وقتی میپرسید «اتاق تمیز چیست» یا «کلین روم چیست»، یعنی بهدنبال تعریفی دقیق و راهحلی عملی برای کنترل آلودگی در فرایند تولید خود هستید. اتاق تمیز یا اتاق پاک محیطی کنترلشده است که غلظت ذرات، دما، رطوبت و فشار در آن مطابق ISO 14644 مدیریت میشود تا کیفیت و ایمنی محصول در داروسازی، تجهیزات پزشکی، نیمههادی و محیطهای بیمارستانی تضمین شود. در ادامه، ضمن بررسی مفهوم واقعی کلین روم، با کلاسبندی ISO Class 1–9، تفاوت با الزامات GMP و Annex 1، اصول طراحی جریان هوا (لامینار و غیرتکجهته)، انتخاب فشار مثبت و منفی، متریال و درزگیری و تجهیزات کلیدی مانند HEPA/ULPA، FFU، دوش هوا و پسباکس آشنا میشوید. اگر نیاز به برآورد قیمت دارید، از همینجا درخواست «مشاوره و استعلام» بدهید.
یک اتاق تمیز، فضایی محصور و مهندسی شده است که میزان آلودگی ذرات معلق در آن تحت پایش و کنترل پیوسته قرار دارد. برخلاف اتاقهای معمولی که هوا در آنها آزادانه جریان مییابد، در اتاق تمیز، تمامی ورودیها و خروجیها، مسیر جریان هوا، مواد ساختاری و رفتار کارکنان بهگونهای طراحی میشود که احتمال ورود یا تولید ذرات بسیار ریز در آن محیط به حداقل برسد.
ذرات میکروسکوپی (همچون گرد و غبار، الیاف، میکروارگانیسمها و بخارات شیمیایی) بزرگترین تهدید برای فرایندهای حساس هستند. سامانههای تهویه و فیلتراسیون در کلین روم هوا را بهصورت مداوم از میان فیلترهای تخصصی عبور میدهند تا ذرات را حذف کنند. براساس استانداردهای بینالمللی، برای هر کلاس از اتاق تمیز، تعداد حداکثر ذرات مجاز در هر متر مکعب هوا تعریف شده است. این تعریف مبتنی بر اندازه ذرات نیز هست؛ مثلاً در کلاس ISO 5 تنها 3٬520 ذره بزرگتر از 0٫5 میکرون در هر متر مکعب هوا مجاز است.
برای حفظ این استاندارد، تجهیزات تولید گرد و غبار ممنوع یا کاملاً محصور میشوند. حتی سطوح و مواد بهکاررفته در کف، دیوار و سقف باید صاف، بدون منفذ و غیرقابلجذب ذرات باشند؛ در اتاق پاک پوششهای اپوکسی یا PVC و کفپوشهای یکپارچه ضدالکتریسیته ساکن معمولاً استفاده میشوند.
علاوهبر کنترل ذرات، در کلین روم باید به دما و رطوبت نیز توجه داشت. محیطهای خیلی گرم یا بسیار مرطوب خطر رشد میکروارگانیسمها و چسبناک شدن ذرات به سطوح را افزایش میدهند. توصیه میشود دمای اتاقهای تمیز معمولی در حدود 21 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی بین 30 تا 40 درصد حفظ شود؛ در کاربردهای هوافضا این دامنه به 19 تا 25 درجه و رطوبت 40 تا 60 درصد تغییر میکند.
اما نقش تنظیم فشار در کلین روم چیست؟ فشار نیز عامل دیگری است که برای جلوگیری از ورود آلایندهها در اتاق پاک تنظیم میشود. در اغلب اتاقهای تمیز، با ایجاد فشار مثبت (بالاتر بودن فشار داخل نسبت به محیط بیرون)، هوا از داخل به بیرون رانده میشود تا ورود آلودگی از بیرون جلوگیری شود. برعکس، در اتاقهای تمیز با فشار منفی (مثل اتاقهای ایزوله بیمارستانی یا تولید مواد خطرناک) فشار داخل کمتر از محیط است تا مانع خروج ذرات آلوده شود. تفاوت فشار بین دو فضای مجاور معمولاً 10 تا 15 پاسکال در نظر گرفته میشود.
تعریف و سنجش پاکی در کلین روم بر پایه استانداردهای بینالمللی انجام میشود. پرکاربردترین آنها خانواده استاندارد ISO 14644 و راهنمای GMP برای صنعت داروسازی هستند. اول از همه، الزامات استاندارد ISO 1464 برای اتاق تمیز چیست؟
استاندارد ISO 14644-1 طبقهبندی اتاقهای تمیز را براساس تعداد ذرات معلق در هر متر مکعب هوا تعریف میکند. این استاندارد، که در سال 1999 جایگزین استاندارد آمریکایی FS 209E شد، کلاسهای ISO 1 تا ISO 9 را معرفی کرده است. ISO 14644-2 الزامات پایش و نظارت مداوم را مطرح میکند و ISO 14644-3 شیوه آزمون و اعتبارسنجی تجهیزات و تاسیسات مانند آزمون نشت فیلتر HEPA، اندازهگیری سرعت و جهت جریان هوا و اندازهگیری اختلاف فشار را مشخص میکند.
جدول زیر خلاصهای از کلاسبندی ISO 14644 براساس حداکثر تعداد ذرات بزرگتر از 0٫5 میکرون در هر متر مکعب هوا و نمونهای از کاربردها را نشان میدهد:
کلاس ISO | حداکثر تعداد ذرات بالای 0.5 میکرون در متر مکعب | نمونه کاربرد |
ISO 1 | 10 | تولید مدارهای مجتمع پیشرفته |
ISO 2 | 100 | لابراتوارهای تحقیقاتی نیمههادی |
ISO 3 | 1٬000 | تولید لیزر و اپتیک دقیق |
ISO 4 | 10٬000 | تولید میکروالکترونیک و تجهیزات پزشکی پیشرفته |
ISO 5 | 100٬000 | فضاهای پرورش سلول، اتاق درجه A در داروسازی |
ISO 6 | 1٬000٬000 | اتاق درجه B در داروسازی، مونتاژ ابزارهای اپتیکی |
ISO 7 | 10٬000٬000 | مونتاژ پزشکی، صنایع غذایی و پرینت سهبعدی |
ISO 8 | 100٬000٬000 | بستهبندی دارویی، کاربردهای عمومی صنعتی |
ISO 9 | خارج از محدوده تمیز؛ شبیه محیط معمولی |
استاندارد ISO 14644 همچنین سایر اندازههای ذرات (مثلاً 0٫1 یا 5 میکرون) را در محاسبات لحاظ میکند. هرچه رقم کلاس کمتر باشد، محیط پاکتر و هزینه ساخت و نگهداری کلین روم بیشتر است.
اتاقهای تمیز در صنعت داروسازی و بیوتکنولوژی علاوهبر ISO، باید مطابق GMP (Good Manufacturing Practice) و ضمیمه 1 اتحادیه اروپا طراحی شوند. Annex 1 اتاقها را در چهار درجه A تا D طبقهبندی میکند. درجه A، که برای کارهای استریل بحرانی مانند پرکردن ویال دارویی استفاده میشود، معادل ISO Class 5 بوده و در آن، حداکثر 3٬520 ذره با سایز بالای 0٫5 میکرون در حالت بیکار و هنگام عملیات مجاز دانسته شده است. درجه B همان کلاس ISO 5 در حالت بیکار و ISO 7 در حالت عملیاتی است و درجههای C و D بهترتیب با ISO 7 و ISO 8 متناظرند. این ضمیمه همچنین گشتاور فشار مثبت بین مناطق مختلف را (حدود 10–15 پاسکال) برای جلوگیری از آلودگی متقاطع توصیه میکند.
استاندارد فدرال 209E (FS 209E) در دهههای گذشته در آمریکا رایج بود و کلاسهایی را با حرف Class 1، 10، 100، 1٬000، 10٬000 و 100٬000 تعریف میکرد. این استاندارد در سال 1992 تجدید و نهایتاً در سال 2001 ملغی شد و جای خود را به ISO 14644 داد. با این حال، بسیاری از متخصصان هنوز از اصطلاحات «کلاس 100» یا «کلاس 10٬000» استفاده میکنند. معادلهای تقریبی آن با ISO در جدول زیر آورده شده است:
کلاس FS 209E | معادل ISO | حداکثر ذرات بالای 0.5 میکرون در فوت مکعب (مرجع تاریخی) |
Class 1 | ISO 3 | 1 |
Class 10 | ISO 4 | 10 |
Class 100 | ISO 5 | 100 |
Class 1٬000 | ISO 6 | 1٬000 |
Class 10٬000 | ISO 7 | 10٬000 |
Class 100٬000 | ISO 8 | 100٬000 |
آنچه یک اتاق پاک یا کلین روم را از محیطهای عادی متفاوت میکند، نحوه طراحی جریان هوا، فشار و مواد ساختاری آن است. طراحی مناسب میتواند هزینههای بهرهبرداری را کاهش دهد و از انتشار آلودگی جلوگیری کند.
در طراحی اتاق تمیز دو الگوی اصلی جریان هوا استفاده میشود: جریان آشفته (تلاطمی) و جریان تکجهته یا لامینار. جریان آشفته توسط چند فیلتر و دستگاه تهویه ایجاد میشود و هوا پساز تصفیه بهصورت چرخشی و مخلوطشده در اتاق توزیع میشود. این الگو برای کلاسهای پایینتر (ایزو 7 تا 8) که نیاز به شدت جریان کمتر دارند، رایج است.در مقابل، جریان لامینار (unidirectional) به معنای حرکت یکنواخت و مستقیم هوا در یک جهت، بدون ایجاد گرداب و تلاطم است. این حالت باعث میشود ذرات همراه جریان بهسرعت از محدوده کار دور شوند. برای اجرای این حالت از فیلترهای HEPA یا ULPA بهصورت سقفی یا دیواری و سطح وسیعی از خروجی استفاده میشود. جریان میتواند عمودی (از سقف به کف) یا افقی (از یک دیوار به دیوار مقابل) باشد. در کاربردهای حساس مانند تولید نیمههادی و کاشت ایمپلنت پزشکی، جریان لامینار عمودی با پوشش تقریباً 100٪ سقف استفاده میشود و مانع از تجمع ذرات در نواحی بحرانی میشود.
اما روش انتخاب فشار مثبت یا منفی برای طراحی کلین روم چیست؟ انتخاب بین فشار مثبت و منفی به ماهیت فرایند بستگی دارد. در بیشتر انواع اتاق تمیز، فشار داخلی اندکی بیشتر از محیط بیرونی نگه داشته میشود تا در صورت بروز نشتی، هوا از داخل به بیرون حرکت کند و ذرات خارجی به داخل اتاق پاک وارد نشوند. این روش برای تولید الکترونیک، تجهیزات پزشکی و داروسازی مناسب است.در سوی دیگر، برخی فرایندها مانند کار با مواد شیمیایی خطرناک، آزمایشگاههای میکروبیولوژیک سطح بالا یا بخشهای ایزوله بیمارستانی نیازمند فشار منفی هستند. در این حالت، هوا از بیرون به داخل جریان مییابد و پساز عبور از فیلترهای خروجی به بیرون تخلیه میشود تا از انتشار آلودگی از کلین روم به بیرون جلوگیری شود. کنترل و نظارت بر اختلاف فشار میان اتاقهای مجاور (معمولاً 10 تا 15 پاسکال) اهمیت حیاتی دارد تا جهت جریان هوا ثابت باقی بماند.
اکنون به این پرسش پاسخ خواهیم داد که جنس دیوارها و سقفهای اتاق تمیز چیست؟ این سطوح باید از مواد صاف، غیرمتخلخل و مقاوم به مواد شوینده ساخته شوند. پنلهای ساندویچی با پوشش فولاد گالوانیزه یا آلومینیومی با روکش اپوکسی انتخاب رایجی برای این منظور هستند. کفپوشها باید یکپارچه، بدون درز و ضدالکتریسیته ساکن باشند تا ذرات بهراحتی تمیز شوند.درزگیری صحیح بین پنلها، عبور لولهها و کابلها با استفاده از مهرومومهای مخصوص و حضور درگاههای هوا (هواسازها و FFUها) برای توزیع یکنواخت جریان اهمیت دارد. علاوهبراین، اتاقهای تمیز اغلب به نواحی یا زونهای تمیز با کلاسهای متفاوت تقسیم میشوند؛ برای مثال اتاق اصلی تولید ممکن است ISO 5 باشد، در حالی که راهروی ورودی ISO 7 است. طبقات بین این مناطق باید با سیستمی از دوش هوا، اتاقکهای گذر (Pass Box) و سیستمهای کنترل دسترسی تجهیز شوند تا احتمال انتقال ذرات کاهش یابد.
راهاندازی اتاق پاک بدون تجهیزات مناسب ممکن نیست. این بخش مهمترین تجهیزاتی را که در بیشتر کلین روم ها دیده میشوند معرفی میکند.
اصلیترین عنصر هر کلین روم، فیلترهای تصفیه هوا هستند. HEPA (مختصر شده High Efficiency Particulate Air) فیلترهایی هستند که حداقل 99٫97 درصد از ذرات با سایز 0٫3 میکرون را حذف میکنند. این اندازه ذرات، «سختترین اندازه» برای حذف کردن توسط فیلترها محسوب میشود، زیرا فیلتر در این نقطه کمترین کارایی را دارد؛ برای ذرات بزرگتر یا کوچکتر، راندمان HEPA حتی بیشتر است.برای محیطهای فوقالعاده تمیز، ULPA (مخفف شده Ultra Low Penetration Air) استفاده میشود. این فیلترها تا 99٫999 درصد از ذرات با قطر حداقل 0٫12 میکرون را حذف میکنند اما هزینه بیشتر و افت فشار بالاتری دارند. به همین دلیل، ULPA غالباً در کلاسهای ISO 3 یا پایینتر و صنایع تولید نیمههادی یا تجهیزات پزشکی پیشرفته بهکار میرود.
سیستمهای تهویه مطبوع اختصاصی (HVAC) و واحدهای فیلتر فندار (FFU) هوای محیط را از طریق فیلترهای HEPA یا ULPA به جریان میاندازند. هر FFU شامل یک فن و فیلتر است و بهصورت ماژولار در سقف نصب میشود و قادر است جریان لامینار ایجاد کند. هواساز مرکزی علاوهبر کنترل دما و رطوبت، میزان هوای تازه و نسبت بازگشت را تنظیم میکند.مانیتورینگ ذرات شامل دستگاههای Particle Counter است که تعداد و اندازه ذرات معلق را بهصورت مداوم اندازهگیری میکنند. این دادهها به سیستم مدیریت ساختمان ارسال و ذخیره میشود تا در صورت افزایش ناگهانی ذرات، اخطار لازم صادر شود. اندازهگیری فشار دیفرانسیل، دما و رطوبت نیز بهوسیله حسگرهای نصبشده انجام میشود.
برای جلوگیری از ورود آلودگی توسط کارکنان و مواد، اتاقکهای دوش هوا قبلاز ورود به اتاقهای تمیز با کلاس بالا نصب میشوند. این محفظهها با جریان هوای پرسرعت (20–25 متر بر ثانیه) ذرات چسبیده به لباس افراد را جدا میکنند. درگاههای عبور (Pass Box) نیز محفظههای بیندربهدری هستند که با درهای قفلشونده از دو طرف امکان انتقال مواد را بدون ایجاد اختلال در فشار و جریان هوا فراهم میکنند.از دیگر تجهیزات میتوان به درهای خودکار با درزگیری مناسب، پنجرههای دید، میزهای استیل ضدزنگ، صندلیهای مخصوص، کفشپوشهای شیمیایی، سیستمهای ضدآتش و UPS اشاره کرد که هر کدام بسته به نوع کاربری انتخاب میشوند.
راهاندازی یک اتاق تمیز فقط قدم اول است؛ ولی نحوه بهرهبرداری از کلین روم چیست؟ اول از همه، باید بدانید که بهرهبرداری صحیح و برنامه نگهداری منظم برای پایدار نگهداشتن کلاس پاکی ضروری است؛ اما چگونه این کار را انجام دهیم؟
حتی با وجود سیستمهای فیلتراسیون، بدن انسان منبع بزرگ ذرات میکروبی و پوستههای پوست است. بههمیندلیل، نحوه پوشش کارکنان متناسب با سطح کلاس اتاق تمیز تعریف میشود. برای کلاسهای ISO 7 و پایینتر (یا درجه A و B)، پرسنل باید لباس یکسره، کلاه یا هود، ماسک، دستکش نیتریل و کفش مخصوص بپوشند. در کلاسهای پایینتر مانند ISO 8 یا درجه D، لباس تمیز بههمراه کفش مخصوص و عینک ایمنی کافی است. سیستمهای دوش هوا قبلاز ورود باعث میشود ذرات از پوشش کارکنان زدوده شود.
نظافت منظم سطوح و تجهیزات جزء جداییناپذیر نگهداری اتاق پاک است. کلیه فعالیتهای نظافتی باید در دفترچه ثبت فعالیت (Logbook) با تاریخ و نام فرد ثبت شود تا ردیابی و پایش به دقت انجام شود. تمیزکاری با پارچههای میکروفیبر، محلولهای ضدعفونیکننده ملایم و روشهای دو مرحلهای (پاکسازی و ضدعفونی) انجام میشود.علاوهبر نظافت، پایش دورهای ذرات با استفاده از پارتیکلکانتر اهمیت دارد. تعداد آزمونها بسته به کلاس و حساسیت فرایند متفاوت است؛ اما معمولاً بهصورت روزانه یا هفتگی انجام میشود. در صورت مشاهده افزایش غیرعادی (مانند نشتی فیلتر، رفتار نادرست کارکنان یا خرابی تجهیزات)، باید علت آن مشخص و رفع شود.
برای اطمینان از اینکه اتاق تمیز مطابق استانداردها طراحی و اجرا شده است، فرایندهای IQ، OQ و PQ انجام میشود. IQ (مخفف Installation Qualification) صحت نصب اجزای سیستم، کالیبراسیون تجهیزات، آزمایش نشت فیلتر HEPA و تطابق طراحی با مستندات را قبلاز بهرهبرداری بررسی میکند. OQ (Operational Qualification) عملکرد سیستم را در حالت بیکار (بدون فعالیت تولید) ارزیابی میکند؛ و شامل آزمون دود، اندازهگیری جریان و سرعت هوا، اختلاف فشار، دما و رطوبت است. اما PQ در اتاق تمیز چیست؟ PQ (Performance Qualification) در نهایت، کارکرد سیستم را در زمان عملیات واقعی و با حضور تجهیزات و پرسنل میسنجد و از مطابقت نتایج با محدودههای تعریفشده برای ذرات و آلودگی میکروبی اطمینان حاصل میکند. معمولاً بعد از گذشت هر 6 تا 12 ماه یا پساز تغییرات عمده، این تستهای کلین روم تکرار و بهروزرسانی میشوند.
کاربرد اتاق پاک در صنایع مختلف بهسرعت رو به گسترش است. در ادامه به مهمترین حوزههایی که از اتاق تمیز استفاده میکنند اشاره میکنیم:
سخن پایانی
اتاق تمیز یا کلین روم فضایی است که با کنترل ذرات، جریان هوا، فشار، دما و رطوبت مطابق الزامات ISO 14644 و (در کاربردهای دارویی Annex 1)، ریسک آلودگی را تا حد استاندارد کاهش میدهد و کیفیت تولید را تضمین میکند. در این صفحه نمای کلی اتاق پاک، کلاسبندی، اصول طراحی (جریان لامینار یا غیرتکجهته، فشار مثبت یا منفی، مصالح و درزگیری)، تجهیزات کلیدی (HEPA/ULPA، FFU، دوش هوا و پسباکس) و خطوط کلی بهرهبرداری و نگهداشت را دیدید؛ اما برای تصمیمسازی نهایی، به جزئیات اختصاصی فرایند شما نیاز است.
پس گام بعدی چیست؟ اگر قصد راهاندازی، ارتقا یا ممیزی اتاق پاک را دارید، همین حالا فرم «مشاوره و استعلام» آرمان تجارت را ارسال کنید تا براساس صنعت، ظرفیت، کلاس هدف و محدودیتهای سایت پروژه، یک برآورد اولیه و نقشه راه عملی دریافت کنید. یا برای جزئیات تخصصیتر، به صفحات «اتاق تمیز»، « تجهیزات اتاق تمیز»، «ولیدیشن اتاق تمیز» و «معتبرسازی کلین روم» بروید. انتخاب درست در مرحله طراحی و خرید، هزینههای چرخه عمر را کم کرده و عبور از ممیزیها را سادهتر میکند. آرمان تجارت کنار شماست تا کلین روم مناسب فرایندتان را طراحی و اجرا کند.
سوالات متداول (FAQ)
تفاوت «اتاق تمیز» با آزمایشگاههای ایمنی زیستی (BSL) و هودهای ایمنی بیولوژیک (BSC) چیست؟
اتاق تمیزیا کلین روم روی کنترل ذرات و شرایط فیزیکی (ذرات، فشار، دما، رطوبت) تمرکز دارد؛ اما BSLها روی «مهار عوامل زیستی» و حفاظت پرسنل و محیط تأکید میکنند. در اتاقهای تمیز تولیدی معمولاً فشار مثبت است تا آلودگی وارد نشود، درحالیکه در بسیاری از فضاهای BSL فشار منفی برای محصورسازی عامل بیولوژیک به کار میرود. هودهای BSC تجهیزاتی موضعی برای کار ایمن با مواد زیستیاند و میتوانند داخل یک کلین روم نصب شوند، ولی «جایگزین» اتاق تمیز یا BSL نیستند.
آیا پارتیکلکانتر باید طبق ISO 21501-4 کالیبره شود؟ و این موضوع چرا مهم است؟
بله؛ کالیبراسیون بر مبنای ISO 21501-4، دقت اندازهگیری، شمارش و حدِ تفکیک اندازه ذره را استاندارد میکند و خطاهای رایجی مثل «اندازهنمایی نادرست» یا «اتفاق همزمان (coincidence)» را کنترل میکند. برای طبقهبندی طبق ISO 14644-1 و پایش روندها (مثلاً در محیطهای تحت Annex 1) دادههای قابلاتکا ضروری است و بدون کالیبراسیون معتبر، گزارشها ممکن است توسط ممیز رد شوند.
مدیریت الکتریسیته ساکن (ESD) در کلین روم چگونه انجام میشود؟
در صنایع نیمههادی و الکترونیک، ESD میتواند به تراشهها و بردها آسیب بزند؛ بنابراین علاوهبر کنترل رطوبت، از کفپوش و میز ESD، دستبند و بندِ پاشنه رسانا، یونیـزِرهای هوایی و لباسهای آنتیاستاتیک استفاده میشود. اِرت کردن مناسب تجهیزات، آزمون دورهای دستبند/فرش ESD و ثبت نتایج در لاگ نگهداشت جزء الزامات رایج است.
سوال بپرسید
سوالات متداول
بیشتر ببینید