空气洁净技术空气洁净技术1.绪论 洁净技术是一个新的科学技术领域洁净技术是一个新的科学技术领域,是一门跨专业、跨部门、跨学科的综是一门跨专业、跨部门、跨学科的综合性的新兴分支学科！合性的新兴分支学科！_ 江泽民江泽民 洁净技术主要应用领域洁净技术主要应用领域 电子、制药、生物工程、医疗卫生、食品、电子、制药、生物工程、医疗卫生、食品、化妆品和军工！化妆品和军工！1.1洁净技术的基本概念洁净度洁净度是指空气的洁净程度，通常是以室内单位体积空气含有一定大小粒径微粒的个数（或质量）来确定的。空气净化空气净化系指去除空气中的污染物质、控制房间或空间内空气达到洁净度要求的技术（亦称为空气洁净技术洁净技术）。普通空调除尘处理的颗粒物直径在1微米以上，空气洁净技术针对的颗粒物直径在1微米以下，同空调结合的洁净技术也称净化空调净化空调。净化空调净化空调是空调工程中的一种，它不仅对室内空气的温度、湿度、风速有一定要求，而且对空气中的含尘粒数、细菌浓度等均有较高的要求。洁净室洁净室是指经过空调净化及建筑内装饰等特殊处理，室内空气含尘浓度达到规定要求的密闭空间。这个空间可以用于厂房、实验室、手术室、病房等不同的用途。空气洁净系统空气洁净系统由处理空气的空气净化设备、输送空气的管路系统和用来进行生产的洁净环境（洁净室）三大部分构成。1.2洁净技术的任务 洁净技术是为了产品质量控制而兴起的。洁净技术是为了产品质量控制而兴起的。 就今天人类发展的水平来看，技术进步了，设备就今天人类发展的水平来看，技术进步了，设备进步了，人的知识水平提高了，但是，唯独环境进步了，人的知识水平提高了，但是，唯独环境退步了，空气质量退步了，污染加重了。退步了，空气质量退步了，污染加重了。杨振宁在杨振宁在20012001年中国科协学术年会上的判断，认年中国科协学术年会上的判断，认为今后三四十年中芯片的广泛应用、医学与药物为今后三四十年中芯片的广泛应用、医学与药物的高速发展和生物工程这三个方面将成为科技发的高速发展和生物工程这三个方面将成为科技发展的火车头，也就是说，这是今后三四十年科技展的火车头，也就是说，这是今后三四十年科技发展的三大战略方向。发展的三大战略方向。为了向三大科技战略方向进军，除了工艺本身以为了向三大科技战略方向进军，除了工艺本身以外，最主要的是要向洁净挑战，创造一个洁净度外，最主要的是要向洁净挑战，创造一个洁净度更高的室内微环境。更高的室内微环境。高科技产业发展的需求 加工的精密化（精密轴承等）加工的精密化（精密轴承等） 产品的微型化（集成电路等）产品的微型化（集成电路等） 产品的高纯度或高质量产品的高纯度或高质量 （化学工业、原子能工业（化学工业、原子能工业 及生物医药等）及生物医药等） 产品的高可靠性（宇航工业等产品的高可靠性（宇航工业等 ）显然，在上述四种情况中，如果有微粒显然，在上述四种情况中，如果有微粒( (固态固态的或者液态的的或者液态的) )进入产品，这种微粒就可能构成障进入产品，这种微粒就可能构成障碍、短路、杂质源和潜在缺陷。上述四种要求越碍、短路、杂质源和潜在缺陷。上述四种要求越高，则允许存在于环境空气中的微粒数量越少，高，则允许存在于环境空气中的微粒数量越少，也就是洁净程度越高。因此，洁净室技术已成为也就是洁净程度越高。因此，洁净室技术已成为科学实验和生产活动现代化的标志之一。科学实验和生产活动现代化的标志之一。洁净室控管之项目1.能除去空气中飘游之微尘粒子。2.能防止微尘粒子之产生。3.温度和湿度之控制。4.压力之调节。5.有害气体之排除。6.结构物与隔间之气密性。7.静电之防制。8.电磁干扰预防。9.安全因素之考虑。10.节能之考量。1.3洁净技术的历史与发展1919世纪中叶在医院外科手术前，先向手术室内喷洒石世纪中叶在医院外科手术前，先向手术室内喷洒石碳酸溶液，以控制感染，开始有了洁净室的概念。碳酸溶液，以控制感染，开始有了洁净室的概念。进入进入2020世纪，第一次世界大战后，美国航空仪表生产世纪，第一次世界大战后，美国航空仪表生产中建立中建立 控制装配区控制装配区 ，为工业洁净室的出现打下了，为工业洁净室的出现打下了基础。基础。 19401940年，美国创建了第一座洁净室，是洁净室的起源。年，美国创建了第一座洁净室，是洁净室的起源。19501950年，高效粒子空气过滤器（年，高效粒子空气过滤器（HEPAHEPA）问世，成为）问世，成为洁净技术发展史上的第一座里程碑。洁净技术发展史上的第一座里程碑。5050年代，美国基于精密机械、电子工业的需要而发展年代，美国基于精密机械、电子工业的需要而发展了污染控制技术。在朝鲜战争中，雷达设备的失效率了污染控制技术。在朝鲜战争中，雷达设备的失效率达达70%-80%70%-80%，应用空气洁净技术后，下降到，应用空气洁净技术后，下降到5%-8%5%-8%。19571957年前苏联第一颗人造卫星发射成功，刺激了美国年前苏联第一颗人造卫星发射成功，刺激了美国加速发展宇航工业，也相应加速制订有关控制标准的加速发展宇航工业，也相应加速制订有关控制标准的工作。工作。19611961年，层流（单向流）洁净室诞生。世界上最年，层流（单向流）洁净室诞生。世界上最早的洁净室标准早的洁净室标准美国空军技术条令美国空军技术条令203203形成。形成。19631963年美国颁布了洁净室第一个军用部分的联邦年美国颁布了洁净室第一个军用部分的联邦标准标准209209。19661966年美国颁布了修订后的联邦标准年美国颁布了修订后的联邦标准209A209A。19671967年美国又颁布了美国航空宇宙局标准，通常年美国又颁布了美国航空宇宙局标准，通常称为生物洁净室标准。称为生物洁净室标准。19651965年前，多用于航空工业，年前，多用于航空工业，19681968年起开始应用年起开始应用于部分医院。于部分医院。19731973年美国颁布了修订后的联邦标准年美国颁布了修订后的联邦标准209B209B。2020世纪世纪8080年代以后，美国和日本分别研制成功过年代以后，美国和日本分别研制成功过滤对象为滤对象为0.1m0.1m，捕集效率达捕集效率达99.99%99.99%的新型超高的新型超高效过滤器。最终建成效过滤器。最终建成0.1m100.1m10级和级和0.1m10.1m1级的级的超高级别洁净室，它使洁净技术的发展又进入一超高级别洁净室，它使洁净技术的发展又进入一个新时期。个新时期。1.4洁净技术在我国的发展前景电子：从电子信息产业，会发现中国洁净电子：从电子信息产业，会发现中国洁净室技术发展的三步曲：室技术发展的三步曲：彩电发展史，实现中国洁净技术的彩电发展史，实现中国洁净技术的大普及；大普及； “九五九五”期间浪潮，促进中国期间浪潮，促进中国洁净技术的大提高；洁净技术的大提高； 电子信息产业十年宏图，为中国洁电子信息产业十年宏图，为中国洁净技术创造了新的净技术创造了新的 “机遇机遇”。 制药生物工程制药生物工程： 国家药监局要求原料药和制剂的生产在2004年6月30日前必须达到GMP要求。GMP（goodmanufacturingpractice)即药品生产质量管理规范，是根据中华人民共和国药品管理法的规定而制定！1997年国家药品监督管理局颁布了医药工业洁净厂房设计规范（GMP97）。1998年国家药品监督管理局颁布了药品生产质量管理规范（GMP98）。 洁净手术室洁净手术室用空气洁净技术取代传统的紫外线等消毒方法而能对全过程实行污染控制的现代手术室内感染率可降低10倍以上。2000年，我国国家标淮医院洁净手术部建设标淮才颁布施行，仅洁净手术室一项，今后特有23万间的改建新建任务，费用将达100150亿元之巨，更不用说其他医学用房了。 洁净室市场预测洁净室市场预测 每年不少于每年不少于165165亿亿RMBRMB信息产业：信息产业：（50亿亿RMB） 包括包括 A.微电子：微电子：30亿亿RMB 主要是项目建设周期：主要是项目建设周期：2.5-3年年 （摩尔定律）（摩尔定律） B.光电子：光电子：20亿亿RMB （中国光谷）（中国光谷）医药行业医药行业：（：（45亿亿RMB）洁净更广泛应用除了三大战略方向之外，如食品、化妆品、汽车、仪表、建筑、文物保存等一般工业和民用事业的发展都提出了洁净要求，对室内环境空气洁净程度的控制对象也由过去的单一对象微粒，发展到包括分子态污染物质的两个对象。所谓分子态污染包括各种化学污染(所谓VOC)和分子态金属污染。一间建筑物(不论是居室还是实验室、车间)带来的化学污染就可达数百种。1.5洁净室分类工业洁净室工业洁净室以无生命微粒（包括无机性微粒和有机性微粒）的控制为对象。应用于电子工厂、精密仪器、实验室等生物洁净室生物洁净室以有生命微粒的控制为对象。应用于药厂、手术室、生物实验室、食品工业等分成：一般生物洁净室生物安全洁净室1.6空气污染物及其特点 通常所指的空气污染物主要有以下三类： 1. 悬浮在空气中的固态、液态微粒； 2霉菌、致病菌等悬浮在空气中的微生物； 3各种对人体或生产过程有害的气体。典型地区大气尘浓度浓度工业城市（污染地区）工业城市郊区（中间地区）非工业区或农村（清洁地区）计数浓度/粒/升计重浓度/mg/m3沉降浓度/t/月.km231050.311521050.10.31510515GB500732001（ISO14644ISO14644洁净度等级）洁净度等级）空气洁净度空气洁净度等级（等级（N N）大于或等于表中粒径的最大浓度限值（大于或等于表中粒径的最大浓度限值（pcpcm3m3）对应于国对应于国标标GBJ73-GBJ73-8484的等级的等级0.1m0.1m0.2m0.2m0.3m0.3m0.5m0.5m1m1m5m5m1 110102 2 2 2100100242410104 4 3 31000100023723710210235358 8 4 41000O1000O23702370102010203523528383 5 5100O00100O00237002370010200102003520352083283229291001006 6100000O100000O23700O23700O102000102000352003520083208320293293100010007 7 3520O03520O083200832002930293010000100008 8 3520000352000083200083200029300293001000001000009 9 8320O0O8320O0O293000293000 GMP(1998)洁净室区空气洁净度级别对应于国标对应于国标GB50073-GB50073-20012001（或（或ISOISO）的等级的等级洁净度级别洁净度级别尘粒最大允许数尘粒最大允许数m m3 3微生物最大允许数微生物最大允许数0.5m0.5m5m5m浮游菌浮游菌m m3 3沉降菌沉降菌m m3 35 5100100级级350035000 05 5l l7 71000010000级级350000350000200020001001003 38 8100000100000级级3500000350000020000200005005001010 300000300000级级105000001050000060000600001515我国医院洁净手术部建设标准等级沉降(浮游)细菌最大平均浓度空气洁净度级别相当于ISO级别I洁净手术室手术区0.2个/30min.90皿(5个/m3)周边区0.4个/30min.90皿(10个/m3)手术区100级周边区1000级56洁净辅助用房局 部 百 级 区 0.2个 /30min.90皿 (5个/m3)周边区0.4个/30min.90皿（10个/m3)1000级（局部100级）65II洁净手术室手术区0.75个/30min.90皿(25个/m3)周边区1.5个/30min.90皿（50个/m3）手术区1000级周边区10000级67洁净辅助用房1.5个/30min.90皿（50个/m3）10000级7III洁净手术室手术区2个/30min.90皿(75个/m3)周边区4个/30min.90皿（150个/m3）手术区10000级周边区100000级78洁净辅助用房4个/30min.90皿（150个/m3）100000级8IV洁净手术室5个/30min.90皿（175个/m3）300000级洁净辅助用房WTO制定的实验室类型与危险类别危险类别实验室分类实验室实例微生物实例I对个体及公众危险较低基 础基础教学枯草杆菌大肠埃希氏杆菌K12。II对个体有轻度危险，对公众的危险有限基 础（在必要时配备生物安全柜或其他适合个人防护的或机械密闭设备）初级卫生单位初级医院医生办公室诊断实验室大学教学单位及公共卫生实验室伤寒沙门氏茵乙型肝炎病毒结核分枝杆菌淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒III对个体有较高危险，对公众危险较低密 闭特殊诊断实验室布鲁氏菌属拉沙热病毒荚膜组织胞浆菌IV对个体及公众均有较高危险高度密闭危险病原体单位埃波拉一玛堡病毒口蹄疫病毒1.7空气净化技术空气净化不仅要除去空气中的生物粒子，也要除去其他各种颗粒，主要靠物理作用而不是靠化学方法。空气净化技术的目的是通过采用一整套洁净技术创造和保持一定空间内空气达到规定的洁净度。空气净化方法空气净化方法1、整体净化2、局部净化洁净室（净化空调）的结构组成（1）、组合式净化空调机组（2）、洁净送风管道（3）、洁净回风管道（4）、送风静压箱（5）、高效过滤器（6）、多孔扩散板（7）、洁净室吊顶（8）、洁净室隔断（9）、百叶回风口（10）、新风口1.8洁净室的气流组织单向流（unidirectionalairflown）：沿着平行流线，以一定流速、单一通路、单一方向流动的气流，曾被称为层流。非单向流（nonunidirectionalairflown）：具有多个通路循环特性或气流方向不平行的，不满足单向流定义的气流，曾被称为乱流。单向流洁净室风机过滤器单元送风方式 （FFU）示意图FFU吊顶安装图FFU结构图非单向流洁净室AHU空调箱洁净隧道1.8洁净室的控制参数人员进出洁净生产区和无菌操作洁净生产区的一般人员进出洁净生产区和无菌操作洁净生产区的一般程序程序如如何何进进入入无无尘尘洁洁净净室室？1、任何进入无尘洁净室的人，必须先进入无尘更衣室，穿上无尘帽、无尘口罩、无尘衣、静电防尘手套、无尘裤、无尘靴。2、接着就要进入风淋室。所谓风淋室是指一条“吹风的长廊”，不过在这条长廊中吹出来的强风是没有任何静电存在的离子风。这种离子风所具有的中和能力可以将人身上的正负电荷中和，而且依靠静电黏附在毛发、衣服上的灰尘也会自动脱落并粘在地板上的蓝色洗尘垫上。3、走过风淋室后，就进入无尘洁净室了。如果无尘洁净室生产的产品要防静电，则还要经过“静电桥”彻底地消除身上的静电。若进入百级洁净室还重复2、3步骤动作。工业洁净室的图片（1）工业洁净室的图片（2）工业洁净室的图片（3）工业洁净室的图片（4）门、传递窗过滤器出风口洁净走廊环氧树脂地板环氧树脂地板风淋通道货淋室货淋室洁净手术室示意图（1）手术室手术室图手术室过滤器风口无菌治疗室实验室（1）实验室（2）实验室（3）洁净工作台装配式洁净室医用净化手术室系统平面图医用净化手术室系统平面图END谢谢观看