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洁净室的国内外研究发展现状

来源:kongqijinghua.4001850068.com         发布时间:2020-07-03 返回列表


在产品或科学研究中,为了防止有害因素对工作环境的污染,因此,新兴的洁净技术被广泛应用到对环境要求苛刻的行业中。现代科技的高速发展和相关产品对精度、洁净度、可靠性以及纳米级的需求,促使电子、医疗、制药、航天、航空以及食品等行业对环境的要求日渐增高,因此,洁净技术在这种强烈的市场需求下迅速发展。

20 世纪 20 年代初期,美国是对洁净技术就有了相关的科学研究。20 世纪 50年代,美国成功研制了高效性空气粒子过滤器(HEPA),取得了空气净化技术的首次飞越,实现了以 0.5μm粒径的尘粒数为技术标准来衡量空气洁净度,洁净室的概念就此开始了它划时代的历史使命。20 世纪 60 年代,美国总结了以往常规方式洁净室的气流组织所存在的一些问题,研制并推出了世界上第一个单向流洁净室(当时称为层流洁净室),这项成果对空气洁净技术来说具有里程碑式的意义。20 世纪 60 年代初,军事工业洁净度标准(FS-209)于美国正式施,之后,世界各国纷纷效仿该标准,致使国际上成立了洁净技术标准委员会,从而规范了国洁净室环境标准化(ISO/TC 209)20 世纪初期,国际洁净室环境标准组织制定了世界上首个洁净室《空气洁净度分级》(ISO 14644-1)的规定。20 世纪 70 年代,工业洁净技术得到了应用和普及,尤其是电子行业相关领域。世界各国对工业洁净室及其重视,并制定了相应的净化标准和措施,这使一些洁净技术针对不同行业有所不同的特点。在洁净室构造的反面,开始出现工厂化定型产品,并规范了洁净室人流与物流的管理。

生物科学研究和医学的发展急需新的技术来解决其环境因素的影响,这就促使了对工业洁净技术的借鉴和应用的必然性。早在 19 世纪 60 年代,英国已在手术室内用石碳酸的方法来消灭空气中的微生物,手术后感染率从 63%下降到18%,这就是微生物污染控制概念的萌芽。在 20 世纪 60 年代,美国就对生物洁净室开始了研究和探索,并在新墨西哥州的一家医院建成了世界上首个无菌手术洁净室;英国的一名整形外科医生也在进行多次防止空气中微生物引起感染的净化空调送风系统改进后,于 1966 6月建成类似于垂直单向流的洁净室。

20 世纪 60 年代末期,世界卫生组织正式制定了《药品生产质量管理规范》(GEP),受到了世界各国的广泛重视,在各国的 GEP 中对药品生产的空气洁净度都做出了严格规定。这对于药品及化妆品的相互感染病症产生了极大的抑制作用。 

20 世纪 70 年代之后,生物洁净技术开始进入新的纪元,在航天、航空、制药行业、医疗行业、食品行业、电子工业、生物实验室以及科学研究等领域得到了广泛应用,实践证明,空气洁净技术在这些行业中起到了关键的作用。

我国的空气洁净技术的应用和研究相比国外较晚,在20世纪60年代我国的空气洁净技术才开始起步,在 1965年建成了我国第一个电子业洁净室,这就拉开了我国空气洁净技术的发展和应用的序幕。伴随着我国的高效过滤器设备的研制成功,半导体电子企业、航空陀螺仪企业和精密加工企业开始建成了相应净化空气的洁净室,以减少环境尘粒对其进度和可靠性的影响。

随着科学技术的快速发展,电路集成变得更密集以及纳米技术的应用,使电子产业对洁净度的要求越来越高,就此我国在20 世纪 90 年代通过外资企业的引入,更高级别的空气洁净技术被广泛的应用到生产车间。由于空气洁净技术的广泛应用和相关洁净室的大量使用,我国的空气洁净技术在实际工厂中得到长足的进步。针对医药行业的特点和严格的环境要求,我国在 1988 年对制药业的生产环境指标进行了详细的规定,在《药品生产质量管理规范》

(GMP)中明确了不同药品生产制药车间的洁净指标。这对于我国制药工业的健康发展具有重要作用。在医疗方面,我国 20 世纪 80 年代建造了洁净手术室,例如,1980~1990年,上海长征医院在洁净室手术室中做337 例无一例感染。

随着现代科学技术的快速发展,对洁净室环境相继提出了更高和更新的要求,不仅对温度、相对湿度、防静电、防微振等严格的控制要求外,而且在空气净化方面已从尘粒控制发展到了分子污染、化学污染、微生物污染控制以及要求提供超纯气体、超纯水等。

随着空气洁净技术以及中央空调系统的发展,为了达到各行业对洁净区环境指标的严格要求,净化空调系统应运而生。随着对科学技术和各个时代的工艺要求日渐严格,实现了对中央净化空调系统各个电器的有效运行和对洁净区环境参数的控制。

制药行业对洁净度、温湿度以及压力等有严格要求,从而使药厂中央净化空调系统和一般中央空调系统相比有其自身的特点;但是,自动控制的发展过程和一般中央空调系统的自动控制是相同的。早期的中央空调系统控制采用的是继电器控制装置,由于它的接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高、可靠性和可维护性差等原因已被市场所淘汰。随着计算机技术和超大集成电路的发展,单片机控制技术逐渐被广泛应用,但是,由于其可靠性和抗干扰性比较差等因素,不适合工业系统设备的控制。随着自动控制技术、计算机技术等科学技术的不断发展,20世纪 60 年代,美国数字设备公司研制出了世界第一台可编程控制器(PLC),由于它接线少、体积小、可扩展性强、功耗小并且可靠性和可维护性强等优点,并逐渐崭露头角被应用到工业现场控制之中。由于中央空调系统使用了很多执行设备和传感器,所以它需要对时变非线性、分布参数、多变量进行控制,而 PLC的出现极大的满足了其复杂控制技术指标的自动化控制。

随着现代控制技术和理论的研究和发展,我国把模糊控制、智能算法、遗传算法以及数据挖掘技术等智能控制策略应用到了工业控制中,为此给中央空调系统的控制策略与控制方案带来了新的思路。

 

 





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