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空気の清浄度【クリーンクラス】についての解説

当HPの製品であるアースプラス・エアーの導入事例の1つに、簡易クリーンルーム化した事例があります。病院などの処置室・診察室などで感染対策として使われているのですが、その時に「アースプラス・エアー運転後5分で『クラス50,000以下』になった」とあります。

この『クラス』とは何でしょうか?

簡潔に言えば、『ある部屋の中の空気がどのくらい綺麗か?』ということです。
手術室や精密機械を作る部屋では浮遊微小粒子・浮遊微生物が多すぎると「手術中に感染」「精密機械の製品の質が低下」など起こるため、これら浮遊物がある数以下であることが必要になります。

このような時、『部屋の中の空気がどのくらい綺麗か?』を判断する基準が、【クリーンクラス】です。
この基準にはいくつかの規格がありますので、今回解説していきます。

クリーンクラスについて

「クラス分けの基準」とは、まず空気1立方f(フィート)=30 b 立方体=約28リットル=1cfを単位とします。そしてこの1cfに含まれる粒経0.5b 以上の微粒子(チリ・ゴミ)の数によってクラス分けをしています。よって、空気1立方(fフィート)=1 cfの中に粒経0.5b 以上のチリやゴミが100個以内であれば、ISO5(クラス100)となります。1,000個以内であれば、ISO6(クラス1,000)となります。

クリーンクラスについて規格・基準表

代表的なクリーン規格

1 .JIS方式
  【表示方式: クラス1~クラス8】

JIS B9920の清浄度クラスの表示で、1 k 中にある0.1b 以上の粒子数を、10のべき乗で表した時の指数で表します。

2 .FED -ST D -2 0 9 D(米国連邦規格)
  【表示方式: クラス1、1 0、1 0 0、1 ,0 0 0、1 0 ,0 0 0、1 0 0 ,0 0 0】

単位は英国単位(FS単位)。0.5 b 以上粒子を基準とし、立方フィート中の粒子数を表示します。

3 .FED -ST D -2 0 9 E(米国連邦規格)
  【表示方式: クラスM 1~クラスM 7】

単位はメートル法(IS単位)を優先し、英国単位(FS単位)を併記します。清浄度クラスは0.5b 以上の粒子を基準とし、粒子数を10 X乗 個/k で表しX値をクラスとします。メートル法での計算であることを明確にするために、Mを付加しクラスM(X)と表示します。

4 .ISO 規格
  【表示方式: ISO クラス1~ ISO クラス9】

日米欧を中心に初の世界統一規格として作成が進められ「、クリーンルームと付帯する制御環境」を規定した次の二つから成ります。

  • ① ISO 1 4 6 4 4 -1 Part1「 空気清浄度のクラス分け」
  • ② ISO 1 4 6 4 4 -2 Part2「 試験及びモニター手法」

ISOクラス表示では基準粒子径は0.1 b 、基準体積は1 k でJIS方式を使用しています。

各産業分野の必要清浄度

BCR(バイオロジカルクリーンルーム)

薬品・医学・院病(製薬工程/注射液・アンプル注入/血液・リンゲル液・ワクチン保管/無菌手術室/一般手術室/回復室、ICU、CCU/無菌病室/新生児・未熟児室/無菌室/手術用器具保管/無菌動物実験/細菌実験/薬剤室/一般病室/診療室),食品・造醸(牛乳、酒、乳酸菌飲料/清涼飲料水のびん詰め、打栓工程/乳製品・生菓子包装工程/スライスパックハム製造/きのこ植種/食肉加工)の必要清浄度

 

ICR(インダストリアルクリーンルーム)

半導体工業(/結晶精製/拡散/エッチング工程/位置合せ/表面処理/金属蒸着/組立・試験/原料/研磨/梱包/半製品保管/),レーザ工業(ガスレーザ/固体レーザ/半導体レーザ/レーザメス),光学機器(レンズ研磨工程/目盛彫刻/医学用カメラ加工・組立/レンズ張合せ工程/フィルム製造・乾燥/マイクロフィルム、現像、乾燥/組立/塗装/試験、検査)の必要清浄度

時計・精密機械(電子時計・部品組立/ロケット用部品加工・組立/人工衛星制御装置/高信頼度部品・装置/ミニチュアベアリング/普通ベアリング/組立・検査),電子計算機(磁気ドラム/磁気テープ/加工、組立、試験、検査),電子機器・電気計測器(ブラウン管/高信頼管/ビジコン/プリント板/小形リレー/精密電気計器/部品、加工、組立、検査)の必要清浄度

クリーンブース(クリーンルーム)の清浄度とクリーンユニット台数の計算方法

クリーンブース(クリーンルーム)で使用するクリーンユニット(以下、FFU)台数を算出する際は、以下の手順で行います。

①対象エリアのサイズと、必要となる清浄度を設定する。

 

②サイズ・清浄度を基に、対象エリアの換気回数を計算する。

 換気回数(N)とは、対象クリーンエリアに、1時間に何回空気を送り込むか(入れ替えるか)を表した数値です。
 (例:クリーンブース内の空気を8 0回入れ替える場合「、換気回数:8 0回」と言います。)

換気回数(N)は計算式1に基づいて計算します。

計算式1

N=(Q×60)/V
N=換気回数(回/時) Q=風量(k /x ) V=部屋の容積(k )

実際には、各クリーンクラスごとに目安となる換気回数(下表参照)を基に次の計算(③)を行います。

クラス(FED規格) 換気回数
クラス100 300回程度
クラス1,000 80回程度
クラス10,000 40回程度
クラス100,000 20回程度

 

③必要な風量を計算する。

 風量(Q)は計算式2に基づいて計算します。

計算式・2

Q=N×V/60
N=換気回数(回/時) Q=風量(k /x ) V=部屋の容積(k )

④風量(Q)を基に、必要なFFUの容量・台数を計算します。

●例
・クリーンブースサイズ:W5×D5×H3 c
・目標清浄度:クラス10,000

この時の必要換気回数は40回であることから、クリーンブースの必要風量(Q)は
  Q=40x(5x5x3)÷60=50 k /x

ここで、風量10 k /x のFFUを使用すると
  50÷10=5台
つまり10 k /x のFFUを5台使用すれば、5×5×3 c のクリーンブースのクラスを10,000にすることが可能ということになります。

 

気流の違い

気流:ドラフトチャンバー

ドラフトチャンバー

  • HEPA フィルタ:なし
  • 作業スペース:ダーティー(陰圧)
  • 主な使用用途:
  • 揮発性の有害物質の暴露を防ぎながら行う化学実験
気流:クリーンベンチ

クリーンベンチ

  • HEPA フィルタ:あり
  • 作業スペース:クリーン(陽圧)
  • 主な使用用途:
  • 環境微生物の混入を防ぎながら行う生物実験
気流:安全キャビネット

安全キャビネット

  • HEPAフィルタ:あり
  • 作業スペース:クリーン(陰圧)
  • 主な使用用途:
  • 環境微生物の混入を防ぎながら暴露も防ぐ生物実験

 

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