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Tipos e Métodos de Classificação em Engenharia de Purificação
Criado em 2024.11.08
Em muitos campos, como produção industrial moderna, experimentos de pesquisa científica e cuidados médicos e de saúde, a engenharia de purificação desempenha um papel crucial. Ela pode criar um espaço limpo que atende aos requisitos para ambientes específicos, garantindo o progresso contínuo da produção e pesquisa, bem como a saúde e segurança das pessoas. Este artigo apresentará em detalhes os tipos de engenharia de purificação e métodos comuns de classificação.
I. Tipos de Engenharia de Purificação
(I) Engenharia de Purificação Industrial
1. Engenharia de Purificação na Indústria Eletrônica
O processo de fabricação de chips eletrônicos tem requisitos ambientais extremamente elevados. Em processos-chave como a fotolitografia e a gravação de chips, mesmo as menores partículas de poeira podem causar curtos-circuitos ou outros problemas de desempenho nos chips. Portanto, a engenharia de purificação na indústria eletrônica precisa criar um espaço de ultra-alta limpeza, geralmente atingindo o padrão ISO1-ISO3. Este tipo de engenharia de purificação também tem requisitos rigorosos para controle de temperatura, umidade e estática. Normalmente, a temperatura deve ser controlada dentro de 22℃ ± 1℃, e a umidade deve estar entre 45% e 55% para garantir a operação estável dos equipamentos de produção e a taxa de rendimento da fabricação de chips.
2. Engenharia de Purificação na Indústria Farmacêutica
A produção farmacêutica está relacionada à vida e à saúde humana. Desde o processamento de matérias-primas até a produção de preparações, é necessário um ambiente limpo. Por exemplo, na oficina de produção de injeções, microrganismos e poeira no ar podem contaminar os medicamentos, causando graves acidentes médicos. De acordo com diferentes elos de produção, os requisitos de limpeza da engenharia de purificação farmacêutica variam. Geralmente, nas áreas-chave da produção de medicamentos estéreis, como o processo de envase, é exigido um nível de limpeza de grau A (equivalente a ISO5), enquanto as áreas de fundo podem ser de grau C ou D (equivalente a ISO7 - ISO8). Ao mesmo tempo, este tipo de engenharia de purificação também deve focar na ventilação e no tratamento de esterilização do ar para prevenir a contaminação cruzada.
3. Engenharia de Purificação na Indústria Alimentícia
Durante o processamento de alimentos, especialmente para alguns alimentos com padrões de higiene extremamente elevados, como leite em pó para bebês e alimentos para cuidados com a saúde, a engenharia de purificação é essencial. A engenharia de purificação na indústria alimentícia visa principalmente prevenir problemas como contaminação microbiana e mistura de corpos estranhos. Nos processos de secagem e embalagem da produção de leite em pó, o número de poeira e microrganismos no ambiente precisa ser controlado, e a limpeza geralmente precisa atingir o nível ISO7 - ISO8. Além disso, a engenharia de purificação também deve considerar a prevenção de invasão de pragas e contaminação química para garantir a segurança e a qualidade dos alimentos.
(II) Engenharia de Purificação Biológica
1. Engenharia de Purificação Biológica em Laboratórios
Em laboratórios de pesquisa científica biológica, especialmente em áreas que envolvem pesquisa sobre microrganismos altamente patogênicos e experimentos de engenharia genética, a engenharia de purificação é a chave para garantir a segurança do pessoal do laboratório e a precisão dos resultados experimentais. Por exemplo, em laboratórios de biossegurança de nível P3 e P4, a direção do fluxo de ar precisa ser rigorosamente controlada e um projeto de pressão negativa deve ser adotado para evitar o vazamento de microrganismos. Ao mesmo tempo, o sistema de purificação deve ter uma função de filtragem de ar altamente eficiente, com uma eficiência de filtragem superior a 99,97% para partículas com diâmetro superior a 0,3 μm, e equipamentos especializados de desinfecção e esterilização devem ser equipados para lidar em tempo hábil com o espaço e os resíduos do laboratório.
2. Engenharia de Purificação em Salas de Cirurgia Hospitalar
A sala de cirurgia do hospital é um local importante para salvar vidas, e a engenharia de purificação pode reduzir o risco de infecções cirúrgicas. As salas de cirurgia são divididas em diferentes níveis de acordo com o tipo de cirurgia e os requisitos de limpeza. Por exemplo, transplantes de órgãos, cirurgias cardíacas, etc., precisam ser realizados em salas de cirurgia de grau I particularmente limpas, com um padrão de limpeza ISO5. A taxa de troca de ar por hora pode atingir 30 a 40 vezes para garantir a qualidade do ar na área cirúrgica. Ao mesmo tempo, fatores ambientais como iluminação, temperatura e umidade na sala de cirurgia também devem ser rigorosamente controlados para fornecer boas condições para o bom andamento da cirurgia.
(III) Outras Engenharias de Purificação Especiais Relacionadas a Salas Limpas
1. Engenharia de Purificação na Indústria Aeroespacial
Durante a fabricação e montagem de peças aeroespaciais, pequenas impurezas podem afetar o desempenho das peças e a confiabilidade da espaçonave. Por exemplo, na oficina de montagem de componentes ópticos de satélite, as operações precisam ser realizadas em um ambiente extremamente limpo para evitar que poeira afete a precisão da lente óptica. Este tipo de engenharia de purificação tem altos requisitos para a estabilidade do ambiente e a manutenção de longo prazo da limpeza, e também precisa evitar danos eletrostáticos a componentes eletrônicos de precisão.
2. Engenharia de Purificação na Indústria de Fabricação de Instrumentos de Precisão
O ambiente de produção de instrumentos de precisão, como microscópios de ponta e máquinas de litografia, requer um alto grau de limpeza. Durante o processo de montagem desses instrumentos, minúsculas partículas de poeira podem entrar no interior dos equipamentos, afetando sua precisão e desempenho. O requisito de limpeza geralmente se situa no nível ISO4 - ISO6, e fatores como vibração e interferência eletromagnética no ambiente de produção devem ser rigorosamente controlados para garantir a alta qualidade da fabricação dos instrumentos.
II. Métodos de Classificação da Engenharia de Purificação
(I) Classificação por Nível de Limpeza
Este é um dos métodos de classificação mais comuns. A norma internacional ISO14644 divide a limpeza em diferentes níveis, de ISO1 a ISO9. Quanto menor o número, maior a limpeza. Por exemplo, numa sala limpa de nível ISO1, o número de partículas com diâmetro superior a 0,1μm por metro cúbico de ar não é superior a 10, enquanto a restrição ao número de partículas numa sala limpa de nível ISO9 é relativamente mais flexível. Em aplicações práticas, indústrias de alta precisão, como a fabricação de chips eletrônicos, geralmente requerem um ambiente ultralimpo de níveis ISO1 a ISO3, enquanto oficinas de processamento de alimentos em geral podem precisar apenas atender ao nível ISO7 a ISO8.
(II) Classificação por Aplicação Industrial
Conforme mencionado acima, pode ser dividida em engenharia de purificação em diferentes indústrias, como eletrônica, farmacêutica, alimentícia, biológica e aeroespacial. Cada indústria tem focos diferentes em limpeza, temperatura e umidade, direção do fluxo de ar, antiestático, etc., devido à particularidade de seus objetos de produção ou pesquisa. Este método de classificação é útil para projetar e implementar esquemas de engenharia de purificação de acordo com as características de diferentes indústrias.
(III) Classificação por Forma de Organização do Fluxo de Ar
1. Unidirecional - Fluxo em Sala Limpa
Numa sala limpa de fluxo unidirecional, o fluxo de ar move-se numa única direção a uma velocidade uniforme na secção transversal. O ar flui da extremidade com alta limpeza para a extremidade com baixa limpeza. Esta forma de organização do fluxo de ar pode remover eficazmente partículas de poeira, mantendo a sala limpa num alto nível de limpeza. É frequentemente utilizada em locais com requisitos de limpeza extremamente elevados, como a oficina de fotolitografia na fabricação de chips eletrónicos e alguns laboratórios de biossegurança de alto nível.
2. Sala Limpa Não Unidirecional (Sala Limpa de Fluxo Turbulento)
A forma de organização do fluxo de ar da sala limpa de fluxo não unidirecional é relativamente complexa, e a direção do fluxo de ar não é única. O ar filtrado pelo filtro de alta eficiência forma um fluxo de ar misto na sala, diluindo a concentração de partículas de poeira na sala. Este tipo de sala limpa tem custos de construção relativamente baixos e é adequado para ocasiões com requisitos de limpeza relativamente baixos, como algumas oficinas comuns de preparação farmacêutica e oficinas de embalagem de alimentos.
(IV) Classificação por Objeto de Controle
1. Engenharia de Purificação para Controle de Partículas
Foca principalmente no controle de poeira, microrganismos e outras partículas no ar. Através de filtros de ar de alta eficiência, equipamentos de purificação de ar e outros meios, a concentração de partículas no ambiente é reduzida para atender aos requisitos de limpeza da produção ou experimentos. A maioria das engenharias de purificação inclui este importante conteúdo de controle de partículas.
2. Engenharia de Purificação para Controle Microbiano
Nos campos farmacêutico, biológico e outros, além do controle de partículas, o controle de microrganismos é particularmente crítico. Além de usar tecnologia de filtragem de ar, este tipo de engenharia de purificação também utilizará vários métodos, como esterilização ultravioleta e desinfecção química, para inibir o crescimento e a reprodução de microrganismos, garantindo que os indicadores microbianos ambientais atendam aos padrões relevantes.
3. Engenharia de Purificação para Controle de Poluição Química
Em alguns processos de produção sensíveis a substâncias químicas, como o processo de deposição de vapor químico na fabricação de semicondutores, é necessário o controle de poluentes químicos no ambiente. A engenharia de purificação adotará materiais adsorventes especiais, sistemas de ventilação e outras medidas para prevenir o acúmulo e a poluição de gases químicos, garantindo a estabilidade do processo de produção e a qualidade do produto.
Em conclusão, a compreensão dos tipos e métodos de classificação da engenharia de purificação é de grande importância para o projeto racional, construção e operação da engenharia de purificação. Diferentes tipos e classificações de engenharia de purificação estão interligados, fornecendo conjuntamente uma forte garantia para o desenvolvimento de alta qualidade de vários campos na sociedade moderna. Nossa Guangzhou Kunling Purification Equipment Co., Ltd. tem se dedicado a fornecer aos clientes soluções de engenharia de purificação de alta qualidade e profissionais para atender às necessidades especiais de diferentes indústrias e contribuir para a criação de ambientes de produção e pesquisa limpos e seguros.
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