Τι είναι ένα καθαρό δωμάτιο;

Επισκόπηση καθαρού χώρου

Τα καθαρά δωμάτια χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε βιομηχανία όπου τα μικρά σωματίδια μπορούν να επηρεάσουν δυσμενώς τη διαδικασία κατασκευής. Ποικίλλουν σε μέγεθος και πολυπλοκότητα και χρησιμοποιούνται εκτενώς σε βιομηχανίες όπως η κατασκευή ημιαγωγών, τα φαρμακευτικά προϊόντα, οι βιοτεχνολογικές, ιατρικές συσκευές και οι επιστήμες της ζωής, καθώς και η κρίσιμη παραγωγή διαδικασιών που είναι κοινά στην αεροδιαστημική, οπτική, στρατιωτική και Τμήμα Ενέργειας.

Ένα καθαρό δωμάτιο είναι οποιοδήποτε δεδομένο περιεχόμενο χώρος όπου γίνονται διατάξεις για τη μείωση της μόλυνσης των σωματιδίων και τον έλεγχο άλλων περιβαλλοντικών παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η πίεση. Το βασικό συστατικό είναι το φίλτρο σωματιδίων υψηλής απόδοσης (HEPA) που χρησιμοποιείται για την παγίδα των σωματιδίων που είναι 0,3 micron και μεγαλύτερα σε μέγεθος. Όλος ο αέρας που παραδίδεται σε ένα καθαρό δωμάτιο περνάει μέσω φίλτρων HEPA και σε ορισμένες περιπτώσεις όπου χρησιμοποιούνται αυστηρές επιδόσεις καθαριότητας, χρησιμοποιούνται φίλτρα Ultra χαμηλού σωματιδίου (ULPA).
Το προσωπικό που επιλέγεται για να εργαστεί σε καθαρούς χώρους υποβάλλονται σε εκτεταμένη εκπαίδευση στη θεωρία ελέγχου μόλυνσης. Εισέρχονται και βγαίνουν από το καθαρό δωμάτιο μέσω αεροπορικών δεικτών, αεροσκαφών ή /και δωμάτια με φόρεμα και πρέπει να φορούν ειδικά ρούχα σχεδιασμένα για να παγιδεύουν μολυσματικές ουσίες που παράγονται φυσικά από το δέρμα και το σώμα.
Ανάλογα με την ταξινόμηση ή τη λειτουργία του δωματίου, η φόρμα προσωπικού μπορεί να είναι τόσο περιορισμένη όσο τα εργαστηριακά παλτά και τα hairnets ή τόσο εκτεταμένα όσο τα πλήρως περιβάλλεται σε πολλαπλά στρώματα λαγουδάκια με αυτοδύναμη αναπνευστική συσκευή.
Τα καθαρά ρούχα δωματίου χρησιμοποιούνται για να αποτρέψουν την απελευθέρωση των ουσιών από το σώμα του χρήστη και τη μόλυνση του περιβάλλοντος. Τα ίδια τα ρούχα καθαρού δωματίου δεν πρέπει να απελευθερώνουν σωματίδια ή ίνες για να αποφευχθεί η μόλυνση του περιβάλλοντος από το προσωπικό. Αυτός ο τύπος μόλυνσης από το προσωπικό μπορεί να υποβαθμίσει την απόδοση του προϊόντος στις βιομηχανίες ημιαγωγών και φαρμακευτικών προϊόντων και μπορεί να προκαλέσει διασταύρωση μεταξύ ιατρικού προσωπικού και ασθενών στη βιομηχανία υγειονομικής περίθαλψης για παράδειγμα.
Τα καθαρά ρούχα των δωματίων περιλαμβάνουν μπότες, παπούτσια, ποδιές, καλύμματα γενειάδας, καλύμματα bouffant, coveralls, μάσκες προσώπου, frocks/lab παλτά, εσώρουχα, γάντι και κούτσες δακτύλων, κομμάτια, κουκούλες, μανίκια και καλύμματα παπουτσιών. Ο τύπος των ενδυμάτων καθαρού δωματίου που χρησιμοποιείται πρέπει να αντικατοπτρίζει τις προδιαγραφές καθαρού δωματίου και προϊόντων. Τα καθαρά δωμάτια χαμηλού επιπέδου μπορεί να απαιτούν μόνο ειδικά παπούτσια που έχουν εντελώς ομαλά πέλματα που δεν παρακολουθούν σκόνη ή βρωμιά. Ωστόσο, τα πυθμένα των παπουτσιών δεν πρέπει να δημιουργούν κινδύνους ολίσθησης, δεδομένου ότι η ασφάλεια έχει πάντα προτεραιότητα. Απαιτείται συνήθως ένα καθαρό κοστούμι για την είσοδο σε ένα καθαρό δωμάτιο. Τα καθαρά δωμάτια της κατηγορίας 10.000 μπορούν να χρησιμοποιούν απλά smocks, καλύμματα κεφαλής και μποτάκια. Για τα καθαρά δωμάτια της κατηγορίας 10, απαιτούνται προσεκτικές διαδικασίες που φορούν με φερμουάρ, μπότες, γάντια και πλήρες περίβλημα αναπνευστήρα.

Καθαρές αρχές ροής αέρα δωματίου

Τα καθαρά δωμάτια διατηρούν τον αέρα χωρίς σωματίδια μέσω της χρήσης είτε των φίλτρων HEPA είτε της ULPA που χρησιμοποιούν ελασματοειδείς ή τυρβώδεις αρχές ροής αέρα. Το στρώμα, ή τα συστήματα μονής κατεύθυνσης, η ροή αέρα κατευθύνεται προς τα κάτω σε ένα σταθερό ρεύμα. Τα στρώματα ροής αέρα χρησιμοποιούνται συνήθως στο 100% της οροφής για τη διατήρηση της σταθερής μονοκατευθυντικής ροής. Τα κριτήρια ροής των ελασματοειδών αναφέρονται γενικά σε φορητούς σταθμούς εργασίας (κουκούλες LF) και έχουν εντολή στο ISO-1 μέσω των καθαρισμένων χώρων ISO-4.
Ο σωστός σχεδιασμός καθαρού δωματίου περιλαμβάνει ολόκληρο το σύστημα διανομής αέρα, συμπεριλαμβανομένων των διατάξεων για επαρκή, κατάντη επιστροφή αέρα. Σε κατακόρυφες αίθουσες ροής, αυτό σημαίνει ότι η χρήση του χαμηλού τοίχου επιστρέφει γύρω από την περίμετρο της ζώνης. Στις εφαρμογές οριζόντιας ροής, απαιτεί τη χρήση των επιστροφών αέρα στο κατάντη όριο της διαδικασίας. Η χρήση των αποδόσεων αέρα που είναι τοποθετημένη στην οροφή είναι αντιφατική με τον κατάλληλο σχεδιασμό του συστήματος καθαρού δωματίου.

Καθαρές ταξινομήσεις δωματίων

Τα καθαρά δωμάτια ταξινομούνται από το πόσο καθαρό είναι ο αέρας. Στο ομοσπονδιακό πρότυπο 209 (Α έως D) των ΗΠΑ, ο αριθμός των σωματιδίων ίσου και μεγαλύτερου από 0,5 μm μετράται σε ένα κυβικό πόδι αέρα και αυτός ο αριθμός χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση του καθαρού δωματίου. Αυτή η μετρική ονοματολογία είναι επίσης αποδεκτή στην πιο πρόσφατη έκδοση 209E του προτύπου. Το ομοσπονδιακό πρότυπο 209E χρησιμοποιείται στην εγχώρια αγορά. Το νεότερο πρότυπο είναι TC 209 από τον Διεθνή Οργανισμό Προτύπων. Και τα δύο πρότυπα ταξινομούν ένα καθαρό δωμάτιο με τον αριθμό των σωματιδίων που βρίσκονται στον αέρα του εργαστηρίου. Τα πρότυπα ταξινόμησης καθαρού δωματίου FS 209E και ISO 14644-1 απαιτούν συγκεκριμένες μετρήσεις και υπολογισμούς μέτρησης σωματιδίων για να ταξινομήσουν το επίπεδο καθαριότητας ενός καθαρού δωματίου ή καθαρού χώρου. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, το British Standard 5295 χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση των καθαρών χώρων. Αυτό το πρότυπο πρόκειται να αντικατασταθεί από το BS EN ISO 14644-1.
Τα καθαρά δωμάτια ταξινομούνται ανάλογα με τον αριθμό και το μέγεθος των σωματιδίων που επιτρέπονται ανά όγκο αέρα. Μεγάλοι αριθμοί όπως το "Class 100" ή "Class 1000" αναφέρονται στο FED_STD-209E και υποδηλώνουν τον αριθμό των σωματιδίων μεγέθους 0,5 μm ή μεγαλύτερη επιτρέπεται ανά κυβικό πόδι αέρα. Το πρότυπο επιτρέπει επίσης την παρεμβολή, οπότε είναι δυνατόν να περιγραφεί π.χ. "κλάση 2000."
Οι μικρές αριθμοί αναφέρονται στα πρότυπα ISO 14644-1, τα οποία καθορίζουν τον δεκαδικό λογάριθμο του αριθμού των σωματιδίων 0,1 μm ή μεγαλύτερη επιτρέπεται ανά κυβικό μέτρο αέρα. Έτσι, για παράδειγμα, ένα καθαρό δωμάτιο της κατηγορίας ISO 5 έχει το πολύ 105 = 100.000 σωματίδια ανά m³.
Τόσο το FS 209E όσο και το ISO 14644-1 υποθέτουν τις σχέσεις log-log μεταξύ του μεγέθους των σωματιδίων και της συγκέντρωσης σωματιδίων. Για το λόγο αυτό, δεν υπάρχει τέτοια συγκέντρωση μηδενικών σωματιδίων. Ο συνηθισμένος αέρας είναι περίπου 1.000.000 κατηγορίας ή ISO 9.

ISO 14644-1 Πρότυπα καθαρού δωματίου