Διάταξη και Σχεδιασμός Καθαρών Χώρων σε Διάφορες Βιομηχανίες

I. Γενικές Αρχές Σχεδίασης

Λειτουργική Ζώνη

• Τα καθαρά δωμάτια πρέπει να χωρίζονται σε καθαρές ζώνες, ημι-καθαρές ζώνες και βοηθητικές περιοχές. Οι λειτουργικές ζώνες πρέπει να είναι ανεξάρτητες και φυσικά απομονωμένες.

• Οι διεργασίες πρέπει να ακολουθούν μονόδρομες αρχές ροής για να αποφεύγεται η διασταύρωση μόλυνσης μεταξύ προσωπικού και υλικών.

• Οι πυρήνες των καθαρών ζωνών πρέπει να βρίσκονται στο κέντρο ή στην πλευρά που δέχεται τον άνεμο του κτιρίου για να ελαχιστοποιείται η εξωτερική παρεμβολή.

Οργάνωση Αέρα

• Καθαρά Δωμάτια Μονόδρομης Ροής : Χρησιμοποιείται κάθετη στρωτή ροή ή οριζόντια στρωτή ροή με ταχύτητα ροής αέρα 0,3–0,5 m/s. Κατάλληλο για σενάρια υψηλής καθαριότητας, όπως ημιαγωγοί και βιοφαρμακευτικά.

• Καθαρά Δωμάτια Μη Μονόδρομης Ροής : Διατηρείται η καθαριότητα μέσω αποτελεσματικής φιλτραρισμένης αραίωσης, με ρυθμό ανταλλαγής αέρα 15–60 φορές την ώρα. Κατάλληλο για σενάρια μέσης έως χαμηλής καθαριότητας, όπως τρόφιμα και καλλυντικά.

• Καθαρές αίθουσες μεικτής ροής : Συνδυάστε την κατευθυνόμενη ροή στις πυρήνα περιοχές με μη κατευθυνόμενη ροή στις περιφερειακές περιοχές για να επιτευχθεί ισορροπία μεταξύ κόστους και αποδοτικότητας.

Έλεγχος διαφορικής πίεσης

• Η διαφορά πίεσης μεταξύ καθαρών και μη καθαρών περιοχών πρέπει να είναι ≥5 Pa, και μεταξύ καθαρών περιοχών και της εξωτερικής ατμόσφαιρας ≥10 Pa.

• Οι γειτονικές καθαρές περιοχές πρέπει να έχουν μια λογική κλίση πίεσης, με περιοχές υψηλότερης πίεσης στις περιοχές υψηλότερης καθαρότητας.

II. Απαιτήσεις σχεδιασμού κατά κλάδο

(1) Καθαρές αίθουσες βιομηχανίας ημιαγωγών

Κλάση καθαρότητας

• Οι περιοχές βασικής διαδικασίας (π.χ. φωτολιθογραφία, διάβρωση) πρέπει να πληρούν την κατηγορία ISO 14644-1 Class 1 ή Class 10, με συγκεντρώσεις σωματιδίων ≤3.520 σωματίδια/m³ (0,5 μm).

• Οι βοηθητικές περιοχές μπορούν να έχουν χαλαρότερα πρότυπα καθαρότητας της τάξης ISO 7 ή 8.

Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας

• Θερμοκρασία: 22 ± 1°C, σχετική υγρασία: 40%–60%, διατηρείται από συστήματα HVAC σταθερής θερμοκρασίας και υγρασίας.

Σχεδίαση Αντιστατικής Προστασίας

• Αγώγιμο δάπεδο από εποξειδική ρητίνη ή δάπεδο PVC αντιστατικό με αντίσταση ≤1 × 10⁶ Ω.

• Το προσωπικό πρέπει να φορά αντιστατικά ρούχα και καλύμματα παπουτσιών· η αντίσταση γείωσης του εξοπλισμού πρέπει να είναι ≤1 Ω.

Παράδειγμα διάταξης

• Οι περιοχές βασικής διαδικασίας βρίσκονται στο κέντρο του κτιρίου, περιβεβλημένες από δωμάτια εξοπλισμού και δοκιμών.

• Τα υλικά εισέρχονται μέσω αεροστεγών θαλάμων· το προσωπικό εισέρχεται μέσω θαλάμων αεροκαθαρισμού.

• Τα συστήματα εξαγωγής είναι ανεξάρτητα, με τις εκπομπές να φιλτράρονται μέσω HEPA πριν την απελευθέρωσή τους.

(2) Καθαρές αίθουσες για τη βιοφαρμακευτική βιομηχανία

Κλάση καθαρότητας

• Οι περιοχές ασηπτικής γέμισης πρέπει να πληρούν την κατηγορία A (ISO Class 5), με τοπικές συνθήκες κατηγορίας 100.

• Οι περιοχές καλλιέργειας κυττάρων και χειρισμού βακτηρίων πρέπει να πληρούν την κατηγορία B (ISO Class 6).

• Οι βοηθητικές περιοχές (π.χ. δωμάτια αποστείρωσης, αποθήκευσης υλικών) πρέπει να πληρούν την κατηγορία C (ISO Class 7) ή την κατηγορία D (ISO Class 8).

Απαιτήσεις Βιοασφάλειας

• Τα πειράματα που περιλαμβάνουν εξαιρετικά παθογόνους μικροοργανισμούς πρέπει να διεξάγονται σε εργαστήρια BSL-2 ή BSL-3 με αρνητική πίεση, πόρτες με σύστημα κλειδώματος και εξοπλισμό έκτακτης ανάγκης για πλύσιμο.

• Οι αίθουσες αποστείρωσης πρέπει να χρησιμοποιούν ανθεκτικά στη φωτιά και στις υψηλές θερμοκρασίες υλικά και να είναι εξοπλισμένες με αποστειρωτές ατμού ή ενυδατωτές υπεροξειδίου του υδρογόνου.

Παράδειγμα διάταξης

• Οι αίθουσες καλλιέργειας βακτηρίων και κυττάρων είναι απομονωμένες και φυσικά διαχωρισμένες από τις περιοχές συσκευασίας.

• Τα υλικά εισέρχονται μέσω παραθύρων μεταφοράς· το προσωπικό εισέρχεται μέσω αποδυτηρίων και προθαλάμων.

• Τα συστήματα εξαερισμού είναι εξοπλισμένα με φίλτρα HEPA και μονάδες απορρόφησης ενεργού άνθρακα.

(3) Καθαρές Αίθουσες Βιομηχανίας Τροφίμων

Κλάση καθαρότητας

• Οι περιοχές συσκευασίας τροφίμων έτοιμων προς κατανάλωση πρέπει να πληρούν την κατηγορία 100.000 (ISO Class 8), με συγκέντρωση σωματιδίων ≤3,52 εκατομμύρια/m³ (0,5 μm).

• Οι περιοχές χειρισμού πρώτων υλών και συσκευασίας τροφίμων μη έτοιμων προς κατανάλωση πρέπει να πληρούν την κατηγορία 300.000 (ISO Class 9).

Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας

• Θερμοκρασία: 18–26°C, σχετική υγρασία ≤75% για την πρόληψη ανάπτυξης μικροβίων λόγω συμπύκνωσης.

Παράδειγμα διάταξης

• Οι καθαρές περιοχές λειτουργίας (π.χ. εσωτερική συσκευασία) βρίσκονται προς τα πάνω από την πηγή της ρύπανσης· οι ημικαθαρές περιοχές (π.χ. χειρισμός πρώτων υλών) βρίσκονται προς τα κάτω.

• Τα υλικά εισέρχονται μέσω διαμεσολαβούντων χώρων· το προσωπικό εισέρχεται μέσω χώρων αλλαγής ρούχων και περιοχών απολύμανσης χεριών.

• Τα συστήματα εξαερισμού χρησιμοποιούν φίλτρα πρωτοβάθμιας και μεσαίας απόδοσης, με τακτική αντικατάσταση φίλτρων.

(4) Καθαρές αίθουσες στην Κοσμητική Βιομηχανία

Κλάση καθαρότητας

• Οι χώροι εμφυσηματοποίησης και γεμίσματος πρέπει να πληρούν την κατηγορία 100.000 (ISO Class 8).

• Οι χώροι αποθήκευσης πρώτων υλών και συσκευασίας πρέπει να πληρούν την κατηγορία 300.000 (ISO Class 9).

Επιλογή Υλικού

• Οι επιφάνειες των τοίχων χρησιμοποιούν ανθεκτικό σε μούχλα χρώμα ή χρωματιστές μεταλλικές πλάκες· οι δάπεδα χρησιμοποιούν εποξειδικές επιστρώσεις με σφραγισμένες αρμούς.

• Οι φωτιστικές συσκευές χρησιμοποιούν σφραγισμένους λαμπτήρες καθαρών χώρων για να αποτραπεί η συσσώρευση σκόνης.

Παράδειγμα διάταξης

• Οι χώροι εμφυσηματοποίησης και γεμίσματος είναι απομονωμένοι και εξοπλισμένοι με τοπικούς πάγκους καθαρότητας κατηγορίας 100.

• Τα υλικά εισέρχονται μέσω παραθύρων μεταφοράς· το προσωπικό εισέρχεται μέσω χώρων αλλαγής ρούχων και αεροπλύσεων.

• Τα συστήματα εξαγωγής χρησιμοποιούν απορρόφηση ενεργού άνθρακα για την απομάκρυνση πτητικών οργανικών ενώσεων.