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 tiêu cực đến quy trình sản xuất. Chúng đa dạng về kích thước và độ phức tạp, và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất chất bán dẫn, dược phẩm, công nghệ sinh học, thiết bị y tế và khoa học sự sống, cũng như quy trình sản xuất quan trọng phổ biến trong hàng không vũ trụ, quang học, quân sự và năng lượng.

Phòng sạch là bất kỳ không gian khép 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 chính là bộ lọc không khí hạt 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 yêu cầu hiệu suất làm sạch nghiêm ngặt, bộ lọc không khí hạt siêu thấp (ULPA) được sử dụng.
Nhân viên được tuyển chọn làm việc trong phòng sạch phải trải qua khóa khí, buồng tắm khí và/hoặc phòng thay đồ, và phải mặc trang phục đặc biệt được thiết kế để giữ lại các chất gây ô nhiễm sinh 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 hạn chế như áo khoác phòng thí nghiệm và lưới tóc, hoặc rộng rãi như được bao phủ hoàn toàn trong bộ đồ thỏ nhiều lớp với thiết bị thở tự cung cấp.
Quần áo phòng sạch được sử dụng để ngăn ngừa các chất thải từ cơ thể người mặc thoát ra ngoài và gây ô nhiễm môi trường. Bản thân quần áo phòng sạch không được để các hạt hoặc sợi nhỏ thoát ra ngoài để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường từ nhân viên. Loại ô nhiễm này có thể làm giảm hiệu suất sản phẩm trong ngành công nghiệp bán dẫn và dược phẩm, đồng thời có thể gây ra lây nhiễm chéo giữa nhân viên y tế và bệnh nhân trong ngành chăm sóc sức khỏe chẳng hạn.
Quần áo phòng sạch bao gồm ủng, giày, tạp dề, khăn che râu, mũ phồng, áo liền quần, khẩu trang, áo choàng/áo khoác phòng thí nghiệm, áo choàng, găng tay và bao ngón tay, lưới tóc, mũ trùm đầu, tay áo và bao giày. Loại quần áo phòng sạch được sử dụng phải phản ánh thông số kỹ thuật của phòng sạch và sản phẩm. Phòng sạch cấp thấp có thể chỉ yêu cầu giày đặc biệt có đế hoàn toàn nhẵn không để lại bụi hoặc đất. Tuy nhiên, đế giày không được tạo ra nguy cơ trượt ngã vì an toàn luôn được ưu tiên hàng đầu. Thông thường, cần phải có bộ đồ phòng sạch để vào phòng sạch. Phòng sạch cấp 10.000 có thể sử dụng áo khoác đơn giản, khăn che đầu và ủng. Đối với phòng sạch cấp 10, cần phải có quy trình mặc áo choàng cẩn thận với toàn bộ áo có khóa kéo, ủng, găng tay và hộp đựng mặt nạ phòng độc đầy đủ.

Nguyên lý luồng không khí trong phòng sạch

Phòng sạch duy trì không khí sạch nhờ sử dụng bộ lọc HEPA hoặc ULPA, sử dụng nguyên lý luồng khí tầng hoặc luồng khí xoáy. Hệ thống luồng khí tầng, hay luồng khí đơn hướng, hướng luồng khí đã lọc xuống dưới theo một luồng không đổi. Hệ thống luồng khí tầng thường được lắp đặt trên 100% trần nhà để duy trì luồng khí đơn hướng không đổi. Tiêu chuẩn luồng khí tầng thường được quy định trong các trạm làm việc di động (mui trần LF), và được yêu cầu trong các phòng sạch được phân loại theo ISO-1 đến ISO-4.
Thiết kế phòng sạch phù hợp bao gồm toàn bộ hệ thống phân phối khí, bao gồm cả việc bố trí các cửa hồi khí hạ lưu đầy đủ. Trong phòng dòng khí đứng, điều này có nghĩa là sử dụng các cửa hồi khí thấp trên tường xung quanh chu vi khu vực. Trong các ứng dụng dòng khí ngang, điều này yêu cầu sử dụng các cửa hồi khí tại ranh giới hạ lưu của quy trình. Việc sử dụng các cửa hồi khí gắn trần trái ngược với thiết kế hệ thống phòng sạch phù hợp.

Phân loại phòng sạch

Phòng sạch được phân loại theo độ sạch của không khí. Trong Tiêu chuẩn Liên bang 209 (A đến D) của Hoa Kỳ, số lượng các hạt bằng và lớn hơn 0,5µm được đo trong một feet khối không khí và số lượng này được sử dụng để phân loại phòng sạch. Danh pháp hệ mét 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 theo số lượng các 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 được phép trên một thể tích không khí. Các số lớn như "lớp 100" hoặc "lớp 1000" tham chiếu đến FED_STD-209E, và biểu thị số lượng hạt có kích thước 0,5 µm hoặc lớn hơn được phép trên một feet khối không khí. Tiêu chuẩn này cũng cho phép nội suy, vì vậy có thể mô tả ví dụ "lớp 2000".
Các số nhỏ đề cập đến tiêu chuẩn ISO 14644-1, trong đó quy định logarit thập phân của số lượng hạt có kích thước 0,1 µm hoặc lớn hơn được phép trên một mét khối không khí. Ví dụ, một phòng sạch ISO loại 5 có tối đa 105 = 100.000 hạt trên một mét khối không khí.
Cả FS 209E và ISO 14644-1 đều giả định mối quan hệ logarit-logarit giữa kích thước hạt và nồng độ hạt. Vì lý do đó, không có khái niệm nồng độ hạt bằng 0. Không khí trong phòng thông thường có mức độ ô nhiễm xấp xỉ 1.000.000 hoặc ISO 9.

Tiêu chuẩn phòng sạch ISO 14644-1