Phòng sạch là gì?
Theo tiêu chuẩn ISO 14644-1, Phòng sạch là một phòng mà nồng độ của hạt lơ lửng trong không khí bị khống chế và nó được xây dựng và sử dụng trong một kết cấu sao cho sự có mặt, sự sản sinh và duy trì các hạt trong phòng được giảm đến tối thiểu và các yếu tố khác trong phòng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đều có thể khống chế và điều khiển.
Hình 1: Ảnh phòng sạch
Hay nói cách khác, phòng sạch là một phòng kín mà trong đó, lượng bụi trong không khí, được hạn chế ở mức thấp nhất nhằm tránh gây bẩn cho các quá trình nghiên cứu, chế tạo và sản xuất. Đồng thời, nhiệt độ, áp suất và độ ẩm của không khí cũng được khống chế và điều khiển để có lợi nhất cho các quá trình trên. Ngoài ra, phòng còn được đảm bảo vô trùng, không có các khí độc hại đúng theo nghĩa sạch của nó.
Tiêu chuẩn phòng sạch?
Trên thế giới có 03 tiêu chuẩn áp dụng cho phòng sạch mà các nước thường sử dụng gồm: Tiêu chuẩn Federal Standard 209 (1963), tiêu chuẩn Federal Standard 209 E (1992), tiêu chuẩn ISO 14644-1
Các thiết kế phòng sạch?
a) Kiểu phòng thông hơi hỗn loạn (Turbulently Ventilated Cleanroom)
Nguyên lý thông hơi của phòng sạch kiểu này cũng tương tự như hầu hết các phòng điều hòa không khí phổ thông như văn phòng hay cửa hàng. Không khí sạch được cung cấp bởi máy điều hòa không khí được tỏa đi qua hệ thống khuếch tán trên trần nhà (hình 2).
Hình 2. Phòng sạch kiểu thông hơi hỗn loạn
Người ta gọi là thông hơi hỗn loạn là do không khí di chuyển một cách ngẫu nhiên và hỗn loạn trong phòng nhờ hệ thống khuếch tán (hình 3a) hoặc nhờ hệ thống "phun" (hình 3b).
Hình 3. Các kiểu di chuyển không khí trong phòng sạch kiểu thông hơi hỗn loạn: di chuyển qua bộ khuếch tán (a) và sự phun nhờ một hệ thống phun hơi (b). Hệ thống phun không khí (hình 3b) thường bắt gặp trong các hệ thống phòng sạch thông hơi hỗn loạn truyền thống. Hệ thống kiểu này thường cho các dòng khí thẳng và có khả năng kiểm soát tốt quá trình nhiễm bẩn dưới bộ lọc. Hệ thống phun này có thể mang lại các điều kiện khả dĩ hơn bên dưới khu vực cung cấp, do đó lại làm kém đi cho các vùng xung quanh trong phòng.
b) Phòng sạch kiểu định hướng hoàn toàn (Unidirectional Cleanroom)
Hệ thống phòng sạch với kiểu thông hơi hỗn loạn thường chỉ đạt được các độ sạch tiêu chuẩn tới cấp ISO 6 trong quá trình sản xuất. Để đạt được các điều kiện tốt hơn thế trong suốt quá trình hoạt động, điều cần thiết là phải làm loãng sự sản sinh các hạt. Điều này có thể đạt được bằng cách dùng dòng không khí hoàn toàn thẳng (hình 4).
Hình 4. Hệ thống phòng sạch kiểu dòng không khí thẳng đứng.
Hình 4 là mặt cắt của một thiết kế phòng sạch với dòng không khí lưu chuyển theo chiều thẳng đứng và được vận hành khép kín theo kiểu như các piston. Do đó, dòng không khí này giúp cho việc đẩy bay các nhiễm bẩn. Khi được lưu chuyển ra cửa, dòng không khí này sẽ vận chuyển theo dòng và lại được lưu chuyển khép kín qua các hệ thống lọc. Hệ thống này tiên tiến hơn hệ thống thoát khí hỗn loạn rất nhiều bởi khả năng khử các nhiễm bẩn nhanh tróng. Vận tốc dòng khí thường dùng từ 0,3 m/s đến 0,6 m/s. Tuy nhiên, loại phòng sạch kiểu này có giá thành và chi phí vận hành cao hơn rất nhiều so với phòng sạch thông khí hỗn loạn.
Hình 5. Hệ thống thoát khí thẳng đứng với các cửa thoát khí bổ sung 2 bên.
Một kiểu khác của hệ thống phòng sạch định hướng là hệ thống dòng khí nằm ngang (hình 6), với cách thức là dòng khí đi vào từ một vách bên này qua hệ thống lọc với hiệu suất cao và thổi qua phòng, rồi được quay ngược lại sau khi đập vào vách đối diện. Vì diện tích của vách tường thường nhỏ hơn nhiều so với diện tích trần nhà vì thế chi phí của loại phòng này cũng thấp hơn so với kiểu dùng dòng không khí thẳng đứng.
Hình 6. Hệ thống phòng sạch với dòng không khí nằm ngang.
Hệ thống lưu chuyển không khí kiểu nằm ngang không phổ biến bằng hệ thống thẳng đứng dù nó rẻ hơn với lý do liên quan đến sự nhiễm bẩn (so sánh qua hình 7). Hình 7 so sánh cho ta 2 cách làm loãng sự nhiễm bẩn ở 2 loại phòng nằm ngang và phòng thẳng đứng. Ở phòng có dòng lưu chuyển thẳng đứng, các bụi bẩn sẽ bị đẩy theo chiều thẳng đứng xuống sàn, và thổi bạt xuống các vị trí thoát khí và không gây nhiễm bẩn từ vị trí này sang vị trí khác cũng như từ người này sang người khác. Còn hệ thống lưu chuyển khí nằm ngang có thể dẫn tới việc bụi bẩn bị thổi từ vị trí này sang một vị trí nằm ngang khác, hoặc từ người phía trước (chiều khí lưu chuyển) bay vào người phía sau (hình 7)
Hình 7. So sánh 2 kiểu giảm nhiễm bẩn ở dòng không khí thẳng đứng và nằm ngang.
Hệ thống phòng sạch với dòng không khí lưu chuyển thẳng đứng được sử dụng phổ biến cho công nghiệp bán dẫn và công nghệ vật liệu (hình 8) trong một số năm gần đây. Trong công nghệ linh kiện bán dẫn và công nghệ vật liệu, không khí được lọc với độ sạch rất cao và được thổi theo chiều từ trên trần nhà xuống.
Hình 8. Kiểu thiết kế phòng sạch cho công nghệ vật liệu (linh kiện điện tử bán dẫn) - kiểu thiết kế này được gọi là kiểu phòng ballroom.
Các phòng có thể được bố trí theo nhiều kiểu khác nhau tạo thành các kiểu phòng sạch. Kiểu như hình 8 gọi là "ballroom" vì ta sẽ có một phòng sạch lớn không gian toàn xưởng như một phòng trong quả bóng. Kiểu phòng này có trần là một bộ lọc khí hiệu năng cao cung cấp khí khổi cho toàn xưởng cho dù máy móc đứng ở vị trí nào. Trên thực tế, không khí chất lượng nhất chỉ thực sự cần thiết ở tại nơi mà sản phẩm xoay về hướng có thể nhiễm bẩn bụi và ở các vùng khác có thể chấp nhận không khí kém chất lượng hơn chút xíu. Với thực tế này, người ta có thể tạo ra các phòng sạch ít đắt tiền hơn và một kiểu khác là kiểu thành các phòng nhỏ theo một ống trục - kiểu này có tên là service chase. Mỗi phòng con sẽ có độ sạch tiêu chuẩn cao, còn các vùng bên ngoài có thể có độ sạch thấp hơn. Các phòng con nằm dọc theo một đường hầm, kiểu phòng sạch này có giá thành rẻ hơn rất nhiều so với kiểu ballroom.
An toàn trong phòng sạch?
Trong phòng sạch, ngoài việc độ sạch không khí được khống chế, còn các yếu tố khác là độ ẩm phải điều khiển ở mức đủ thấp, áp suất, nhiệt độ,…được duy trì ở mức độ thích hợp, đảm bảo vô trùng. Vì thế, điều đầu tiên mà mỗi người làm việc trong phòng sạch đều phải tuân thủ đó là các quy tắc an toàn lao động để đảm bảo an toàn. Ở các nước phát triển, mỗi người trước khi vào làm ở phòng sạch đều được học rất cẩn thận các quy tắc làm việc trong phòng sạch, mà ban đầu luôn là các quy tắc an toàn lao động, một số điểm cụ thể như:
- Thoát ra khỏi phòng sạch như thế nào khi có các tai nạn đột xuất (cháy, nổ, chập điện,…) và các xử lý cần thiết cho các tai nạn này.
- Làm thế nào để giảm thiểu các tai nạn và đảm bảo an toàn lao động bằng các quy tắc sử dụng cũng như làm việc trong phòng một cách khoa học và chính xác.
- Các quy tắc để không làm nhiễm bẩn phòng như bỏ các vật dụng có thể dễ bắt bụi như áo len, mỹ, găng tay ấm, áo khoác,…
- Sử dụng, di chuyển, và bỏ các hóa chất, các vật dụng thí nghiệm đúng quy tắc.
- Sử dụng các thiết bị trong phòng đúng quy trình.
Việc làm sai quy tắc trong phòng sạch, ngoài việc sẽ làm nhiễm bẩn phòng sẽ rất hại cho hệ thống làm sạch, đồng thời có thể rất dễ xảy ra các tai nạn, hỏng hỏng và gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Một số nước phát triển, trước khi vào làm việc độc lập trong phòng sạch, người lao động phải trải qua khóa học về an toàn lao động, ký xác nhận tuân thủ các quy tắc an toàn và vượt qua kỳ kiểm tra các quy tắc này nhằm đảm bảo an toàn cho phòng sạch.
Quý tổ chức, cá nhân có nhu cầu tư vấn, thiết kế, thi công hoặc thử nghiệm phòng sạch, tủ an toàn sinh học, tủ thao tác PCR, tủ cấy vi sinh hoặc tư vấn dịch vụ kiểm định, hiệu chuẩn, thử nghiệm thiết bị đo lường, thiết bị an toàn lao động, an toàn bức xạ, vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua địa chỉ:
Số 69, đường số 8, Phường An Khánh, Tp.Thủ Đức, Tp.Hồ Chí Minh
VPGD và Phòng thí nghiệm: Đường DX17, Phú Thọ, Phú Chánh, Tân Uyên, Bình Dương
Số điện thoại: (0274)3 868 738 – (028)9999 0979
Chân thành cảm ơn sự quan tâm của Quý khách./.