Phòng sạch đảm bảo chất lượng sản phẩm
Các quy trình nghiên cứu, phát triển và sản xuất hiện đại ngày càng đòi hỏi các điều kiện môi trường trong đó nồng độ hạt trong không khí không được vượt quá giới hạn cụ thể.
Định nghĩa: Cleanroom là gì?
Phòng có nồng độ xác định của các hạt trong không khí, được thiết kế và sử dụng theo cách sao cho số lượng các hạt được đưa vào phòng hoặc có nguồn gốc và được lắng đọng trong phòng càng nhỏ càng tốt và trong đó các thông số liên quan đến độ sạch khác như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất có thể được kiểm soát theo yêu cầu.
Không khí đi vào được xử lý bằng các bộ lọc HEPA và ULPA để bảo vệ các sản phẩm đặc biệt nhạy cảm trong các ứng dụng nghiên cứu, công nghệ, công nghiệp và dược phẩm, thực phẩm khỏi các ảnh hưởng có hại từ môi trường. Để đạt được điều này, nhân viên hoạt động trong phòng cũng phải tuân thủ các quy tắc ứng xử quy định quần áo bảo hộ.
Phòng cleanroom có thể bao gồm các khu vực có kích thước khác nhau. Từ thiết bị riêng lẻ đến cơ sở sản xuất hoàn chỉnh. Giải pháp thích hợp luôn phụ thuộc vào các yêu cầu kiểm soát nhiễm bẩn.
Yêu cầu có lẽ quan trọng nhất là cấp độ sạch của hạt trong không khí. Điều này được phân loại bằng cách chỉ định số lượng tối đa cho phép của các hạt trong không khí và theo tiêu chuản được chia thành 9 loại ISO:
Phân loại độ sạch
Nguồn: DIN EN ISO 14644-1: 2016-06
Sau khi loại ISO của cleanroom đã được chỉ định, loại luồng không khí xung quanh sản phẩm phải được xem xét.
Các nguyên tắc liên quan đến quá trình sản xuất trong cleanroom
- Dòng chảy pha loãng hỗn loạn: “dòng khí không theo một chiều. Phân phối không khí trong đó không khí sơ cấp đi vào phòng hoặc khu vực sạch sẽ được trộn với không khí trong phòng bằng phương pháp cảm ứng. ” (ISO 14644-1 – 2016-06) Không khí sạch đã lọc được đưa vào phòng với hiệu ứng xoáy và tạo ra sự pha loãng ngày càng tăng của nồng độ hạt. Với nguyên tắc dòng chảy này, hoạt động của nhân viên theo các điều kiện phòng là đặc biệt quan trọng để đảm bảo cấp độ sạch hạt trong không khí cần thiết.
- Luồng dịch chuyển nhiễu loạn thấp: “luồng không khí một chiều, luồng không khí được điều chỉnh với tốc độ đồng đều trên toàn bộ mặt cắt ngang của phòng hoặc khu vực sạch, được coi là luồng không khí song song.” (DIN EN ISO 14644-1 – 2016-06) Đây còn được gọi là “dòng chảy tầng” và yêu cầu dòng chảy ít nhiễu loạn. Trong quy trình này, không khí thoát ra ở phía đối diện, thường bao gồm một tầng đôi được đục lỗ. Từ đó, nó quay trở lại thiết bị tuần hoàn, nơi nó được lọc lại. Dòng dịch chuyển ít nhiễu loạn đặc biệt thích hợp cho các khu vực làm việc nhạy cảm.
Mô-đun lọc quạt (FFM) trong khu vực sạch
Mô-đun lọc quạt và mô-đun không khí sạch được sử dụng để cung cấp không khí sạch trong môi trường được kiểm soát. Chúng lọc không khí và hình thành các yếu tố hoạt động trong lĩnh vực cleanroom, máy trạm làm việc không khí sạch, môi trường nhỏ hoặc hệ thống vận chuyển phòng.
Mô-đun bộ lọc quạt (FFM) bao gồm ba thành phần chính:
- Buồng
- Quạt
- Bộ lọc chính (bộ lọc HEPA, bộ lọc ULPA); tùy chọn lọc thô
Cấu trúc cơ bản của cleanroom
Mỗi môi trường phòng sạch có các điều kiện và yêu cầu lắp đặt khác nhau. Tùy thuộc vào những điều đó, giải pháp có thể có các yếu tố tường rắn (vách cứng) hoặc rèm lá (vách mềm) và thiết bị cũng như có các kích thước khác nhau.
Tường cứng khu vực sạch
Cấu trúc của cabin vách mềm:
Màn nhựa PVC che chắn khu vực không khí sạch cục bộ khỏi các ảnh hưởng của môi trường. Một số mô-đun lọc quạt đảm bảo cung cấp không khí “tinh khiết”. Không khí thải có thể dễ dàng thoát ra khỏi phòng kín dưới rèm cửa.
Ưu điểm của cabin vách mềm:
- Lập kế hoạch và cài đặt cá nhân
- Dễ dàng tích hợp các bề mặt làm việc, kệ, trạm làm việc ướt, trạm kiểm tra khép kín riêng biệt cũng như các cửa gió cho người và vật liệu
- Khả năng thích ứng để mở rộng khu vực sản xuất
- Các mô-đun lọc quạt bổ sung có thể được cài đặt dễ dàng
Cấu trúc của cabin vách cứng:
Sử dụng cabin vách cứng, bạn có thể nhanh chóng tạo ra một môi trường sạch sẽ cho một quy trình cụ thể. Các phân đoạn được tiêu chuẩn hóa cho phép thiết lập đơn giản các kích thước cabin khác nhau.
Ưu điểm của cabin tường cứng:
- Có sẵn trong tất cả các lớp tinh khiết
- Thích hợp để sử dụng trong các khu vực sản xuất có dung sai khí hậu rất hẹp
- Kiểm tra chính xác các sản phẩm hoặc quy trình sản xuất có thể
Ưu điểm của hệ thống cleanroom mô-đun:
- Lập kế hoạch và cài đặt cá nhân
- Dễ dàng tích hợp các bề mặt làm việc, kệ, trạm làm việc ướt, trạm kiểm tra khép kín riêng biệt cũng như các cửa gió cho người và vật liệu
- Khả năng thích ứng để mở rộng khu vực sản xuất
- Các mô-đun lọc quạt bổ sung có thể được cài đặt dễ dàng
Ưu điểm của khu làm việc sạch:
- Nguyên tắc của phòng mô-đun có thể được chuyển sang các băng ghế làm việc, cabin cá nhân và môi trường nhỏ
- Các mô-đun riêng lẻ dễ kết nối và điều chỉnh theo yêu cầu của khách hàng
- Sử dụng có hệ thống không gian có sẵn
- Cung cấp một sự cải thiện trong lớp tinh khiết cũng như bên ngoài bề mặt làm việc
Công nghệ phòng cleanroom nói chung đã phát triển vượt bậc trong lĩnh vực kinh tế. Phải có một tỷ lệ thích hợp giữa chất lượng và chi phí. So sánh cho thấy một phòng tiêu chuẩn không phải lúc nào cũng cần thiết.
Hệ thống khu vực sạch mô-đun chứng tỏ là một giải pháp thích hợp, đặc biệt cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ vì chúng đảm bảo tính linh hoạt cao và khả năng sửa đổi các khu vực sản xuất. Quá trình chuyển đổi giữa các hệ thống phòng theo mô-đun và khu vực làm việc sạch sẽ diễn ra trôi chảy.
Giải pháp phòng linh hoạt
Giải pháp phòng cleanroom rất quan trọng đối với các ứng dụng trong nghiên cứu, phát triển và sản xuất vốn phải diễn ra trong môi trường hạt cực thấp. Tuy nhiên, lựa chọn tốt nhất không phải lúc nào cũng là phòng tiêu chuẩn. Trên hết, hiệu quả chi phí là một yếu tố quan trọng trong bối cảnh này. Ví dụ, một phòng cho thuê có thể là một giải pháp hợp lệ cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ để tránh đầu tư cao cho một phòng tiêu chuẩn. Hơn nữa, các phòng cho thuê cung cấp mức độ linh hoạt cao để cung cấp các giải pháp ngắn hạn cho các nhiệm vụ cao điểm của đơn đặt hàng, đo lường và thử nghiệm.
Yêu cầu đối với khu vực sạch cho thuê di động:
- Lắp ráp và tháo rời dễ dàng
- Có thể được điều chỉnh linh hoạt
- Đáp ứng kỳ vọng cao nhất
Phòng xám
Thuật ngữ phòng màu xám được sử dụng cho các khu vực riêng biệt về mặt không gian có độ tinh khiết của không khí tốt hơn các không gian xung quanh, nhưng không nhất thiết mang lại chất lượng khu vực sạch. Để đạt được độ sạch cần thiết, các mô-đun không khí sạch đặc biệt đã được phát triển. Nhờ bộ lọc bụi mịn, các hạt thô được lọc khỏi không khí xung quanh. Các mô-đun này đạt được lưu lượng gió cao hơn và lọc khí đầy đủ.
Phòng sạch trong sản xuất
Mục tiêu sản xuất không có khuyết tật trong sản xuất sạch phù hợp chỉ có thể đạt được khi toàn bộ chuỗi quy trình được xem xét. Vệ sinh một phần và làm sạch các bộ phận lắp ráp hoàn chỉnh và máy móc cũng đóng một vai trò to lớn trong bối cảnh này. Trong vài năm qua, nhiều ngành công nghiệp đã ngày càng khai thác tầm ảnh hưởng tích cực của khu vực sạch đối với chất lượng sản phẩm. Ví dụ, ngành công nghiệp ô tô và cơ khí chính xác sử dụng điều kiện khu vực sạch cho nhiều bước quy trình hơn.
Sản xuất sạch phù hợp không chỉ có nghĩa là sản xuất trong điều kiện khu vực sạch. Tất nhiên, có vấn đề về khu vực sạch hoặc phòng xám để tăng chất lượng sản phẩm ở mọi giai đoạn của quy trình. Tuy nhiên, thường xuyên, các quy trình đã được xác định nhất quán là bước đầu tiên để bảo vệ chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí.
Các lĩnh vực liên quan
- Công nghệ bán dẫn
- Công nghệ laser (đi đến bài đăng trên blog)
- Quang học (đi tới bài đăng trên blog)
- Hàng không vũ trụ
- Công nghệ nano
- Công nghiệp thực phẩm
- Ép nhựa (chuyển sang trang giấy trắng)
Làm việc trong cleanroom
Để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt đối với khu vực sạch hoặc trên các dung dịch đặc biệt như môi trường mini, tất cả các yếu tố đe dọa đến độ sạch phải được tính đến. Mỗi yếu tố riêng lẻ trong môi trường sạch có thể góp phần gây ô nhiễm cho hệ thống hoàn chỉnh.
Khăn lau phòng sạch
Ngoài các quy trình và máy móc trong phòng, yếu tố con người hoặc nhân viên, đặc biệt là nguy cơ ô nhiễm lớn.
- Đồ ăn thức uống trong khu vực sạch
- Bệnh tật
- Giao thông cá nhân trong phòng
- Cá nhân
