اتاق تمیز یا Clean Room چیست ؟

کاربرد کلین روم (Clean Room) یا اتاق تمیز چیست؟

در فرایند تولید محصولات خاص و حساس، از کلین روم ها استفاده می‌شود. کلین روم ها که اتاق‌هایی کنترل شده هستند، در صنایع مختلف مثل میکروالکترونیک، داروسازی، تولید مواد غذایی و… کاربرد جدی دارند. البته که پس از تجربه بیماری کووید (کرونا) اهمیت اتاق تمیز دوچندان شده است.

با ما همراه باشید، در ادامه این مقاله از مجموعه آموزش‌های کاسپین کلین روم، به این سؤال که کلین روم چیست؟ پرداخته‌ایم.

کلین روم یا اتاق تمیز چیست؟

در اتاق تمیز مقدار ذرات معلق و آلاینده‌ها بر اساس تعداد ذره در هر فوت (در هر متر) مکعب اندازه‌گیری می‌شود. این عدد به‌صورت کلاس‌بندی‌های مختلف است و برای مثال اگر کلاس‌بندی 100.000 باشد، تعداد ذره‌های بزرگ‌تر از 0.5 میکرون در هر فوت مکعب باید کمتر از 100.000 باشد. اما اگر کلاس 100 باشد، تعداد ذرات میکرونی در هر فوت مکعب باید کمتر از 100 باشد.

اما کلین روم چیست؟ اتاق تمیز یا همان Clean Room محیط بسته‌ای است که جهت کنترل و ازبین‌بردن آلودگی‌ها طراحی می‌شود. در این فضای بسته ذرات معلق و آلودگی‌ها تا حد ممکن حذف می‌شوند. در برخی موارد علاوه بر کنترل میزان آلایندگی و ذرات، لازم است دما و رطوبت محیط نیز در یک سطح مطلوب قرار داشته باشد.

اتاق تمیز که معمولاً در تولید یا تحقیقات علمی استفاده می‌شود، یک محیط کنترل شده است که دارای سطح پایینی از آلاینده‌ها مانند گردوغبار، میکروب‌های موجود در هوا، ذرات آئروسل و بخارات شیمیایی است. به طور دقیق، اتاق تمیز دارای سطح کنترل شده‌ای از آلودگی است که با تعداد ذرات در مترمکعب در اندازه ذرات مشخص می‌شود. هوای محیط بیرون در یک محیط شهری معمولی حاوی 35,000,000 ذره در مترمکعب، 0.5 میکرون و قطر بزرگ‌تر است که مطابق با اتاق تمیز ISO 9 است که در پایین‌ترین سطح استانداردهای اتاق تمیز قرار دارد.

در این فضا برای حذف آلاینده‌ها لازم است هوا از فیلترهای مخصوص عبور داده شود و این کار تا زمانی ادامه دارد که میزان ذرات موجود در هوا به حد مطلوب برسد. هوای داخل سیستم نیز به‌صورت مداوم توسط فیلترهای HEPA یا ULPA تصفیه می‌شود.

از این اتاق‌ها در صنایعی مثل الکترونیک و صنعت نیمه‌هادی‌ها، میکرو مکانیک، نانو، اپتیک و لیزر، بیوتکنولوژی، صنایع دارویی، تجهیزات پزشکی، محصولات استریل، غذا و نوشیدنی، آزمایشگاه‌های نیمه‌تخصصی یا تخصصی، بیمارستان‌ها و… استفاده می‌شود.

عملکرد کلین روم (Clean Room)

از این اتاق‌ها برای حذف آلاینده‌ها و ذرات موجود در هوای محیط استفاده می‌شود و عملکرد این سیستم به این صورت است که جریان هوا از فیلترهای هپا یا آلپا عبور می‌کند و هوای بیرون مطابق سطح مطلوب و موردنیاز، فیلتر و تمیز می‌شود.

همچنین هوای تمیز موجود در اتاق به کمک رجیسترها یا به سمت خارج از اتاق هدایت می‌شود یا این هوا دوباره به سمت سیستم فیلتراسیون هدایت شده و فرایند فیلتر هوا صورت می‌گیرد.

در اتاق تمیز یا کلین روم ها از چه تجهیزاتی استفاده می‌شود؟

• سیستم کنترل اتوماتیک
• بخش تهویه‌مطبوع
• پرده PVC
• پس باکس
• کف‌پوش ویژه
• دوش هوا
• اتاقک توزین
• مبلمان مخصوص
• میز لامینار و هود
• لامپ مخصوص

قوانین و اصول اتاق‌های تمیز

1. هیچ آلاینده‌ای نباید از محیط بیرون وارد اتاق شود.
2. دستگاه‌های داخل اتاقِ کنترل شده، نباید منشأ آلودگی باشند.
3. در محیط کنترل شده، هیچ آلودگی نباید اجازه جمع‌شدن داشته باشد.
4. هرگونه آلایندگی و ذره موجود در کلین روم باید با سرعت بالا حذف شود.

زمان استفاده از اتاق‌های تمیز باید نسبت به برخی الزامات دقیق و حساس باشید و مهم نیست که در کدام صنعت مشغول به فعالیت هستید، درهرصورت باید به این موارد توجه داشته باشید. هرگونه لباس، محافظ، وسایل جانبی و… وارد شده به اتاق‌های تمیز باید فاقد آلودگی باشند، در برابر سایش و پارگی مقاوم بوده و تنها یکبار استفاده شوند.

همچنین تجهیزات موجود در اتاق، تا حد ممکن صاف و صیقلی بوده و فاقد هرگونه پیچ‌ومهره و اتصال قابل‌مشاهده هستند. زمین و دیوارهای کلین روم کاشی‌کاری نمی‌شوند و کف آنها به‌صورت مقاوم و صاف ساخته می‌شود.

نمای کلی اتاق تمیز

اتاق‌های تمیز عملاً در صنعتی استفاده می‌شود که ذرات کوچک می‌توانند بر فرایند تولید تأثیر منفی بگذارند. آنها از نظر اندازه و پیچیدگی متفاوت هستند و به طور گسترده در صنایعی مانند ساخت نیمه‌هادی‌ها، داروسازی، بیوتکنولوژی، تجهیزات پزشکی و علوم زیستی، و همچنین تولید فرایندهای حیاتی رایج در هوافضا، اپتیک، ارتش و… استفاده می‌شوند.

اتاق تمیز به هر فضای محدودی گفته می‌شود که در آن تمهیداتی برای کاهش آلودگی ذرات و کنترل سایر پارامترهای محیطی مانند دما، رطوبت و فشار در نظر گرفته شده است. جزء کلیدی فیلتر هوای ذرات با کارایی بالا (HEPA) است که برای به دام انداختن ذرات 0.3 میکرون و بزرگ‌تر استفاده می‌شود. تمام هوای تحویل داده شده به اتاق تمیز از فیلترهای HEPA عبور می‌کند، و در برخی موارد که عملکرد تمیزی دقیق لازم است، از فیلترهای ذرات بسیار کم هوا (ULPA) استفاده می‌شود.

لباس‌های مناسب برای اتاق تمیز

پرسنل و کارکنانی که برای کار در اتاق‌های تمیز انتخاب می‌شوند، آموزش‌های گسترده‌ای را در زمینه تئوری کنترل آلودگی می‌گذرانند و زمان ورود به اتاق، با استفاده از قفل‌های هوا، دوش هوا و یا اتاق‌های دیگر وارد اتاق تمیز و از آن خارج می‌شوند تا آلاینده‌های موجود را از بین ببرند و باید لباس‌های مخصوصی بپوشند که برای به دام انداختن آلاینده‌هایی که به طور طبیعی توسط پوست و بدن تولید می‌شوند طراحی شده است. طراحی تجهیزات اتاق‌های تمیز به‌گونه‌ای است که کمترین مقدار آلایندگی را ایجاد می‌کند و البته این در حالی است که همیشه و در همه کلین روم ها، رعایت این موارد ضرورت ندارد.

بسته به طبقه‌بندی یا عملکرد اتاق، لباس‌های پرسنل ممکن است به‌اندازه کت‌های آزمایشگاهی و توری‌های مو محدود باشند یا به وسعتی که به طور کامل در لباس‌های چندلایه با دستگاه تنفسی خود پوشیده شده باشد.

لباس اتاق تمیز برای جلوگیری از انتشار مواد از بدن پوشنده و آلوده‌کردن محیط استفاده می‌شود. خود لباس اتاق تمیز نباید ذرات یا الیاف را برای جلوگیری از آلودگی محیط توسط پرسنل آزاد کند. این نوع آلودگی پرسنل می‌تواند عملکرد محصول در صنایع نیمه‌هادی و داروسازی را کاهش دهد و به‌عنوان‌مثال می‌تواند باعث ایجاد عفونت متقاطع بین کارکنان پزشکی و بیماران در صنعت مراقبت‌های بهداشتی شود.

لباس‌های اتاق تمیز شامل چکمه، کفش، پیش‌بند، روکش ریش، کلاه، روپوش، ماسک صورت، روپوش یا کت‌های آزمایشگاهی، خود روپوش، دستکش، توری مو، مقنعه، آستین و روکش کفش است. نوع لباس اتاق تمیز مورداستفاده باید منعکس‌کننده مشخصات اتاق تمیز و محصول باشد. اتاق‌های تمیز سطح پایین ممکن است فقط به کفش‌های مخصوصی نیاز داشته باشند که کفی کاملاً صاف داشته باشند که در گردوغبار یا کثیفی ردیابی نمی‌شوند. بااین‌حال، ته کفش نباید خطر لغزش ایجاد کند؛ زیرا ایمنی همیشه اولویت دارد. برای ورود به اتاق تمیز معمولاً یک لباس اتاق تمیز لازم است. اتاق‌های تمیز کلاس 10000 ممکن است از لباس‌های ساده، روکش‌های سر و چکمه استفاده کنند. برای اتاق‌های تمیز کلاس 10، پوشیدن لباس‌های دقیق با پوشش زیپ‌دار، چکمه، دستکش و محفظه کامل ماسک موردنیاز است.

اصول جریان هوای کلین روم

همان‌طور که در بالاتر گفتیم اتاق‌های تمیز هوای بدون ذرات را با استفاده از فیلترهای HEPA یا ULPA با استفاده از اصول جریان هوای آرام یا متلاطم حفظ می‌کنند. سیستم‌های جریان هوای آرام یا یک‌طرفه، هوای فیلتر شده را در یک جریان ثابت به سمت پایین هدایت می‌کنند. سیستم‌های جریان هوای آرام معمولاً در 100٪ سقف برای حفظ جریان ثابت و یک‌طرفه استفاده می‌شوند. معیارهای جریان آرام به‌طورکلی در ایستگاه‌های کاری قابل‌حمل (هودهای LF) بیان می‌شود و در ISO-1 تا اتاق‌های تمیز طبقه‌بندی ISO-4 الزامی است.

طراحی اتاق تمیز، کل سیستم توزیع هوا را شامل می‌شود، از جمله مقرراتی برای برگشت هوای پایین‌دستی کافی است. در اتاق‌های جریان عمودی، این به معنای استفاده از هوای کم دیواره در اطراف محیط منطقه است. در کاربردهای جریان افقی، نیاز به استفاده از برگشت هوا در مرز پایین‌دست فرایند دارد. استفاده از بادگیرهای سقفی با طراحی مناسب سیستم اتاق تمیز متناقض است.

طبقه‌بندی اتاق تمیز

اتاق‌های تمیز یا کلین روم ها بر اساس میزان تمیزی هوا طبقه‌بندی می‌شوند. در استاندارد فدرال 209 (A تا D) ایالات متحده، تعداد ذرات مساوی و بزرگ‌تر از 0.5 میکرومتر در یک فوت مکعب هوا اندازه‌گیری می‌شود و از این تعداد برای طبقه‌بندی اتاق تمیز استفاده می‌شود. این نام‌گذاری متریک در جدیدترین نسخه 209E استاندارد نیز پذیرفته شده است. استاندارد فدرال 209E در داخل کشور استفاده می‌شود. استاندارد جدیدتر TC 209 از سازمان استاندارد بین‌المللی است. هر دو استاندارد یک اتاق تمیز را بر اساس تعداد ذرات موجود در هوای آزمایشگاه طبقه‌بندی می‌کنند. استانداردهای طبقه‌بندی اتاق تمیز FS 209E و ISO 14644-1 به‌اندازه گیری‌ها و محاسبات خاصی از تعداد ذرات برای طبقه‌بندی سطح تمیزی اتاق تمیز یا منطقه تمیز نیاز دارند. در انگلستان، استاندارد بریتانیایی 5295 برای طبقه‌بندی اتاق‌های تمیز استفاده می‌شود. این استاندارد قرار است توسط BS EN ISO 14644-1 جایگزین شود.

اتاق‌های تمیز بر اساس تعداد و اندازه ذرات مجاز در هر حجم هوا طبقه‌بندی می‌شوند. اعداد بزرگ مانند “کلاس 100” یا “کلاس 1000” به FED_STD-209E اشاره دارند و تعداد ذرات با اندازه 0.5 میکرومتر یا بزرگ‌تر مجاز در هر فوت مکعب هوا را نشان می‌دهند. استاندارد همچنین اجازه درون‌یابی را می‌دهد، بنابراین می‌توان به‌عنوان‌مثال توصیف کرد. “کلاس 2000.”

اعداد کوچک به استانداردهای ISO 14644-1 اشاره دارد که لگاریتم اعشاری تعداد ذرات 0.1 میکرومتر یا بزرگ‌تر مجاز در هر مترمکعب هوا را مشخص می‌کند؛ بنابراین، برای مثال، اتاق تمیز ISO کلاس 5 حداکثر 105 = 100000 ذره در مترمکعب دارد.

هر دو FS 209E و ISO 14644-1 روابط log-log بین اندازه ذرات و غلظت ذرات را فرض می‌کنند. به همین دلیل، چیزی به نام غلظت ذرات صفر وجود ندارد. هوای معمولی اتاق تقریباً کلاس 1000000 یا ISO 9  است.

در این پست آموزشی از سایت کاسپین کلین روم سعی کردیم به اتاق تمیز و ویژگی‌ها و کاربردهای آن بپردازیم و به سؤال کلین روم چیست پاسخ دهیم. امیدواریم این مطلب برای شما مفید باشد.