ده گام اصلی در طراحی ساخت اجرای اتاق تمیز

برای طراحی ساخت و اجرای اتاق تمیز همراه با تجهیزات خاص و تخصصی و البته استاندارد آن نکته مهم کیفیت است.

بنابرکیفیت همان چیزی است که شرکت اندیشگران صنعت جامع ایرانیان سرلوحه کار خویش قرار داده است.

در این مقاله با شما از ده گام اساسی و اصلی اما ساده و آسان برای طراحی ساخت اجرای اتاق تمیز خواهیم گفت.

«آسان» شاید برای طراحی چنین محیط‌های حساسی کلمه ای نباشد که به ذهنتان خطور کند.

با این حال، این بدان معنا نیست که شما نمی توانید با حل مسائل در یک دنباله منطقی، یک طراحی اتاق تمیز استاندارد ایجاد کنید.

این مقاله هر مرحله کلیدی را به طور مستقل پوشش می‌دهد.

شرایط سختگیرانه

تلاش می کنیم نکات کاربردی خاص برای تنظیم برنامه‌ریزی مسیرهای خروج و زاویه‌گیری برای فضای مکانیکی مناسب اتاق تمیز را شرح بدهیم.

بسیاری از فرآیندهای تولید نیاز به شرایط محیطی بسیار سختگیرانه ای دارند که توسط اتاق تمیز ارائه می شود.

اتاق‌های تمیز دارای سیستم های مکانیکی پیچیده و هزینه های ساخت، بهره برداری و انرژی بالایی هستند.

انجام طراحی اتاق تمیز باید روشمند و هدفمند باشد.

مرحله اول: ارزیابی چیدمان برای جریان افراد/مواد

در مرحله اول به سراغ ارزیابی چیدمان برای جریان افراد/مواد می‌رویم.

ارزیابی جریان افراد و مواد در مجموعه اتاق تمیز بسیار مهم است.

کارگران و نیروی انسانی اتاق تمیز بزرگترین منبع آلودگی یک اتاق تمیز محسوب می‌شوند.

تمام فرآیندهای حیاتی باید از درب‌ها و مسیرهای دسترسی پرسنل جدا شوند.

بحرانی ترین فضاها باید یک دسترسی واحد داشته باشند تا از انتقال و تبدیل فضای آنها به دیگر بخش‌ها جلوگیری شود.

برخی از فرآیندهای دارویی و بیودارویی مستعد آلودگی متقابل از سایر فرآیندهای دارویی و بیودارویی هستند.

آلودگی باید به دقت برای مسیرهای ورودی و مهار مواد، جداسازی مواد و مسیرهای خروج محصول نهایی ارزیابی شود.

شکل 1 نمونه‌ای از تاسیسات تولید سیمان استخوانی بوده که دارای هر دو فضای فرآیند بحرانی بسته بندی است.

این فضاسازی با یک دسترسی واحد و قفل های هوا به عنوان حائل برای مناطق پرتردد پرسنل در نظر گرفته می‌شود.

سیمان استخوانی (به انگلیسی: bone cement) نوعی ترکیب پلیمری است که به عنوان عامل نگه دارنده مفصل‌های مصنوعی استفاده می‌شود.

مرحله دوم: طبقه بندی تمیزی فضا را تعیین و مشخص کنید

در مرحله دوم بهتر است نوعی طبقه بندی برای میزان پاکیزگی و استریل بودن فضا در نظر بگیرید.

برای اینکه بتوانید یک طبقه بندی اتاق تمیز را انتخاب کنید، مهم است که استاندارد طبقه بندی اتاق تمیز اولیه و الزامات عملکرد ذرات برای هر طبقه بندی را بدانید.

استاندارد 14644-1 موسسه علوم و فناوری محیطی طبقه بندی‌های مختلف پاکیزگی (1، 10، 100، 1000، 10000 و 100000) و تعداد مجاز ذرات را در اندازه‌های مختلف ذرات ارائه می‌دهد.

به عنوان مثال، اتاق تمیز کلاس 100 حداکثر مجاز به 3500 ذره در فوت مکعب و 0.1 میکرون و بزرگتر، 100 ذره در فوت مکعب در 0.5 میکرون و بزرگتر، و 24 ذره در فوت مکعب در 1.0 میکرون و بزرگتر است.

این جدول چگالی مجاز ذرات معلق در هوا را در جدول طبقه بندی پاکیزگی و استریل بودن ارائه می دهد:

شکل شماره 2

طبقه بندی تمیزی فضا تأثیر قابل توجهی بر ساخت، نگهداری و هزینه انرژی اتاق تمیز دارد.

ارزیابی دقیق نرخ‌های عدم آلودگی/آلودگی در طبقه‌بندی‌های مختلف پاکیزگی و الزامات آژانس نظارتی، مانند سازمان غذا و دارو (FDA) مهم است.

به طور معمول، هرچه فرآیند حساس تر باشد، طبقه بندی تمیزی دقیق تری باید استفاده شود.

این جدول طبقه بندی تمیزی را برای انواع فرآیندهای تولید ارائه می‌دهد:

 شکل شماره 3

فرآیند تولید شما ممکن است بسته به نیازهای منحصر به فرد آن به کلاس تمیزی دقیق تری نیاز داشته باشد.

هنگام تخصیص طبقه بندی نظافت به هر فضا مراقب نکات استاندارد و کیفیت بالای کار باشید.

نباید بیش از دو مرتبه تفاوت در طبقه بندی پاکیزگی بین فضاهای متصل وجود داشته باشد.

برای مثال، باز کردن اتاق تمیز کلاس 100000 در اتاق تمیز کلاس 100 قابل قبول نیست.

اما برای یک اتاق تمیز کلاس 100000 قابل قبول است که به سمت اتاق تمیز کلاس 1000 باز شود.

با نگاهی به تاسیسات بسته بندی سیمان استخوانی ما (شکل 1)، “روپوش”، “لباس” و “بسته بندی نهایی” فضاهای کمتر بحرانی یا دارای بحران سطحی هستند.

آنها دارای طبقه بندی تمیزی کلاس 100000 (ISO 8)، “قفل هوای سیمان استخوانی” و “قفل هوای استریل” باز هستند.

مرحله سوم: تعیین فشار فضا

در مرحله سوم باید به تعیین فشار موجود در فضای اتاق تمیز فکر کرد.

طراحی ساخت اجرای اتاق تمیز یک فرایند است نه فراورده و باید با دقت بسیار زیاد انجام شود.

حفظ فشار مثبت فضای هوا، در رابطه با فضاهای طبقه بندی تمیز، برای جلوگیری از نفوذ آلاینده ها به اتاق تمیز ضروری است.

هنگامی که یک فضا دارای فشار خنثی یا منفی باشد، حفظ مرتب طبقه بندی تمیزی آن بسیار دشوار است.

به نظر شما اختلاف فشار فضایی بین فضاها چقدر باید باشد؟

دانشمندان میزان نفوذ آلاینده به اتاق تمیز را مقابل اختلاف فشار فضا بین اتاق تمیز و محیط کنترل نشده ارزیابی کردند.

این مطالعات اختلاف فشار را بین 0.03 تا 0.05 در وزن نشان دادند.

به خاطر داشته باشید که فشار فضایی بالاتر هزینه انرژی بالاتری دارد و کنترل آن دشوارتر است.

همچنین دیفرانسیل فشار بالاتر نیاز به نیروی بیشتری در باز و بسته شدن درب‌ها دارد.

حداکثر اختلاف فشار توصیه شده در سراسر یک درب 0.1 اینچ است.

یک مجموعه اتاق تمیز ممکن است نیاز به پیکربندی مجدد داشته باشد تا اختلاف فشار استاتیک بین درب‌ها را در محدوده قابل قبول نگه دارد.

مرحله چهارم: تعیین جریان هوای تامین فضایی

طبقه بندی تمیزی فضا متغیر اصلی در تعیین جریان هوای عرضه شده در اتاق تمیز است.

با نگاهی به جدول 3، هر طبقه بندی تمیز دارای نرخ تغییر هوا است.

به عنوان مثال، یک اتاق تمیز کلاس 100000 دارای محدوده 15 تا 30 ach است.

نرخ تغییر هوای اتاق تمیز باید فعالیت پیش بینی شده در اتاق تمیز را در نظر بگیرد.

یک اتاق تمیز کلاس 100000 (ISO 8) با نرخ اشغال کم، فرآیند تولید ذرات کم و فشار فضای مثبت در رابطه با فضاهای تمیزتر ممکن است از 15 ach استفاده کند.

در حالی که همان اتاق تمیز دارای اشغال بالا، ترافیک مکرر در داخل و خارج، نرخ بالایی خواهد داشت.

در چنین شرایطی فرآیند تولید ذرات یا فشار فضای خنثی احتمالاً به 30 ach نیاز دارد.

طراح باید میزان تغییر هوای مورد استفاده را تعیین کند.

سایر متغیرهای مؤثر بر جریان هوای تأمین فضا عبارتند از: جریان هوای خروجی فرآیند، هوای نفوذی به داخل از طریق درها / دهانه ها و هوای خارج شده از طریق درب‌ها / دهانه ها به بیرون.

مرحله پنجم: تعیین جریان خروج هوا در طراحی ساخت اجرای اتاق تمیز

اکثر اتاق‌های تمیز تحت فشار مثبت هستند و در نتیجه هوای برنامه‌ریزی‌شده به فضاهای مجاور با فشار استاتیک کمتر را کنترل می‌کنند.

خروج هوای برنامه‌ریزی نشده از طریق پریزهای برق، وسایل روشنایی، قاب‌های پنجره و قاب درب‌ها امکان دارد.

درک این نکته مهم است که اتاق ها به صورت کامل مهر و موم نشده اند و دارای نشتی هستند.

یک اتاق تمیز که به خوبی مهر و موم شده باشد، نرخ نشت حجمی 1 تا 2 درصد خواهد داشت.

باید بدانید که در استانداردترین حالت نیز نشتی صفر غیرممکن است.

نکته دوم، در صورت استفاده از دستگاه‌های کنترل هوای خروجی باید حداقل 10 درصد اختلاف بین جریان هوای عرضه شده و برگشت وجود داشته باشد.

مرحله ششم: تعیین تعادل هوای محفظه

تعادل هوای محفظه شامل اضافه کردن تمام جریان هوا به فضای کار (تامین، نفوذ) و یکسان بودن تمام جریان هوا است.

ما اکنون جریان های هوای ورودی، نفوذ، خروج و برگشت اتاق تمیز را تعیین کرده ایم.

جریان هوای برگشتی نهایی در هنگام راه اندازی برای خروج هوای برنامه ریزی نشده تنظیم می شود.

مرحله هفتم: متغیرهای باقیمانده را ارزیابی کنید

سایر متغیرهایی که باید ارزیابی شوند عبارتند از: دما، محدوده دمایی فضا بین 66 درجه فارنهایت تا 70 درجه شرایط راحت را فراهم می‌کند.

رطوبت، به دلیل جریان هوای بالای اتاق تمیز، بار الکتریکی زیادی ایجاد می‌شود.

زمانی که سقف و دیوارها دارای بار الکترواستاتیکی زیاد و فضا دارای رطوبت نسبی کم باشد، ذرات معلق در هوا خود را به سطح می‌چسبند.

هنگامی که رطوبت نسبی فضا افزایش می‌یابد، بار الکترواستاتیک تخلیه می شود و تمام ذرات جذب شده در مدت زمان کوتاهی آزاد می شود.

داشتن بار الکترواستاتیکی بالا می تواند به مواد حساس به تخلیه الکترواستاتیک آسیب برساند.

مهم است که رطوبت نسبی فضا را به اندازه کافی بالا نگه دارید تا بار الکترواستاتیکی متعادلی ایجاد شود.

لامیناریته، فرآیندهای بسیار حیاتی ممکن است نیاز به جریان آرام داشته باشند تا احتمال ورود آلودگی ها به جریان هوا بین فیلتر HEPA و فرآیند اصلی کاهش یابد.

تخلیه الکترواستاتیک، فراتر از رطوبت فضا، برخی از فرآیندها به آسیب تخلیه الکترواستاتیک بسیار حساس هستند و لازم است کفپوش رسانای زمینی نصب شود.

مرحله هشتم: نوع سیستم مکانیکی در طراحی ساخت اجرای اتاق تمیز

تعدادی از متغیرها بر چیدمان سیستم مکانیکی اتاق تمیز تأثیر می‌گذارند.

برخلاف سیستم‌های تهویه مطبوع معمولی، سیستم‌های تهویه مطبوع اتاق تمیز به میزان قابل‌توجهی هوای لازم برای مقاومت برابر بارهای سرمایشی و گرمایشی دارند.

با نگاهی به شکل 4، مشخص است که بخش کوچکی از هوای برگشتی برای تهویه به AHU بازگردانده می شود.

مرحله نهم: محاسبات گرمایش/سرمایش را انجام دهید

هنگام انجام محاسبات گرمایش/سرمایش اتاق تمیز، موارد زیر را در نظر بگیرید:

• از محافظه‌کارانه‌ترین شرایط آب و هوایی استفاده کنید (۹۹.۶٪ طراحی گرمایش)
• فیلتراسیون را در محاسبات لحاظ کنید
• گرمای manifold مرطوب کننده را در محاسبات لحاظ کنید
• گرمای فن چرخش مجدد را در محاسبات لحاظ کنید

مرحله دهم: برای فضای مکانیکی اتاق وقت بگذارید

اتاق های تمیز از نظر مکانیکی و الکتریکی فشرده هستند.

با طبقه بندی تمیزی اتاق تمیز، فضای زیرساخت مکانیکی بیشتری برای ارائه پشتیبانی کافی از اتاق تمیز مورد نیاز است.

با استفاده از یک اتاق تمیز 1000 فوت مربعی به عنوان مثال، اتاق تمیز کلاس 100000 (ISO 8) به فضای پشتیبانی 250 تا 400 فوت مربع نیاز دارد.

متراژ مربع پشتیبانی واقعی بسته به جریان هوا و پیچیدگی AHU متفاوت خواهد بود.

مهم است که متراژ مربع فضای تجهیزات مکانیکی مورد نیاز را در اوایل فرآیند طراحی به معمار پروژه ارسال کنید.

جمع بندی

اتاق های تمیز مانند ماشین های مسابقه هستند. وقتی به درستی طراحی و ساخته شوند، ماشین‌هایی با عملکرد بسیار کارآمد خواهید داشت.

زمانی که طراحی و ساخت ضعیفی داشته باشید، عملکرد ضعیفی از اتاق تمیز خواهید دید.