Các hệ thống phòng sạch cần biết khi thiết kế

Phòng sạch là phòng được trang bị  hệ thống được tạo ra để ngăn chặn sự ô nhiễm của các tác nhân  ô nhiễm vi sinh, hóa học, bụi, v.v. Môi trường này được ứng dụng cho các ngành có nhu cầu trong y học, trung tâm nghiên cứu, phòng thí nghiệm vi sinh, dược phẩm và sản xuất các thiết bị điện tử. Cùng Phòng Sạch CWS tìm hiểu các hệ thống trong phòng sạch thông dụng gồm những thành phần gi.

 

Hệ thống cấp khí sạch 

Hệ thống thông gió trong phòng sạch là yếu tố quan trọng. Đảm bảo hiệu suất ổn định về độ ẩm, nhiệt độ, độ tinh khiết của không khí và tốc độ di chuyển của nó. Để  cung cấp thông gió, một máy điều hòa không khí được sử dụng, điều hòa không khí được chuẩn bị để cung cấp,

Cách hoạt động của hệ thống gió cấp phòng sạch : 

• Không khí qua thiết bị nạp vào điều hòa trung tâm  AHU
• Nó đi qua các bộ lọc trước là cấp lọc đầu tiên . Để di chuyển các luồng không khí trong hệ thống.
• Sau đó, không khí được làm nóng hoặc làm mát và làm ẩm tùy từng nhu cầu cụ thể của phòng . Các thông số lưu lượng được kiểm soát và điều chỉnh bởi dàn nóng và dàn lạnh của hệ thống điều hòa không khí, cũng như các yếu tố đường ống.
• Sau khi chuẩn bị, không khí đi qua một giai đoạn làm sạch khác thông qua các bộ lọc.
• Hệ thống được thiết kế với độ ồn thấp nhất trong quá trình hoạt động.
• Để tái sử dụng không khí trong hệ thống điều hòa không khí (trong một hệ thống kín), hệ thống thông gió được cung cấp với một bộ phận để tuần hoàn và thu hồi không khí.
• Trước khi không khí được cấp cho phòng sạch, nó sẽ trải qua một giai đoạn làm sạch khác – giai đoạn cuối cùng, thông qua các bộ lọc tinh lọc HEPA hoặc ULPA  đằng sau đó là các thiết bị được lắp đặt để điều hướng dòng chảy không khí. 

 

Tất cả các yếu tố cung cấp thông gió này được kết nối với nhau bằng hệ thống ống dẫn, có thể là tiêu chuẩn hoặc phi tiêu chuẩn, tùy thuộc vào kiến ​​trúc của căn phòng. Để tránh rò rỉ và để đạt hiệu quả tối đa, vật liệu cách nhiệt và niêm phong được sử dụng. Hệ thống bao gồm các yếu tố phụ trợ: dây buộc, van tiết lưu, kiểm tra và giảm chấn lửa.

 

Hệ thống thông gió hút khí hồi 

 

Ngoài hệ thống cung cấp, các phòng sạch phải có hệ thống thông gió hồi khí. Nó được yêu cầu để thực hiện ba chức năng cơ bản:

 

• Cung cấp trao đổi không khí – thay thế không khí thải với tần số nhất định bằng không khí sạch, đạt được thông qua hoạt động chung của thiết bị cấp và thải;
• Hỗ trợ tạo áp suất âm cho  phòng áp suất âm trong bệnh viện nếu điều kiện làm việc yêu cầu;
• Loại bỏ không khí thải ra khỏi khu vực làm việc, nếu cần thiết với việc làm sạch sơ bộ, để không gây nguy hiểm cho môi trường bên ngoài.

Hệ thống thông gió thải đi vào không khí thông qua các thiết bị nạp, được trang bị các bộ lọc để loại bỏ sơ bộ các chất gây ô nhiễm. Sau đó, dòng chảy đi qua các thiết bị giảm tiếng ồn và máy thổi, sau đó nó được đưa đến các bộ lọc để làm sạch lần cuối và qua các thiết bị xả, nó ra khỏi phòng.

Các phần tử chính của hệ thống thông gió được kết nối bằng một đường ống dẫn, có kích thước, hình dạng tiêu chuẩn hoặc không tiêu chuẩn, được phủ bằng vật liệu cách nhiệt và được xử lý bằng vật liệu bịt kín tại các mối nối. Hệ thống cũng chứa các yếu tố tiêu chuẩn để thông gió: dây buộc, bộ phận điều tiết, bộ giảm chấn kiểm tra và chữa cháy.

Hệ thống gió cục bộ

 

Hệ thống này là còn được biết đến với tên gọi là clean booth được thiết kế sử dụng bên  trong phòng sạch, có thể tạo ra các khu cục bộ có mức độ sạch cao hơn. Nó cũng có thể là một phần của hệ thống phương tiện kỹ thuật chung cung cấp khả năng tiếp cận phòng sạch. Hệ thống được phòng sạch CWS thiết kế để thực hiện các chức năng sau:

• Tăng tần suất trao đổi  khí để tạo điều kiện cải thiện trong các phòng hoặc khu vực là một phần của phòng sạch;
• Duy trì các thông số của môi trường không khí ở mức chính xác nhất trong các khu vực hoặc các phòng của phòng sạch nơi có các yêu cầu cao hơn.
• Tạo các vùng cục bộ bên trong phòng sạch với các thông số về độ sạch cao hơn;
• Tối ưu hóa và tiết kiệm tiêu thụ năng lượng bằng cách giảm tiêu thụ năng lượng cho hoạt động của hệ thống thông gió cung cấp;
• Để giảm chi phí lắp đặt các phòng sạch do thực tế là diện tích của các vùng (chúng có thể được tạo cục bộ) với các thông số tối đa về độ tinh khiết của luồng không khí bị giảm xuống.

Để chuẩn bị không khí cho bên trong phòng sạch, hệ thống được phát triển như một giải pháp tự trị hoặc nó được tích hợp vào hệ thống ống thông gió cấp, nếu một bộ phận tuần hoàn được gắn, một tổ hợp thông gió duy nhất sẽ được hình thành.

Các yếu tố chính của hệ thống là:

• Thiết bị hút gió, trong đó các thiết bị lọc được gắn, cung cấp khả năng làm sạch sơ cấp các khối khí;
• Thiết bị cung cấp khí phun;
• Khối có nhiệm vụ điều chỉnh các thông số của môi trường không khí: nhiệt độ và độ ẩm;
• Một khối với sự trợ giúp của hiệu quả công việc được theo dõi bằng cách sử dụng bình xịt cho các chế độ thử nghiệm;
• Thiết bị thoát khí trên đó các thiết bị lọc tinh lần cuối được lắp đặt;
• Thiết bị giảm tiếng ồn và độ rung.

Hệ thống cung cấp các kênh chuyển động của không khí, hình dạng và kích thước của chúng tương ứng với các giá trị tiêu chuẩn hoặc khác với chúng. Để lắp đặt, sử dụng các dây buộc thích hợp cũng như các chất bịt kín để cách ly các mối nối của các phần tử, vật liệu cách điện để giảm tổn thất ra môi trường bên ngoài. Hệ thống  phải được cung cấp các van chịu trách nhiệm về an toàn cháy nổ, van tiết lưu, van kiểm tra không khí.

Hệ thống đèn UV điệt khuẩn 

Chiếu xạ bằng tia cực tím phát từ đèn uv cung cấp mức độ sạch cần thiết cho phòng, khử trùng các bề mặt làm việc của phòng, thiết bị, các yếu tố cấu trúc và khối không khí.

Để giải quyết vấn đề này, nên sử dụng các khối chính của máy chiếu tia cực tím cho  phòng sạch và các khối phụ để khử trùng của hệ thống cung cấp lối vào các phòng. Thiết bị được lựa chọn có tính đến thể tích của căn phòng và cấp sạch theo tiêu chuẩn phòng sạch yêu cầu.

Cung cấp điện cho phòng sạch

Nguồn điện đảm bảo truyền tải điện năng từ bảng điện (tủ điện) đến các phần tử còn lại, cụ thể là:

• Đến thiết bị công nghệ, thiết bị phòng thí nghiệm;
• Đến ánh sáng làm việc của phòng (đèn kín);
• Đèn điện cần thiết để chiếu sáng khẩn cấp trong trường hợp khẩn cấp;
• Đến tất cả các thiết bị tiêu thụ điện bên trong phòng sạch.

Hệ thống này bao gồm một tủ điện (tủ điện), hệ thống dây điện với các yếu tố bảo vệ cần thiết, các dây buộc. Hệ thống cũng bao gồm số lượng ổ cắm, công tắc, đầu nối cần thiết cho hoạt động của thiết bị phòng thí nghiệm.

Hệ thống ống nước và hệ thống thoát nước

Đối với hoạt động của một phòng sạch, điều quan trọng là phải hình thành một hệ thống sẽ thực hiện các nhiệm vụ sau:

• Cung cấp nước uống cho các phòng;
• Đảm bảo cung cấp nước xử lý cho phòng sạch;
• xử lý thoát nước thải từ phòng thí nghiệm.

Đối với điều này, cấp thoát nước được lắp đặt trong phòng. Việc thiết kế các thông tin liên lạc này phải do các chuyên gia thực hiện để hệ thống có thể được tích hợp vào phòng sạch tuân theo các tiêu chuẩn an toàn. Để thực hiện liên lạc thông qua các cấu trúc bao quanh, Sử dụng các vật liệu chuyên dụng trong phòng để đảm bảo độ kín của căn phòng.

Hệ thống bao gồm các đường ống cung cấp nước sạch và nước công nghiệp, xử lý nước thải. Ngoài các chốt tiêu chuẩn, các yếu tố công nghệ được sử dụng để lắp ráp: van đóng, vòi, phụ kiện, cống và bồn rửa. Các phần tử kết cấu được sử dụng để đi xuyên qua tường, sàn và các kết cấu bao quanh khác.

Hệ thống giám sát không khí 

Độ tinh khiết của các khối khí, duy trì các thông số của chúng ở mức thích hợp là những điểm mấu chốt trong tổ chức phòng sạch. Để giám sát các thông số của vùng  trong tổ hợp phòng thí nghiệm, phải cung cấp hệ thống giám sát.

Nó thực hiện các chức năng sau:

• Xác định lượng hạt ô nhiễm có kích thước quy định trong mẫu không khí;
• Thực hiện các phép đo các thông số không khí khác trong phòng sạch: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất nếu cần thiết;
• Thực hiện việc xác định các thông số không khí ở tần số cài đặt hoặc ở chế độ liên tục tại các điểm xác định trong phòng;
• Tính toán nồng độ của các hạt trên 1m3 thể tích không khí;
• Xử lý dữ liệu và tạo thành biểu đồ trực quan hỗ trợ thuận lợi cho việc giám sát 
• Lưu kết quả đo;
• Tín hiệu khi nồng độ đạt đến giá trị ngưỡng (tới hạn).

Mỗi loại hoạt động có cấp độ sạch riêng theo tiêu chuẩn phòng sạch ISO 1 đến ISO 9 , trong đó nồng độ tối đa cho phép của các hạt trong 1m3 được quy định, có tính đến kích thước của chúng. Đối với các doanh nghiệp trong ngành dược phẩm, các tiêu chuẩn phòng sạch riêng được áp dụng, được thiết lập bởi các tiêu chuẩn GMP A đên D

Để theo dõi độ tinh khiết của không khí, các cảm biến được sử dụng được lắp đặt tại các điểm kiểm soát đã chọn. Thiết bị phụ trợ cung cấp khả năng chuyển đổi dữ liệu, sau đó được chuyển đến PC. Chương trình máy tính được cài đặt để các thông số của môi trường không khí có thể dễ dàng hình dung và điều khiển bằng cách phối hợp làm việc với các thiết bị cảm biến khác trong hệ thống. 

Hệ thống thông tin liên lạc 

Giao tiếp là một yếu tố cần thiết cho hoạt động của một hệ thống phòng sạch. Trong quá trình thiết kế và lắp đặt, hệ thống được tích hợp vào các phòng đã tạo. Nhiệm vụ của nó là cung cấp thông tin liên lạc giữa các phòng khác nhau của khu phức hợp. Để tổ chức giao tiếp, một hoặc một số kỹ thuật có thể được sử dụng đồng thời:

• Liên lạc qua điện thoại;
• Tổ chức giao tiếp thông qua mạng máy tính;
• Qua loa.

Để thiết kế và lắp đặt hệ thống thông tin liên lạc trong phòng sạch, người ta sử dụng loa tích hợp, thiết bị chuyển mạch trong một thiết kế đặc biệt. Các thiết bị cần thiết được kết nối thông qua đường trục cáp thông tin. Trong quá trình lắp đặt, các dây buộc, các bộ phận cơ thể được sử dụng để cách ly thiết bị.

Trên đây Phòng sạch CWS đã trình bày 8 hệ thống trong phòng sạch cần thiết khi thiết kế. Giúp các kỹ sư thiết kế phòng sạch có thêm kiến thức trong việc thiết kế phòng sạch.