Phòng sạch là gì

1, Khái niệm phòng sạch và tiêu chuẩn xác định phòng sạch

+  Phòng sạch là gì?

Phòng sạch (tiếng Anh là cleanroom), theo định nghĩa bởi tiêu chuẩn ISO 14644-1 là: "Là một phòng mà nồng độ của hạt lơ lửng trong không khí bị khống chế và nó được xây dựng, sử dụng trong một kết cấu sao cho sự có mặt, sự sản sinh và duy trì các hạt trong phòng được giảm đến tối thiểu và các yếu tố khác trong phòng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đều có thể khống chế và điều khiển".

Hay nói cách khác, phòng sạch là một môi trường được kiểm soát có mức độ thấp các chất ô nhiễm như bụi, vi khuẩn, các hạt khí dung và hơi hóa chất trong không khí, đồng thời các yếu tố khác trong phòng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đều được khống chế để đảm bảo điều kiện thuận lợi nhất cho các hoạt động nghiên cứu, sản xuất. Công nghệ phòng sạch thường được sử dụng trong ngành khoa học kĩ thuật, ngành y tế, công nghiệp sinh học, công nghiệp điện tử, vũ trụ và sản xuất thực phẩm. 

+ Tiêu chuẩn phòng sạch:

Phòng sạch được phân theo mức độ kiểm soát ô nhiễm, xác định bởi số lượng của các hạt bụi trên mỗi mét khối không khí và kích thước hạt bụi được quy định rõ.

Các tiêu chuẩn phòng sạch phổ biến trên thế giới

Tiêu chuẩn Federal Standard 209 (1963)

Tiêu chuẩn Federal Standard 209 E (1992)
Tiêu chuẩn này xác định hàm lượng bụi lửng trong không khí theo đơn vị chuẩn (đơn vị thể tích không khí là m^3). Sự phân loại phòng sạch được xác định theo thang loga của hàm lượng bụi có đường kính lớn hơn 0,5 mum.

Tiêu chuẩn ISO 14644-1

Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (International Standards Organization - ISO) đã quy định các tiêu chuẩn về phòng sạch tiêu chuẩn quốc tế. Tiêu chuẩn ISO 14644-1 được phát hành năm 1999 có tên là "Phân loại độ sạch không khí" (Classification of Air Cleanliness). Các loại phòng sạch được quy định dựa trên biểu thức:
Cn=10N[0,1D]2,08
với:
Cn­ là hàm lượng cho phép tối đa (tính bằng số hạt/m3) của bụi lửng không khí lớn hơn hoặc bằng kích thước xem xét.
N là chỉ số phân loại ISO, không vượt quá 9 và chỉ số cho phép nhỏ nhất là 0,1
D là đường kính hạt tính theo μm
0,1 ở đây là hằng số với thứ nguyên là μm.
Như vậy, có thể dễ dàng xác định các giới hạn hàm lượng bụi từ công thức trên và dễ dàng phân loại từng cấp phòng sạc

2, Tầm quan trọng của phòng sạch và các ứng dụng trong cuộc sống

Phòng sạch thường được dùng trong các lĩnh vực sau:

- Phòng mổ trong bệnh viện: Phòng mổ sạch sẽ và vô trùng tuyệt đối là điều cần thiết cho tất cả các bệnh viện, giúp bảo vệ bệnh nhân khỏi bị nhiễm trùng sau phẫu thuật, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả điều trị và thời gian hồi phục sức khỏe của bệnh nhân.  

- Phòng thí nghiệm: Phòng thí nghiệm vô trùng  giúp đảm bảo chất lượng và nâng cao tính chính xác của quá trình thí nghiệm, nhằm mang lại những kết quả tối ưu nhất.

- Dược phẩm: Phòng sạch đảm bảo môi trường vô trùng cho việc sản xuất, đóng gói các loại thuốc, thiết bị y tế, hạn chế tối đa sự nhiễm khuẩn, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

- Thực phẩm: Quy trình sản xuất thực phẩm ở điều kiện nhiệt độ thông thường, đặc biệt là khí hậu nóng ẩm như Việt Nam, thực phẩm rất dễ hư hỏng, biến chất. Phòng sạch giúp hạn chế tối đa vi khuẩn sản sinh trong quá trình sản xuất,  giúp thực phẩm được bảo quản tốt hơn, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người.

- Nhà máy công nghiệp: Quy trình sản xuất của các nhà máy công nghiệp đòi hỏi được thực hiện trong môi trường sạch tối đa để bảo đảm việc vận hành được trơn tru nhất, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ngoại vi như bụi bẩn, nhiệt độ, độ ẩm…

- Xưởng điện tử: Một số máy móc, thiết bị điện tử có yêu cầu khắt khe về tính chính xác, chỉ cần một hạt bụi nhỏ cũng có thể gây phá hủy các bo mạch, chip điện tử… Phòng sạch giúp loại bỏ các hạt bụi này vì vậy chất lượng của sản phẩm được nâng cao

3, Nguyên tắc thi công phòng sạch và phương án xử lý không khí

- Nguyên tắc cơ bản trong thi công phòng sạch:

Để lắp đặt phòng sạch, các chuyên gia thiết kế, thi công phòng sạch sẽ tính toán dựa trên cơ cấu, diện tích, mức độ lưu thông khí, áp suất… để có một bản thiết kế hoàn chỉnh. Sau đó, họ sẽ xây dựng phòng sạch với những vật liệu, thiết bị chuyên dụng dành cho phòng sạch với những yêu cầu nghiêm ngặt trong thi công để đảm bảo mức độ kín, áp suất, những tiêu chuẩn về số lượng bụi trong phòng.

Phòng sạch duy trì luồng không khí sạch thông qua việc sử dụng một trong hai bộ lọc không khí (HEPA) hoặc ( ULPA). Thiết kế thi công một phòng sạch đúng tiêu chuẩn phải bao gồm các hệ thống phân phối khí hoàn thiện, bao gồm cả các phương án dự phòng thích hợp, đồng thời tính toán các dòng khí hồi

- Phương án xử lý không khí trong quá trình thi công phòng sạch:

Tùy theo từng yêu cầu cấp độ sạch mà áp dụng các loại bộ lọc không khí khác nhau. 　　

Để xác định sử dụng hệ thống điều hòa không khí kiểu tập trung hay phân tán, cần xem xét tổng hợp đầy đủ các yếu tố như đặc điểm công nghệ sản xuất, độ sạch của không khí, diện tích và vị trí. Đối với quy trình sản xuất liên tục, phòng vô trùng hoặc phòng sạch diện tích lớn, yêu cầu nghiêm ngặt về hạn chế độ rung và tiếng ồn, cần sử dụng hệ thống điều hòa không khí tập trung.

 Hệ thống điều hòa không khí gia nhiệt điện, cần dùng loại máy gia nhiệt dạng ống, lắp đặt bên trên của bộ lọc không khí hiệu suất cao, đồng thời tuân thủ yêu cầu phòng chống cháy nổ.

Miệng cấp gió được lựa chọn phù hợp với tổng lượng gió và trị số lực cản của hệ thống điều hòa.

Ngoài việc sử dụng hệ thống gió kiểu thẳng đứng, hệ thống điều hòa phòng sạch còn cần ngăn ngừa bụi bẩn bằng biện pháp cấp gió tươi vào phòng.

Hệ thống điều hòa phòng sạch cần được cân nhắc thiết kế gió hồi một cách hợp lý, nếu trong quá trình sản xuất sản sinh ra quá nhiều chất độc hại mà không thể đáp ứng yêu cầu vệ sinh, không nên dùng gió hồi.