Phòng sạch (cleanroom) là gì

Thông thường được sử dụng trong sản xuất hoặc nghiên cứu khoa học, phòng sạch sẽ là môi trường có kiểm soát có mức độ ô nhiễm thấp như bụi, vi khuẩn trong không khí, hạt bụi và hơi hóa học. Chính xác, phòng sạch có mức kiểm soát ô nhiễm được xác định bởi số lượng hạt / mét khối ở một kích thước hạt cụ thể. Không khí xung quanh bên trong môi trường thành phố điển hình chứa 35.000.000 hạt / mét khối, đường kính 0,5 micron và lớn hơn, tương ứng với phòng sạch của ISO 9, mức tiêu chuẩn phòng sạch thấp nhất.

Khái quát về phòng sạch

Phòng sạch được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp nơi mà các hạt nhỏ có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình sản xuất . Chúng khác nhau về kích cỡ 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 đời sống, cũng như sản xuất quy trình quan trọng trong ngành hàng không, quang học, quân sự và Bộ Năng lượng.

Phòng sạch sẽ là nơi có không gian chứa các vật liệu môi trường khác nhau như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất để giảm thiểu ô nhiễm hạt và kiểm soát các thông số môi trường khác. Thành phần chính là bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air) được sử dụng để bẫy các hạt có kích thước từ 0,3 micron trở lên. Tất cả không khí được chuyển đến phòng sạch sẽ đi qua các bộ lọc HEPA, và trong một số trường hợp, nếu cần thiết phải vệ sinh nghiêm ngặt thì sử dụng các bộ lọc không khí siêu nhẹ (ULPA).

Nhân viên được lựa chọn để làm việc trong phòng sạch được đào tạo rộng rãi trong lý thuyết kiểm soát ô nhiễm. Họ vào và ra khỏi phòng sạch thông qua airlocks, phòng tắm và / hoặc phòng mặc áo choàng, và họ phải mặc quần áo đặc biệt được thiết kế để bẫy chất gây ô nhiễm được tạo ra tự nhiên bởi da và cơ thể.
Tùy loại phòng hoặc chức năng , áo của nhân viên có thể như là áo khoác phòng thí nghiệm và cột tóc , hoặc độ rộng phải bao phủ tất cả chỉ chứa nơi để thở

Quần áo phòng sạch được sử dụng để ngăn ngừa các chất thải khỏi cơ thể người mặc và gây ô nhiễm môi trường . Quần áo phòng vệ sinh  không được để các hạt hoặc chất xơ ngăn ngừa sự nhiễm bẩn môi trường bởi nhân viên. Loại nhiễm bẩn nhân sự này có thể làm giảm hiệu suất của sản phẩm trong ngành công nghiệp bán dẫn và dược phẩm và nó có thể gây nhiễm chéo giữa nhân viên y tế và bệnh nhân trong ngành y tế.
Trang phục sẽ sẽ bao gồm giày dép, giày dép, tạp dề, râu râu, mũ bouffant, Quần yếm, mặt nạ, áo dài / phòng thí nghiệm áo khoác, áo choàng, găng tay và ngón tay , lưới tóc, mũ trùm đầu, tay áo . Loại quần áo của phòng sạch được sử dụng phải phản ánh chi tiết kỹ thuật phòng sạch và sản phẩm . Phòng vệ sinh ở mức thấp chỉ có thể yêu cầu những đôi giày đặc biệt có đế hoàn toàn trơn mà không theo dõi bụi hoặc chất bẩn. Tuy nhiên, đáy giày không được tạo ra những nguy cơ trượt vì sự an toàn luôn được ưu tiên. Thông thường một phòng vệ sinh cần thiết để vào phòng sạch sẽ. Ở cấp độ 10.000 phòng sạch có thể sử dụng những chiếc áo khoác đơn giản, bao gồm đầu và giày dép. Đối với phòng sạch sẽ của cấp 10, cần phải có thủ tục mặc áo choàng cẩn thận với bao gồm tất cả giày, ủng, găng tay và bao vây khí thở hoàn chỉnh.
Nguyên tác không khí trong phòng sạch

Phòng sạch sẽ duy trì không khí có hạt thông qua việc sử dụng các bộ lọc HEPA hoặc ULPA , sử dụng bộc lọc laminar hoặc sử dụng luồng không khí hỗn tạp . Nguyên tắc Laminar, hoặc các hệ thống luồng không khí hướng, trực tiếp lọc không khí xuống trong một luồng không đổi. Hệ thống dòng khí không thấm nước thường được sử dụng trên 100% trần để duy trì dòng chảy liên tục, không theo hướng. Tiêu chuẩn dòng chảy men nói chung được nêu trong các nơi làm việc di động (LF hoods), và được yêu cầu trong ISO-1 thông qua các phòng sạch được phân loại ISO-4.
Thiết kế phòng sạch phù hợp bao gồm toàn bộ hệ thống phân phối không khí, bao gồm các quy định về thu hồi không khí đầy đủ, hạ lưu. Trong các phòng cao, điều này có nghĩa là sử dụng năng lượng gió thổi thấp xung quanh chu vi của khu vực . Trong các ứng dụng dòng chảy ngang, nó đòi hỏi việc sử dụng không khí trở lại ở ranh giới hạ lưu của quá trình. Việc sử dụng trần không khí trở lại là mâu thuẫn với thiết kế hệ thống phòng sạch thích hợp

Cleanroom Classifications

Phòng sạch được phân loại bằng cách làm sạch không khí. Trong Tiêu chuẩn Liên bang 209 (A đến D) của Hoa Kỳ, số lượng các hạt bụi nhỏ hơn và lớn hơn 0.5mm được đo bằng một khối không khí và số này được sử dụng để phân loại phòng sạch. Số liệu này cũng được chấp nhận trong phiên bản mới nhất của Tiêu chuẩn 209E. 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 phân loại một phòng sạch bằng số lượng các hạt được tìm thấy trong không khí của phòng thí nghiệm. Tiêu chuẩn phân loại phòng sạch FS 209E và ISO 14644-1 yêu cầu các phép đo đếm hạt và tính toán cụ thể để phân loại mức độ sạch sẽ của phòng sạch hoặc khu vực sạch sẽ. Ở Anh, Tiêu chuẩn Anh 5295 được sử dụng để phân loại phòng sạch. Tiêu chuẩn này sẽ được thay thế bởi BS EN ISO 14644-1

Phòng sạch được phân loại theo số lượng và kích cỡ của các hạt được phép trên một thể tích không khí. Các số lớn như “lớp 100” hoặc “lớp 1000” đề cập đến FED_STD-209E, và biểu thị số hạt có kích thước 0,5mm hoặc lớn hơn cho phép trên một foot khối không khí. Chuẩn cũng cho phép nội suy, vì vậy có thể mô tả ví dụ: “lớp 2000.”
Một số nhỏ đề cập đến các tiêu chuẩn ISO 14644-1, chỉ số logarit thập phân của số hạt 0,1 μm hoặc lớn hơn cho phép trên một mét khối không khí. Ví dụ, một phòng sạch sẽ của ISO 5 có tối đa 105 = 100.000 hạt / m³.

Cả FS 209E và ISO 14644-1 có mối quan hệ log-log giữa kích thước hạt và nồng độ hạt. Vì lý do đó, không có những thứ như nồng độ hạt không. Không gian phòng thông thường khoảng xấp xỉ 1.000.000 hoặc ISO 9.