✅   Каталог: Чистые помещения

Чистые помещения необходимо отнести к числу важнейших достижений человечества, открывших возможности для создания большого количества новых продуктов. Практически все инновационные изделия создавались и создаются в условиях стерильной чистоты, обеспечить которые способны лишь специально подготовленные пространства. Особенно это касается фармацевтической отрасли, точной электроники.

Современная медицина во многом обязана своим развитием научным открытиям, сделанным в ходе множественных лабораторных исследований и опытов. В свою очередь гарантировать точность получаемых результатов при проведении исследовательской деятельности можно только за счет минимизации внешнего воздействия. Необходимо, чтобы от внешней среды не страдали исследуемые материалы, но и сама среда, а вместе с ней и человек, не подвергался опасностям изучаемых компонентов, например, вирусов и инфекций.

Создание чистоты является сложной задачей, и первым барьером на пути ее достижения выступают многочисленные бактерии. Человечество борется с ними на протяжении нескольких столетий, при этом необходимо понимание способов, как добиться создания локальных пространств, свободных от микроорганизмов, способных негативно влиять на точность проводимой научно-экспериментальной деятельности в различных отраслях экономики.

Инициаторами появления «чистых помещений» в 19 веке выступили хирурги, стремящиеся сократить количество инфекционных заражений. Первым добиться положительного результата в 60-е годы XIX столетия смог Лорд Листер, оперировавший в Королевской больнице Глазго. Он в частности применял карболовую кислоту для уничтожения существующих бактерий. С его помощью врач дезинфицировал инструмент, руки персонала, распылял его в воздухе и даже наносил на разрез.

Использованная специалистом антисептическая методика была ориентирована на применение антисептических средств для обработки поверхностей и рук персонала с целью сокращения количества бактерий, способных вызывать инфекционные заражения. В дальнейшем ученик Листера Вильям Мэйсуон вместе с коллегами продолжил работу в данном направлении, предложив использовать более эффективный, по его мнению, асептический метод борьбы с инфекциями.

В основе данного метода лежит стремление не уничтожения бактерий непосредственно в помещении, а формирование барьеров на пути их проникновения в хирургический разрез. Для этих целей была внедрена практика обязательного кипячения медицинского инструмента и перевязочных средств, усилена гигиена медицинского персонала во время проведения операций.

С начала XX века в практику медицины вошло обязательное использование масок, халатов и перчаток не только хирургами, но и их ассистентами. Вся спецодежда перед началом операции проходила процедуру обработки паром, пусть технологии вековой давности и не позволяли сравниться по эффективности с обработкой, проводимой в настоящее время. Заложенные на рубеже XIX-XX веков правила санитарно-гигиенического обеспечения в медицине продолжают сохраняться с незначительными изменениями до настоящего времени.

Научные достижения 20-40-х годов XX века, связанные с открытием возможностей ядерного деления, появлением в больших количествах химического и биологического оружия, привели к развитию технологий защиты от их факторов поражения. В частности появились фильтрационные установки HEPA, обеспечивающие возможность эффективной защиты замкнутых пространств от проникновения из внешней среды факторов ядерного, бактериологического и иного воздействия при применении средств массового поражения. В результате их установки удалось обеспечить возникновение «чистых помещений», обладающих минимальным уровнем концентрации аэрозольных загрязнителей в воздухе.

Наиболее остро потребность в «обеспыленных» производственных пространствах появилась в первой половине 50-х годов, когда в Соединенных Штатах компания Western Electric столкнулась с массовым браком при изготовлении гироскопов для оснащения ракет. Оказалось, что из сотни изделий соответствуют нормативным показателям только одно из них. Причины неисправности остальных оказалась пыль, присутствующая в цеху на производстве.

Первой компанией, ставшей использовать «чистые помещения», оказалась американская корпорация, занимавшаяся производством ядерного оружия. Инициатором перехода к ним стал ее глава Уиллис Уитфилд. Результатом его работы стала «суперчистая комната Уитфилда». Он полностью изменил подход к организации производственных помещений, как с теоретической точки зрения, так и на практике. В результате основной целью таких помещений стало блокирование проникновение частиц пыли в помещения, требующие минимизации количества частиц пыли.

Например, под запрет попали курение, использование графитовых карандашей, образующих крошки при написании, обязательное использование комплектов защитной спецодежды, дополнительно обрабатываемой посредством пылесоса перед входом в рабочие помещения. Регулярная уборка с использованием пылесосов проводилась и в самих помещениях, но при этом концентрация пыли (частицы размером не менее 0,3мкм) продолжала оставаться на уровне не менее 1 миллиона на кубический метр воздуха.

На фоне традиционных помещений это стало огромным прорывом, но Уиллис Уитфилд был уверен в наличии огромного нереализованного потенциала. Вместо подавления источников пылеобразования он решил сосредоточиться на их быстром удалении после генерации.

Результатом дальнейших исследований стало появление «сверхчистой комнаты Уитдилда». Фактически это был небольшой трейлер, выполненный из металла, имеющий внутреннее пространство из нержавеющей стали. Небольшой металлический стол для работы был размещен напротив специальной панели «абсолютного фильтра», обладающей размерами 10х4 фута, обеспечивающей фильтрацию движущегося внутри пространства воздуха. Он позволял задерживать частицы, обладающие размером более 0,3мкм. Чаще всего фильтры устанавливали на приточной вентиляции, в результате чего воздух проходил очистку еще до момента попадания внутрь рабочей зоны.

Конструкция комнаты была построена таким образом, что персонал мог обходиться без защитной одежды, пользоваться графитовыми карандашами и даже курить. Движение воздушных масс предусматривало плавное перемещение всех этих загрязнителей вниз, где они через специальный перфорированный пол покидают внутреннее пространство. Процесс полного обновления воздуха при этом занимает всего 6 секунд. Этого времени недостаточно, чтобы частицы пыли и других загрязнителей имели возможность перемешиваться в воздухе. На фоне помещений конкурентов, данное решение обеспечило прирост чистоты в 1000 раз.

В дальнейшем применение однонаправленного потока стало одним из основных решений в области защиты помещений. Аналогичным образом построены принципы функционирования «ламинарных боксов». Последние отличаются компактностью габаритных размеров, поэтому могут применяться, например, для оснащения лабораторий, создавая отдельное рабочее пространство внутри общего помещения. Одновременно бокс позволяет выполнять работы с опасными веществами, обеспечивая безопасность персонала и внешней среды от патогенов.