การออกแบบและจัดวางห้องสะอาดในอุตสาหกรรมต่างๆ

I. หลักการการออกแบบทั่วไป

การแบ่งโซนตามหน้าที่

• ห้องสะอาดจะต้องถูกแบ่งออกเป็นพื้นที่สะอาด พื้นที่กึ่งสะอาด และพื้นที่ช่วยเหลือ โซนต่างๆ ควรมีความเป็นอิสระและถูกแยกกันทางกายภาพ

• ลำดับกระบวนการผลิตจะต้องเป็นไปตามหลักการไหลแบบทางเดียว เพื่อป้องกันการปนเปื้อนข้ามระหว่างบุคลากรและวัสดุ

• พื้นที่สะอาดหลักจะต้องตั้งอยู่ตรงกลางหรือด้านที่รับลมของอาคาร เพื่อลดการรบกวนจากภายนอก

การจัดการการไหลของอากาศ

• ห้องสะอาดแบบไหลทางเดียว : ใช้การไหลแบบเลเยอร์แนวตั้งหรือแนวนอน ด้วยความเร็วลม 0.3–0.5 เมตร/วินาที เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความสะอาดสูง เช่น ชิปเซมิคอนดักเตอร์และเภสัชกรรมชีวภาพ

• ห้องสะอาดแบบไหลไม่เป็นทางเดียว : รักษาความสะอาดด้วยการกรองประสิทธิภาพสูงและการเจือจาง โดยมีอัตราการเปลี่ยนถ่ายอากาศ 15–60 ครั้งต่อชั่วโมง เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความสะอาดระดับกลางถึงต่ำ เช่น อาหารและเครื่องสำอาง

• ห้องสะอาดแบบไหลเวียนผสม : รวมการไหลแบบเดียวในพื้นที่หลักกับการไหลแบบไม่เป็นทางเดียวในพื้นที่รอบนอก เพื่อสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ

การควบคุมความแตกต่างของแรงดัน

• ความแตกต่างของแรงดันระหว่างพื้นที่สะอาดและพื้นที่ไม่สะอาดควรอยู่ที่ ≥5 พาสคัล และระหว่างพื้นที่สะอาดกับภายนอกอาคาร ≥10 พาสคัล

• พื้นที่สะอาดที่อยู่ติดกันควรมีความชันของแรงดันที่เหมาะสม โดยพื้นที่ที่มีความสะอาดสูงกว่าจะมีแรงดันสูงกว่า

II. ข้อกำหนดการออกแบบเฉพาะอุตสาหกรรม

(1) ห้องสะอาดสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

ชั้นความสะอาด

• พื้นที่กระบวนการหลัก (เช่น การถ่ายภาพด้วยแสง การกัดกร่อน) ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 14644-1 ระดับ 1 หรือระดับ 10 โดยมีความเข้มข้นของอนุภาค ≤3,520 อนุภาค/ลบ.ม. (0.5 ไมครอน)

• พื้นที่เสริมอาจมีมาตรฐานความสะอาดที่ผ่อนปรนลงเป็นระดับ ISO 7 หรือ 8

การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น

• อุณหภูมิ: 22 ± 1°C ความชื้นสัมพัทธ์: 40%–60% ควบคุมโดยระบบปรับอากาศแบบควบคุมอุณหภูมิและความชื้นคงที่

การออกแบบป้องกันไฟฟ้าสถิต

• พื้นทำจากอีพ็อกซีนำไฟฟ้าหรือพื้นพีวีซีต้านทานไฟฟ้าสถิตย์ที่มีค่าความต้านทาน ≤1 × 10⁶ โอห์ม

• บุคลากรต้องสวมใส่ชุดต้านทานไฟฟ้าสถิตย์และรองเท้าคลุม; ความต้านทานต่อพื้นของอุปกรณ์ ≤1 โอห์ม

ตัวอย่างการจัดวาง

• พื้นที่กระบวนการหลักตั้งอยู่ตรงกลางอาคาร ล้อมรอบด้วยห้องอุปกรณ์และห้องทดสอบ

• วัสดุนำเข้าผ่านห้องอากาศ; บุคลากรเข้าผ่านห้องเป่าอากาศ

• ระบบระบายอากาศเป็นระบบที่แยกต่างหาก โดยก่อนปล่อยมลพิษจะต้องผ่านการกรองด้วยตัวกรอง HEPA ก่อน

(2) ห้องสะอาดสำหรับอุตสาหกรรมเภสัชกรรมชีวภาพ

ชั้นความสะอาด

• พื้นที่บรรจุแบบปลอดเชื้อต้องเป็นไปตามเกรด A (ISO Class 5) โดยมีสภาพแบบเฉพาะที่เป็น Class 100

• พื้นที่เพาะเลี้ยงเซลล์และพื้นที่ปฏิบัติการเชื้อแบคทีเรียต้องเป็นไปตามเกรด B (ISO Class 6)

• พื้นที่เสริม (เช่น ห้องฆ่าเชื้อ ห้องเก็บวัสดุ) ต้องเป็นไปตามเกรด C (ISO Class 7) หรือเกรด D (ISO Class 8)

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางชีวภาพ

• การทดลองที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ที่มีความเป็นพิษสูงจะต้องดำเนินการในห้องปฏิบัติการระดับ BSL-2 หรือ BSL-3 ซึ่งมีระบบแรงดันลบ ประตูแบบล็อกกันอากาศ และอุปกรณ์ฉุกเฉินสำหรับล้างตัว

• ห้องสำหรับทำให้ปราศจากเชื้อจะต้องใช้วัสดุที่ทนไฟและทนความร้อนสูง และติดตั้งเครื่องทำให้ปราศจากเชื้อด้วยไอน้ำหรือเครื่องพ่นไอน้ำไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ตัวอย่างการจัดวาง

• ห้องเพาะเชื้อแบคทีเรียและเซลล์จะต้องถูกแยกออกจากพื้นที่บรรจุภัณฑ์ที่สะอาดโดยสิ้นเชิง

• วัสดุจะต้องเข้าผ่านหน้าต่างแบบช่องส่ง ส่วนบุคลากรจะต้องเข้าผ่านห้องเปลี่ยนเสื้อผ้าและพื้นที่กันชน

• ระบบระบายอากาศจะต้องติดตั้งตัวกรอง HEPA และหน่วยดูดซับด้วยคาร์บอนกัมมันต์

(3) ห้องสะอาดสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร

ชั้นความสะอาด

• พื้นที่บรรจุภัณฑ์อาหารที่พร้อมรับประทานจะต้องตรงตามมาตรฐาน Class 100,000 (ISO Class 8) โดยมีความเข้มข้นของอนุภาค ≤3.52 ล้านตัว/ลบ.ม. (0.5 ไมครอน)

• พื้นที่จัดการวัตถุดิบและพื้นที่บรรจุภัณฑ์อาหารที่ไม่พร้อมรับประทานจะต้องตรงตามมาตรฐาน Class 300,000 (ISO Class 9)

การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น

• อุณหภูมิ: 18–26°C ความชื้นสัมพัทธ์ ≤75% เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์จากความชื้นควบแน่น

ตัวอย่างการจัดวาง

• พื้นที่ปฏิบัติงานที่สะอาด (เช่น พื้นที่บรรจุภัณฑ์ด้านใน) ตั้งอยู่ทางด้านทิศลมพัดมา ส่วนพื้นที่กึ่งสะอาด (เช่น พื้นที่จัดการวัตถุดิบ) ตั้งอยู่ทางด้านทิศลมพัดไป

• วัสดุถูกนำเข้าผ่านห้องพักลม; บุคลากรเข้าผ่านห้องเปลี่ยนเสื้อผ้าและพื้นที่ล้างมือด้วยเจลแอลกอฮอล์

• ระบบระบายอากาศใช้ตัวกรองประสิทธิภาพต้นทางและระดับกลาง พร้อมทั้งเปลี่ยนตัวกรองเป็นประจำ

(4) ห้องสะอาดสำหรับอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง

ชั้นความสะอาด

• ห้องผสมและบรรจุภัณฑ์ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน Class 100,000 (ISO Class 8)

• พื้นที่เก็บวัตถุดิบและพื้นที่บรรจุภัณฑ์ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน Class 300,000 (ISO Class 9)

การเลือกวัสดุ

• ผนังใช้สีกันเชื้อราหรือแผ่นเหล็กเคลือบสี; พื้นใช้สารเคลือบอีพ็อกซีแบบเทไหล่ตัวเองพร้อมรอยต่อที่ถูกปิดสนิท

• โคมไฟใช้โคมแบบปิดสนิทสำหรับห้องสะอาดเพื่อป้องกันการสะสมของฝุ่น

ตัวอย่างการจัดวาง

• ห้องผสมและบรรจุภัณฑ์ถูกแยกเป็นสัดส่วนและติดตั้งโต๊ะทำงานสะอาดแบบ Class 100 ในจุดเฉพาะ

• วัสดุถูกนำเข้าผ่านช่องส่งของ; บุคลากรเข้าผ่านห้องเปลี่ยนเสื้อผ้าและห้องเป่าลม

• ระบบปล่อยไอเสียใช้การดูดซับด้วยคาร์บอนกัมมันต์เพื่อขจัดสารอินทรีย์ระเหยได้