Indeling en ontwerp van cleanrooms in verschillende industrieën

I. Algemene ontwerpprincipes

Functionele zoning

• Schoonruimten moeten worden verdeeld in schone zones, halfschone zones en hulpgebieden. Functionele zones moeten onafhankelijk zijn en fysiek geïsoleerd worden.

• Processtromen moeten zich houden aan het principe van eenrichtingsverkeer om kruisbesmetting tussen personen en materialen te voorkomen.

• De kernschoonzone moet zich in het midden of aan de windzijde van het gebouw bevinden om externe invloeden tot een minimum te beperken.

Luchtvolume regeling

• Eenrichtingsstroomschoonruimten : Gebruik verticale laminaire stroom of horizontale laminaire stroom met een luchtstroomsnelheid van 0,3–0,5 m/s. Geschikt voor situaties met hoge schoonheidseisen, zoals halfgeleiders en biopharmaceutische producten.

• Niet-eenrichtingsstroomschoonruimten : Handhaaf de schoonheid d.m.v. hoogwaardige filtratie en verdunning, met luchtwisselingsraten van 15–60 keer per uur. Geschikt voor situaties met matige tot lage schoonheidseisen, zoals voedingsmiddelen en cosmetica.

• Gemengde stromingsreinruimten : Combineer unidirectionele stroming in kerngebieden met niet-unidirectionele stroming in perifere gebieden om kosten en efficiëntie te balanceren.

Drukverschilregeling

• Het drukverschil tussen schone en onreine gebieden moet ≥5 Pa zijn, en tussen schone gebieden en de buitenlucht ≥10 Pa.

• Aangrenzende reinruimten moeten een redelijke drukgradiënt hebben, met hogere drukzones in gebieden met een hogere schoonheidseis.

II. Ontwerpeisen per industrie

(1) Reinruimten voor de halfgeleiderindustrie

Schoonheidsklasse

• Kernprocesgebieden (bijvoorbeeld fotolithografie, etsen) moeten voldoen aan ISO 14644-1 klasse 1 of klasse 10, met deeltjesconcentraties ≤3.520 deeltjes/m³ (0,5 μm).

• Bijbehorende gebieden mogen een verlaagde schoonheidseis hebben van ISO-klasse 7 of 8.

Temperatuur- en vochtigheidsregeling

• Temperatuur: 22 ± 1°C, relatieve luchtvochtigheid: 40%–60%, geregeld door een HVAC-systeem voor constante temperatuur en luchtvochtigheid.

Antistatisch ontwerp

• Geleidende epoxivloeren of antistatische PVC-vloeren met een weerstand ≤1 × 10⁶ Ω.

• Personeel moet antistatische kleding en schoenhoesjes dragen; aardingsweerstand van apparatuur ≤1 Ω.

Voorbeeldindeling

• Kernprocesgebieden zijn gevestigd in het midden van het gebouw, omgeven door apparatuur- en testruimten.

• Materialen komen binnen via luchtsluis; personeel komt binnen via luchtdoucheruimten.

• Afzuigsystemen zijn onafhankelijk, waarbij emissies via HEPA-filters worden gereinigd voor afvoer.

(2) Schoonruimten voor de biopharmaceutische industrie

Schoonheidsklasse

• Steriele vullingsgebieden moeten voldoen aan Klasse A (ISO Klasse 5), met gelokaliseerde Klasse 100-omstandigheden.

• Cellenkweek- en bacteriebewerkingsgebieden moeten voldoen aan Klasse B (ISO Klasse 6).

• Hulpgebieden (bijv. sterilisatieruimten, opslag van materialen) moeten voldoen aan Klasse C (ISO Klasse 7) of Klasse D (ISO Klasse 8).

Veeleisen aan bioveiligheid

• Experiments waarbij hoog pathogene micro-organismen worden gebruikt, moeten worden uitgevoerd in BSL-2 of BSL-3 laboratoria met onderdruk, verriegelde deuren en nooddoucheapparatuur.

• Sterilisatieruimten moeten van brandweerstandsmateriaal en hittebestendige materialen zijn gemaakt en uitgerust zijn met stoomsterilisatoren of waterstofperoxidevernevelaars.

Voorbeeldindeling

• Bacteriologische en celkweekruimten zijn geïsoleerd en fysiek gescheiden van schone vullingsgebieden.

• Materialen komen via doorgangswin dows naar binnen; personeel komt binnen via kleedkamers en bufferzones.

• Afzuigsystemen zijn uitgerust met HEPA-filters en actieve koolstofadsorptie-eenheden.

(3) Schoonwerkkamers in de voedingsindustrie

Schoonheidsklasse

• Klaar-eetvoedselverpakkingsgebieden moeten voldoen aan klasse 100.000 (ISO klasse 8), met deeltjesconcentraties ≤3,52 miljoen/m³ (0,5 μm).

• Ruimten voor het verwerken van rauwe materialen en verpakken van niet-klaar-eetvoedsel moeten voldoen aan klasse 300.000 (ISO klasse 9).

Temperatuur- en vochtigheidsregeling

• Temperatuur: 18–26°C, relatieve luchtvochtigheid ≤75% om microbiële groei door condensatie te voorkomen.

Voorbeeldindeling

• Schone werkgebieden (bijvoorbeeld binnenverpakking) bevinden zich in de windrichting; halfschone gebieden (bijvoorbeeld grondstofafhandeling) bevinden zich tegen de wind in.

• Materialen komen binnen via bufferkamers; personeel komt binnen via kleedkamers en handontsmettingszones.

• Afzuigsystemen gebruiken primaire en middel-efficiënte filters, met regelmatige vervanging van filters.

(4) Cosmetica-industrie reinruimten

Schoonheidsklasse

• Emulgerings- en vulkamers moeten voldoen aan klasse 100.000 (ISO-klasse 8).

• Opslagruimten voor grondstoffen en verpakkingsgebieden moeten voldoen aan klasse 300.000 (ISO-klasse 9).

Materiaalkeuze

• Wanden zijn voorzien van schimmelwerende verf of gekleurde staalplaten; vloeren zijn voorzien van epoxi zelfnivellerende coating met genaaide naden.

• Verlichting gebruikt afgesloten reinruimtelampen om stofophoping te voorkomen.

Voorbeeldindeling

• Emulgerings- en vulkamers zijn geïsoleerd en uitgerust met lokale reinbanken van klasse 100.

• Materialen komen binnen via doorgangswinlen; personeel komt binnen via kleedkamers en luchtdoucheinstallaties.

• Uitlaatsystemen gebruiken actieve kooladsorptie om vluchtige organische stoffen te verwijderen.