اتاق تمیز یا Clean Room چیست؟
اتاق تمیز یا Clean Room عبارت است از مکانی بسیار تمیز و مناسب که از نظر تعداد و سایز ذرات گرد و غبار معلق در هوا و شرایط محیطی مانند رطوبت، سرما، گرما و حتی فشار تحت کنترل باشد. با پیشرفت‌هایی که روز به روز در ابعاد گوناگون علمی و صنعتی حاصل می شود، تجهیزات و دستگاه‌های بسیار حساس و دقیقی ساخته می‌شوند که بدون داشتن اتاق تمیز یا Clean Room، ساخت آنها میسر نیست.
با توجه به اینکه هر انسان در هر بازدم بین ۴۰۰۰۰ تا ۴۴۰۰۰ ذره از خود ساطع می‌کند، کارکردن درون این اتاق‌ها شرایط ویژه‌ای از نظر صحبت کردن، راه رفتن، نشستن و کار کردن و تهویه مطبوع دارد و حتی بعضی وقت‌‌ها نیاز است که از صحبت کردن جلوگیری شود و ارتباط با زبان اشاره، باشد. اتاق تمیز اصولا به محیطی گفته می شود که جهت تولید و یا تحقیقات علمی و صنعتی در آن فعالیت‌هایی صورت می‌گیرد و در این محیط مقدار آلایندههای زیست محیطی بسیار پایین‌تر از حد معمول فضای یک محیط بسته می‌باشد.
آلایندههای معمول عبارتند از: گرد و غبار، میکروب‌های معلق در فضا و بخار مایعات محیطی. به طور دقیق‌تر، کلاس‌های مختلف اتاق تمیز، محیطی با آلایش کنترل شده ذرات معلق در فضاست که در هر متر مکعب آن تعداد معینی ذره موجود است. ساخت اتاق تمیز معمولا در خطوط تولید حساس همچون خطوط داروسازی، صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک، غذایی، بیمارستان‌ها و … به کار می‌رود.
در این محیط‌ها میزان گرد و غبار، میکروب‌های هوازی، ذرات معلق و بخارات شیمیایی در سطح پایین و کنترل شده‌ای نگه داشته می‌شوند. ذرات معلق در اتاق‌های تمیز معمولا بر اساس سایز ذرات در واحد متر مکعب و یا فوت مکعب نمایش داده می‌شوند. به عنوان مثال، در کلاس تمیز ۱۰۰،۰۰۰ میزان ذرات بزرگ‌تر از ۰.۵ میکرون، باید کمتر از ۱۰۰۰۰۰ عدد در فوت مکعب باشد و همین میزان در کلاس ۱۰۰ کمتر از ۱۰۰ ذره در فوت مکعب می‌باشد.
قابل ذکر است موی انسان دارای قطر ۷۵-۱۰۰ میکرون می‌باشد که ۲۰۰ برابر بیش از یک ذره ۰.۵ میکرونی است. باید به این نکته توجه داشت که در هنگام ساخت ادوات و ابزاری که ابعادشان کمتر از چند میلی‌متر است، حضور آلودگی‌های میکرونی کاملا خطرناک می‌باشد. مثلا ضخامت لایه ایجاد شده با روش‌های لایه نشانی معمولا از چند نانومتر فراتر نمی‌رود و حضور ذرات و آلودگی‌ها در محیط می‌تواند کارایی لایه‌های ایجاد شده را کاملا مختل نمایند.
در صورتی که با میکروسکوپ الکترونی به بررسی سطوح و لایه‌های ایجاد شده پرداخته شود، مشخص میشود که حضور ذرات به ظاهر ناچیز در محیط کار می‌تواند منجر به ناکارآمدی قطعات و ادوات ساخته شده، شود.
تجهیزات اتاق تمیز
- ساندویچ پانل سقفی اتاق تمیز
- ساندویچ پانل دیواری اتاق تمیز
- اگزاست فن
- درب اتاق تمیز هم باد (Flush System)
- درب اتاق تمیز غیر هم باد (Semi Flush System)
- پس باکس
- پنجره اتاق تمیز
فیلترها
- فیلتر هپا فشرده V شکل
- فیلتر باکس هپا
- قاب یا فریم فیلتر
- فیلتر هپا با جدا کننده آلومینیومی
- فیلتر هپا ظرفیت بالا با کاربرد خاص
- فیلتر هپا با ظرفیت بالا بدون چین خوردگی
- فیلتر گازی
- فیلترهای شیمیایی
- فیلتر هپا و اولپا با گسکت ژل
- فیلتر کربن فعال
- لامینار فلو
- فیلتر هپا ترمینال هود
- فیلتر هپا و اولپای سقفی
- فیلتر ظرفیت بالا هپا V شکل
قطعات کنترل
- سنسور رطوبت
- سنسور دما
- سنسور فشار DPT
- رطوبت سنج و رطوبت گیر
کاربرد اتاق تمیز
اتاق تمیز در ایران در صنایع داروسازی، صنایع خودرویی، کامپیوتر، صنایع فضایی، صنایع غذایی، صنایع اپتیک، الکترونیک، ساخت دی وی دی و بسیاری صنایع دیگر استفاده میشود. به منظور انجام بسیاری از فرایندهای مربوط به حوزه‌های علمی و آزمایشگاهی نیاز است تا از اتاق‌های تمیز استفاده شود. مثلا در صنعت میکرو الکترونیک، حین فرایند ساخت ادوات نیمه‌هادی مثل سلول‌های خورشیدی، سنسورها و ترانزیستورها نیاز است تا لایه‌های میکرومتری و حتی نانومتری توسط روش‌های مختلف لایه نشانی مثل اسپاترینگ یا تبخیر حرارتی ایجاد شوند و بعضا در مراحل مختلف در معرض هوای محیط اتاق قرار گیرند.
در صورتی که فرایند ساخت، در اتاق تمیز اجرا نشود، نشستن ذرات موجود در هوا روی قسمت‌های مختلف ادوات ساخته شده می‌تواند کارایی آنها را کاهش داده یا به کلی مختل کند. در دوش هوا از فشار بالای هوای تصفیه شده برای زدودن ذرات آلایندههای انباشته شده روی تجهیزات و کارکنان استفاده میشود، تجهیزات دوش هوا قبل از محیط اتاق تمیز یا Clean Room تعبیه میشود. آلودگی‌هایی مانند ذرات گرد و غبار یا دیگر آلایندههای اضافی باقیمانده روی فرد پاک میشود. هوای اسپری شده در چندین جهت دمیده میشود و در بعضی مدل‌ها سرعتی بالاتر از ۲۵ متر بر ثانیه دارد.
انواع اتاق تمیز
از نظر جریان هوا، اتاق‌های تمیز به طور کلی به سه نوع تقسیم می‌شوند:
- جریان لامینار (یکسویه): اتاق‌های تمیز با جریان لامینار به عنوان اتاق‌های تمیز جریان آرام و یک سویه نیز شناخته می‌شوند. در اتاق تمیز با جریان یکسویه در مقایسه با دو نوع دیگر، از حجم هوای بیشتری استفاده میشود و تعداد تعویض هوا در ساعت بسیار بیشتر می‌باشد، بنابراین، در این نوع از اتاق‌های تمیز درجه بالاتری از تمیزی قابل دستیابی می‌باشد. فیلترهای بازده بالا (هپا–اولپا) در مسیر هوای ورودی و در سقف نصب می‌گردند و هوا با سرعت ۳ تا ۵ متر بر ثانیه از آن ها وارد اتاق تمیز شده و از طریق کف اتاق و پایین دیوارها از اتاق خارج میشود.
اتاق‌های تمیز با جریان لامینار خود به دو نوع افقی و عمودی تقسیم می‌شوند: در حالت عمودی جریان هوا از بالا به سمت پایین بوده و در نوع افقی ورودی هوا در بالای دیوار و خروجی آن در سمت مقابل و در پایین دیوار می‌باشد. اغلب اتاق‌های تمیز با جریان لامینار به صورت جریان هوای عمودی ساخته می‌شوند. با این نوع جریان هوا، ذرات معلق به سمت پایین جاروب می‌شوند. علاوه بر این، ساخت این نوع از اتاق تمیز نسبت به جریان افقی آسان‌تر بوده و همچنین هزینه آن کمتر می‌باشد.
- غیر لامینار: اتاق‌های تمیز با جریان غیر لامینار به عنوان اتاق‌های تمیز جریان توربولنت و جریان غیر یک سویه نیز شناخته می‌شوند.
- جریان مخلوط
مشخصات جریان هوا در اتاق‌های تمیز
- جریان تصادفی: در این نوع طراحی، فیلترهای هپا به صورت تصادفی در کلیه قسمت‌های اتاق تمیز قرار گرفته و هوای تمیز را به داخل اتاق منتقل می‌کند. جریان هوای تصادفی معمولا بالاتر از کلاس ۱۰۰۰ می اشد.
- جریان هوا به صورت لایه‌های موازی و افقی: جریان هوا به صورت لایه‌های موازی از فیلترهای هپا خارج شده و به صورت افقی و مداوم از یک طرف به طرف دیگر هدایت میشود.
- جریان هوا به صورت لایه‌های موازی و عمودی: در این شکل جریان هوا از فیلترهای هپا که در سقف اتاق تمیز تعبیه شده است به صورت مداوم خارج و از دریچه‌های خروجی که معمولا در قسمت‌های پایین دیوارهای اتاق نصب شده‌اند، خارج میشود. جریان عمودی هوا امکان کار روی سطوح افقی را فراهم می‌کند.
روش‌های پایش اتاق تمیز
جهت پایش اتاق‌های تمیز روش‌های متفاوتی وجود دارد.
- استفاده از دستگاه ذره شمار یا پارتیکل کانتر
- بررسی جریان هوا در اتاق تمیز
- استفاده از محیطهای کشت در نقاط مختلف اتاق تقسیم
دستگاه ذره شمار یا پارتیکل کانتر: دستگاهی است که برای اندازه‌گیری تعداد ذرات موجود در حجم معینی از هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه حجم معینی از هوای مورد آزمایش را بلعیده و پس از تجزیه آن، ذرات در ابعاد مختلف را تفکیک و شمارش می‌کند.
استفاده از محیطهای کشت در پایش اتاق تمیز: میتوان از محیطهای کشت باکتریایی مثل بلاد آگار و محیطهای کشت قارچی مثل سابرو دکستروز آگار استفاده کرد. برا این منظور پلیت‌های حاوی محیطهای کشت بلاد آگار را در چندین نقطه اتاق تمیز قرار داده و درب آنها را به مدت حداقل نیم ساعت باز می‌گذاریم و سپس درب آنها را بسته و در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد به مدت حداقل ۴۸ ساعت انکوبه می‌کنیم و از نظر ظهور و رشد کلنی باکتریایی بررسی می‌کنیم.
در مورد محیط کشت سابرو دکستروز آگار از همین روش استفاده می‌نماییم، اما آنها را در دمای اتاق و به مدت ۱۴ روز نگهداری و سپس از نظر ظهور و رشد کلنی قارچی بررسی می‌کنیم. نکته مهمی که وجود دارد این است که اتاق تمیز یا clean room یک محیط استریل نیست. آلودگی‌ها هیچگاه صفر نمی‌شوند بلکه باید از میزان مشخصی کمتر باشند.
