導入

最新の医薬品製造、半導体製造、バイオテクノロジー研究所、精密電子機器の組み立てにおいて、ISO クラス 5 の清浄度を達成するには、単に複数の FFU (ファン フィルター ユニット) を取り付けるだけでは不十分です。クリーンルームの実際のパフォーマンスは、FFU天井レイアウト設計、気流の均一性、空気交換率、圧力バランス。

FFU の配置が適切に設計されていないと、気流の乱流、デッドゾーン、粒子の蓄積、クリーンルームの圧力が不安定になる可能性があります。一方、適切に設計された FFU 天井システムは、安定した層流気流を維持し、汚染制御を改善し、長期的なエネルギー消費を削減します。

このガイドでは、気流適用範囲の計算、天井配置戦略、HEPA 濾過要件、一般的なエンジニアリングミスなど、ISO クラス 5 クリーンルームの効果的な FFU 天井レイアウトを設計する方法について説明します。

クリーンルームにおけるFFUとは何ですか?

FFU (ファン フィルター ユニット) は、クリーンルームの天井システムに設置される自己電源式の空気濾過装置です。それは以下を組み合わせます:

·ファンモーターシステム

·HEPAまたはULPAフィルター

·プレフィルターセクション

·エアフローコントロールモジュール

FFU は、ろ過された空気をクリーンルームの作業スペースに垂直下向きに継続的に供給し、安定した層流を生成して浮遊粒子を除去し、清浄度レベルを維持します。

FFU システムは以下の分野で広く使用されています。

·製薬用クリーンルーム

·半導体製造

·医療機器の製造

·バイオテクノロジー研究所

·ISOモジュール式クリーンルーム

ISO クラス 5 クリーンルームで FFU 天井レイアウトが重要な理由

ISO クラス 5 環境では、極めて低い浮遊粒子濃度が要求されます。わずかな気流の乱れでも、製品の品質やプロセスの安定性に影響を与える可能性があります。

FFU の天井レイアウトは以下に直接影響します。

·気流の均一性

·粒子除去効率

·温度の一貫性

·圧力カスケードの安定性

·オペレーターの汚染防止

適切な設計により、乱流や停滞ゾーンを生じさせることなく、きれいな空気が重要な作業領域を均等にカバーすることができます。

ISO クラス 5 のエアフロー要件

ISO 14644 規格によると、ISO クラス 5 クリーンルームには通常次のものが必要です。

·高い空気交換率

·一方向または層流の気流

·HEPAフィルターを通した空気を継続的に供給

·安定した差圧

ほとんどの ISO 5 クリーンルームでは、天井に取り付けられた FFU を備えた垂直層流エアフロー システムが使用されています。

一般的な気流速度範囲:

0.3〜0.5 m/s0.3sim0.5 mathrm{m/s}0.3〜0.5 m/s

推奨される天井被覆率:

60%∼90%60%sim90%60%∼90%

正確な FFU 量は以下によって決まります。

·部屋の寸法

·プロセス熱負荷

·機器密度

·清潔さの要件

·戻り空気構成

ISO クラス 5 クリーンルームの FFU 量の計算方法

FFU 天井設計の最初のステップは、必要な空気流量を決定することです。

基本的な空気流の計算:

Q=V×ACHQ = V 倍 ACHQ=V×ACH

どこ：

·Q = 総風量

·V = クリーンルームの容積

·ACH = 1時間あたりの空気の変化

ISO クラス 5 のクリーンルームの場合、1 時間あたりの空気の交換量は、多くの場合、下位クラスのクリーンルームよりも大幅に高くなります。

例：

クリーンルームでの測定:

·長さ：10m

·幅：8m

·高さ：3m

部屋の容積:

V=10×8×3=240m3V=10倍8倍3=240mathrm{m^3}V=10×8×3=240m3

必要な ACH が 240 の場合:

Q=240×240=57600 m3/hQ = 240 倍 240 = 57600 mathrm{m^3/h}Q=240×240=57600 m3/h

1 つの FFU が 1200 m3/h の気流を提供する場合:

N=576001200=48N = frac{57600}{1200} = 48N=120057600 = 48

クリーンルームには約 48 個の FFU が必要です。

推奨される FFU 天井レイアウト戦略

1. 均一なグリッドレイアウト

最も一般的なアプローチは、均一な天井グリッド配置です。

利点:

·バランスの取れた気流分布

·乱気流の減少

·メンテナンスが簡単

·スケーラブルなモジュール拡張

このレイアウトは、製薬および電子機器のクリーンルームで広く使用されています。

2. プロセス中心のレイアウト

重要な生産ゾーンでは、より高密度の FFU がカバーされます。

以下に適しています:

·無菌充填ライン

·半導体ウェーハのハンドリング

·精密実験室用ワークステーション

この方法は、二次ゾーンでのエネルギー消費を削減しながら、高リスクエリアの清浄度を向上させます。

3. フルカバー天井設計

ISO クラス 5 クリーンルームでは、安定した垂直エアフローを実現するために、高い FFU カバレッジ率が採用されることがよくあります。

一般的な適用範囲:

80%∼100%80%sim100%80%∼100%

このアプローチは次の場合に一般的です。

·GMP医薬品施設

·無菌の生産環境

·マイクロエレクトロニクス製造工場

GCC-FFU-500-クリーンルーム-レイアウト.pdf

GCC-FFU-600-クリーンルーム-レイアウト.pdf

GCC-FFU-900-クリーンルーム-レイアウト.pdf

GCC-FFU-1000-クリーンルーム-レイアウト.pdf

GCC-FFU-1200-クリーンルーム-レイアウト.pdf

GCC-FFU-2000-クリーンルーム-レイアウト.pdf

FFU システムの HEPA フィルター要件

HEPA フィルターは、FFU パフォーマンスの中核コンポーネントです。

一般的なフィルター効率:

99.97% @ 0.3 μm99.97% @ 0.3 μm99.97% @ 0.3 μm

一部の ISO 5 アプリケーションでは、さらに高い粒子除去効率を得るために ULPA 濾過が必要な場合があります。

重要な考慮事項は次のとおりです。

·フィルターの完全性テスト

·圧力降下の監視

·均一な気流バランス

·設置時の漏れ防止

FFU 天井設計のよくある間違い

不均一な FFU 分布

FFU をランダムに配置すると、気流のデッドゾーンと粒子の蓄積領域が作成されます。

戻り空気経路設計の無視

クリーンルームのエアフロー システムには、供給空気と効果的な戻り空気循環の両方が必要です。

還気設計が不十分だと、次のような問題が発生します。

·乱気流

·圧力の不安定性

·粒子再循環

過度の風速

エアフローが高いほど必ずしも良いとは限りません。

速度が高すぎると、次のような問題が発生する可能性があります。

·乱気流

·製品の乱れ

·エネルギー消費量の増加

不十分な天井被覆率

FFU カバレッジが低いと、ピーク動作条件中に ISO クラス 5 の清浄度を維持できない可能性があります。

FFU と従来のダクト式 HVAC システムの比較

集中型 HVAC システムと比較して、FFU クリーンルーム システムは以下を提供します。

これが、製薬業界や半導体業界で FFU ベースのモジュール式クリーンルームの人気が高まっている理由です。

ISO クラス 5 FFU クリーンルームに最適なアプリケーション

FFU 天井システムは次の用途に最適です。

·医薬品製造

·無菌調合室

·半導体組立て

·医療機器の製造

·バイオテクノロジー研究所

·精密光学部品の製造

結論

ISO クラス 5 クリーンルームのパフォーマンスを維持するには、効果的な FFU 天井レイアウト設計が不可欠です。適切な FFU 配置により、気流の均一性、汚染制御、圧力の安定性、操作効率が向上します。

クリーンルーム エンジニアは、単純に FFU の数を増やすのではなく、次の点に重点を置く必要があります。

·風量バランス

·天井張り率

·空気の戻り経路

·HEPA濾過効率

·プロセス固有のエアフロー設計

専門的に設計された FFU クリーンルーム システムは、ISO 準拠を達成するだけでなく、長期的な運用信頼性とエネルギー効率も向上します。

製薬、研究室、およびモジュール式クリーンルーム プロジェクトでは、最適化された FFU 天井設計が依然として汚染管理を成功させるための最も重要な要素の 1 つです。