cleanroom چیست؟ بررسی طراحی و استانداردهای آن

اتاقهای تمیز، محیط‌هایی هستند که برای کنترل غلظت ذرات معلق در هوا طراحی شده‌اند. در مقاله از اتاق تمیز اکیاس خلاصه به موضوع اتاق‌های تمیز پرداخته خواهد شد.

آنها طوری ساخته می‌شود که ورود، تولید و حفظ ذرات را به حداقل برسانند و همچنین سطح آلودگی را کنترل کنند. منابع زیادی برای آلودگی وجود دارد. سطح تمیزی اتاق تمیز یا کلین روم بر اساس تعداد ذرات موجود در هوای اتاق تعیین می‌شود.سامانه HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) اتاق تمیز سطح تمیزی اتاق را کنترل می‌کند. نکته کلیدی کنترل سطح تمیزی اتاق است.

علاوه بر این، اتاق های تمیز طوری ساخته می‌شوند که فشار، حجم هوای ورودی، دما و رطوبت کنترل شود. بنابراین، طراحی، ساخت و بهره‌برداری از اتاق‌های تمیز در کنترل محیطی آن اهمیت دارند.

فرآیندهایی که با آسیاب کردن، سایش، بخاردهی، تولید گرما، پاشش، چرخش و غیره همراه هستند، ذرات و دمه تولید می‌کنند و باعث آلودگی محیط اطراف می‌شوند. آلودگی می‌تواند منجر به توقف‌های هزینه‌بر و افزایش هزینه‌های تولید شود. cleanroom باید پس از ساخت نیز با همان استانداردهای بالا نگهداری و نظافت شود. مشخص شده است که بخش عمده این آلاینده‌ها از پنج منبع اصلی تولید می‌شوند: تأسیسات، افراد، ابزار، سیالات و محصولات در حال تولید همگی می‌توانند در ایجاد آلودگی نقش داشته باشند.

بیشتر این ذرات توسط لایه بیرونی سطح پوستمان ایجاد می‌شوند، اما ممکن است زمان‌هایی که نفس می‌کشیم، سرفه می‌کنیم، عطسه می‌کنیم، می‌خندیم، آواز می‌خوانیم و فریاد می‌زنیم، از طریق دهان و بینی نیز وارد هوای اطراف شوند. ذراتی که از دهان و بینی افراد خارج می‌شوند، قطرات مایع کوچکی هستند که به شدت آلوده به میکروارگانیسم‌ها هستند. این نشان‌دهنده اهمیت پوشیدن لباس تمیز و نحوه صحیح پوشیدن این لباس‌ها است.

برای مطالعه محتوا پس باکس اتاق تمیز کلیک کنید.

منابع آلودگی در cleanroom

چهار منبع اصلی آلودگی اتاق تمیز عبارتند از: کارکنان (یعنی انسان)، هوای اطراف، تمام سطوح داخل اتاق، محصولات و یا خود فرآیند. این منابع همگی به هم مرتبط هستند. هر چهار منبع به یک اندازه مهم هستند.

 کارکنان می‌توانند محصول یا فرآیند تولید را از طریق هوا، تماس مستقیم یا غیرمستقیم با سطوح مختلف و هم‌چنین تماس مستقیم با محصول و یا تجهیزات فرآیند آلوده کنند. همان‌طور که اشاره شد مهم‌ترین اثر آلاینده‌ای که افراد می‌توانند داشته باشند، از طریق فرآیند طبیعی ریزش منظم سلول‌های اپیدرمی است.

گفته می‌شود هر انسان در حالت نشسته و سکون، تقریباً 100000 ذره در دقیقه آزاد می‌کند. هنگام حرکت، حتی اگر اندک باشد، تعداد ذرات به‌طرز چشمگیری افزایش پیدا می‌کنند. اکثر میکروارگانیسم‌های اتاق تمیز در هوا هستند. اگر روی سطح خشک بنشینند، بعید است زنده بمانند و در حالت ایده آل، هر گونه آلودگی از اتاق حذف می‌شود.

به عبارت بهتر میتوان گفت اتاق تمیز محیطی است که در آن، سطح آلاینده‌های محیطی مانند گردوغبار، میکروب‌های معلق در هوا، ذرات آئروسل و بخارات شیمیایی در حد کنترل شده است. سطح آلودگی با تعداد (یا غلظت) ذرات دارای اندازه‌های معین در متر مکعب مشخص می شود. واحد اصلی اندازه‌گیری در آن میکرون (μm) است که یک میلیونیم متر است. در بخش علوم زیستی، غلظت ذرات 0.5 میکرومتری اندازه‌گیری می‌شود. برای مقایسه، موی انسان حدود 100 میکرومتر است.

طراحی اتاق تمیز

یک عامل حیاتی در طراحی اتاق تمیز، کنترل تعداد دفعات تغییر هوا در ساعت است که به آن نرخ تغییر هوا نیز گفته می‌شود و تعداد دفعاتی در هر ساعت است که هوای فیلترشده‌ی بیرون جایگزین حجم هوای cleanroom می‌شود. یک دستگاه تهویه هوای معمولی خانگی، هوای اتاق را 5/0 تا 2 بار در ساعت تغییر می‌دهد. بسته به درجه تمیزی و کاربرد اتاق تمیز، تعداد دفعات تغییر هوا از 10 تا بیش از 600 بار در ساعت متفاوت است.

برای دستیابی به نرخ بهینه تغییرهوا، پروانه‌های دمنده باید سقف را به خوبی پوشش دهند. یکی دیگر از عوامل ضروری برای حفظ تمیزی، سرعت هوایی است که پروانه‌ها تولید می‌کنند. این‌جا هم هرچه سرعت جریان هوا بیشتر باشد، اتاق تمیز «تمیزتر» خواهد بود. اصطلاح «بازده تهویه» به سرعت عبور هوای فیلترشده از اتاق تمیز، به‌علاوه تعداد دفعات تغییر هوای اتاق در ساعت اشاره دارد.

برای اطمینان از رعایت استانداردهای تمیزی، اقدامات حفاظتی دیگری نیز وجود دارد که شامل ورود و خروج کارکنان از درهای هوابندی‌شده می‌شود؛ گاه یک مرحله دوش هوا را نیز در بر می‌گیرد. در دوش هوا، هوا با سرعت بالا به آلودگی‌هایی می‌وزد که می‌توانند محیط اتاق تمیز را آلوده کنند. گاه از یون‌‌زداها استفاده می‌شود تا بارهای استاتیکی کاهش پیدا کنند و کارآیی حذف موها و پرزها افزایش پیدا کند.

برای مطالعه محتوا طراحی اتاق تمیز وارد لینک زیر شوید.

https://www.ekeasgroup.com/?p=9068

از دیگر موارد این‌که کارکنان باید لباس‌های محافظ مانند کلاه، ماسک صورت، دستکش، چکمه و روپوش بپوشند. به‌علاوه، تجهیزات داخل اتاق تمیز باید طوری طراحی شوند که حداقل آلودگی هوا را ایجاد کنند و راحت تمیز و ضدعفونی شوند. برای از بین بردن اکثر آلودگی‌های میکروبی روی سطوح، دستورالعمل‌های سخت‌گیرانه نظافت و ضدعفونی وجود دارد.

برای فعالیت‌هایی که مستلزم تمیزترین غلظت هوا هستند، از مناطق تمیز استفاده می‌شود که محفظه‌هایی با جریان هوای یک‌طرفه هستند. سامانه‌های جریان هوای یک‌طرفه هوای فیلترشده را از بالا به پایین یا به‌صورت افقی سمت فیلترهایی پایین دیواره‌ها و یا صفحه‌های برجسته سوراخ‌دار کف اتاق سوق می‌دهند که دوباره به گردش درآیند. برای ساخت فیلترها و یا هودهای یک‌طرفه از فولاد ضد زنگ یا سایر موادی که پراکنش ندارند استفاده می‌شود تا ذرات آلودگی را وارد هوا نکنند.

برای حفظ کیفیت هوای cleanroom، فشار آن اتاق باید بیشتر از سایر اتاق‌ها با درجات تمیزی کمتر باشد تا اطمینان حاصل شود که هوا از مناطق «کثیف‌تر» مجاور به اتاق تمیز با درجه تمیزی بالاتر منتقل نمی‌شوند. بنابراین اختلاف فشار یکی از ویژگی‌های اصلی است که باید در آن در نظر گرفته شود. معمولاً اتاق‌های تمیز فشار بالاتری نسبت به محیط اطراف خود دارند. اغلب باید بین اتاق‌های تمیز مختلف با درجات تمیزی متفاوت سلسله مراتبی از اختلاف فشارها را در نظر گرفت که به سطوح مختلف تمیزی مورد نیاز بستگی دارد.

اختلاف فشار اتاق تمیز با محیط اطراف معمولاً بین 5 تا 25 پاسکال در نظر گرفته می‌شود زیرا در این حالت، می‌توان درها را باز کرد و دیگر نیازی نیست کاربران اتاق تمیز بر مشکلات ناشی از اختلاف فشار بالا غلبه کنند که می‌تواند منجر به نشت هوا شود. هوا از «درز‌ها» نشت می‌کند. این درز‌ها عمدتاً به دلیل اختلاف سطح در کف اتاق به وجود می‌آیند زیرا درزبندهای درها نمی‌توانند سطح ناهموار را به‌طور کامل پوشش دهند. به‌علاوه، اگر برخی از قسمت‌های اتاق تمیز با چسب‌های سیلیکونی درزگیری نشده باشند، صدای «جریان هوا» افزایش می‌یابد و راحتی کارکنان داخل اتاق تمیز را کاهش می‌دهد.

بررسی اختلاف فشار اتاق تمیز، پس از برقراری تعادل هوایی در این اتاق‌ها انجام می‌شود. برخی از اتاق‌ها یا مناطق کم‌وبیش نسبت به سایرین، اختلاف فشار بیشتری را تحمل می‌کنند. اختلاف فشار با مقایسه فشارها به دست می‌آید. برای محاسبه فشار مورد نیاز اتاق، باید حجم جریان هوای ورودی بهcleanroom و حجم هوای خروجی از آن را تعیین کرد. به عنوان مثال، در یک اتاق تمیز کاملاً عایق‌بندی‌شده،به این ترتیب است که برای مثال، هوای ورودی 1000 مترمکعب در ساعت (که با نصب دستگاه اندازه‌گیری روی توزیع‌کننده هوای ورودی قابل اندازه‌گیری است) و هوای خروجی نیز 1000 متر مکعب در ساعت باشد (که آن هم با نصب دستگاه اندازه‌گیری روی توزیع‌کننده‌های هوای خروجی قابل اندازه‌گیری است).