اصول طراحی و ساخت اتاق تمیز در صنایع مختلف

مقدمه

اتاق تمیز یا کلین روم (Cleanroom) مفهومی مدرن با قدمت بیش از 100 سال است که اولین کاربرد آن در بیمارستان‌ها برای کنترل باکتری‌ها، به‌ویژه در اتاق‌های عمل، شکل گرفت. طبق استانداردهای ISO 14644-1 و Federal Standard 209E، اتاق تمیز مکانی است که در آن غلظت ذرات معلق در هوا کنترل شده و پارامترهایی چون دما، رطوبت و فشار، مطابق نیاز تنظیم می‌شوند. این فضاها امروزه در تولیدات صنعتی ضروری شده و کاربردهای گسترده‌ای در صنایع گوناگون دارند:

  • الکترونیک: تولید نوارهای مغناطیسی، صفحات تخت و رایانه‌ها. 
  • نیمه‌هادی‌ها: ساخت مدارهای حافظه و کنترل کامپیوتر. 
  • میکرومکانیک: تولید بلبرینگ‌های مینیاتوری و دیسک‌خوان‌های نوری. 
  • اُپتیک: ساخت لنزها، تجهیزات لیزری و فیلم‌های عکاسی. 
  • داروسازی: تولید دارو 
  • تجهیزات پزشکی: مانند تولید دریچه‌های قلب و سیستم‌های بای‌پس. 
  • بیوتکنولوژی و بیمارستان‌ها: تولید آنتی‌بیوتیک‌ها، مهندسی ژنتیک و ایزوله‌سازی بیماران. 

طراحی اتاق‌ تمیز

طراحی اتاق‌ تمیز نیازمند رعایت اصول کلیدی برای حداقل‌سازی آلودگی و انطباق با استانداردهای بین‌المللی است. این اصول شامل موارد زیر هستند: 

  • استانداردهای عمومی مهندسی  
  • استانداردهای کنترل آلودگی زیستی و دارویی 
  • استانداردهای مهار آلودگی شیمیایی 

روند تکامل استانداردها، خصوصاً در کشورهای صنعتی، نشان‌دهنده اهمیت روزافزون این فضاها است. سالانه حدود 30 استاندارد جدید یا اصلاح‌شده ارائه می‌شود. برای دستیابی به طراحی بهینه، طراحان باید مشخص کنند کدام آلاینده‌ها مهم هستند. 

اصلی‌ترین آلودگی در اتاق تمیز ذرات معلق در هوا هستند، اما عوامل آلاینده دیگری که می‌توانند به محصول، فرآیند یا اپراتور آسیب برسانند نیز باید مورد توجه قرار گیرد. خطرات ذرات شیمیایی سمی باید شناخته و جنبه‌های آلودگی آن در نظر گرفته شوند. اهمیت هر یک از این عوامل بستگی به نیازهای خاص کلین‌روم دارد و طراحان باید بدانند که کدام آلودگی‌ها باید مدنظر قرار گیرند. به عنوان مثال در اتاق تمیز دارویی یا زیستی، معیار ذرات حامل میکروارگانیسم‌ها است. 

برای طراحی، ساخت و نگهداری یک کلین‌روم، باید رابطه بین طراحی اتاق، مواد مورد استفاده برای سطوح، اپراتور و کلاس اتاق تمیز را دانست. کلاس و استاندارد مورد نیاز اتاق به وظیفه‌ای که در آن انجام می‌شود بستگی دارد و هرچه محصول به آلودگی حساس‌تر باشد، استاندارد بالاتری مورد نیاز است 

در زمان طراحی اتاق تمیز باید نیازهای طراحی مانند الگوی جریان هوا، سرعت هوا، HVAC، دما، رطوبت، فشار، تخلیه، آلودگی میکرونی، میکروارگانیسم‌ها، نویز و ارتعاش، تداخل الکترواستاتیک، نورپردازی اتاق تمیز مورد توجه قرار گیرد. 

 انتخاب مکان ساخت اتاق تمیز

انتخاب محل (سایت) برای ساختمان اتاق تمیز شامل ملاحظات زیر است: 

  • بررسی ظرفیت باربری زمین 
  • بررسی سمیت آب زیرزمینی و خاک 
  • کیفیت هوای محیط و آلاینده‌ها مانند ذرات و آلاینده‌های میکروبی 
  • کیفیت تأمین آب سایت 
  • مسائل زیست‌محیطی مربوط به انتشار هوا و تخلیه و تصفیه زباله 
  • سطوح ارتعاش و نویز محیطی سایت  
  • میدان‌های الکترومغناطیسی محیطی 
  • امنیت و کنترل دسترسی 
  • مقررات و قوانین محلی منطقه‌بندی 

اصول طراحی ساخت اتاق تمیز

بسیاری از تیم‌های طراحی توصیه می‌کنند که طراحی اتاق تمیز باید از داخل به خارج صورت گیرد، یعنی ابتدا تجهیزات و نیازهای فرآیندی مشخص شده و سپس فضاها طراحی شوند. تجهیزات و همچنین نیازهای توان عملیاتی آن‌ها، دسترسی اپراتور و مکان‌های انتقالی، باید در طراحی لحاظ شود. عرض راهروها برای عبور اپراتور و یا جابجایی تجهیزات نیز نیاز به توجه دارد. بسیاری از قطعات بزرگ تجهیزات به ندرت نیاز به جابجایی در تأسیسات دارند (مانند واحد تهویه هوا)، اما بسیاری از اقلام زمانی نصب می‌شوند که تأسیسات اساساً کامل شده است.  

به علت سفارشی بودن اتاق‌ تمیز، تکنیک‌های ساخت استاندارد روش اصلی مورد استفاده در ساخت اتاق‌های تمیز است، این تکنیک‌ها شامل استفاده از مواد متعارف مانند بلوک بتنی، تخته سیمانی و دیوار خشک گچی با اپوکسی، فایبرگلاس و پلی وینیل کلراید (PVC) و ساندویچ پانل است.  

مواد ساخت اتاق تمیز

انتخاب مواد ساخت اتاق تمیز باید با دقت انجام شود تا یکپارچگی اتاق تمیز حفظ شود. به طور کلی، مواد ساختاری که بیشتر یکپارچه، غیر متخلخل، بدون ریزش، به راحتی تمیز شونده و بادوام هستند، اطمینان حاصل می‌کنند که تولید ذرات به حداقل می‌رسد. وارد زیر برخی از پرکاربردترین مواد در ساخت اتاق تمیز است: 

  • پنل‌های کامپوزیت غیرقابل اشتعال با قاب آلومینیومی و پوشش PVC غیرپلاستیکی (uPVC) بر روی فولاد گالوانیزه با هسته آلومینیومی لانه زنبوری 
  • پنل‌های دیواری پلاستیک تقویت شده با شیشه  (GRP) 
  • سیستم‌های مبتنی بر اپوکسی 
  • فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، فولاد رنگ شده و فایبرگلاس 

ملاحظات طراحی و ایمنی

طراحی اتاق تمیز باید با تمرکز بر کنترل آلودگی انجام شود. منابع آلودگی شامل ذرات معلق، گازهای شیمیایی، و عوامل بیولوژیکی هستند. مدل‌سازی دینامیک سیالات و تحلیل جریان هوا می‌توانند برای شناسایی مسیرهای حرکت آلودگی و کاهش آن مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از فشارهای تفاضلی میان فضاها و طراحی هوابندها (Airlocks) از جمله اقدامات کلیدی برای جلوگیری از انتقال آلودگی است 

یکی از جزئیات مهم در طراحی اتاق تمیز، نحوه باز و بسته شدن درب‌ها در رابطه با فشار اتاق است. به جز مسیرهای خروج، درب‌ها باید توسط فشار اتاق بسته نگه داشته شوند. ممکن است نیاز به استفاده از بسته‌کننده‌های مکانیکی درب برای غلبه بر اختلاف فشار بین دو اتاق باشد. مهر و موم‌های درب جهت حفظ فشار مناسب اتاق و به حداقل رساندن نشت هوا الزامی است. 

سطوح داخلی باید صاف و غیرمتخلخل باشد تا تمیز کردن آن‌ها آسان باشد. طراحی مسیرهای خروج اضطراری و سیستم‌های امنیتی برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز ضروری هستند. 

فرآیند ساخت به صورت ذاتی منجر به تولید آلودگی می‌شود، و روش‌های سنتی ساخت باید با نیازهای خاص اتاق تمیز تطبیق داده شوند 

تمیزکاری مداوم در تمامی مراحل ساخت برای جلوگیری از تجمع ذرات و آلودگی ضروری است. این شامل تمیزکاری روزانه مناطق مجاور و اعمال فشار مثبت در فضای اتاق تمیز برای جلوگیری از ورود گرد و غبار است. 

تمامی تجهیزات و موادی که وارد اتاق تمیز می‌شوند، باید پیش از ورود، تمیز و مهروموم شوند. 

کارگران باید از دستورالعمل‌های مخصوص پروتکل اتاق تمیز پیروی کنند، از جمله پوشیدن تجهیزات ایمنی مانند دستکش، کفش‌های مخصوص و کلاه‌های محافظ 

راب‌هیراد

طراحی و ساخت اتاق تمیز نیازمند دانش فنی، توجه به استانداردهای روز، و استفاده از مواد و تجهیزات مناسب است. با رعایت این نکات می‌توان محیطی ایمن، تمیز و مؤثر برای صنایع حساس ایجاد کرد. 

شرکت راب‌هیراد با سال‌ها تجربه در حوزه طراحی و ساخت اتاق تمیز، خدمات متنوعی در این زمینه ارائه می‌دهد و و با اتکاء به تخصص تیم مهندسی خود، پروژه‌ها را مطابق با بالاترین استانداردها به انجام می‌رساند و محیطی ایمن و مؤثر را برای صنایع حساس ایجاد می‌کند. 

 

منبع: 

WEI SUN. ASHRAE DESIGN GUIDE FOR CLEANROOMS: Fundamentals, Systems and Performance. ASHRAE. 

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.