ห้องสะอาด (Clean Room) ซึ่งมักใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตหรือการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ คือสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมปริมาณสารมลพิษ เช่น ฝุ่น จุลินทรีย์ในอากาศ อนุภาคในอากาศ และไอระเหยสารเคมีในระดับต่ำ กล่าวโดยสรุปคือ ห้องสะอาดมีระดับการปนเปื้อนที่ควบคุมได้ ซึ่งกำหนดโดยจำนวนอนุภาคต่อลูกบาศก์เมตรตามขนาดอนุภาคที่กำหนด อากาศภายนอกในสภาพแวดล้อมเมืองทั่วไปมีอนุภาคขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 ไมครอนขึ้นไป 35,000,000 อนุภาคต่อลูกบาศก์เมตร ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐานห้องสะอาด ISO 9 ซึ่งเป็นระดับต่ำสุดของมาตรฐานห้องสะอาด
ภาพรวมห้องสะอาด
ห้องคลีนรูมถูกนำมาใช้ในแทบทุกอุตสาหกรรมที่อนุภาคขนาดเล็กอาจส่งผลเสียต่อกระบวนการผลิต ห้องคลีนรูมมีขนาดและความซับซ้อนที่แตกต่างกัน และถูกใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เภสัชภัณฑ์ เทคโนโลยีชีวภาพ อุปกรณ์การแพทย์ และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ รวมถึงกระบวนการผลิตที่สำคัญซึ่งพบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ออปติก ทหาร และกระทรวงพลังงาน
ห้องสะอาด (Clean Room) คือพื้นที่จำกัดที่มีมาตรการลดการปนเปื้อนของอนุภาคและควบคุมปัจจัยแวดล้อมอื่นๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความดัน ส่วนประกอบสำคัญคือแผ่นกรองอากาศประสิทธิภาพสูง (HEPA) ซึ่งใช้ดักจับอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 0.3 ไมครอน อากาศทั้งหมดที่ส่งไปยังห้องสะอาดจะผ่านแผ่นกรองอากาศ HEPA และในบางกรณีที่ต้องการประสิทธิภาพการทำความสะอาดที่เข้มงวด จะใช้แผ่นกรองอากาศอัลตร้าโลว์พาร์ท (ULPA)
บุคลากรที่ได้รับการคัดเลือกให้ทำงานในห้องคลีนรูมต้องผ่านการฝึกอบรมเชิงลึกเกี่ยวกับทฤษฎีการควบคุมการปนเปื้อน บุคลากรจะต้องเข้าและออกจากห้องคลีนรูมผ่านช่องแอร์ล็อก ฝักบัวอากาศ และ/หรือห้องแต่งตัว และต้องสวมใส่เสื้อผ้าพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อดักจับสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากผิวหนังและร่างกาย
ขึ้นอยู่กับประเภทห้องหรือฟังก์ชัน การสวมชุดบุคลากรอาจมีจำกัดเท่ากับเสื้อคลุมแล็บและหมวกคลุมผม หรืออาจมากถึงขั้นสวมชุดกระต่ายหลายชั้นพร้อมเครื่องช่วยหายใจแบบพกพา
เสื้อผ้าสำหรับห้องคลีนรูมใช้เพื่อป้องกันไม่ให้สารต่างๆ ถูกปล่อยออกมาจากร่างกายของผู้สวมใส่และปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อม เสื้อผ้าสำหรับห้องคลีนรูมเองต้องไม่ปล่อยอนุภาคหรือเส้นใยออกมา เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อมโดยบุคลากร การปนเปื้อนของบุคลากรประเภทนี้อาจลดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และยา และอาจทำให้เกิดการติดเชื้อข้ามระหว่างบุคลากรทางการแพทย์และผู้ป่วยในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพ เป็นต้น
ชุดห้องคลีนรูมประกอบด้วยรองเท้าบูท รองเท้า ผ้ากันเปื้อน ที่ปิดเครา หมวกทรงบูฟฟอนต์ ชุดคลุม หน้ากากอนามัย ชุดกระโปรง/เสื้อคลุมแล็บ ชุดคลุม ถุงมือและปลอกนิ้ว ตาข่ายคลุมผม หมวกคลุมศีรษะ แขนเสื้อ และที่คลุมรองเท้า ประเภทของชุดห้องคลีนรูมที่ใช้ควรสอดคล้องกับข้อกำหนดของห้องคลีนรูมและผลิตภัณฑ์ ห้องคลีนรูมระดับล่างอาจต้องการเพียงรองเท้าพิเศษที่มีพื้นเรียบสนิท ไม่ทิ้งฝุ่นหรือสิ่งสกปรก อย่างไรก็ตาม พื้นรองเท้าต้องไม่ก่อให้เกิดอันตรายจากการลื่นไถล เนื่องจากความปลอดภัยต้องมาก่อนเสมอ โดยปกติแล้วจะต้องสวมชุดห้องคลีนรูมเมื่อเข้าห้องคลีนรูม ห้องคลีนรูมระดับ 10,000 อาจใช้เสื้อคลุมแบบเรียบง่าย ที่คลุมศีรษะ และรองเท้าบูท สำหรับห้องคลีนรูมระดับ 10 จำเป็นต้องมีขั้นตอนการสวมชุดคลุมอย่างระมัดระวัง โดยปิดซิปคลุมทั้งหมด ทั้งรองเท้าบูท ถุงมือ และเครื่องช่วยหายใจแบบครบชุด
หลักการไหลเวียนอากาศในห้องคลีนรูม
ห้องคลีนรูมรักษาอากาศให้ปราศจากฝุ่นละอองด้วยการใช้แผ่นกรอง HEPA หรือ ULPA ซึ่งใช้หลักการไหลเวียนอากาศแบบลามินาร์หรือแบบปั่นป่วน ระบบการไหลเวียนอากาศแบบลามินาร์หรือแบบทิศทางเดียวจะควบคุมทิศทางการไหลของอากาศที่กรองแล้วให้คงที่ โดยทั่วไประบบการไหลเวียนอากาศแบบลามินาร์จะใช้ครอบคลุมพื้นที่ 100% ของเพดานห้องเพื่อรักษาทิศทางการไหลแบบทิศทางเดียวให้คงที่ เกณฑ์การไหลของอากาศแบบลามินาร์มักระบุไว้ในสถานีทำงานแบบพกพา (LF hoods) และบังคับใช้ในห้องคลีนรูมระดับมาตรฐาน ISO-1 ถึง ISO-4
การออกแบบห้องคลีนรูมที่เหมาะสมครอบคลุมระบบจ่ายอากาศทั้งหมด รวมถึงการเตรียมการสำหรับระบบส่งอากาศกลับที่เพียงพอและต่อเนื่องไปยังปลายน้ำ ในห้องไหลแนวตั้ง หมายถึงการใช้ระบบส่งอากาศกลับแบบผนังต่ำรอบปริมณฑลของโซน ในการใช้งานระบบไหลแนวนอน จำเป็นต้องใช้ระบบส่งอากาศกลับที่ขอบเขตปลายน้ำของกระบวนการ การใช้ระบบส่งอากาศกลับแบบติดเพดานนั้นขัดแย้งกับการออกแบบระบบห้องคลีนรูมที่เหมาะสม
การจำแนกประเภทห้องสะอาด
ห้องสะอาดจะถูกจำแนกประเภทตามความสะอาดของอากาศ ในมาตรฐาน Federal Standard 209 (A ถึง D) ของสหรัฐอเมริกา จำนวนอนุภาคที่เท่ากับหรือมากกว่า 0.5 ไมโครเมตรจะถูกวัดในอากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต และจำนวนนี้ใช้ในการจำแนกประเภทห้องสะอาด ระบบการตั้งชื่อแบบเมตริกนี้ยังได้รับการยอมรับในมาตรฐานฉบับ 209E ล่าสุด มาตรฐาน Federal Standard 209E ถูกนำมาใช้ในประเทศ มาตรฐานใหม่กว่าคือ TC 209 จากองค์กรมาตรฐานระหว่างประเทศ ทั้งสองมาตรฐานจำแนกประเภทห้องสะอาดตามจำนวนอนุภาคที่พบในอากาศของห้องปฏิบัติการ มาตรฐานการจำแนกประเภทห้องสะอาด FS 209E และ ISO 14644-1 กำหนดให้มีการวัดและการคำนวณจำนวนอนุภาคเฉพาะเพื่อจำแนกระดับความสะอาดของห้องสะอาดหรือพื้นที่สะอาด ในสหราชอาณาจักร มาตรฐาน British Standard 5295 ถูกนำมาใช้เพื่อจำแนกประเภทห้องสะอาด มาตรฐานนี้กำลังจะถูกแทนที่ด้วย BS EN ISO 14644-1
ห้องสะอาดถูกจำแนกประเภทตามจำนวนและขนาดของอนุภาคที่อนุญาตต่อปริมาตรอากาศ ตัวเลขขนาดใหญ่เช่น "คลาส 100" หรือ "คลาส 1000" หมายถึง FED_STD-209E และระบุจำนวนอนุภาคขนาด 0.5 ไมโครเมตรขึ้นไปที่อนุญาตต่อลูกบาศก์ฟุตของอากาศ มาตรฐานนี้ยังอนุญาตให้มีการประมาณค่าแบบอินเทอร์โพเลชัน ดังนั้นจึงสามารถอธิบายได้ เช่น "คลาส 2000"
ตัวเลขขนาดเล็กหมายถึงมาตรฐาน ISO 14644-1 ซึ่งกำหนดลอการิทึมฐานสิบของจำนวนอนุภาคขนาด 0.1 ไมโครเมตรขึ้นไปที่อนุญาตต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์เมตร ตัวอย่างเช่น ห้องสะอาดระดับ ISO คลาส 5 มีอนุภาคไม่เกิน 105 = 100,000 อนุภาคต่อลูกบาศก์เมตร
ทั้ง FS 209E และ ISO 14644-1 ต่างใช้ความสัมพันธ์แบบล็อก-ล็อกระหว่างขนาดอนุภาคและความเข้มข้นของอนุภาค ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีสิ่งที่เรียกว่าความเข้มข้นของอนุภาคเป็นศูนย์ อากาศในห้องทั่วไปมีค่าประมาณคลาส 1,000,000 หรือ ISO 9
มาตรฐานห้องสะอาด ISO 14644-1
| ระดับ | อนุภาคสูงสุด/m3 | FED STD 209E เทียบเท่า | |||||
| >=0.1 ไมโครเมตร | >=0.2 ไมโครเมตร | >=0.3 ไมโครเมตร | >=0.5 ไมโครเมตร | >=1 ไมโครเมตร | >=5 ไมโครเมตร | ||
| ไอเอสโอ 1 | 10 | 2 | |||||
| ไอเอสโอ 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ไอเอสโอ 3 | 1,000 | 237 | 102 | 35 | 8 | ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 | |
| ไอเอสโอ 4 | 10,000 | 2,370 | 1,020 | 352 | 83 | ชั้นปีที่ 10 | |
| ไอเอสโอ 5 | 100,000 | 23,700 | 10,200 | 3,520 | 832 | 29 | ชั้น 100 |
| ไอเอสโอ 6 | 1,000,000 | 237,000 | 102,000 | 35,200 | 8,320 | 293 | ชั้น 1,000 |
| ไอเอสโอ 7 | 352,000 | 83,200 | 2,930 | ชั้น 10,000 | |||
| ไอเอสโอ 8 | 3,520,000 | 832,000 | 29,300 | ชั้น 100,000 | |||
| ไอเอสโอ 9 | 35,200,000 | 8,320,000 | 293,000 | อากาศในห้อง | |||
เวลาโพสต์: 29 มี.ค. 2566