Progettazione e Layout delle Cleanroom in Diversi Settori Industriali

I. Principi Generali di Progettazione

Zonizzazione Funzionale

• Le camere pulite devono essere divise in zone pulite, zone semi-pulite e aree ausiliarie. Le zone funzionali devono essere indipendenti e fisicamente isolate.

• I flussi di processo devono seguire il principio unidirezionale per evitare contaminazione incrociata tra personale e materiali.

• Le aree centrali pulite dovrebbero essere posizionate al centro o sul lato sottovento dell'edificio per minimizzare le interferenze esterne.

Organizzazione del Flusso d'Aria

• Camere Pulite a Flusso Unidirezionale : Utilizzare flusso laminare verticale o orizzontale con velocità dell'aria di 0,3–0,5 m/s. Adatto a scenari di alta pulizia come semiconduttori e biofarmaceutici.

• Camere Pulite a Flusso Non Unidirezionale : Mantenere la pulizia attraverso filtrazione ad alta efficienza e diluizione, con tassi di ricambio d'aria di 15–60 volte l'ora. Adatto a scenari di pulizia medio-bassa come alimenti e cosmetici.

• Cleanroom a Flusso Misto : Unire il flusso unidirezionale nelle aree centrali con il flusso non unidirezionale nelle aree periferiche per bilanciare costi ed efficienza.

Controllo della Differenza di Pressione

• La differenza di pressione tra aree pulite e non pulite deve essere ≥5 Pa, e tra aree pulite e l'esterno ≥10 Pa.

• Le aree pulite adiacenti devono avere un gradiente di pressione ragionevole, con zone a pressione più alta nelle aree a maggiore livello di pulizia.

II. Requisiti Specifici di Progettazione per Settore

(1) Cleanroom per l'Industria dei Semiconduttori

Classe di pulizia

• Le aree principali di processo (ad esempio, fotolitografia, etching) devono rispettare la Classe 1 o Classe 10 della norma ISO 14644-1, con concentrazioni di particelle ≤3.520 particelle/m³ (0,5 μm).

• Le aree ausiliarie possono avere standard di pulizia meno rigorosi, come Classe 7 o 8 ISO.

Controllo della temperatura e dell'umidità

• Temperatura: 22 ± 1°C, umidità relativa: 40%–60%, mantenuta da sistemi HVAC a temperatura e umidità costanti.

Progettazione Antistatica

• Pavimentazione in resina conduttiva o pavimentazione in PVC antistatico con resistenza ≤1 × 10⁶ Ω.

• Il personale deve indossare abbigliamento antistatico e copriscarpe; la resistenza a terra delle apparecchiature deve essere ≤1 Ω.

Esempio di Layout

• Le aree dei processi principali si trovano al centro dell'edificio, circondate da stanze per attrezzature e test.

• I materiali entrano attraverso camere di compensazione; il personale entra attraverso docce d'aria.

• I sistemi di scarico sono indipendenti, con emissioni filtrate attraverso HEPA prima dello scarico.

(2) Camere pulite per l'industria biofarmaceutica

Classe di pulizia

• Le aree di riempimento asettiche devono soddisfare il Grado A (ISO Classe 5), con condizioni locali di Classe 100.

• Le aree per la coltura cellulare e le operazioni batteriche devono soddisfare il Grado B (ISO Classe 6).

• Le aree ausiliarie (es. stanze di sterilizzazione, stoccaggio materiali) devono soddisfare il Grado C (ISO Classe 7) o il Grado D (ISO Classe 8).

Requisiti di biosicurezza

• Gli esperimenti che coinvolgono microrganismi altamente patogeni devono essere condotti in laboratori BSL-2 o BSL-3 con pressione negativa, porte interbloccate e attrezzature per docce di emergenza.

• Le stanze di sterilizzazione devono utilizzare materiali resistenti al fuoco e al calore elevato e devono essere dotate di sterilizzatori a vapore o vaporizzatori a perossido di idrogeno.

Esempio di Layout

• Le stanze per la coltura batterica e cellulare sono isolate e fisicamente separate dalle aree di riempimento pulite.

• I materiali entrano attraverso finestre di passaggio; il personale entra attraverso spogliatoi e zone tampone.

• I sistemi di scarico sono dotati di filtri HEPA e unità di adsorbimento con carboni attivi.

(3) Camere pulite per l'industria alimentare

Classe di pulizia

• Le aree di confezionamento degli alimenti pronti al consumo devono rispettare la classe 100.000 (ISO Classe 8), con concentrazioni di particelle ≤3,52 milioni/m³ (0,5 μm).

• Le aree di manipolazione delle materie prime e di confezionamento degli alimenti non pronti al consumo devono rispettare la classe 300.000 (ISO Classe 9).

Controllo della temperatura e dell'umidità

• Temperatura: 18–26°C, umidità relativa ≤75% per prevenire la crescita microbica dovuta alla condensa.

Esempio di Layout

• Le aree operative pulite (ad esempio, imballaggio interno) sono posizionate a monte; le aree semi-pulite (ad esempio, manipolazione delle materie prime) sono a valle.

• I materiali entrano attraverso stanze tampone; il personale entra attraverso spogliatoi e aree per la sanificazione delle mani.

• I sistemi di scarico utilizzano filtri primari e a media efficienza, con regolare sostituzione dei filtri.

(4) Camere bianche per l'industria cosmetica

Classe di pulizia

• Le stanze per emulsificazione e riempimento devono rispettare la classe 100.000 (ISO Classe 8).

• I magazzini per le materie prime e le aree di imballaggio devono rispettare la classe 300.000 (ISO Classe 9).

Selezione del Materiale

• Le pareti utilizzano pitture resistenti alla muffa o pannelli in acciaio colorato; i pavimenti utilizzano rivestimenti in resina epossidica autolivellanti con giunture sigillate.

• L'illuminazione utilizza lampade sigillate per camere bianche per prevenire l'accumulo di polvere.

Esempio di Layout

• Le stanze per emulsificazione e riempimento sono isolate e dotate di tavoli di lavoro puliti localizzati di classe 100.

• I materiali entrano attraverso finestre di passaggio; il personale entra attraverso spogliatoi e docce d'aria.

• I sistemi di scarico utilizzano l'adsorbimento con carboni attivi per rimuovere i composti organici volatili.