تصميم الغرف العقيمة في عشر خطوات سهلة

قد لا تكون “سهلة” هي الكلمة التي تتبادر إلى الذهن عند التفكير في تصميم بيئات حساسة مثل هذه. ولكن هذا لا يعني أنك لا تستطيع تصميم غرف عقيمة فعالة من خلال معالجة القضايا بطريقة منطقية. تغطي هذه المقالة كل خطوة رئيسية، وتوفر نصائح تطبيقية مفيدة لضبط حسابات الحمل وتخطيط مسارات التسرب وتخصيص مساحة كافية لغرفة الميكانيكا بما يتناسب مع فئة الغرفة العقيمة.

تحتاج العديد من عمليات التصنيع إلى الظروف البيئية الصارمة التي توفرها الغرفة العقيمة. نظرًا لأن الغرف النظيفة تحتوي على أنظمة ميكانيكية معقدة، وتكاليف بناء وتشغيل وطاقة مرتفعة، فمن المهم تنفيذ تصميم الغرفة العقيمة بطريقة منهجية. ستقدم هذه المقالة طريقة خطوة بخطوة لتقييم وتصميم الغرف العقيمة، مع مراعاة تدفق الأشخاص/المواد وتصنيف نظافة المساحة وضغط المساحة وتدفق هواء الإمداد للمساحة وتدفق تسرب الهواء من المساحة وتوازن الهواء في المساحة والمتغيرات التي يجب تقييمها واختيار النظام الميكانيكي وحسابات حمل التدفئة/التبريد ومتطلبات المساحة الدعمة

الخطوة الأولى: تقييم تخطيط تدفق الأشخاص/المواد

من المهم تقييم تدفق الأشخاص والمواد داخل مجموعة الغرفة النظيفة. يمثل العمال في الغرف النظيفة أكبر مصدر للتلوث، ويجب عزل جميع العمليات الحرجة عن الأبواب والمسارات التي يستخدمها الموظفون.

يجب أن تحتوي المساحات الأكثر حساسية على مدخل واحد فقط لمنع استخدام المساحة كمسار إلى مساحات أخرى أقل حساسية. بعض عمليات الصناعات الدوائية والبيوفارما تتعرض للتلوث المتصالب من العمليات الأخرى، لذا يجب تقييم تدفق المواد الخام وعزلها، بالإضافة إلى عزل العمليات وتدفق المنتجات النهائية.

الخطوة الثانية: تحديد تصنيف المساحة

لاختيار تصنيف الغرفة النظيفة، من المهم معرفة المعايير الرئيسية للتصنيف ومتطلبات الأداء الجزيئي لكل فئة من النظافة. يقدم معيار IEST 14644-1 التصنيفات المختلفة للنظافة (1, 10, 100, 1000, 10000, 100000) ويحدد عدد الجسيمات المسموح بها حسب الأحجام المختلفة.

على سبيل المثال، يُسمح للغرفة النظيفة من الفئة 100 بحد أقصى 3500 جسيم/قدم مكعب بأحجام 0.1 ميكرون وأكبر و100 جسيم/قدم مكعب بأحجام 0.5 ميكرون وأكبر و24 جسيم/قدم مكعب بأحجام 1.0 ميكرون وأكبر.

الخطوة الثالثة: تحديد ضغط المساحة

الحفاظ على ضغط هواء موجب داخل المساحة مقارنةً بالمساحات المجاورة الأقل نظافة أمر أساسي لمنع تسلل الملوثات إلى الغرفة النظيفة. ضغط الهواء فوق 0.05 بوصة. يقدم تحكمًا أفضل بشكل كبير ولكنه يرفع تكاليف الطاقة.

الخطوة الرابعة: تحديد تدفق هواء الإمداد للمساحة

تصنيف المساحة هو المتغير الأساسي الذي يحدد تدفق هواء الإمداد للغرفة النظيفة. يجب على المصمم تقييم التطبيق الخاص به لتحديد معدل التغيير في الهواء المطلوب. يتم حساب هذا بناءً على معدل النشاط داخل الغرفة النظيفة، وحركة الدخول والخروج، وتوليد الجسيمات في العملية.

الخطوة الخامسة: تحديد تدفق تسرب الهواء من المساحة

تكون معظم الغرف النظيفة تحت ضغط إيجابي، مما يؤدي إلى تسرب الهواء المخطط له إلى المساحات المجاورة ذات الضغط الأدنى. من المهم فهم أن الغرف ليست محكمة الغلق وتحتوي على نسبة معينة من التسرب. لا يعني هذا بالضرورة أن التسرب ضار.

الخطوة السادسة: تحديد توازن الهواء في المساحة

يشمل توازن الهواء في المساحة إضافة كل تدفق الهواء الداخل إلى المساحة (إمداد، تسرب) وكل الهواء المغادر للمساحة (عادم، تسرب، عودة) ليكونا متساويين. يجب تعديل تدفق الهواء خلال بدء التشغيل لمراعاة التسرب غير المخطط له.

الخطوة السابعة: تقييم المتغيرات المتبقية

هناك العديد من المتغيرات الأخرى التي يجب تقييمها، بما في ذلك:

• درجة الحرارة: يجب الحفاظ على درجة حرارة منخفضة داخل الغرف النظيفة لتوفير راحة للعاملين الذين يرتدون ملابس خاصة.

• الرطوبة: الرطوبة النسبية المثلى تتراوح بين 45 ±5%.

• التفريغ الكهروستاتيكي: يمكن أن يتطلب بعض العمليات الحساسة تركيب أرضيات موصلة مؤرضة لتقليل التفريغ الكهروستاتيكي.

• مستويات الضوضاء والاهتزاز: بعض العمليات الحساسة تتطلب تقليل الضوضاء والاهتزاز.

الخطوة الثامنة: تحديد تخطيط النظام الميكانيكي

تؤثر العديد من المتغيرات على تخطيط النظام الميكانيكي، مثل المساحة المتاحة ومتطلبات العملية وتكلفة الطاقة والرموز الإنشائية والمناخ المحلي. تحتاج الغرف النظيفة إلى كمية كبيرة من هواء الإمداد أكثر من تلك اللازمة لتلبية أحمال التبريد والتدفئة.

الخطوة التاسعة: حسابات التدفئة/التبريد

يجب أخذ المناخ الأكثر تحفظًا بعين الاعتبار عند القيام بحسابات التدفئة/التبريد. تشمل الحسابات حمل التبريد الناتج عن الترشيح\ والرطوبة وحمل عملية الإنتاج والحرارة الناتجة عن مروحة إعادة التدوير.

الخطوة العاشرة: مساحة غرفة الميكانيكا

تحتاج الغرف النظيفة إلى مساحة كبيرة من البنية التحتية الميكانيكية لدعم الغرفة النظيفة. كلما كانت الغرفة أنظف، زادت مساحة الدعم الميكانيكي المطلوبة