تصميم وتجهيز غرف النظافة الفائقة عبر مختلف الصناعات

I. مبادئ التصميم العامة

التقسيم الوظيفي

• يجب تقسيم غرف النظافة إلى مناطق نظيفة، ومناطق شبه نظيفة، ومناطق مساعدة. ويجب أن تكون المناطق الوظيفية مستقلة ومفصولة فيزيائياً.

• يجب أن تتبع مسارات العمليات المبدإ الأحادي الاتجاه لتجنب التلوث المتبادل بين الأشخاص والمواد.

• يجب أن تقع المناطق النظيفة الأساسية في مركز المبنى أو الجانب المواجه للرياح لتقليل التدخلات الخارجية.

تنظيم تدفق الهواء

• غرف نظافة التدفق الأحادي الاتجاه استخدم تدفق الهواء الطبقي الرأسي أو الأفقي مع سرعة هواء تتراوح بين 0.3–0.5 م/ث. مناسبة للمواقف ذات النظافة العالية مثل أشباه الموصلات والأدوية الحيوية.

• غرف نظافة التدفق غير الأحادي الاتجاه حافظ على النظافة من خلال الترشيح عالي الكفاءة والتكثيف، مع معدل تبديل هواء يتراوح بين 15–60 مرة في الساعة. مناسبة للمواقف ذات النظافة المتوسطة إلى المنخفضة مثل الأغذية ومستحضرات التجميل.

• غرف نظيفة ذات تدفق مختلط : ادمج تدفقًا أحادي الاتجاه في المناطق الأساسية مع تدفق غير أحادي الاتجاه في المناطق المحيطة لتحقيق توازن بين التكلفة والكفاءة.

التحكم في فرق الضغط

• يجب أن يكون فرق الضغط بين المناطق النظيفة وغير النظيفة ≥5 باسكال، وبين المناطق النظيفة والهواء الخارجي ≥10 باسكال.

• يجب أن يكون هناك تدرج ضغط منطقي بين المناطق النظيفة المتجاورة، مع مناطق ضغط أعلى في المناطق ذات النظافة الأعلى.

II. متطلبات التصميم الخاصة بالصناعة

(1) غرف نظيفة لصناعة أشباه الموصلات

فئة النظافة

• يجب أن تفي المناطق الأساسية في العمليات (على سبيل المثال، التصوير الضوئي، والنقش) بمعايير ISO 14644-1 الفئة 1 أو الفئة 10، مع تركيز جسيمات ≤3,520 جسيم/م³ (0.5 ميكرومتر).

• يمكن أن تكون معايير النظافة في المناطق المساعدة أكثر تساهلاً، مثل الفئة ISO 7 أو 8.

التحكم في درجة الحرارة والرطوبة

• درجة الحرارة: 22 ± 1°م، الرطوبة النسبية: 40%–60%، ويتم الحفاظ عليها بواسطة أنظمة تهوية وتكييف ذات درجة حرارة ورطوبة ثابتة.

تصميم مضاد للإحصاء

• أرضيات إيبوكسي موصلة أو أرضيات PVC مقاومة للكهرباء الساكنة ذات مقاومة ≤1 × 10⁶ Ω.

• يجب على الأشخاص ارتداء ملابس مقاومة للكهرباء الساكنة وأغطية للأحذية؛ مقاومة تأريض المعدات ≤1 Ω.

مثال على التخطيط

• تقع المناطق الأساسية للعملية في مركز المبنى، ومحاطة بغرف المعدات والاختبارات.

• تدخل المواد عبر غرف التهوية؛ ويتم دخول الأشخاص عبر وحدات نفاثة هوائية.

• توجد أنظمة العادم بشكل مستقل، ويتم ترشيح الانبعاثات عبر فلاتر HEPA قبل طردِها.

(2) غرف نظيفة لصناعة الأدوية الحيوية

فئة النظافة

• يجب أن تتوافق مناطق التعبئة الجرثومية مع الدرجة A (ISO Class 5)، مع ظروف محلية من الدرجة Class 100.

• يجب أن تتوافق مناطق زراعة الخلايا والعمل على البكتيريا مع الدرجة B (ISO Class 6).

• يجب أن تتوافق المناطق المساعدة (مثل غرف التعقيم وتخزين المواد) مع الدرجة C (ISO Class 7) أو الدرجة D (ISO Class 8).

متطلبات السلامة الحيوية

• يجب إجراء التجارب التي تتضمن كائنات دقيقة ذات ضراوة عالية في مختبرات BSL-2 أو BSL-3 مزودة بضغط سلبي وأبواب مترابطة ومعدات دش الطوارئ.

• يجب أن تكون غرف التعقيم مصنوعة من مواد مقاومة للحريق ومقاومة لدرجات الحرارة العالية ومزودة بمقصورة تعقيم بالبخار أو مبخر بيروكسيد الهيدروجين.

مثال على التخطيط

• تُعزل غرف زراعة البكتيريا والخلايا وتُفصل فيزيائيًا عن مناطق التعبئة النظيفة.

• تدخل المواد عبر نوافذ العبور، ويجب على الأشخاص الدخول عبر غرف تغيير الملابس ومناطق التخميد.

• يتم تجهيز أنظمة العادم بمرشحات HEPA ووحدات امتصاص الفحم النشط.

(3) غرف نظيفة لصناعة الأغذية

فئة النظافة

• يجب أن تفي مناطق تغليف الأغذية الجاهزة للأكل بمتطلبات الفئة 100,000 (الفئة ISO 8)، مع تركيز جسيمات ≤3.52 مليون/م³ (0.5 ميكرومتر).

• يجب أن تفي مناطق التعامل مع المواد الخام ومناطق تغليف الأغذية غير الجاهزة للأكل بمتطلبات الفئة 300,000 (الفئة ISO 9).

التحكم في درجة الحرارة والرطوبة

• درجة الحرارة: 18–26°م، الرطوبة النسبية ≤75% لمنع نمو الكائنات الدقيقة الناتج عن التكاثف.

مثال على التخطيط

• توجد مناطق العمليات النظيفة (على سبيل المثال: التعبئة الداخلية) في الاتجاه المعاكس للرياح، بينما توجد مناطق المناورة شبه النظيفة (على سبيل المثال: التعامل مع المواد الخام) في اتجاه الرياح.

• تدخل المواد عبر غرف التخفيف، ويتم دخول الأشخاص عبر غرف تغيير الملابس ومناطق تعقيم الأيدي.

• تستخدم أنظمة العادم مرشحات كفاءة أولية ومتوسطة، مع استبدال منتظم للمرشحات.

(4) غرف نظيفة لصناعة مستحضرات التجميل

فئة النظافة

• يجب أن تتوافق غرف التمكين والتعبئة مع الفئة 100,000 (الفئة ISO 8).

• يجب أن تتوافق مناطق تخزين المواد الخام ومناطق التعبئة مع الفئة 300,000 (الفئة ISO 9).

اختيار المواد

• تستخدم الجدران طلاءً مقاومًا للعفن أو ألواح فولاذية ملونة؛ وتستخدم الأرضيات طلاءً إيبوكسيًا ذاتي التسوية مع فواصل محكمة الإغلاق.

• تستخدم وحدات الإضاءة مصابيح مُحكمة مخصصة للغرف النظيفة لمنع تراكم الغبار.

مثال على التخطيط

• تُعزل غرف التمكين والتعبئة وتُجهز بمناضد نظيفة محلية من الفئة 100.

• تدخل المواد عبر نوافذ العبور، ويتم دخول الأشخاص عبر غرف تغيير الملابس وغرف التعقيم الهوائي.

• تستخدم أنظمة العادم امتصاص الكربون النشط لإزالة المركبات العضوية المتطايرة.