Temizodalar İçin Güvenli Hava Filtreleri

Barış Salman

İlaç, gıda ve yarı iletken elektronik imalatı yapan endüstriyel alanlarda temiz bir üretim ortamı sağlamak oldukça büyük önem arzeder. Elektronik endüstrisinde, ürün üzerinde kontaminasyon ve bundan kaynaklanan istenmeyen etkilerden kaçınmak için yalnızca mikronaltı partiküllerinin değil, aynı zamanda herhangi bir gaz emisyonunun, yani atomların ve belirli maddelerin moleküllerinin de kontrol edilmesi gereklidir.

Bir mikroçip üzerindeki bir elektronik iletkenin yapısal genişliğinin 30-250 nanometre civarında olduğunu düşünürseniz- karşılaştırmak bakımından bir insan saçı yaklaşık 300 kat daha kalındır - temizoda teknolojisi ve ilgili filtre sistemlerinin ne kadar gerekli olduğuna dair fikir edinebilirsiniz. Temizoda teknolojisi, ürün kalitesi üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir ve önleyici sürekli tedbir olarak; kusur, yeniden işleme, şikayet veya olağan dışı durumların sebep olduğu ürün sorumluluğu ile ilgili maliyetlerin önüne geçmeye yardımcı olur.

Partiküllerle ilgili olarak hava temizlik sınıflarının belirlenmiş yönetmelikleri ve tanımları-temizoda teknolojisini kullanan tüm endüstriler için ortak dayanak-uluslararası bir standart olan ISO 14644'e dahil edilmiştir. İlaç endüstrisi gibi doğa bilimleri alanları, kendi GMP (Good Manufacturing Practices - iyi üretim uygulaması) sınıflamalarını tanımlayan bir istisna oluşturmaktadır. ISO 14644'ün ana içeriğine ve gereksinimlere bağlı olarak hava filtreleme gereksinimine genel bir bakış Şekil 1'de gösterilmektedir.

Asılı partiküller ve yüksek verimlilikli filtrelerin kullanımı

HEPA ve ULPA filtreleri, hava işleme ünitelerindeki dış havadaki kaba ve ince tozların ayrılmasına ilaveten yüksek verimlilikteki partikül filtreleri (EN 1822'ye göre yüksek verimli hava filtreleri) olarak kullanılır. Yenilikçi üretim teknolojisi, yüksek kaliteli malzemeler ve sıkı kalite kontrolleri, karşılıklı uyumlu filtre kurulum ve muhafazası ile birlikte gerekli hava temizliğinin gerçekleştirilmesini sağlar. Kâğıt kalitesi, kıvrım sayısı ve derinliği; debi, basınç farkı ve enerji tüketimi açısından oldukça önemlidir. Pile derinliği fazla, geç kirlenebilen derin filtreler kullanmak ilk yatırım maliyetini artırsa da büyük enerji tasarrufu sağlar. Oldukça yüksek debi-çevrim sayılarıyla çalışan temizodalar gibi hassas mahallerde debi-basınç kontrolü sağlayabilecek VAV sistemleri ile birlikte kullanım; enerji tasarrufu, kullanım esnekliği, yüksek güvenlik konularında büyük fayda sağlayacaktır.

Tarama testini kullanarak partikül filtreleri (EN 1822) için test prosedürü

Temizoda teknolojisinde yüksek verimlilikli filtre olarak kullanılan partikül filtreleri, EN 1822 Avrupa standardına tabidir. Bu standart, verimli partikül hava filtrelerinin (EPA), yüksek verimlilikteki partikül hava filtrelerinin (HEPA) ve ultra düşük geçirimli hava filtrelerinin (ULPA) süzme performansının test edilmesiyle ilgilidir.

Standart beş bölümden oluşur. Sıvı veya katı aerosol testi kullanarak partikülleri saymak, etkililiği test etmek için bir yöntem sunar. Test, filtrenin en düşük süzme verimi gösterdiği partikül boyutunu belirlemeyi amaçlar. Bu partikül boyutu, her filtre için farklıdır ve buna MPPS (en çok nüfuz eden partikül boyutu) adı verilir. Kural olarak, cam elyaf kağıtlı partikül filtreler 0,1 ila 0,25 μm arasındaki küçük partikülleri ayırır.

Standardın dördüncü bölümü tarama testini kullanarak bir filtreyle ilgili kaçak testini açıklar. Filtre sınıfları H14, U15 ve U16'ya ait tüm partikül filtreleri otomatik olarak tarama testine tabi tutulur ve teslimat ile birlikte verilen test kaydı ile EN 1822'ye göre sızdırmaz olduğu belgelenir. Bu özellikle temizodalarda işlem kontrolü için çok önemli bir kriterdir. Filtre üretim tesisindeki bu kaçak testine ek olarak, bulunduğu yerdeki kurulum ortamında sistem üzerinde test yapmak da gereklidir.

ISO 14644-3'e göre kutu sızıntı testi

ISO 14644-3, montajlı filtre sistemlerini temizodalarda test etme prosedürünü açıklar. İlk olarak, tüm partikül filtreleri kurulum öncesi ve sonrası nakliye ve montajla oluşabilecek hasar ihtimaline karşı görsel olarak kontrol edilir. Bundan sonra, yerinde tarama prosedürü, grup H filtrelerinin (H13 ve H14) ve grup U filtrelerinin (U15 - U17) doğru ve sızdırmaz şekilde takıldığından emin olmak için kullanılır. Testler doğrudan filtre elemanı üzerinde, akışa yerleştirilen menfez, difüzör, dengeleyici elemanlar vb. engeller olmaksızın gerçekleştirilmelidir. Testteki amaç, partikül konsantrasyonu ve sızdırmaz conta oturma yüzeyini ölçmektir. Kabul edilebilir en yüksek partikül konsantrasyonu, montaj durumuna, ölçüm yöntemine, filtre türüne ve filtre sınıfına bağlıdır. Bu bütünlük testi, filtrenin ve montaj sisteminin sızıntısız olduğundan emin olmak için kullanılır; temizoda sınıfını teyit etmek için kullanılan test ayrıca yapılmalıdır.

Kutu:

Filtre sınıfı U16'dan EN 1822'ye kadar olan partikül filtreleri:

Filtreye yalnızca bir partikül nüfuz eder.

% 99.99995 verimliliğe sahip bir U16 filtresi 2 milyon partiküle maruz kaldığında yalnızca bir partikül filtrelenmeyecektir. Karşılaştımalı olarak, bir H13 filtresi (% 99,95 verimlilikte), 1000 partikül ve bir M6 filtresi (% 50 verimlilikte) bir milyon partiküle nüfuz eder.

Partikül filtreleri, nakliyeden önce verimlilik testlerine tabidir. Toplam verimlilik, ölçülen yerel filtreleme verimliliğine göre hesaplanmaktadır. Kriterler yerine getirilirse, filtrenin sızdırmaz olduğu onaylanır ve bireysel bir filtre numarası atanır.

Şekil 1. ISO 14644'ün ana içeriğine genel bir bakış

a) Çalışma durumlarını not edin (örneğin: boşta çalışma)
b) En iyi sonuç için, ISO sınıflandırması ile bağlantılı çalışma durumları tasarım sürecine başlamadan önce belirlenmelidir.
c) Kirlenme kaynağı ile korunacak alanlar arasında etkili bir engel. Bu mekanik bir sistem bariyeri veya aerodinamik bir bariyer olabilir.
d) Temizodadaki düşük türbülans laminer akış genellikle ortalama hava akışı hızına bağlıdır. Gerekli düşük türbülanslı hava akışı hızı, geometri ve termal koşullar gibi yerel özelliklere bağlıdır. Bu, mutlaka filtre için ön taraftaki hız değildir.
e) Türbülanslı akış ve karışık akış hava değişim oranı (saatteki hava değişimleri) ile belirlenir. Önerilen hava değişim oranları 3,0 m yüksekli odalar için geçerlidir.

________________________________________________

Yazar Hakkında

Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden 2007 yılında mezun olan Barış Salman, 2009 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi’nde Makine Mühendisliği Yüksek Lisansını tamamlamıştır. Lisans mezuniyetinin ardından 3 yıl Bina Otomasyon Sistem Çözüm Mühendisliği yapan Salman, 2010 yılından itibaren TROX’da çeşitli pozisyonlarda görev yapmıştır. Uzmanlık alanını HVAC sektöründe özellikle laboratuvarlar, BSL3 ve temizoda uygulamaları üzerine yaptığı projeler oluşturmaktadır. Halen TROX’da Sistem Satış Müdürü olarak görev yapan Salman, 1983 İstanbul doğumlu, evli ve 1 çocuk babasıdır.