PHÒNG SẠCH LÀ GÌ?

Tổng quan về phòng sạch

Phòng sạch được sử dụng trong hầu hết mọi ngành công nghiệp, nơi các hạt nhỏ có thể ảnh hưởng xấu đến quy trình sản xuất. Chúng có kích thước và độ phức tạp khác nhau, và được sử dụng rộng rãi trong các ngành như sản xuất chất bán dẫn, dược phẩm, công nghệ sinh học, thiết bị y tế và khoa học đời sống, cũng như sản xuất quy trình quan trọng phổ biến trong hàng không vũ trụ, quang học, quân sự và bộ năng lượng.

Phòng sạch là bất kỳ không gian kín nào được thiết kế để giảm thiểu ô nhiễm hạt và kiểm soát các thông số môi trường khác như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Thành phần quan trọng nhất là bộ lọc không khí hiệu suất cao (HEPA) được sử dụng để giữ lại các hạt có kích thước từ 0,3 micron trở lên. Toàn bộ không khí được đưa vào phòng sạch đều đi qua bộ lọc HEPA, và trong một số trường hợp cần hiệu suất sạch nghiêm ngặt, bộ lọc không khí siêu mịn (ULPA) sẽ được sử dụng.
Những người được tuyển chọn làm việc trong phòng sạch phải trải qua quá trình đào tạo chuyên sâu về lý thuyết kiểm soát ô nhiễm. Họ ra vào phòng sạch thông qua cửa khóa khí, buồng tắm khí và/hoặc phòng thay đồ, và họ phải mặc quần áo đặc biệt được thiết kế để giữ lại các chất gây ô nhiễm được tạo ra tự nhiên từ da và cơ thể.
Tùy thuộc vào phân loại hoặc chức năng của phòng, trang phục của nhân viên có thể đơn giản như áo khoác phòng thí nghiệm và mũ trùm tóc, hoặc phức tạp hơn là mặc nhiều lớp quần áo bảo hộ kín mít với thiết bị thở khép kín.
Quần áo phòng sạch được sử dụng để ngăn chặn các chất phát tán từ cơ thể người mặc và gây ô nhiễm môi trường. Bản thân quần áo phòng sạch không được phép phát tán các hạt hoặc sợi để ngăn ngừa sự ô nhiễm môi trường do nhân viên gây ra. Loại ô nhiễm do nhân viên này có thể làm giảm hiệu suất sản phẩm trong ngành công nghiệp bán dẫn và dược phẩm, và có thể gây lây nhiễm chéo giữa nhân viên y tế và bệnh nhân trong ngành chăm sóc sức khỏe chẳng hạn.
Trang phục phòng sạch bao gồm ủng, giày, tạp dề, mũ trùm râu, mũ len, quần áo bảo hộ, khẩu trang, áo choàng/áo khoác phòng thí nghiệm, áo dài, găng tay và bao ngón tay, lưới che tóc, mũ trùm đầu, tay áo và bọc giày. Loại trang phục phòng sạch được sử dụng phải phù hợp với phòng sạch và thông số kỹ thuật của sản phẩm. Phòng sạch cấp thấp có thể chỉ cần giày đặc biệt có đế hoàn toàn nhẵn, không bám bụi bẩn. Tuy nhiên, đế giày không được gây trơn trượt vì an toàn luôn được ưu tiên hàng đầu. Thông thường, cần phải mặc bộ đồ phòng sạch khi vào phòng sạch. Phòng sạch cấp 10.000 có thể sử dụng áo khoác đơn giản, mũ trùm đầu và bọc giày. Đối với phòng sạch cấp 10, cần phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình mặc áo choàng với quần áo bảo hộ có khóa kéo, ủng, găng tay và mặt nạ phòng độc toàn thân.

Nguyên tắc lưu thông không khí trong phòng sạch

Phòng sạch duy trì không khí không có bụi mịn bằng cách sử dụng bộ lọc HEPA hoặc ULPA dựa trên nguyên lý luồng khí tầng hoặc luồng khí xoáy. Hệ thống luồng khí tầng, hay một chiều, hướng không khí đã lọc xuống dưới theo một luồng liên tục. Hệ thống luồng khí tầng thường được sử dụng trên toàn bộ trần nhà để duy trì luồng khí một chiều ổn định. Tiêu chí luồng khí tầng thường được nêu rõ trong các trạm làm việc di động (tủ hút khí tầng) và là yêu cầu bắt buộc trong các phòng sạch được phân loại theo tiêu chuẩn ISO-1 đến ISO-4.
Thiết kế phòng sạch đúng chuẩn bao gồm toàn bộ hệ thống phân phối không khí, trong đó có các biện pháp đảm bảo đủ lượng khí hồi lưu ở phía hạ lưu. Đối với phòng sạch có luồng khí thẳng đứng, điều này có nghĩa là sử dụng các cửa hút khí gắn ở tường thấp xung quanh chu vi khu vực. Trong các ứng dụng có luồng khí nằm ngang, điều này đòi hỏi phải sử dụng các cửa hút khí ở ranh giới phía hạ lưu của quy trình. Việc sử dụng các cửa hút khí gắn trên trần nhà là trái ngược với thiết kế hệ thống phòng sạch đúng chuẩn.

Phân loại phòng sạch

Phòng sạch được phân loại dựa trên độ sạch của không khí. Trong Tiêu chuẩn Liên bang 209 (A đến D) của Hoa Kỳ, số lượng hạt có kích thước bằng hoặc lớn hơn 0,5µm được đo trong một foot khối không khí, và số lượng này được sử dụng để phân loại phòng sạch. Hệ thống đo lường này cũng được chấp nhận trong phiên bản 209E mới nhất của Tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn Liên bang 209E được sử dụng trong nước. Tiêu chuẩn mới hơn là TC 209 của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế. Cả hai tiêu chuẩn đều phân loại phòng sạch dựa trên số lượng hạt được tìm thấy trong không khí của phòng thí nghiệm. Các tiêu chuẩn phân loại phòng sạch FS 209E và ISO 14644-1 yêu cầu các phép đo và tính toán số lượng hạt cụ thể để phân loại mức độ sạch của phòng sạch hoặc khu vực sạch. Tại Vương quốc Anh, Tiêu chuẩn Anh 5295 được sử dụng để phân loại phòng sạch. Tiêu chuẩn này sắp được thay thế bởi BS EN ISO 14644-1.
Phòng sạch được phân loại theo số lượng và kích thước hạt cho phép trên mỗi thể tích không khí. Các con số lớn như "lớp 100" hoặc "lớp 1000" đề cập đến tiêu chuẩn FED_STD-209E, và biểu thị số lượng hạt có kích thước từ 0,5 µm trở lên được phép trên mỗi foot khối không khí. Tiêu chuẩn này cũng cho phép nội suy, vì vậy có thể mô tả ví dụ như "lớp 2000".
Các con số nhỏ đề cập đến tiêu chuẩn ISO 14644-1, quy định logarit thập phân của số lượng hạt có kích thước từ 0,1 µm trở lên được phép có trên mỗi mét khối không khí. Ví dụ, phòng sạch đạt tiêu chuẩn ISO cấp 5 có tối đa 10⁵ = 100.000 hạt trên mỗi m³.
Cả FS 209E và ISO 14644-1 đều giả định mối quan hệ log-log giữa kích thước hạt và nồng độ hạt. Vì lý do đó, không tồn tại khái niệm nồng độ hạt bằng không. Không khí trong phòng thông thường xấp xỉ cấp 1.000.000 hoặc ISO 9.

Tiêu chuẩn phòng sạch ISO 14644-1