Phòng sạch là gì? Cấp sạch trong sản xuất công nghiệp

Phòng sạch là một thành phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp hiện nay, có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn trong quá trình sản xuất. Phòng sạch là gì? Tác dụng và vai trò đối với sản xuất công nghiệp như thế nào? Xây dựng phòng sạch cần quan tâm đến những yếu tố nào? Ứng dụng vào môi trường sản xuất ra sao? Cùng   Zsun Việt Nam theo dõi các thông tin về phòng sạch qua nội dung sau.

I. Phòng sạch là gì?

Phòng sạch (hay còn gọi là cleanroom) là một căn phòng hoặc khu vực được thiết kế và xây dựng để kiểm soát chặt chẽ các yếu tố môi trường như: số lượng hạt bụi có trong không khí, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, vi sinh. Khái niệm phòng sạch không chỉ hiểu đơn giản là một không gian sạch, mà còn là một hệ thống phức tạp với các tiêu chuẩn chất lượng và quy trình vận hành chặt chẽ.

Môi trường phòng sạch được thiết kế để duy trì mức độ cực kỳ thấp các thành phần trong không khí như bụi, vi sinh vật hoặc các hạt bốc hơi, sol khí (Aerosol). Giới hạn về các chỉ số duy trì này tạo thành sự phân chia các cấp sạch, các phân loại phòng sạch được công bố dưới dạng tiêu chuẩn chung để dễ dàng tham chiếu và ứng dụng vào các lĩnh vực sản xuất, nghiên cứu khác nhau.

Các cấp sạch thường được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực y tế, nghiên cứu khoa học và một số ngành sản xuất công nghiệp đòi hỏi chất lượng cao như sản xuất dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, sản xuất linh kiện điện tử – bán dẫn. Tùy vào đặc thù ứng dụng, phòng sạch còn đòi hỏi kiểm soát một số yếu tố khác như: độ rung, tĩnh điện, chiếu sáng, …

Ví dụ: Sản xuất chip, vi mạch, thiết bị màn hình LCD, OLED, microLED … có yêu cầu rất cao về ứng dụng phòng sạch và kiểm soát môi trường, kiểm soát tĩnh điện.

Các cấp độ phòng sạch với sản xuất công nghiệp, dược phẩm, y tế, thực phẩm

Hiện nay, đảm bảo cấp sạch là điều kiện bắt buộc phải có trong một số ngành nghề sản xuất công nghiệp, trong y tế hoặc nghiên cứu, thử nghiệm khoa học. Môi trường này đảm bảo sự an toàn cho các hoạt động diễn ra trong đó trước các nguy cơ được gây ảnh hưởng tiêu cực (sẽ được trình bày phía dưới). Sản phẩm được sản xuất trong môi trường sạch tiêu chuẩn sẽ đạt được các chỉ số về yêu cầu chất lượng cần thiết. Thông thường, mỗi ngành nghề lĩnh vực sẽ có các yêu cầu khác biệt về cấp độ và hệ thống phòng sạch.

II. Các yếu tố quan trọng trong việc xác định tiêu chuẩn phòng sạch

Hiện nay, với việc thiết kế và xây dựng chuẩn phòng sạch cần lưu ý những yếu tố sau đây: áp suất, nhiễm chéo, độ sạch – số lượng hạt bụi, nhiệt độ, độ ẩm, số lần trao đổi không khí.

1. Áp suất

Thiết kế và thiết lập sự chênh lệch áp suất, khóa áp suất có nhiệm vụ chủ yếu giúp ngăn ngừa không cho không khí, hạt bụi, chất nhiễm trùng… xâm nhập vào phòng. Nguyên tắc di chuyển cơ bản nhất của không khí là di chuyển từ nơi có áp suất cao hơn đến nơi có áp suất thấp hơn.

Để theo dõi được áp suất phòng, cần sử dụng đồng hồ hoặc cảm biến đo áp suất. Khi áp phòng vượt quá ngưỡng cho phép, không khí sẽ tự đồng tràn ra ngoài thông qua cửa gió xì. Thường thì những phòng có yêu cầu cao sẽ được gắn miệng gió xì hoặc khóa gió – AirLock. Bên cạnh đó cần lưu ý đến cột áp của các loại thiết bị như quạt, máy lạnh trung tâm, chênh lệch giữa lượng gió cấp và hồi trong các phòng khi thiết kế.

2. Nhiệt độ, độ ẩm phòng

Nhiệt độ và độ ẩm thường được quy định bởi đặc thù ứng dụng (lĩnh vực sản xuất và nghiên cứu) sao cho phù hợp hoặc tối ưu. Ngoài ra, yếu tố này còn có thể ảnh hưởng đến các chỉ số khác như vi sinh, nấm mốc, sức khỏe con người làm việc trong khu vực đó. Có thể nói, nhiệt độ và độ ẩm là một trong những yếu tố quan trọng cần kiểm soát trong phòng sạch.

3. Nhiễm chéo

Nhiễm chéo trong phòng sạch là khái niệm chỉ sự lan tỏa không mong muốn của các tạp chất (có bản chất hóa học, tiểu phân) hoặc vi sinh vật (vi khuẩn, nấm mốc) từ một bề mặt, vật thể này sang một bề mặt, vật thể khác trong quá trình làm việc (sản xuất, lấy mẫu, đóng gói, bảo quản và vận chuyển).

4. Độ sạch, cấp sạch và thi công thông gió

Độ sạch, cấp sạch chủ yếu phụ thuộc vào thiết kế thi công thông gió, xử lý không khí, và phương pháp sử dụng thiết bị trong hệ thống này. Ba yếu tố chính quyết định thường thấy bao gồm:

Thông gió và số lần tuần hoàn không khí – ACH

Thông gió nói chung là các biện pháp điều khiển lưu lượng và hướng di chuyển của không khí, cần có kế hoạch và am hiểu kỹ thuật tính toán, thi công. Hệ thống thông gió ở phòng sạch không chỉ đơn giản là hệ thống quạt hút, quạt thổi như ở một số nhà xưởng thường thấy, nó thường là hệ thống phức tạp và các thiết bị tinh vi hơn.

Môi trường cấp sạch còn được quyết định bởi số lần trao đổi không khí (Air Changes per Hour – ACH), chỉ số này càng lớn thì nồng độ hạt bụi thấp. Thông thường, đối với hệ thống điều hòa không khí ở các cao ốc văn phòng có thể từ 2 tới 10 lần, nhưng với phòng sạch, số lần trao đổi không khí có thể lên tới 20 lần, đặc biệt trong môi trường sản xuất vi mạch, micro chip có thể yêu cầu lên tới 100 lần. Tăng số lần trao đổi không khí giúp loại bỏ hoặc làm giảm nồng độ hạt bụi, chất ô nhiễm sinh ra trong phòng. Phin lọc (tấm lọc Hepa) cũng góp phần vào nhiệm vụ lọc bỏ những hạt có trong không khí trước khi vào phòng.

Dòng chảy tầng – Laminar flow

Dòng chảy tầng (laminar flow) – dòng chảy không khí đặc biệt, nơi không khí di chuyển một cách mượt mà, song song và không gây sự hỗn loạn. Điều này tạo ra một môi trường sạch, không có bụi, vi khuẩn và hạt nhỏ, đảm bảo môi trường làm việc hoặc sản xuất trong phòng sạch được duy trì ở mức độ siêu sạch và an toàn.

Dòng chảy tầng trong có hai loại chính: dòng chảy theo hướng ngang (horizontal laminar flow) và dòng chảy theo hướng dọc (vertical laminar flow). Dòng chảy ngang thường được sử dụng trong các phòng sạch dành cho công nghệ thực phẩm hoặc sản xuất y học, trong khi dòng chảy dọc thường được sử dụng trong lĩnh vực y tế, phòng phẫu thuật hoặc phòng làm việc với các vật liệu nhạy cảm.

Lọc không khí – Air Filter, nồng độ hạt bụi

Nồng độ hạt bụi là yếu tố quan trọng để quyết định tới cấp sạch của môi trường. Thông thường với hệ thống lọc khí trong các nhà máy sản xuất, hệ thống xử lý không khí sử dụng loại phin lọc hiệu suất cao HEPA (High Efficiency Particle Air) hoặc ULPA. Các bộ lọc này có thể được bố trí ở khối xử lý không khí AHU hoặc tại từng phòng.

Với bề dày kinh nghiệm hoạt động trong lĩnh vực công nghệ môi trường, Công ty TNHH Công Nghệ Môi Trường Zsun Việt Nam đã không ngừng nỗ lực hoàn thiện và phát triển các dịch vụ, sản phẩm nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường. Các thiết bị và giải pháp do công ty cung cấp không chỉ đảm bảo chất lượng kỹ thuật, hiệu quả vận hành mà còn hướng đến mục tiêu phát triển bền vững, bảo vệ môi trường sống và tài nguyên thiên nhiên.

Công ty đã khẳng định được uy tín thông qua việc cung cấp đa dạng các thiết bị xử lý nước thải, nước cấp, hệ thống lọc khí, hóa chất môi trường, và các giải pháp tự động hóa hiện đại. Đồng thời, đội ngũ kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật của Zsun luôn sẵn sàng hỗ trợ, tư vấn chuyên sâu, bảo trì định kỳ, đảm bảo quá trình vận hành của khách hàng được an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Trên nền tảng của sự chuyên nghiệp, trách nhiệm và cam kết lâu dài, Công ty TNHH Công Nghệ Môi Trường Zsun Việt Nam không chỉ là nhà cung cấp thiết bị mà còn là đối tác tin cậy đồng hành cùng các tổ chức, doanh nghiệp trong hành trình bảo vệ môi trường và phát triển xanh.