Phòng sạch là gì? Các tiêu chuẩn đánh giá phòng sạch – Clean room

Có lẽ trong chúng ta, ai cũng đã từng đôi lần được nhìn thấy các công nhân, kỹ sư,…mặc những bộ đồ màu trắng, màu xanh, màu xám,… bịt kín từ đầu đến chân ở trên tivi hoặc ngoài đời thực khi đi tham quan các khu nhà máy sản xuất. Và chắc hẳn các bạn cũng tò mò tự hỏi liệu họ mặc những bộ đồ ấy làm gì ? những bộ đồ đó có tác dụng gì không hay chỉ mặc cho đẹp (một dạng như đồng phục), và rất nhiều câu hỏi được đặt ra trong đầu các bạn. Chúng tôi cũng xin trả lời các bạn luôn, đó là các bộ quần áo phòng sạch, giày dép phòng sạch, mũ nón, khẩu trang, găng tay phòng sạch khi làm việc hoặc tham quan trong phòng sạch. Giờ có lẽ bạn lại nảy ra các câu hỏi : phòng sạch là gì ? như thế nào gọi là phòng sạch ? dựa vào tiêu chí nào để đánh giá phòng sạch ? Tất cả câu hỏi của bạn sẽ được giải đáp ngay trong bài viết này. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về phòng sạch ngay sau đây.

Thiết kế phòng sạch công nghiệp clean room
Thiết kế phòng sạch công nghiệp clean room

 

Phòng sạch là gì ?

Phòng sạch là một căn phòng mà ở trong đó rất sạch sẽ, rất kín mà bụi bẩn không thể lọt vào được. Theo định nghĩa về phòng sạch theo tiêu chuẩn ISO 14644 – 1 thì phòng sạch “là một phòng mà bên trong đó các hạt lơ lửng bên trong không khí bị khống chế và nó được xây dựng và sử dụng trong một kết cấu sao cho sự có mặt, sự sản sinh và duy trì các hạt trong phòng được giảm đến tối thiểu và các yếu tố khác trong phòng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đều có thể khống chế và điều khiển”.

Trích nguyên văn :

“A room in which the concentration of airborne is controlled, and which is constructed and used in a manner to minimise the introduction, generation and retention of particles inside the room and in which other relevant parameters, e.g. temperature, humidity, and pressure, are controlled as neccessary.”

Nói một cách dễ hiểu hơn: phòng sạch là một phòng rất kín, nơi mà lượng bụi trong không khí được hạn chế ở mức thấp nhất nhằm tránh gây nhiễm bẩn cho các linh kiện, thiết bị, sản phẩm trong quá trình chế tạo và sản xuất. Đồng thời, bên trong phòng sạch thì nhiệt độ, áp suất và độ ẩm không khí cũng được kiểm soát chặt chẽ bằng hệ thống điều khiển điện tử nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất cho quá trình sản xuất, chế tạo. Ngoài ra, phòng sạch còn được đảm bảo vô trùng, không có các khí độc hại theo đúng nghĩa “phòng sạch”.

 

Clean room, clean booth là gì?

Clean room là tên tiếng anh của phòng sạch, ngoài việc tìm kiếm các từ khóa phòng sạch thì bạn cũng có thể tìm kiếm từ khóa Clean room để đọc và nghiên cứu các tài liệu của nước ngoài.

Clean booth cũng là tên tiếng anh của phòng sạch, tuy nhiên Clean booth dùng để chỉ các phòng sạch có diện tích nhỏ hơn so với Clean room.

Phòng sạch công nghiệp điện tử
Phòng sạch công nghiệp điện tử

 

Quá trình hình thành và phát triển của phòng sạch

Ứng dụng đầu tiên của phòng sạch là trong lĩnh vực y tế, các công trình ban đầu được nghiên cứu và phát triển bởi Pasteur, Koch, Lister và các nhà sinh học tiên phong khác đã chỉ ra rằng: sự nhiễm khuẩn là nguyên nhân của nhiều căn bệnh, mà một trong những nguyên nhân chính của sự nhiễm khuẩn là sự mất vệ sinh trong môi trường.

Vào những năm 1860, lần đầu tiên Joseph Lister – một giáo sư ở Đại Học Tổng Hợp Glasgow đã phát triển một hệ thống phòng khép kín nhằm hạn chế các loại bụi bẩn, chống sự nhiễm khuẩn ở Viện xá Hoàng Gia Glasgow – Royal Infirmary, là một Viện xá được thành lập bởi trường Đại Học Glasgow, hiện nay đổi tên thành Glasgow Western Infirmary. Đây được xem như là phòng sạch đầu tiên trên thế giới, tuy nó còn đơn giản và sử dụng các thiết bị thô sơ nhưng đã đánh dấu cho bước đầu của ngành công nghiệp sử dụng phòng sạch.

Kể từ thế chiến thứ II, hệ thống phòng sạch đã được ứng dụng nhiều hơn trong việc sản xuất và chế tạo các loại vũ khí quân sự, súng ống. Do đó mà các thiết bị trong phòng sạch như máy hút ẩm, máy hút bụi đơn giản đã được ứng dụng vào trong phòng sạch. Tiếp đến là nhờ vào việc nghiên cứu và phát triển vũ khí hạt nhân, sinh và hóa dẫn đến sự ra đời của các hệ thống lọc không khí.

Kể từ năm 1955, các hệ thống lọc không khí với công suất lớn được sản xuất nhằm đáp ứng được cho nhu cầu của các phòng sạch có kích thước lớn. Trước đây, khi chưa ứng dụng phòng sạch vào sản xuất, Công ty điện tử Western Electric Company (Winston-Salem, Mỹ) đã gặp rất nhiều rắc rối khi sản xuất ra các sản phẩm lỗi, hư hỏng trong quá trình sử dụng do sự có mặt của các hạt bụi có trong không khí phòng sản xuất linh kiện. Do đó mà họ đã ứng dụng phòng sạch vào trong sản xuất với nhiều thiết bị và máy móc hiện đại hơn như: hệ thống lọc, hệ thống điều khiển, quần áo, trang thiết bị bảo hộ lao động phòng sạch,… nhằm tránh được các loại bụi bẩn bám vào linh kiện.

Cho đến thời điểm hiện tại, phòng sạch được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và sản xuất như: y tế, khoa học nghiên cứu, nhà máy sản xuất vật liệu, linh kiện điện tử, lý, hóa, sinh, cơ khí chính xác, dược phẩm,…

 

Tiêu chuẩn phòng sạch

Ứng dụng của phòng sạch đa dạng như vậy, thì tiêu chuẩn đánh giá phòng sạch, một căn phòng được gọi là sạch sẽ như thế nào?

Tiêu chuẩn đầu tiên của phòng sạch đó chính là hàm lượng bụi bẩn lơ lửng bên trong không khí được khống chế đến mức nào (các loại bụi bám cũng không loại trừ).  Bạn thử làm phép so sánh giữa sợi tóc người có đường kính khoảng 100 µm, các hạt bụi lơ lửng bên trong phòng sạch có đường kính từ 0.5 đến 50 µm, vậy sợi tóc có thể gấp từ 2 đến 200 lần các hạt bụi lơ lửng.

So sánh đường kính tóc và hạt lơ lửng
So sánh đường kính tóc và hạt lơ lửng

Vào năm 1963 tại Mỹ, lần đầu tiên tiêu chuẩn về phòng sạch đã được đưa ra một cách nghiêm túc, và hiện nay tiêu chuẩn này đã được dùng chung cho toàn thế giới. Tiêu chuẩn phòng sạch quy định lượng hạt bụi lơ lửng trong một đơn vị thể tích không khí, người ta chia thành các tầm kích cỡ bụi là loại phòng được xác định bởi số lượng hạt bụi có kích thước lớn hơn 0.5 µm trên một thể tích là 1 foot khối (ft3) không khí trong phòng sạch.

Dưới đây sơ đồ các thông số yêu cầu của phòng sạch

 

Tiêu chuẩn Federal Standard 209 (1963) – tiêu chuẩn đo độ bụi phòng sạch

Đây là tiêu chuẩn đầu tiên đối với phòng sạch, được quy định vào năm 1963 có tên là 209, thời gian sau tiếp tục được cải tiến, hoàn tiện thành các phiên bản 209 A (1966), 209 B (năm 1973),… cho đến chuẩn 209 E (năm 1992).

Số hạt/ft3

Loại ≥ 0.1 µm ≥ 0.2 µm ≥ 0.3 µm ≥ 0.5 µm ≥ 5.0 µm
1 35 7.5 3 1 –       (*)
10 350 75 30 10
100 750 300 100
1000 1000 7
10000 10000 70
100000 100000 700

Bảng 1: Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 (1963)

 

Ý nghĩa ký hiệu sử dụng:

(*): chỉ số

– là không xác định

Tiêu chuẩn Federal Standard 209 E (1992) – đo độ bụi trong phòng sạch

Tiêu chuẩn này xác định hàm lượng bụi lửng trong không khí theo đơn vị chuẩn (đơn vị thể tích không khí là m3). Sự phân loại phòng sạch được xác định theo thang loga của hàm lượng bụi có đường kính lớn hơn 0,5 μm. Dưới đây là bảng tiêu chuẩn FS 209 E.

Tên loại

Các giới hạn

≥ 0.1 µm ≥ 0.2 µm ≥ 0.3 µm ≥ 0.5 µm ≥ 5.0 µm
Đơn vị Đơn vị Đơn vị Đơn vị Đơn vị
SL English m3 ft3 m3 ft3 m3 ft3 m3 ft3 m3 ft3
M1 350 9.91 757 2.14 30.9 0.875 10.0 0.283
M1.5 1 1240 35.0 265 7.50 106 3.00 35.3 1.00
M2 3500 99.1 757 21.4 309 8.75 100 2.83
M2.5 10 12400 350 2650 75.0 1060 30.0 35.5 10.0
M3 35000 991 7570 214 3090 87.5 100 28.3
M3.5 100 26500 750 10600 300 353 100
M4 75700 2140 30900 875 1000 283
M4.5 1000 35300 1000 247 7.00
M5 100000 2830 618 17.5
M5.5 10000 353000 10000 2470 70.0
M6 1000000 28300 6180 175
M6.5 100000 3530000 100000 24700 7000
M7 10000000 283000 61800 1750

Bảng 2: Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 E (1992)

 

Tiêu chuẩn ISO 14644-1

Theo tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế (International Standards Organization – ISO) đã quy định các tiêu chuẩn về phòng sạch tiêu chuẩn quốc tế. Tiêu chuẩn ISO 14644-1 được phát hành năm 1999 có tên “Phân loại độ sạch không khí” (Classification of Air Cleanliness). Các loại phòng sạch được quy định dựa trên biểu thức:

Công thức tính chuẩn phòng sạch

Trong đó:

Cn: là hàm lượng cho phép tối đa tính bằng đơn vị hạt/m3 của bụi lơ lửng trong không khí lớn hơn hoặc bằng kích thước xem xét.

N: là chỉ số phân loại ISO, không vượt quá 9 và chỉ số cho phép nhỏ nhất là 0.1

D: là đường kính hạt tính theo µm.

Dựa trên công thức trên ta dễ dàng xác định được giới hạn hàm lượng bụi, đồng thời dễ dàng phân loại từng cấp phòng sạch theo như bảng 3 dưới đây:

Loại

Giới hạn nồng độ cho phép (hạt/m3)

0.1 µm 0.2 µm 0.3 µm 0.5 µm 1.0 µm 5.0 µm
ISO 1 10 2
ISO 2 100 24 10 4
ISO 3 1000 237 102 35 8
ISO 4 10000 2370 1020 352 83
ISO 5 100000 23700 10200 3520 832 29
ISO 6 1000000 237000 102000 35200 8320 293
ISO 7 352000 83200 2930
ISO 8 3520000 832000 29300
ISO 9 35200000 8320000 293000

Bảng 3: Giới hạn hàm lượng bụi trong tiêu chuẩn ISO 14644-1

Lưu ý:

  • Mức độ nhiễm bẩn trong không khí phòng sạch còn phụ thuộc vào các hạt bụi sinh ra trong các hoạt động trong phòng, chứ không chỉ là con số cố định của phòng.
  • Các tiêu chuẩn của phòng luôn đòi hỏi các hệ thống làm sạch liên hoàn, và còn quy định về quy mô phòng và số lượng người bên trong.
  • Ngoài các tiêu chuẩn này, mỗi ngành nghề khác nhau có thể đòi hỏi chuẩn mực riêng, ví dụ trong ngành công nghiệp vi mạch bán dẫn đòi hỏi khác ngành y.
  • Công nghiệp bán dẫn thao tác với các phần tử vật liệu có kích thước tính bằng Micron, vì vậy mà yêu cầu rất khắt khe về hàm lượng bụi nhỏ, trong khi ngành y tế lại đòi hỏi cao về mức độ sạch và điều hòa không khí nhằm chống nhiễm khuẩn.

Trên đây là định nghĩa phòng sạch là gì, các tiêu chuẩn trong phòng sạch. Hi vọng sẽ giúp ích được các bạn trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về phòng sạch.

Phongsachcongnghiep.com, nơi bạn có thể tìm kiếm tất cả các trang thiết bị phòng sạch đạt chuẩn, và đang được sử dụng nhiều tại Việt Nam.

 

Ứng dụng của các cấp phòng sạch

Làm việc trong phòng sạch
Làm việc trong phòng sạch

Loại 1 (Cleanroom Class 1)

– Loại phòng thuộc các nhà máy sản xuất mạch tích hợp với công nghệ kích thước siêu nhỏ.

Loại 10 (Cleanroom Class 10)

  • Loại phòng thuộc các nhà máy sản xuất bán dẫn dùng sản xuất các mạch tích hợp có bề rộng dưới 2 ILm.

Loại 100 (Cleanroom Class 100)

  • Loại phòng đòi hỏi không có vi khuẩn, bụi để sử dụng sản xuất các loại thuốc tiêm vô khuẩn.
  • Loại phòng phẫu thuật cấy mô.
  • Loại phòng hậu phẫu sau phẫu thuật cấy mô xương.

Loại 1000 (Cleanroom  Class 1000)

  • Loại phòng sản xuất trang thiết bị quang học chất lượng cao.
  • Loại phòng sản xuất bạc đạn kích thước siêu nhỏ.

Loại 10,000 (Cleanroom  Class 10,000)

  • Loại phòng lắp ráp trang thiết bị thủy lực, khí nén, các loại van điều khiển trợ động, các thiết bị định giờ và bộ truyền động chất lượng cao.
  • Loại phòng để sử dụng sản xuất các loại thuốc tiêm vô khuẩn.

Loại 100,000 (Cleanroom Class 100,000)

  • Loại phòng dùng cho công việc liên quan đến quang học.
  • Loại phòng dùng lắp ráp linh kiện điện tử, thủy lực và khí nén.
  • Loại phòng dùng để sản xuất dược phẩm, thực phẩm

Phòng sạch có độc hại không?

Như chúng tôi đã đề cập ở trên thì phòng sạch là một phòng phải đạt chuẩn, các tiêu chuẩn phòng sạch áp dụng cho nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, nhà máy sản xuất dược phẩm,… Do đó phòng sạch rất an toàn và hoàn toàn không có độc hại.

Các tác nhân gây hại ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động đều bị loại bỏ khỏi từ Air shower, do đó bạn hoàn toàn yên tâm khi vào trong phòng sạch để làm việc.

 

Ý kiến bình luận



25 bình luận “ Phòng sạch là gì? Các tiêu chuẩn đánh giá phòng sạch – Clean room

    1. Chào bạn Hải,
      Phòng sạch là phòng đạt tiêu chuẩn theo đúng nghĩa đen “phòng sạch”, do đó bên trong phòng sạch tất cả mọi thứ như: không khí, bụi bẩn, quần áo, giày dép, mũ nón,…đều phải được xử lý trước. Chính vì vậy mà phòng sạch hoàn toàn không độc hại gì. Tuy nhiên có những phòng sạch bị nhiễm tĩnh điện thì phải trang bị các trang thiết bị cần thiết nhằm bảo vệ sức khỏe cho người lao động, cũng như bảo vệ hàng hóa. Bạn có thể tìm hiểu về chống tĩnh điện là gì tại bài viết này: https://phongsachcongnghiep.com/tinh-dien-va-chong-tinh-dien-la-gi/

    1. Chào bạn Việt,
      Nội quy phòng sạch trước khi bạn vào làm việc, hoặc tham quan là bạn phải đi qua Air shower (buồng thổi khí) nhằm loại bỏ các tác nhân như: bụi bẩn, phấn hoa, tóc,…bám trên cơ thể, đồng thời mặc quần áo phòng sạch (hoặc có thể mặc áo choàng), mang giày hoặc dép phòng sạch, dùng mũ trùm đầu, đeo khẩu trang,… Và tùy vào xưởng sản xuất yêu cầu, bạn sẽ cần phải mang thêm một số trang thiết bị khác.

Trả lời

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *