مبادئ الغرف النظيفة ، التصنيف والدليل الهندسي

غرفة نظيفة هي بيئة خاضعة للرقابة حيث يتم الحفاظ على تركيز الجسيمات المحمولة بالهواء ضمن حدود محددة.تم تصميمه لدعم النشاط البشري مع ضمان مراقبة صارمة للتلوث للصناعة الدقيقة والبحوث العلمية.

ومع ذلك، فإن غرفة نظيفة هي أكثر بكثير من مجرد مساحة "خالية من الغبار". إنها نظام هندسي متكامل للغاية يجمع بين الختم المعماري، وتنقية HVAC، والأنظمة الكهربائية، وأنابيب العملية,و مراقبة البيئة. بالإضافة إلى التحكم في الجسيمات، يجب على الغرف النظيفة الحديثة أيضا تنظيم درجة الحرارة، الرطوبة، الضغط، الإضاءة، الضوضاء، الاهتزاز، والفراغ الكهربائي.

هذه المتطلبات المتعددة التخصصات تجعل الغرف النظيفة بنية تحتية أساسية في الصناعات مثل أشباه الموصلات والإلكترونيات والصيدلة والفضاء الجوي ومعالجة الكيماويات عالية النقاء.

يتم تصميم الغرف النظيفة الصناعية في المقام الأول للسيطرة على الجسيمات غير الحية مثل الغبار. عادة ما يتم الحفاظ على هذه البيئات تحت ضغط إيجابي لمنع التلوث الخارجي.

وهي تستخدم على نطاق واسع في:

• تصنيع أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة
• صناعات الآلات الدقيقة والطيران
• إنتاج المنتجات البصرية والمغناطيسية
• لوحات LCD، أقراص صلبة، وأجهزة إلكترونية متطورة

تسيطر الغرف النظيفة البيولوجية على الجسيمات القابلة للحياة (الكائنات الدقيقة) وغير القابلة للحياة.

ويمكن تقسيمها إلى:

• غرف النظافة البيولوجية العامة: التركيز على منع التلوث الميكروبي للمنتجات. يجب أن تتحمل المواد المستخدمة عمليات التعقيم.والبيئة عادة ما يتم الحفاظ عليها تحت ضغط إيجابي.
• غرف نظيفة للسلامة البيولوجية: تم تصميمها لمنع الهروب من العوامل البيولوجية الضارة إلى البيئة. تعمل هذه الغرف تحت ضغط سلبي لحماية الموظفين والبيئة المحيطة.

يتم تصنيف الغرف النظيفة أيضًا بناءً على تصميم تدفق الهواء:

• غرفة نظيفة ذات تدفق أحادي الاتجاه
• غرفة نظيفة ذات تدفق غير أحادي الاتجاه
• غرفة نظيفة للتدفق الإشعاعي (أو الاتجاهي)
• غرفة نظيفة ذات تدفق مختلط

من بينها ، الأنظمة أحادية الاتجاه وغير أحادية الاتجاه هي الأكثر استخدامًا في التطبيقات الصناعية.

يتم تصميم غرف النظافة ذات التدفق أحادي الاتجاه بحيث يتحرك الهواء في تدفقات موازية بسرعة متساوية عبر منطقة العمل بأكملها.يمكن أن يكون اتجاه تدفق الهواء عموديًا (السقف إلى الأرض) أو أفقيًا (الجدار إلى الجدار).

المبدأ الأساسي للعمل هو "تأثير المكبس" ، حيث يدفع الهواء النظيف الهواء الملوث باستمرار خارج الغرفة.

وتشمل الميزات الهندسية الرئيسية:

• مرشحات عالية الكفاءة تغطي جزءا كبيرا من السقف
• سرعة تدفق الهواء الموحدة، عادة 0.3 ∼ 0.5 م/ث
• الحد الأدنى من الاضطرابات والإزالة السريعة للتلوث

لتحقيق تغطية فعالة لتدفق الهواء ، توصي معايير الصناعة بأن تغطي مرشحات HEPA أو ULPA على الأقل:

• 60% من مساحة السقف في أنظمة التدفق الرأسي
• 40% لنظم التدفق الأفقي

من المهم أن نلاحظ أن تغطية السقف الكاملة ليست ممكنة دائمًا بسبب القيود الهيكلية والاقتصادية.التصاميم الحديثة تركز على ضمان أن تدفق الهواء أحادي الاتجاه يهيمن على مناطق العمل الحرجة بدلا من الغرفة بأكملها.

تعمل الغرف النظيفة غير أحادية الاتجاه على مبدأ التخفيف بدلاً من التنقل.

يدخل الهواء إلى الغرفة بسرعة واتجاهات مختلفة، مما يخلق أنماط تدفق هواء مختلطة مع إعادة التداول والدوامات. وهذا يمنع تشكيل حقل تدفق هواء موحد.

يختلط الهواء النظيف الذي يتم توفيره من خلال المنتشرات مع الهواء الملوث ، مما يقلل من تركيز الجسيمات من خلال التخفيف. ثم يتم إزالة الهواء المختلط من خلال أنظمة الهواء العائدي.

• تدفق الهواء غير موحد و متعدد الاتجاهات
• النظافة تتم عن طريق تغيير الهواء بشكل متكرر
• زيادة معدل تغيير الهواء يؤدي إلى مستويات نظافة أفضل
• تستخدم عادةً في بيئات من فئة 1000 إلى فئة 300000 من ISO

بالمقارنة مع الأنظمة أحادية الاتجاه ، فإن الغرف النظيفة المضطربة أكثر فعالية من حيث التكلفة وأسهل في الصيانة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الصيدلانية والتصنيع العام.

إمدادات مناسبة من الهواء النقي مهمة للحفاظ على جودة الهواء الداخلي وتوازن الضغط.

وفقًا لمعايير تصميم الغرف النظيفة:

• الغرف النظيفة غير أحادية الاتجاه تحتاج إلى 10٪ ٪ 30٪ من الهواء النقي
• الغرف النظيفة ذات الاتجاه الواحد تحتاج عادة إلى 2٪ ٪ 4٪ من الهواء النقي

القيم الفعلية قد تختلف اعتمادا على متطلبات العملية ومستويات الإشغال.

يتم تعريف نظافة الهواء بعدد الجسيمات المحمولة في الهواء داخل حجم معين من الهواء. كلما انخفضت تركيز الجسيمات، زاد مستوى النظافة.

تصنيف الغرف النظيفة يعتمد على:

• حجم الجسيمات (على سبيل المثال، ≥0.3 ميكرومتر، ≥0.5 ميكرومتر)
• تركيز الجسيمات لكل متر مكعب

يجب على تصميم غرفة النظافة وتشغيلها تقليل إدخال وتوليد والاحتفاظ بالجسيمات مع الحفاظ على معايير بيئية مستقرة مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط.

عادة ما تشمل مرافق غرفة نظيفة كاملة:

البيئة الرئيسية الخاضعة للسيطرة التي تتم فيها التصنيع أو البحث.

بما في ذلك غرف الهواء المخصصة للأفراد وغرف نقل المواد والمساحات المساعدة.

أنظمة التكييف والتهوية، وأنظمة الكهرباء، وأنظمة المياه النقية للغاية، وأنظمة إمدادات الغاز.

• لوحات غرف نظيفة وأطراف الألومنيوم
• الأبواب والنوافذ الصلبة
• أنظمة أرضيات إيبوكسي أو بي في سي

• وحدات معالجة الهواء والأنابيب
• مرشحات HEPA/ULPA
• وحدات تصفية المروحة
• صمامات التحكم في حجم الهواء و أجهزة التوزيع

• الإضاءة وإمدادات الطاقة
• أجهزة استشعار مراقبة البيئة
• أنظمة الأتمتة والتحكم

عند تخطيط أو الحصول على مشروع غرفة نظيفة ، تشمل الاعتبارات الرئيسية:

• مستوى نظافة ISO المطلوب
• تصميم تدفق الهواء (وحيد الاتجاه مقابل مضطرب)
• الضوابط البيئية الخاصة بالعملية
• كفاءة الطاقة وتكاليف التشغيل
• خبرة الموردين وقدرة الاندماج

إن اختيار الحل المناسب للغرفة النظيفة أمر ضروري لضمان جودة المنتج، والامتثال للوائح التنظيمية، وكفاءة التشغيل على المدى الطويل.

مبادئ الغرف النظيفة، تصنيف الغرف النظيفة، غرف النظافة ذات التدفق الهوائي أحادي الاتجاه، نظام غرف النظافة المضطرب، تصميم غرف النظافة HVAC، معايير ISO للغرف النظيفة، هندسة الغرف النظيفة،مواد بناء غرفة نظيفة، نظام FFU غرفة نظيفة، حلول غرفة نظيفة صناعية

1ما هو الفرق بين الغرف النظيفة الصناعية والبيولوجية؟
تسيطر الغرف النظيفة الصناعية على جزيئات الغبار، بينما تسيطر الغرف النظيفة البيولوجية على الجسيمات والكائنات الحية الدقيقة.

2ما هو تدفق الهواء المستخدم في الغرف النظيفة للشاشات؟
يتم استخدام تدفق الهواء أحادي الاتجاه عادة بسبب قدرته على إزالة الملوثات بسرعة.

3لماذا مرشحات HEPA مهمة في الغرف النظيفة؟
يزيلون الجسيمات الدقيقة جداً من الهواء المدخل، مما يضمن مستويات عالية من النظافة.

4كيف يتم قياس نظافة الغرف النظيفة؟
من خلال حساب عدد الجسيمات ذات الأحجام المحددة لكل متر مكعب من الهواء.

5أي نوع من غرف النظافة هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة؟
غرف نظيفة غير أحادية الاتجاه (مضطربة) عادة ما تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة من الأنظمة أحادية الاتجاه.