans les zones côtières, en raison de la forte teneur en sel dans l'air, les filtres ordinaires sont corrodés en 3 mois. Après les avoir remplacés par des filtres anti-corrosion revêtus de PTFE, la durée de vie est prolongée à 2 ans et le coût de maintenance est réduit de 60%.
Filtre antibactérien et antiviral
Mise à niveau de la fonction: les ions argentés, le dioxyde de titane et d'autres ingrédients antibactériens sont ajoutés au matériau filtrant, ou la technologie d'électrostatique est utilisée pour adsorber les particules de virus, et l'efficacité de filtration du coronavirus et des bactéries est supérieure à ou égale à 99,9%.
Applications clés: Covid -19 Atelier de production de vaccins, salle d'opération de l'hôpital (niveau ISO 6), par exemple, une société biopharmaceutique a installé un filtre antibactérien à l'entrée de la ligne de remplissage aseptique, réduisant le risque de contamination microbienne dans l'air de 80%.
Sélection et maintenance des filtres: de la correspondance des paramètres à la gestion du cycle
Analyse des paramètres clés
Niveau d'efficacité: Sélectionner en fonction du niveau de la salle propre, tel que le niveau ISO 5 nécessite HEPA (supérieur ou égal à 99,97%@{ 3.
Résistance et consommation d'énergie: résistance primaire inférieure ou égale à 50pa, efficacité moyenne inférieure ou égale à 100 pa, à haute efficacité inférieure ou égale à 250pa, une résistance trop élevée augmentera la consommation d'énergie du ventilateur et la surveillance et le remplacement réguliers sont nécessaires.
Capacité de maintien de la poussière: fait référence à la quantité de poussière accumulée lorsque le filtre atteint la résistance finale. Plus la capacité de maintien de la poussière est élevée, plus le cycle de remplacement est long (par exemple, la capacité de maintien de la poussière du filtre d'efficacité moyenne du sac peut atteindre 500 g / ㎡).
IndustrieNormes à suivre
Normes internationales: ISO 14644-1 définit l'efficacité de la classe et du filtre de la salle propre, et l'UE, l'annexe 1, exigent des exigences strictes sur l'étanchéité des filtres pharmaceutiques de la salle propre.
Spécifications domestiques: GB 50073-2013 "Spécifications de conception de la salle blanche" stipule la configuration du filtre de différentes industries, telles que la salle blanche d'une usine alimentaire doit être équipée d'une efficacité primaire + un système de filtration sous-hauteur d'efficacité sous-hauteur.
Points de maintenance et de gestion
Cycle de remplacement: 1-3 mois pour l'efficacité primaire, 3-6 mois pour une efficacité moyenne et 1-3 pour une efficacité élevée (doit être ajusté en fonction de la surveillance réelle de la différence de pression).
Test de fuite: Une fois le filtre à haute efficacité installé, un photomètre est nécessaire pour scanner le point de fuite pour assurer le scellement; Un compteur de particules de poussière laser est utilisé pour détecter régulièrement la concentration de particules en suspension dans la salle blanche.
Résumé: Choisissez à la demande pour construire un filet de protection pour un environnement propre
La sélection de filtres pour les salles propres et les ateliers sans poussière est essentiellement des types de filtres "fabriqués sur mesure" en fonction des caractéristiques de l'industrie (semi-conducteurs, médicaments, aliments), des niveaux de propreté (de l'ISO 8 à ISO 1), et des conditions environnementales (température élevée, corrosion et humidité élevée). De la pré-filtration primaire à la purification ultime d'Ulpa, de la filtration de l'air à la filtration liquide, les filtres à chaque niveau protègent la propreté de l'environnement de production.
Pour les entreprises, il est nécessaire d'éviter le malentendu de "seulement une efficacité élevée" ou de "simplification excessive": la filtration à faible efficacité ne peut pas non plus être omise dans les salles blanches de haut grade, entraînant une durée de vie raccourcie à haute efficacité, et ne peut être utilisée à l'aveugle dans des ateliers ordinaires pour entraîner des déchets de coûts. Dans le même temps, l'attention doit être accordée à la scellage de l'installation et à l'entretien régulier du filtre pour vraiment exercer son efficacité et réduire les risques de pollution et les coûts d'exploitation.
Au fur et à mesure que les processus semi-conducteurs se déplacent vers 2 nm et que les processus biomédicaux poursuivent des normes de stérilité plus élevées, la technologie des filtres évolue également vers "une efficacité plus élevée, une résistance plus faible et une durée de vie plus longue". À l'avenir, la surveillance intelligente (telle que les rappels de remplacement de liaison pour les capteurs de pression différentielle) et les matériaux respectueux de l'environnement (matériaux filtrants recyclables) deviendront les tendances de l'industrie et favoriseront la mise à niveau continue des systèmes de filtration de la salle blanche.