ห้องคลีนรูม (Clean Room)

คุณลักษณะของห้องคลีนรูม

       คลีนรูม (Cleanroom) หรือที่มักเรียกกันว่า "ห้องปลอดเชื้อ" หมายถึง ห้องสะอาดที่มีการควบคุมปริมาณอนุภาคฝุ่นละอองและสิ่งปนเปื้อนต่าง ๆ ให้มีไม่เกินระดับที่กำหนดไว้ นอกจากนั้นยังรวมไปถึงการควบคุมปัจจัยเสริมต่าง ๆ ได้แก่ คุณลักษณะและความเร็วของลม อุณหภูมิ แรงดัน และระดับความชื้นสัมพัทธ์ภายในห้องอีกด้วย

        ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตมีการพัฒนาและก้าวหน้าไปมาก มีการนำเทคโนโลยีขั้นสูง (High Technology) มาใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ มากขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องใช้สภาวะแวดล้อมที่สะอาดในกระบวนการผลิต เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีคุณภาพดี อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับ Clean Room ได้แก่ อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ตลอดจนถึงอุตสาหกรรมอิเลคโทรนิคส์ และอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับเครื่องจักรกลที่มีความละเอียดในการทำงานสูง เป็นต้น

       Clean Room หรือ “ห้องสะอาด” ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี คศ. 1961 โดย Willis  Whitfield ห้องสะอาด หมายถึง ห้องที่มีการปิดมิดชิด มีการควบคุมมลสารในอากาศให้น้อยที่สุด เพื่อให้มีความสะอาดเป็นไปตามระดับมาตรฐานความสะอาด และมีการควบคุมสภาวะแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความแตกต่างของความดันตามที่ต้องการ

        โดยทั่วไปมลสารหรืออนุภาคในอากาศประกอบไปด้วยอนุภาคที่มีชีวิต (เชื้อจุลชีพต่างๆ) และอนุภาคที่ไม่มีชีวิต (ผงฝุ่น) ห้องสะอาดทางชีววิทยา อุตสาหกรรมยาหรือโรงพยาบาลจะเน้นการควบคุมหรือป้องกันพวกเชื้อจุลชีพ ส่วนห้องสะอาดสำหรับอุตสาหกรรมอิเลคโทรนิคส์ที่ต้องการความสะอาดมากจะเน้นการควบคุมทั้งอนุภาคที่มีชีวิตและอนุภาคที่ไม่มีชีวิต เครื่องมือสำคัญในการควบคุมปริมาณอนุภาคใน Clean Room คือ แผ่นกรองอากาศชนิด HEPA (High Efficiency  Particulate Air) ซึ่งสามารถกรองอนุภาคที่มีขนาด 0.3 ไมครอนได้มีประสิทธิภาพถึง 99.97%

การกำหนดคุณสมบัติที่จำเพาะของ Clean Room

    1. อุณหภูมิที่เหมาะสม กำหนดตามความต้องการของกระบวนการผลิตหรือหากไม่มีความสำคัญทางด้านการผลิต มักกำหนดให้อยู่ในช่วง 72 oF (22.2 oC) ± 0.25 oF (0.14 oC)

    2. ความชื้นสัมพัทธ์ที่เหมาะสม ขึ้นกับลักษณะงาน กระบวนการผลิต หรือชนิดผลิตภัณฑ์ ในบางกรณีหากความชื้นสูงไป อาจทำให้ชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์เกิดสนิมได้ หรือผลิตภัณฑ์/สารบางชนิดที่สามารถดูดความชื้นได้ง่าย ซึ่งส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติหรือคุณภาพเปลี่ยนไป ในทางตรงข้าม หากความชื้นสัมพัทธ์ต่ำไปจะเกิดประจุไฟฟ้าที่วัสดุหรือชิ้นส่วน ทำให้เกิดปัญหาอนุภาคดูดติดกันได้ หากไม่มีข้อกำหนดเฉพาะ โดยทั่วไปกำหนดให้มีความชื้นประมาณ 50 ± 10 %

    3. ความดัน ควรรักษาความดันในห้องสะอาดให้เป็นบวกเสมอ (positive pressure) มีทางเข้าออกที่ปิดมิดชิดและมีพัดลมเป่า (air shower) เพื่อดันลมออกไปป้องกันมิให้อนุภาคเข้ามาปนเปื้อนในห้อง ทั้งนี้ ห้องที่มีระดับความสะอาดต่างกัน ให้มีความดันต่างกันอย่างน้อย 0.05 นิ้วน้ำ

    4. แสงสว่าง หากไม่มีการกำหนดพิเศษให้ใช้แสงสว่าง 1,080 – 1,620 lux

    5. ระดับเสียง ตามข้อกำหนดของการใช้งาน

การจัดแบ่ง Class ของ Clean Room

    - Class 100 หมายถึง ห้องที่มีอนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนหรือใหญ่กว่า ไม่เกิน 100 อนุภาคต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต
    - Class 1,000 หมายถึง ห้องที่มีอนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนหรือใหญ่กว่า ไม่เกิน 1,000 อนุภาคต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต
    - Class 10,000 หมายถึง ห้องที่มีอนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนหรือใหญ่กว่า ไม่เกิน 10,000 อนุภาคต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต

ชนิดของ Clean Room แบ่งตามลักษณะการไหลของอากาศ

    1. Conventional Clean Room การไหลของอากาศเหมือนกับระบบปรับอากาศที่ใช้ทั่วไป แต่ใช้ HEPA filter และจำนวนครั้งของการเปลี่ยนอากาศมากกว่า เพื่อลดความสกปรกในห้อง ห้องสะอาดแบบนี้จะมีระดับความสะอาดประมาณ Class 1,000 – 10,000
    2. Horizontal Larminar Clean Room ลมที่ความเร็วคงที่จะไหลผ่าน HEPA filter ที่ติดตั้งเต็มพื้นที่ผนังห้องด้านหนึ่งผ่านเข้าสู่ห้องสะอาดแล้วถูกดูดกลับขึ้นด้านบนเพดาน กลับไปสู่เครื่องเป่าลม ห้องชนิดนี้จะมีระดับความสะอาดประมาณ Class 100 นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอิเลคโทรนิคส์ ห้องปฏิบัติการทางชีววิทยา เป็นต้น
    3. Vertical Laminar Flow Clean Room ห้องนี้จะติดตั้ง HEPA filter เต็มเพดาน โดยอากาศจะถูกส่งลงจากเพดานผ่าน HEPA filter ในแนวดิ่ง และลมจะกลับผ่านพื้นที่ทำให้โปร่ง แล้วกลับสู่เครื่องเป่าลมเย็น มีระดับความสะอาดประมาณ Class 100 ในทางปฏิบัติเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอิเลคโทรนิคส์

ชนิดของ Clean Room แบ่งตามลักษณะการใช้งาน

    1. Industrial Clean Room เป็นห้องสะอาดที่ใช้กับอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเลคโทรนิคส์ Microchip อุตสาหกรรมการผลิตสี ฟิล์ม และสารเคมีต่าง ๆ

    2. Biological Clean Room เป็นห้องสะอาดที่ใช้กับอุตสาหกรรมการผลิตยา ห้องปฏิบัติการทางด้านชีววิทยา ห้องผ่าตัด เพื่อควบคุมปริมาณเชื้อแบคทีเรีย ความดันอากาศในห้องจะต้องสูงกว่าความดันอากาศห้องข้างเคียง เพื่อป้องกันมิให้สิ่งสกปรกจากห้องข้างเคียงไหลเข้าสู่ห้องสะอาด

    3. Biohazard Clean Room เป็นห้องสะอาดที่ใช้กับห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรคไวรัสหรือสารที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ โดยความดันอากาศในห้องจะต้องต่ำกว่าความดันอากาศห้องข้างเคียง เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อหรือสารที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพออกไปปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมภายนอก

วิธีการควบคุมเพื่อรักษามาตรฐานของ Clean Room

    1. ป้องกันอนุภาคหรือสิ่งสกปรกเข้ามาในห้อง
            - ใช้ HEPA filter กรองอากาศที่เข้าสู่ห้อง
            - รักษาความดันในห้องให้สูงกว่าภายนอก (positive pressure)
            - ทำความสะอาดร่างกายโดยล้างตัวด้วยอากาศ (air washer) ก่อนเข้าห้อง

    2. ป้องกันการก่อให้เกิดสิ่งสกปรกขึ้น
            - สวมชุดพิเศษสำหรับคนงานทุกคน
            - การทำงานต้องเคลื่อนไหวอย่างเชื่องช้า
            - วัสดุที่ใช้ในห้อง ต้องไม่ก่อให้เกิดความสกปรกขึ้น

    3. ป้องกันการสะสมของฝุ่นผงตามผนัง
            - การทำความสะอาดห้องต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด
            - ผนังห้องต้องทำให้สะดวกต่อการทำความสะอาด ไม่สะสมฝุ่น

    4. การปล่อยทิ้งอนุภาคหรือสิ่งสกปรกออกไปภายนอกห้อง
            - ควรมีการหมุนเวียนอากาศบางส่วนออกสู่ภายนอก เพื่อลดสิ่งสกปรกที่เกิดขึ้น
            - ควรทำที่ป้องกันมิดชิด หรือมีการดูดอากาศทิ้งเป็นจุดๆ ณ บริเวณที่มีอนุภาคซึ่งจะก่อให้เกิดความสกปรก

ข้อมูล : http://bspirit.co.th/index.php/th/2013-01-31-06-37-32/product-cleanroom
รูปภาพ : http://cpaireng.co.th/ , http://www.industrialcleanroom.com/ , http://news.wisc.edu/22224 , http://anciscuola.it/immagini/photos/index.php?p=4