中國空氣潔凈工程的研究和應(yīng)用開始于20世紀(jì)50年代末,第一個潔凈室于1965年在電子工廠建成投入使用,同一時期我國的高效空氣過濾器(HEPA)研制成功投入生產(chǎn)。20世紀(jì)60年代是我國潔凈技術(shù)發(fā)展的起步時期,在高效過濾器研制成功后,相繼以HEPA為終端過濾的幾家半導(dǎo)體集成電路工廠、航空陀螺儀廠、單晶硅廠和精密機械加工企業(yè)的潔凈室建成。在此期間,還研制生產(chǎn)了光電式氣溶膠濁度計,用以檢測空氣中塵埃粒子濃度;建成了高效過濾器鈉焰試驗臺,這樣便為發(fā)展我國空氣潔凈工程提供了基本的條件。
從20世紀(jì)70年代末開始,我國潔凈技術(shù)隨著各行各業(yè)引進技術(shù)和設(shè)備的興起得到了長足進步。1981年無隔板高效空氣過濾器和液槽密封裝置通過鑒定并投入生產(chǎn),隨后0.1pm高效空氣過濾器研制成功,為滿足超大規(guī)模集成電路的研制和生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。20世紀(jì)80年代我國空氣潔凈工程和潔凈廠房建設(shè)取得了明顯的成果,在建設(shè)大規(guī)模集成電路工廠、研究所、彩色顯像管工廠以及制藥工廠潔凈廠房的同時,建成了一批100級(5級)、1000級(6級)的潔凈室,如500平方的100級(5級)垂直單向流潔凈室、1080平方的100級(5級)垂直單向流潔凈室、100級(5級)水平單向流手術(shù)室等,這批潔凈工程的相繼建成并投入使用,標(biāo)志著我國的潔凈技術(shù)發(fā)展進入了一個新的階段。
空氣潔凈工程的應(yīng)用范圍:
潔凈技術(shù)經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的發(fā)展,其應(yīng)用范圍越來越廣泛,技術(shù)要求也越來越復(fù)雜。目前,它的代表性應(yīng)用領(lǐng)域為微電子工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生及食品工業(yè)等。它的應(yīng)用領(lǐng)域主要有:
1)微電子工業(yè)。
2)半導(dǎo)體制造業(yè)。
3)微機械加工業(yè)。
4)光學(xué)工業(yè)。
5)凈純化學(xué)試劑制造業(yè)。
6)生物技術(shù)工業(yè)。
7)制藥工業(yè)。
8)醫(yī)療器械與移植裝置的生產(chǎn)與包裝工業(yè)。
9)食品與飲料工業(yè)。
10)醫(yī)院及其他保健機構(gòu)。
1.微電子工業(yè)
微電子工業(yè)是當(dāng)前對潔凈室要求最高的行業(yè)。大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(LSI、VLS1)的發(fā)展,對微塵控制要求越來越高。集成電路制造工藝中,集成度越大,圖形尺寸(以線寬為代表)越細,對潔凈室控制粒徑的尺寸也要求越小(通常為線寬的1/10),且含塵量也要求越低。此外,現(xiàn)代工業(yè)中的液晶、光纖等的生產(chǎn),同樣有潔凈度的要求。
2.醫(yī)療工業(yè)
(1)藥品生產(chǎn) 我國的《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》(又稱GMP)已在全國范圍內(nèi)實施,對相應(yīng)工藝過程及生產(chǎn)環(huán)境提出了不同潔凈級別的要求。對于原料藥制備、粉劑、針劑、片劑、大輸液的生產(chǎn)、灌裝等工藝,均已制定了潔凈區(qū)和控制區(qū)的潔凈標(biāo)準(zhǔn)。除了限定空氣中塵埃粒子的大小和含量外,對生物粒子(細菌數(shù))也有明確的限制。
(2)醫(yī)院 白血病的治療室、燒傷病房、外科手術(shù)室,也必須根據(jù)具體條件采用空氣潔凈工程,以防止空氣中細菌感染,對治療環(huán)境起到控制作用。
3.食品工業(yè)
食品工業(yè)中使用潔凈技術(shù)較有代表性的是無菌裝罐。食品的無菌包裝(如軟包裝鮮果汁、牛乳等),在保持食品色、香、味、營養(yǎng)等方面大大優(yōu)于高溫殺菌的罐裝食品。所謂無菌包裝,就是在潔凈環(huán)境中完成包裝工藝。除無菌罐裝外,空氣潔凈工程在食品的釀造、發(fā)酵中對純種的培養(yǎng)、分離、接種、擴種以防止菌體等污染及提高產(chǎn)品質(zhì)量也有重要作用。
4.生物安全
在遺傳工程、藥品及病理檢驗、生物分子學(xué)、國防科研等方面常常需要在無菌無塵的環(huán)境中進行操作,一方面要要求試件不受其他微生物污染,另一方面又要求所研究的材料,如腫瘤病毒、高危險度病原菌、放射性物質(zhì)等不致外溢,危害操作者的健康及污染環(huán)境。對于這類實驗操作,一般要求兩級隔離,第一級常用生物安全工作柜使工作人員與病原體等危險試件隔離;第二級是將實驗工作區(qū)與其他環(huán)境隔離。這類實驗室與一般潔凈室不同,其處于負壓狀態(tài)。
5.實驗動物飼養(yǎng)
為了保證醫(yī)藥品、食品長期試驗的安全性,以及病理等方面研究結(jié)果的可靠性,要求實驗動物在潔凈環(huán)境中飼育。從控制微生物的角度出發(fā),可將醫(yī)學(xué)及生物學(xué)等實驗所用的實驗動物飼育環(huán)境分為三類:隔離系統(tǒng)、半隔離系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。前兩類系統(tǒng)所飼養(yǎng)動物要求無菌(包括細菌、病毒寄生蟲等),或者僅允許帶有已知的幾種微生物,或者不允許帶有某些特定的致病菌等。
空氣潔凈工程也廣泛應(yīng)用于宇航、精密機械、儀器儀表、精細化學(xué)等行業(yè)中。