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德國 SISTEMA Apollo LN2 系列超純液態氮發煙機選型指南

德國 SISTEMA Apollo LN2 系列超純液態氮發煙機選型指南

(符合 ISO 14644-3 Annex B7/B12、EU GMP Annex 1 動態氣流可視化與自淨確效)


一、 前言與國際法規符合性

無菌潔淨室並非靜態環境,而是人員、原物料及傳輸機械頻繁活動的動態關鍵製程區。因應國際醫藥法規協協標準,包含 EU GMP Annex 1 (2022 年版第 4.21、4.22、8.19 及 9.28 條)、ISO 14644-3:2019 (Annex B.7 氣流可視化試驗與 Annex B.12 自淨能力驗證)、美國 FDA 無菌製程指南、USP <797>/<800>、NSF 49 以及 Federal Standard 209E 等規範,潔淨室與內部無菌操作設備在新建、改造、製程重組或例行定期再確效時,皆必須提出高標準之動態氣流軌跡分析(Dynamic Smoke Studies)與氣流自淨時間(Recovery Time)影片與數據佐證。

SISTEMA Apollo LN2 系列發煙機結合超純液態氮(LN2)與注射用水或去離子水(WFI / DI-Water),透過雙電熱線圈精密溫控汽化技術,產生兼具乾燥特性(Dry Character)與純白超高密度(Paper White Density)的超純無殘留煙霧。本系統徹底克服了傳統壓電超音波微霧量能不足、乾冰微粒過重沉降以及流體加熱絲產生化學油劑殘留之缺點,特別專為中型至超大空間(無菌室、大型充填連線、手術室、ISO 套房、半導體晶圓廠房)之全方位動態氣流分析設計。


二、 核心技術特點與微粒分佈特性

  1. 超純淨乾燥特性,零化學不揮發物殘留(NVR = 0):

    系統百分之百使用液態氮與注射用水或去離子水,完全不添加任何化學油脂、甘油或二元醇界面活性劑,絕不堵塞或腐蝕 HEPA/ULPA 高效濾網。測試結束後完全無需進行表面擦拭作業(No Wipe Down Required),可大幅省去冗長的清潔確效與擦拭取樣流程。

  2. 極致微粒分佈(百分之百小於 0.5 微米):

    根據雷射光學微粒計數器測量,煙霧粒子直徑全數落於次微米等級:

  3. 小於 0.3 微米:佔 28 %

  4. 0.3 微米 至 0.5 微米:佔 72 %

  5. 大於 0.5 微米:佔 0 %

    完全不產生大於 0.5 微米之粗大水滴或沉重冷凝液,展現極佳之中性浮力(Neutral Buoyancy),不自行下沉、不附著於設備機件,可精準呈現極微小亂流與流向。

  6. 無段出風調節與發煙溫度監控:

    內建高性能無塵離心鼓風機,支援 0 至 100 % 無段風量調節,並可由操作面板自由調控發煙溫度與氮氣消耗速度,確保出風動量與環境層流風速(如 Grade A 標準風速 0.36 至 0.45 m/s ±20%)完全等速匹配(Isokinetic Delivery)。

  7. 雙出口一體化與多點同步發煙:

    機身標配兩組直徑 80 mm 之出風口,搭配原廠分流模組可單機實現兩點、三點或四點同步釋放氣簾,免除移動機台造成的氣流干擾。

  8. 在線不停機補水與替換杜瓦瓶(Media Filling On The Fly):

    支援測試過程中不停機連續加注注射水,並可於運轉狀態下在線替換外接液態氮杜瓦瓶,能無間斷進行長達數小時之連續動態介入攝影。

  9. 耐化學滅菌與常壓安全設計:

    全機採用耐腐蝕不鏽鋼與潔淨級工程材料打造,可全面承受 6% 雙氧水(H2O2)、次氯酸鈣溶液(0.2 mL / 100 mL)或 70% 異丙醇(IPA)表面擦拭消毒。全系統運作壓力僅維持於 0.3 bar (43.5 psi) 極低微壓,具備三重超壓排氣安全閥,安全無虞。

  10. 模組化備援與原廠保固

    採用高度模組化架構,具備系統容錯與備援機制,德國原廠提供3 年之品質保固承諾。


三、 四大主力型號技術規格與選型比對

【型號:AP35 (LN2)】

  • 產品定位: 高機動靈活型(適用中大型無菌潔淨室與局部包覆測試)

  • 出霧口配置: 雙出風口(Double 直徑 80 mm)

  • 水箱容量: 13.5 公升(WFI / DI-Water)

  • 雙層真空杜瓦瓶容量: 35 公升不鏽鋼雙層真空杜瓦瓶

  • 加熱模組: 雙電熱線圈(Dual Coils)

  • 台車結構: 不鏽鋼半圓可拆卸防護推車,配備 4 顆高剛性抗靜電腳輪

  • 發煙能力: 每分鐘 8.2 立方公尺(290 立方英尺/分鐘)

  • 水消耗密度: 每分鐘 866 毫升

  • 單次加滿連續運轉時間: 約 47 分鐘

  • 60 分鐘循環總發煙量: 492 立方公尺

  • 有效視覺投射射程: 7 至 10 公尺

  • 機身外觀尺寸: 長 134 公分、寬 59 公分、高 88 公分

  • 標配配件項目: 直徑 80 mm 長 650 mm 直管發煙耙 1 支、直徑 80 mm 長 5 公尺導流軟管 1 條

  • 真空密封防損耗技術: 標配(內建液位過低警示)

  • 工作系統壓力: 常壓微壓系統(0.3 bar / 43.5 psi)

  • 電源供應規格: 單相 100 至 240V AC、47 至 63 Hz 全球寬電壓

【型號:AP50 (LN2)】

  • 產品定位: 高產能連續作業型(適用大型無菌充填產線與自淨時間驗證)

  • 出霧口配置: 雙出風口(Double 直徑 80 mm)

  • 水箱容量: 13.5 公升(WFI / DI-Water)

  • 雙層真空杜瓦瓶容量: 50 至 60 公升雙層真空杜瓦瓶

  • 加熱模組: 雙電熱線圈(Dual Coils)

  • 台車結構: 控制主機與杜瓦瓶採雙模組分離式推車,各自配備 4 顆腳輪(全機共 8 顆腳輪,可分開解耦推動)

  • 發煙能力: 每分鐘 8.0 立方公尺

  • 水消耗密度: 每分鐘 866 毫升

  • 單次加滿連續運轉時間: 約 60 分鐘

  • 60 分鐘循環總發煙量: 840 立方公尺

  • 有效視覺投射射程: 10 至 14 公尺

  • 機身外觀尺寸: 長 134 公分、寬 59 公分、高 127 公分

  • 標配配件項目: 直徑 80 mm 長 650 mm 直管發煙耙 2 支、直徑 80 mm 長 5 公尺導流軟管 2 條

  • 真空密封防損耗技術: 標配(待機時大幅抑制液態氮自然揮發)

  • 工作系統壓力: 常壓微壓系統(0.3 bar / 43.5 psi)

  • 電源供應規格: 單相 100 至 240V AC、47 至 63 Hz 全球寬電壓

【型號:AP100 (LN2)】

  • 產品定位: 超大發煙量長時間型(適用連續無人值守動態驗證與大空間壓差分析)

  • 出霧口配置: 雙出風口(Double 直徑 80 mm)

  • 水箱容量: 13.5 公升(WFI / DI-Water)

  • 雙層真空杜瓦瓶容量: 100 公升雙層真空杜瓦瓶

  • 加熱模組: 雙電熱線圈(Dual Coils)

  • 台車結構: 控制主機與杜瓦瓶雙模組分離式推車,共計 8 顆抗靜電腳輪

  • 發煙能力: 每分鐘 16.0 立方公尺

  • 水消耗密度: 每分鐘 866 毫升

  • 單次加滿連續運轉時間: 約 120 分鐘(2 小時連續發煙)

  • 60 分鐘循環總發煙量: 840 立方公尺

  • 有效視覺投射射程: 10 至 14 公尺

  • 機身外觀尺寸: 長 134 公分、寬 59 公分、高 127 公分

  • 標配配件項目: 直徑 80 mm 長 650 mm 直管發煙耙 2 支、直徑 80 mm 長 5 公尺導流軟管 2 條

  • 真空密封防損耗技術: 標配

  • 工作系統壓力: 常壓微壓系統(0.3 bar / 43.5 psi)

  • 電源供應規格: 單相 100 至 240V AC、47 至 63 Hz 全球寬電壓

【型號:AP150 (LN2)】

  • 產品定位: 旗艦極限發煙型(適用特大跨距廠房、晶圓廠與多區域氣流滲漏追蹤)

  • 出霧口配置: 雙出風口(Double 直徑 80 mm)

  • 水箱容量: 13.5 公升(WFI / DI-Water)

  • 雙層真空杜瓦瓶容量: 150 公升超大雙層真空杜瓦瓶

  • 加熱模組: 雙電熱線圈(Dual Coils)

  • 台車結構: 控制主機與杜瓦瓶雙模組分離式推車,共計 8 顆抗靜電腳輪

  • 發煙能力: 每分鐘 24.0 立方公尺

  • 水消耗密度: 每分鐘 866 毫升

  • 單次加滿連續運轉時間: 約 180 分鐘(3 小時連續發煙)

  • 60 分鐘循環總發煙量: 840 立方公尺

  • 有效視覺投射射程: 10 至 14 公尺

  • 機身外觀尺寸: 長 157 公分、寬 59 公分、高 127 公分

  • 標配配件項目: 直徑 80 mm 長 650 mm 直管發煙耙 2 支、直徑 80 mm 長 5 公尺導流軟管 2 條

  • 真空密封防損耗技術: 標配

  • 工作系統壓力: 常壓微壓系統(0.3 bar / 43.5 psi)

  • 電源供應規格: 單相 100 至 240V AC、47 至 63 Hz 全球寬電壓


四、 測試情境與型號選配建議

  1. 情境一:中小型無菌調配室、單一充填機台周邊氣流驗證(面積小於 100 平方公尺)

    建議選用:AP35 (LN2)

    選型理由:設備整體高度僅 88 公分,進出各級潔淨緩衝室與氣閘門非常靈活;單次注滿可提供 47 分鐘穩定發煙,足以完整錄製操作人員動態介入、工具傳遞與手部動作之氣流單向性。

  2. 情境二:標準高速無菌充填包裝產線、ISO 14644-3 Annex B12 自淨能力試驗

    建議選用:AP50 (LN2)

    選型理由:標配雙分離推車設計,便於在狹窄機台間個別部署;具備 60 分鐘發煙時間與每分鐘 8 立方公尺排氣量,雙出風口可同時於機台兩側布設氣簾,高對比紙白煙霧能精準量化計算自淨恢復秒數。

  3. 情境三:大型生物製藥無菌走廊、大型 RABS 與隔離器整合系統(需連續 2 小時測試)

    建議選用:AP100 (LN2)

    選型理由:配備 100 公升杜瓦瓶與每分鐘 16 立方公尺超大產霧速率,單次即可運作長達 2 小時,避免繁瑣的中途停機加料,適合完整動態批次生產之全流程氣流評估。

  4. 情境四:超大空間晶圓製造廠房、特大手術室、跨廠區壓差平衡與包覆性洩漏測試

    建議選用:AP150 (LN2)

    選型理由:具備頂規每分鐘 24 立方公尺輸出能力與長達 3 小時發煙續航力,強大之氣體生成能力能在數分鐘內建立巨量高對比視覺流場,快速辨識跨區負壓滲漏與死角渦流。


五、 原廠擴充配件與光學系統配置

  1. 潔淨級發煙耙(Fog Rakes):

  2. FL650.60-STR:直徑 60 mm、長 650 mm 直管發煙耙

  3. FL.1300.60-STR:直徑 60 mm、長 1300 mm 直管發煙耙

  4. FL.650.80-STR:直徑 80 mm、長 650 mm 直管發煙耙(全系列標準配件)

  5. FL.1300.80-STR:直徑 80 mm、長 1300 mm 直管發煙耙

  6. FL.1850.80-STR:直徑 80 mm、長 1850 mm 超長幅直管發煙耙

  7. FL.1350.80-T:直徑 80 mm、長 1300 mm T 型對稱雙向分流發煙耙

  8. 潔淨軟管與快拆接頭組:

  9. TUBE.3000.60-BS 與 TUBE.5000.60-BS:3 米與 5 米潔淨導流軟管(直徑 60 mm,含快拆法蘭)

  10. TUBE.3000.80-BS 與 TUBE.5000.80-BS:3 米與 5 米潔淨導流軟管(直徑 80 mm,含快拆法蘭)

  11. EXT.TUBE 延長模組:以每 1 米為單位累加之客製延長管段

  12. OUTLET.45° (80):直徑 80 mm 之 45 度出風彎管,用於特殊空間定向導流

  13. 調節閥、扁平氣簾噴嘴與分流器:

  14. THROTTLE.60 與 THROTTLE.80:直徑 60 mm 與 80 mm 管路手動節流閥,支援 0 至 100 % 輸出微調

  15. 80.60 RED:直徑 80 mm 轉 60 mm 變徑轉接管

  16. TUBE.CON (60) 與 TUBE.CON (80):管對管直通快拆對接頭

  17. NOZ.350 與 NOZ.500:350 mm 與 500 mm 寬幅扁平氣簾專用噴嘴,內含氣流整流導片

  18. T-SPLITTER.80-STRD:直徑 80 mm T 型對稱分流器

  19. Y-SPLITTER.80-STRD:直徑 80 mm Y 型雙通分流器

  20. Y-SPLITTER.80-THROTTLE:直徑 80 mm Y 型雙向分流器(兩處出風口各配置獨立可調蝶閥)

  21. QUAD:1 進 4 出 四向分流器

  22. 光學對比燈組與遠端無線遙控系統:

  23. LED.BOOST-GEN2 氣流對比光學照明套件:

    • 第一光源:360 顆 0.5W SMD 2835 冷白光強效矩陣 LED

    • 第二光源:18 顆 15W 高演色性 RGBWA 混色光棒(45 度投射角,支援 DMX 訊號控制)

  24. RC.AFM.AD 智慧長距離無線遙控器: 支援遠端啟閉、Flash 脈衝閃頻發煙、風量升降與多區控制

  25. 架設支架與安全防護運輸箱:

  26. TRIPOD-L/F 雙重升降腳架套件:配備不鏽鋼固定底座,高度最高可升至 4 公尺、寬度跨距可達 4 公尺,專用於架設超大跨距懸空氣簾

  27. TRIPOD-900 / 1200 / 1500:固定高度 900、1200、1500 mm 之不鏽鋼雙立柱支架

  28. BOX.AP35 與 BOX.AP50:歐規棧板級高剛性合成防護運輸箱

  29. BOX.AP100 與 BOX.AP150:歐規棧板級重型木質防震運輸箱

  30. IQ/OQ 確效文件夾:原廠完整安裝確效(IQ)與操作確效(OQ)技術驗收文件夾


六、 國際實績與採用客戶

德國 SISTEMA 系列產品已在國際主要製藥、生技、醫療工程及高階半導體製造商中獲得高度肯定,為應對美國 FDA、歐盟 EMA 與各國法規稽查之標準配備:

  1. 跨國製藥與生物技術大廠:

    Pfizer(輝瑞)、Novartis(諾華)、Roche(羅氏)、Merck Serono(默克)、AstraZeneca(AZ)、GSK(葛蘭素史克)、Sanofi(賽諾菲)、Eli Lilly(禮來)、Takeda(武田)、Boehringer Ingelheim(百靈佳殷格翰)、AbbVie(艾伯維)、Amgen(安進)、Novo Nordisk(諾和諾德)、Bayer(拜耳)、Sandoz(山德士)、Teva(梯瓦)、Alcon(愛爾康)、Allergan(愛力根)、Baxter(百特)、Grifols、CSL Behring、Patheon、Lonza(龍沙)、Catalent(康泰倫特)。

  2. 無菌設備整合與潔淨室工程公司:

    Sartorius(賽多利斯)、Getinge(潔定)、OPTIMA Pharma、Trescal、ENGIE。

  3. 先進半導體與精密光電製造商:

    ASML(艾司摩爾)、Lam Research(科林研發)、Microsoft(微軟)、OSRAM(歐司朗半導體)。

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