คำว่า "ง่าย" อาจไม่ใช่คำที่นึกถึงเมื่อต้องออกแบบสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อนเช่นนี้ อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายความว่าคุณไม่สามารถออกแบบห้องคลีนรูมที่แข็งแกร่งได้ โดยการแก้ไขปัญหาตามลำดับขั้นตอนอย่างมีเหตุผล บทความนี้ครอบคลุมทุกขั้นตอนสำคัญ รวมถึงเคล็ดลับเฉพาะด้านที่ใช้งานได้จริง เช่น การปรับการคำนวณภาระ การวางแผนเส้นทางการระบายอากาศ และการกำหนดมุมพื้นที่ห้องเครื่องกลให้เหมาะสมกับระดับของห้องคลีนรูม
กระบวนการผลิตหลายอย่างจำเป็นต้องใช้สภาพแวดล้อมที่เข้มงวดมากซึ่งจัดหาโดยห้องปลอดเชื้อ เนื่องจากห้องปลอดเชื้อมีระบบกลไกที่ซับซ้อนและมีต้นทุนการก่อสร้าง การดำเนินงาน และพลังงานสูง จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องออกแบบห้องปลอดเชื้ออย่างเป็นระบบ บทความนี้จะนำเสนอวิธีการทีละขั้นตอนสำหรับการประเมินและออกแบบห้องปลอดเชื้อ โดยคำนึงถึงการไหลเวียนของคน/วัสดุ การจำแนกประเภทความสะอาดของพื้นที่ ความดันของพื้นที่ การไหลเวียนของอากาศที่ส่งเข้ามา การระบายอากาศออก การรักษาสมดุลอากาศ ตัวแปรที่ต้องประเมิน การเลือกใช้ระบบกลไก การคำนวณภาระความร้อน/ความเย็น และความต้องการพื้นที่สนับสนุน
ขั้นตอนที่หนึ่ง: ประเมินผังพื้นที่เพื่อการไหลเวียนของคนและวัสดุ
การประเมินการไหลเวียนของบุคลากรและวัสดุภายในห้องคลีนรูมมีความสำคัญอย่างยิ่ง บุคลากรในห้องคลีนรูมเป็นแหล่งปนเปื้อนที่ใหญ่ที่สุดของห้องคลีนรูม และกระบวนการที่สำคัญทั้งหมดควรแยกออกจากประตูและทางเดินที่บุคลากรเข้าถึงได้
พื้นที่ที่สำคัญที่สุดควรมีทางเข้าออกเพียงทางเดียวเพื่อป้องกันไม่ให้พื้นที่นั้นเป็นทางผ่านไปยังพื้นที่อื่นๆ ที่มีความสำคัญน้อยกว่า กระบวนการผลิตยาและชีวเภสัชภัณฑ์บางอย่างมีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนข้ามจากกระบวนการผลิตยาและชีวเภสัชภัณฑ์อื่นๆ การปนเปื้อนข้ามกระบวนการจำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบสำหรับเส้นทางการไหลเข้าของวัตถุดิบและการกักเก็บ การแยกกระบวนการของวัสดุ และเส้นทางการไหลออกของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและการกักเก็บ รูปที่ 1 เป็นตัวอย่างของโรงงานผลิตซีเมนต์กระดูกที่มีทั้งพื้นที่กระบวนการที่สำคัญ ("การบรรจุตัวทำละลาย", "การบรรจุซีเมนต์กระดูก") ที่มีทางเข้าออกเพียงทางเดียว และมีห้องกันอากาศเป็นตัวกันชนสำหรับพื้นที่ที่มีการสัญจรของบุคลากรจำนวนมาก ("การสวมชุด", "การถอดชุด")
ขั้นตอนที่สอง: กำหนดระดับความสะอาดของพื้นที่
เพื่อให้สามารถเลือกการจำแนกประเภทห้องปลอดเชื้อได้ จำเป็นต้องทราบมาตรฐานการจำแนกประเภทห้องปลอดเชื้อหลักและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของอนุภาคสำหรับแต่ละระดับความสะอาด มาตรฐาน IEST (Institute of Environmental Science and Technology) Standard 14644-1 กำหนดระดับความสะอาดต่างๆ (1, 10, 100, 1,000, 10,000 และ 100,000) และจำนวนอนุภาคที่อนุญาตในขนาดอนุภาคต่างๆ
ตัวอย่างเช่น ห้องปลอดเชื้อระดับ 100 อนุญาตให้มีอนุภาคขนาด 0.1 ไมครอนขึ้นไปได้สูงสุด 3,500 อนุภาคต่อลูกบาศก์ฟุต อนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนขึ้นไปได้สูงสุด 100 อนุภาคต่อลูกบาศก์ฟุต และอนุภาคขนาด 1.0 ไมครอนขึ้นไปได้สูงสุด 24 อนุภาคต่อลูกบาศก์ฟุต ตารางนี้แสดงความหนาแน่นของอนุภาคในอากาศที่อนุญาตตามระดับความสะอาดของแต่ละประเภท:
การจำแนกประเภทความสะอาดของพื้นที่มีผลกระทบอย่างมากต่อการก่อสร้าง การบำรุงรักษา และต้นทุนด้านพลังงานของห้องปลอดเชื้อ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องประเมินอัตราการปฏิเสธ/การปนเปื้อนอย่างรอบคอบในระดับความสะอาดต่างๆ และข้อกำหนดของหน่วยงานกำกับดูแล เช่น องค์การอาหารและยา (FDA) โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการผลิตที่ละเอียดอ่อนกว่าควรใช้ระดับความสะอาดที่เข้มงวดกว่า ตารางนี้แสดงระดับความสะอาดสำหรับกระบวนการผลิตต่างๆ:
กระบวนการผลิตของคุณอาจต้องการระดับความสะอาดที่เข้มงวดมากขึ้น ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการนั้นๆ โปรดระมัดระวังเมื่อกำหนดระดับความสะอาดให้กับแต่ละพื้นที่ ความแตกต่างของระดับความสะอาดระหว่างพื้นที่ที่เชื่อมต่อกันไม่ควรเกินสองลำดับขนาด ตัวอย่างเช่น ห้องปลอดเชื้อระดับ 100,000 ไม่สามารถเปิดไปยังห้องปลอดเชื้อระดับ 100 ได้ แต่ห้องปลอดเชื้อระดับ 100,000 สามารถเปิดไปยังห้องปลอดเชื้อระดับ 1,000 ได้
เมื่อพิจารณาโรงงานบรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูกของเรา (รูปที่ 1) จะเห็นว่า "ชุดผ่าตัด" "ถอดชุดผ่าตัด" และ "บรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้าย" เป็นพื้นที่ที่มีความสำคัญน้อยกว่า และมีการจัดระดับความสะอาดระดับ 100,000 (ISO 8) ในขณะที่ "ห้องกันอากาศสำหรับซีเมนต์กระดูก" และ "ห้องกันอากาศปลอดเชื้อ" เปิดสู่พื้นที่สำคัญ และมีการจัดระดับความสะอาดระดับ 10,000 (ISO 7) "การบรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก" เป็นกระบวนการสำคัญที่มีฝุ่นละออง และมีการจัดระดับความสะอาดระดับ 10,000 (ISO 7) และ "การบรรจุภัณฑ์ตัวทำละลาย" เป็นกระบวนการที่สำคัญมาก และดำเนินการในตู้ดูดอากาศแบบลามินาร์ระดับ 100 (ISO 5) ในห้องปลอดเชื้อระดับ 1,000 (ISO 6)
ขั้นตอนที่สาม: กำหนดแรงดันภายในพื้นที่
การรักษาระดับความดันอากาศบวกเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดสกปรกกว่าที่อยู่ติดกันนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันสิ่งปนเปื้อนไม่ให้แทรกซึมเข้าไปในห้องปลอดเชื้อ การรักษาระดับความสะอาดของพื้นที่ให้คงที่นั้นทำได้ยากมากหากความดันอากาศเป็นกลางหรือเป็นลบ แล้วความแตกต่างของความดันอากาศระหว่างพื้นที่ควรเป็นเท่าใด? มีการศึกษาหลายชิ้นประเมินการแทรกซึมของสิ่งปนเปื้อนเข้าไปในห้องปลอดเชื้อเทียบกับความแตกต่างของความดันอากาศระหว่างห้องปลอดเชื้อกับสภาพแวดล้อมที่ไม่สามารถควบคุมได้ที่อยู่ติดกัน การศึกษาเหล่านี้พบว่าความแตกต่างของความดันอากาศ 0.03 ถึง 0.05 นิ้ว wg มีประสิทธิภาพในการลดการแทรกซึมของสิ่งปนเปื้อน ความแตกต่างของความดันอากาศที่สูงกว่า 0.05 นิ้ว wg ไม่ได้ให้ผลในการควบคุมการแทรกซึมของสิ่งปนเปื้อนที่ดีกว่า 0.05 นิ้ว wg อย่างมีนัยสำคัญ
โปรดจำไว้ว่า ความแตกต่างของความดันในพื้นที่ที่สูงขึ้นจะส่งผลให้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสูงขึ้นและควบคุมได้ยากขึ้น นอกจากนี้ ความแตกต่างของความดันที่สูงขึ้นยังต้องการแรงมากขึ้นในการเปิดและปิดประตู ความแตกต่างของความดันสูงสุดที่แนะนำสำหรับประตูคือ 0.1 นิ้ว wg ที่ 0.1 นิ้ว wg ประตูขนาด 3 ฟุต x 7 ฟุต จะต้องใช้แรง 11 ปอนด์ในการเปิดและปิด ห้องคลีนรูมอาจต้องได้รับการปรับเปลี่ยนโครงสร้างใหม่เพื่อให้ความแตกต่างของความดันสถิตระหว่างประตูอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้
โรงงานบรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูกของเรากำลังถูกสร้างขึ้นภายในคลังสินค้าที่มีอยู่แล้ว ซึ่งมีแรงดันพื้นที่เป็นกลาง (0.0 นิ้ว wg) ห้องกันอากาศระหว่างคลังสินค้าและ "ห้องเปลี่ยนชุด/ถอดชุด" ไม่มีระดับความสะอาดของพื้นที่และจะไม่มีการกำหนดแรงดันพื้นที่ "ห้องเปลี่ยนชุด/ถอดชุด" จะมีแรงดันพื้นที่ 0.03 นิ้ว wg "ห้องกันอากาศสำหรับซีเมนต์กระดูก" และ "ห้องกันอากาศปลอดเชื้อ" จะมีแรงดันพื้นที่ 0.06 นิ้ว wg "บรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้าย" จะมีแรงดันพื้นที่ 0.06 นิ้ว wg "บรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก" จะมีแรงดันพื้นที่ 0.03 นิ้ว wg และมีแรงดันพื้นที่ต่ำกว่า "ห้องกันอากาศสำหรับซีเมนต์กระดูก" และ "บรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้าย" เพื่อกักเก็บฝุ่นที่เกิดขึ้นระหว่างการบรรจุภัณฑ์
อากาศที่ไหลเข้าสู่ "บรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก" มาจากพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดเดียวกัน การรั่วไหลของอากาศไม่ควรเกิดขึ้นจากพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดสกปรกกว่าไปยังพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดสะอาดกว่า "บรรจุภัณฑ์ตัวทำละลาย" จะมีความดันในพื้นที่ 0.11 นิ้ว wg โปรดทราบว่า ความแตกต่างของความดันในพื้นที่ที่มีความสำคัญน้อยกว่าคือ 0.03 นิ้ว wg และความแตกต่างของความดันในพื้นที่ที่มีความสำคัญมากคือ "บรรจุภัณฑ์ตัวทำละลาย" และ "ห้องกันอากาศปลอดเชื้อ" คือ 0.05 นิ้ว wg ความดันในพื้นที่ 0.11 นิ้ว wg จะไม่จำเป็นต้องเสริมโครงสร้างพิเศษสำหรับผนังหรือเพดาน ความดันในพื้นที่ที่สูงกว่า 0.5 นิ้ว wg ควรได้รับการประเมินเพื่อพิจารณาว่าอาจจำเป็นต้องมีการเสริมโครงสร้างเพิ่มเติมหรือไม่
ขั้นตอนที่สี่: กำหนดปริมาณการไหลของอากาศที่จ่ายให้กับพื้นที่
การจำแนกประเภทความสะอาดของพื้นที่เป็นตัวแปรหลักในการกำหนดปริมาณการไหลเวียนของอากาศในห้องปลอดเชื้อ จากตารางที่ 3 พบว่าแต่ละประเภทความสะอาดจะมีอัตราการเปลี่ยนอากาศ ตัวอย่างเช่น ห้องปลอดเชื้อระดับ 100,000 จะมีอัตราการเปลี่ยนอากาศอยู่ในช่วง 15 ถึง 30 ach อัตราการเปลี่ยนอากาศของห้องปลอดเชื้อควรคำนึงถึงกิจกรรมที่คาดว่าจะเกิดขึ้นภายในห้องปลอดเชื้อด้วย ห้องปลอดเชื้อระดับ 100,000 (ISO 8) ที่มีอัตราการใช้งานต่ำ กระบวนการสร้างอนุภาคต่ำ และความดันในพื้นที่เป็นบวกเมื่อเทียบกับพื้นที่สะอาดที่สกปรกกว่าที่อยู่ติดกัน อาจใช้อัตราการเปลี่ยนอากาศ 15 ach ในขณะที่ห้องปลอดเชื้อเดียวกันที่มีอัตราการใช้งานสูง การเข้าออกบ่อย กระบวนการสร้างอนุภาคสูง หรือความดันในพื้นที่เป็นกลาง อาจต้องใช้อัตราการเปลี่ยนอากาศ 30 ach
ผู้ออกแบบจำเป็นต้องประเมินการใช้งานเฉพาะของตนและกำหนดอัตราการเปลี่ยนอากาศที่จะใช้ ตัวแปรอื่นๆ ที่ส่งผลต่อการไหลเวียนของอากาศในพื้นที่ ได้แก่ การไหลเวียนของอากาศเสียจากกระบวนการ อากาศที่แทรกซึมเข้ามาทางประตู/ช่องเปิด และอากาศที่ไหลออกทางประตู/ช่องเปิด IEST ได้เผยแพร่อัตราการเปลี่ยนอากาศที่แนะนำไว้ในมาตรฐาน 14644-4 แล้ว
จากรูปที่ 1 “บริเวณเปลี่ยน/ถอดชุดผ่าตัด” มีปริมาณการเข้าออกมากที่สุด แต่ไม่ใช่พื้นที่สำคัญของกระบวนการผลิต ส่งผลให้มีปริมาณการใช้อากาศ 20 หน่วยต่อช่อง ในขณะที่ “ห้องล็อกอากาศปลอดเชื้อ” และ “ห้องล็อกอากาศสำหรับบรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก” อยู่ติดกับพื้นที่การผลิตที่สำคัญ และในกรณีของ “ห้องล็อกอากาศสำหรับบรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก” อากาศจะไหลจากห้องล็อกอากาศเข้าไปในพื้นที่บรรจุภัณฑ์ แม้ว่าห้องล็อกอากาศเหล่านี้จะมีปริมาณการเข้าออกจำกัดและไม่มีกระบวนการที่ก่อให้เกิดอนุภาค แต่ความสำคัญอย่างยิ่งของห้องล็อกอากาศเหล่านี้ในฐานะที่เป็นกันชนระหว่าง “บริเวณเปลี่ยน/ถอดชุดผ่าตัด” กับกระบวนการผลิต ส่งผลให้มีปริมาณการใช้อากาศ 40 หน่วยต่อช่อง
“การบรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้าย” คือการนำถุงซีเมนต์กระดูก/ตัวทำละลายใส่ลงในบรรจุภัณฑ์รอง ซึ่งไม่ใช่กระบวนการที่สำคัญ และมีอัตราการเกิดของเสีย 20 หน่วย “การบรรจุซีเมนต์กระดูก” เป็นกระบวนการที่สำคัญ และมีอัตราการเกิดของเสีย 40 หน่วย “การบรรจุตัวทำละลาย” เป็นกระบวนการที่สำคัญมาก ซึ่งดำเนินการในตู้ดูดอากาศแบบไหลเวียนราบเรียบระดับ Class 100 (ISO 5) ภายในห้องปลอดเชื้อระดับ Class 1,000 (ISO 6) “การบรรจุตัวทำละลาย” มีระยะการเคลื่อนที่เข้า/ออกที่จำกัดมาก และมีการสร้างอนุภาคในกระบวนการต่ำ ส่งผลให้มีอัตราการเกิดของเสีย 150 หน่วย
การจำแนกประเภทห้องปลอดเชื้อและการเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมง
การรักษาความสะอาดของอากาศทำได้โดยการกรองอากาศผ่านแผ่นกรอง HEPA ยิ่งอากาศผ่านแผ่นกรอง HEPA บ่อยเท่าไหร่ อนุภาคฝุ่นละอองที่เหลืออยู่ในอากาศภายในห้องก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ปริมาณอากาศที่กรองได้ในหนึ่งชั่วโมงหารด้วยปริมาตรของห้อง จะได้จำนวนการเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมง
อัตราการหมุนเวียนอากาศต่อชั่วโมงที่แนะนำข้างต้นเป็นเพียงหลักการออกแบบโดยประมาณเท่านั้น ควรคำนวณโดยผู้เชี่ยวชาญด้านระบบปรับอากาศสำหรับห้องปลอดเชื้อ เนื่องจากต้องพิจารณาหลายปัจจัย เช่น ขนาดของห้อง จำนวนคนในห้อง อุปกรณ์ในห้อง กระบวนการที่เกี่ยวข้อง ความร้อนที่ได้รับ ฯลฯ
ขั้นตอนที่ห้า: กำหนดอัตราการไหลของอากาศที่รั่วไหลออกจากพื้นที่
ห้องคลีนรูมส่วนใหญ่อยู่ภายใต้ความดันบวก ส่งผลให้มีการรั่วไหลของอากาศตามแผนไปยังพื้นที่ข้างเคียงที่มีความดันสถิตต่ำกว่า และมีการรั่วไหลของอากาศโดยไม่ตั้งใจผ่านทางปลั๊กไฟ โคมไฟ กรอบหน้าต่าง กรอบประตู รอยต่อระหว่างผนังกับพื้น รอยต่อระหว่างผนังกับเพดาน และประตูทางเข้า สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าห้องไม่ได้ปิดสนิทอย่างสมบูรณ์และมีการรั่วไหล ห้องคลีนรูมที่ปิดสนิทอย่างดีจะมีอัตราการรั่วไหลของปริมาตร 1% ถึง 2% การรั่วไหลนี้เป็นเรื่องไม่ดีหรือไม่? ไม่จำเป็นเสมอไป
ประการแรก เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่มีการรั่วไหลเลย ประการที่สอง หากใช้อุปกรณ์ควบคุมการจ่าย การไหลกลับ และการระบายอากาศแบบแอคทีฟ จะต้องมีความแตกต่างอย่างน้อย 10% ระหว่างปริมาณการไหลของอากาศที่จ่ายและไหลกลับ เพื่อแยกวาล์วจ่าย อากาศไหลกลับ และอากาศระบายอากาศออกจากกันโดยสมบูรณ์ ปริมาณอากาศที่รั่วไหลออกทางประตูขึ้นอยู่กับขนาดของประตู ความแตกต่างของความดันข้ามประตู และความสามารถในการปิดผนึกของประตู (ปะเก็น ตัวยึดประตู การปิด)
เรารู้ว่าอากาศที่ไหลเข้า/ออกตามแผนจะไหลจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง แล้วอากาศที่ไหลออกโดยไม่ได้วางแผนจะไปอยู่ที่ไหน? อากาศจะระบายออกภายในช่องว่างระหว่างโครงไม้และออกทางด้านบน เมื่อพิจารณาจากตัวอย่างโครงการของเรา (รูปที่ 1) อากาศที่ไหลออกผ่านประตูขนาด 3 x 7 ฟุต มีปริมาณ 190 cfm โดยมีแรงดันสถิตแตกต่าง 0.03 นิ้ว wg และ 270 cfm โดยมีแรงดันสถิตแตกต่าง 0.05 นิ้ว wg
ขั้นตอนที่หก: กำหนดสมดุลอากาศในพื้นที่
สมดุลอากาศในพื้นที่ประกอบด้วยการนำปริมาณการไหลของอากาศทั้งหมดที่เข้าสู่พื้นที่ (อากาศจ่าย อากาศแทรกซึม) และปริมาณการไหลของอากาศทั้งหมดที่ออกจากพื้นที่ (อากาศระบายออก อากาศไหลออก อากาศหมุนเวียน) มารวมกันให้เท่ากัน เมื่อพิจารณาสมดุลอากาศในพื้นที่โรงงานผลิตซีเมนต์กระดูก (รูปที่ 2) ส่วน “บรรจุภัณฑ์ตัวทำละลาย” มีปริมาณการไหลของอากาศจ่าย 2,250 cfm และอากาศไหลออกไปยัง “ห้องล็อกอากาศปลอดเชื้อ” 270 cfm ส่งผลให้มีปริมาณการไหลของอากาศหมุนเวียน 1,980 cfm ส่วน “ห้องล็อกอากาศปลอดเชื้อ” มีปริมาณการไหลของอากาศจ่าย 290 cfm อากาศแทรกซึมจาก “บรรจุภัณฑ์ตัวทำละลาย” 270 cfm และอากาศไหลออกไปยัง “ห้องเปลี่ยนชุด/ถอดชุด” 190 cfm ส่งผลให้มีปริมาณการไหลของอากาศหมุนเวียน 370 cfm
“บรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก” มีปริมาณลมส่งเข้า 600 cfm, การกรองอากาศจาก “ห้องกันอากาศซีเมนต์กระดูก” 190 cfm, การดูดฝุ่น 300 cfm และลมหมุนเวียน 490 cfm “ห้องกันอากาศซีเมนต์กระดูก” มีปริมาณลมส่งเข้า 380 cfm, การกรองอากาศออกไปยัง “บรรจุภัณฑ์ซีเมนต์กระดูก” 190 cfm “บรรจุภัณฑ์ขั้นสุดท้าย” มีปริมาณลมส่งเข้า 670 cfm, การกรองอากาศออกไปยัง “ห้องผ่าตัด/ถอดชุด” 190 cfm “บรรจุภัณฑ์/ถอดชุด” มีปริมาณลมส่งเข้า 670 cfm, การกรองอากาศออกไปยัง “ห้องผ่าตัด/ถอดชุด” 190 cfm และลมหมุนเวียน 480 cfm “ห้องผ่าตัด/ถอดชุด” มีปริมาณลมส่งเข้า 480 cfm, การกรองอากาศเข้า 570 cfm, การกรองอากาศออก 190 cfm และลมหมุนเวียน 860 cfm
ขณะนี้เราได้กำหนดปริมาณการไหลเวียนของอากาศเข้า อากาศซึมเข้า อากาศไหลออก อากาศเสีย และอากาศหมุนเวียนในห้องปลอดเชื้อเรียบร้อยแล้ว ปริมาณการไหลเวียนของอากาศหมุนเวียนในพื้นที่สุดท้ายจะถูกปรับในระหว่างการเริ่มต้นใช้งานเพื่อแก้ไขกรณีที่มีการรั่วไหลของอากาศโดยไม่คาดคิด
ขั้นตอนที่เจ็ด: ประเมินตัวแปรที่เหลืออยู่
ตัวแปรอื่นๆ ที่ต้องได้รับการประเมิน ได้แก่:
อุณหภูมิ: พนักงานในห้องปลอดเชื้อสวมเสื้อคลุมหรือชุดป้องกันเต็มตัวทับเสื้อผ้าปกติเพื่อลดการเกิดอนุภาคและการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น เนื่องจากมีการสวมเสื้อผ้าเพิ่มเติม จึงจำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิภายในห้องให้ต่ำลงเพื่อความสบายของพนักงาน ช่วงอุณหภูมิระหว่าง 66 ถึง 70 องศาฟาเรนไฮต์จะให้สภาพแวดล้อมที่สบาย
ความชื้น: เนื่องจากการไหลเวียนของอากาศในห้องคลีนรูมสูง ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิตจำนวนมาก เมื่อเพดานและผนังมีประจุไฟฟ้าสถิตสูง และความชื้นสัมพัทธ์ในห้องต่ำ อนุภาคในอากาศจะเกาะติดกับพื้นผิว เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ในห้องเพิ่มขึ้น ประจุไฟฟ้าสถิตจะถูกปล่อยออก และอนุภาคที่เกาะอยู่ทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมาในระยะเวลาอันสั้น ทำให้ห้องคลีนรูมไม่ได้มาตรฐาน การมีประจุไฟฟ้าสถิตสูงยังสามารถทำลายวัสดุที่ไวต่อการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตได้ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรักษาความชื้นสัมพัทธ์ในห้องให้สูงเพียงพอเพื่อลดการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิต ระดับความชื้นสัมพัทธ์ที่เหมาะสมคือ 45% ± 5%
การไหลแบบลามินาร์: กระบวนการที่สำคัญมากอาจต้องการการไหลแบบลามินาร์เพื่อลดโอกาสที่สิ่งปนเปื้อนจะเข้าไปในกระแสอากาศระหว่างตัวกรอง HEPA กับกระบวนการ มาตรฐาน IEST #IEST-WG-CC006 กำหนดข้อกำหนดเกี่ยวกับการไหลแบบลามินาร์ของอากาศ
การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต: นอกเหนือจากการเพิ่มความชื้นในพื้นที่แล้ว กระบวนการบางอย่างมีความไวต่อความเสียหายจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตมาก และจำเป็นต้องติดตั้งพื้นนำไฟฟ้าที่มีการต่อลงดิน
ระดับเสียงและการสั่นสะเทือน: กระบวนการผลิตที่ต้องการความแม่นยำสูงบางอย่างนั้นไวต่อเสียงและการสั่นสะเทือนมาก
ขั้นตอนที่แปด: กำหนดผังระบบกลไก
ปัจจัยหลายอย่างส่งผลต่อการจัดวางระบบกลไกของห้องปลอดเชื้อ ได้แก่ พื้นที่ว่าง งบประมาณที่มีอยู่ ข้อกำหนดของกระบวนการ การจำแนกประเภทความสะอาด ความน่าเชื่อถือที่ต้องการ ต้นทุนด้านพลังงาน ข้อกำหนดด้านอาคาร และสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่น แตกต่างจากระบบปรับอากาศทั่วไป ระบบปรับอากาศในห้องปลอดเชื้อมีปริมาณอากาศจ่ายมากกว่าที่จำเป็นสำหรับการทำความเย็นและความร้อนอย่างมาก
ห้องคลีนรูมระดับ Class 100,000 (ISO 8) และระดับต่ำกว่า Class 10,000 (ISO 7) สามารถใช้เครื่องปรับอากาศ (AHU) ในการปรับสภาพอากาศได้ โดยดูจากรูปที่ 3 อากาศที่ไหลกลับและอากาศภายนอกจะถูกผสม กรอง ทำความเย็น อุ่น และเพิ่มความชื้น ก่อนที่จะส่งไปยังตัวกรอง HEPA ที่ปลายเพดาน เพื่อป้องกันการหมุนเวียนของสารปนเปื้อนในห้องคลีนรูม อากาศที่ไหลกลับจะถูกดูดโดยช่องระบายอากาศที่ผนังด้านล่าง สำหรับห้องคลีนรูมระดับ Class 10,000 (ISO 7) และห้องคลีนรูมที่สะอาดกว่านั้น อัตราการไหลของอากาศสูงเกินกว่าที่อากาศทั้งหมดจะไหลผ่าน AHU ได้ โดยดูจากรูปที่ 4 อากาศที่ไหลกลับเพียงส่วนเล็กน้อยจะถูกส่งกลับไปยัง AHU เพื่อปรับสภาพอากาศ ส่วนอากาศที่เหลือจะถูกส่งกลับไปยังพัดลมหมุนเวียน
ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากเครื่องปรับอากาศแบบดั้งเดิม
ชุดกรองอากาศแบบพัดลม หรือที่รู้จักกันในชื่อโมดูลเป่าลมแบบรวม เป็นโซลูชันการกรองอากาศแบบโมดูลาร์สำหรับห้องคลีนรูม ซึ่งมีข้อดีบางประการเหนือระบบจัดการอากาศแบบดั้งเดิม สามารถใช้งานได้ทั้งในพื้นที่ขนาดเล็กและขนาดใหญ่ โดยมีระดับความสะอาดต่ำสุดที่ ISO Class 3 อัตราการเปลี่ยนอากาศและข้อกำหนดด้านความสะอาดจะเป็นตัวกำหนดจำนวนชุดกรองอากาศแบบพัดลมที่ต้องการ เพดานห้องคลีนรูม ISO Class 8 อาจต้องการการครอบคลุมเพียง 5-15% ของเพดาน ในขณะที่ห้องคลีนรูม ISO Class 3 หรือสะอาดกว่านั้น อาจต้องการการครอบคลุม 60-100%
ขั้นตอนที่เก้า: คำนวณระบบทำความร้อน/ความเย็น
ในการคำนวณระบบทำความร้อน/ความเย็นสำหรับห้องปลอดเชื้อ โปรดพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:
ใช้เงื่อนไขสภาพภูมิอากาศที่อนุรักษ์นิยมที่สุด (การออกแบบความร้อน 99.6%, การออกแบบความเย็น 0.4% (อุณหภูมิกระเปาะแห้ง/อุณหภูมิกระเปาะเปียกเฉลี่ย) และข้อมูลการออกแบบความเย็น 0.4% (อุณหภูมิกระเปาะเปียก/อุณหภูมิกระเปาะแห้งเฉลี่ย))
รวมการกรองเข้าไว้ในการคำนวณด้วย
รวมความร้อนจากท่อส่งน้ำของเครื่องเพิ่มความชื้นเข้าไปในการคำนวณด้วย
รวมภาระงานของกระบวนการเข้าไว้ในการคำนวณด้วย
รวมความร้อนจากพัดลมหมุนเวียนอากาศในการคำนวณด้วย
ขั้นตอนที่สิบ: แย่งชิงพื้นที่ห้องเครื่องกล
ห้องคลีนรูมต้องการระบบกลไกและระบบไฟฟ้าที่ซับซ้อน ยิ่งระดับความสะอาดของห้องคลีนรูมสูงขึ้น ก็ยิ่งต้องการพื้นที่โครงสร้างพื้นฐานทางกลไกมากขึ้น เพื่อรองรับการทำงานของห้องคลีนรูมอย่างเพียงพอ ยกตัวอย่างเช่น ห้องคลีนรูมขนาด 1,000 ตารางฟุต ห้องคลีนรูมระดับ 100,000 (ISO 8) จะต้องการพื้นที่สนับสนุน 250 ถึง 400 ตารางฟุต ห้องคลีนรูมระดับ 10,000 (ISO 7) จะต้องการพื้นที่สนับสนุน 250 ถึง 750 ตารางฟุต ห้องคลีนรูมระดับ 1,000 (ISO 6) จะต้องการพื้นที่สนับสนุน 500 ถึง 1,000 ตารางฟุต และห้องคลีนรูมระดับ 100 (ISO 5) จะต้องการพื้นที่สนับสนุน 750 ถึง 1,500 ตารางฟุต
พื้นที่ใช้งานจริงสำหรับอุปกรณ์สนับสนุนจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับปริมาณการไหลเวียนของอากาศและความซับซ้อนของ AHU (แบบง่าย: ตัวกรอง คอยล์ทำความร้อน คอยล์ทำความเย็น และพัดลม; แบบซับซ้อน: ตัวลดเสียง พัดลมส่งอากาศกลับ ส่วนระบายอากาศ ช่องรับอากาศภายนอก ส่วนตัวกรอง ส่วนทำความร้อน ส่วนทำความเย็น เครื่องเพิ่มความชื้น พัดลมจ่ายอากาศ และช่องระบายอากาศ) และจำนวนระบบสนับสนุนเฉพาะสำหรับห้องคลีนรูม (ระบบดูดอากาศ ระบบหมุนเวียนอากาศ น้ำเย็น น้ำร้อน ไอน้ำ และน้ำ DI/RO) จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องแจ้งพื้นที่ใช้งานสำหรับอุปกรณ์เครื่องกลที่ต้องการให้สถาปนิกทราบตั้งแต่เนิ่นๆ ในขั้นตอนการออกแบบ
ข้อคิดส่งท้าย
ห้องปลอดเชื้อเปรียบเสมือนรถแข่ง เมื่อได้รับการออกแบบและสร้างอย่างถูกต้อง มันจะเป็นเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูง แต่หากได้รับการออกแบบและสร้างอย่างไม่ดี มันก็จะทำงานได้ไม่ดีและไม่น่าเชื่อถือ ห้องปลอดเชื้อมีข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้มากมาย และขอแนะนำให้ได้รับการดูแลจากวิศวกรที่มีประสบการณ์ด้านห้องปลอดเชื้ออย่างกว้างขวางสำหรับโครงการห้องปลอดเชื้อสองสามโครงการแรกของคุณ
ที่มา: gotopac
วันที่โพสต์: 14 เมษายน 2563
