اتاق های تمیز چه هستند؟

اتاق تمیز اصولاً به محیطی گفته می‌شود که جهت تولید یا تحقیقات علمی و صنعتی در آن فعالیت‌هایی صورت می‌گیرد و در این محیط مقدار آلایندههای زیست‌محیطی بسیار پایین‌تر از حد معمول فضای یک محیط بسته می‌باشد. آلاینده‌های معمول عبارتند از: گرد و غبار، میکروبهای معلق در فضا و بخار مایعات محیطی. به‌طور دقیق تر اتاق تمیز محیطی با آلایش کنترل شده ذرات معلق در فضاست که در هر متر مکعب آن تعداد معینی ذره موجود است. به‌طور مثال در ساختار تعریف شده در ISO ۹ برای اتاق‌های تمیز تعداد کمتر از ۳۵ میلیون ذره در هر متر مکعب تشریح شده‌است.

تعریف

اتاق‌های تمیز معمولاً برای تولید مواد نیمه رسانا مانند ژرمانیوم، سیلیکون یا برای تولید لوازم تکنولوژیک پزشکی و زمینه‌های دیگر که تولیدات مربوط به آن‌ها نیاز به محیطی کنترل شده دارند

جریان هوای هدایت شده به داخل اتاق‌های تمیز توسط دستگاه مخصوص تصفیه و فیلتر می‌شوند و همچنین هوای داخل محیط به‌طور دائم در چرخش و تصفیه مجدد قرار می‌گیرد و توسط دستگاه‌های تمیزکننده ذرات هوابرد با اثر بر ذرات بسیار ریز میکرونی (HEPA) یا (ULPA) پردازش می‌شوند تا ذرات ایجاد شده در محیط اتاق تمیز در فیلترها تله شوند.

کارکنان از اتاق‌های تعویض لباس وارد اتاق تمیز می‌شوند و همواره از لباس‌های مخصوص و پوشیده مانند کلاه و ماسک و دستکش و روپوش و کفش ویژه و... بسته به کلاس بندی استفاده می‌کنند. حتی وسایل کار و دستگاه‌های موجود در اتاق تمیز نیز به شکلی طراحی شده‌اند تا کمترین تعداد ذرات معلق در هوا از نتیجه کارشان حاصل شود. قابل توجه‌است که اتاق تمیز محیط استریل نیست و الزاماً به دلیل تعداد کنترل شده ذرات معلق در هوای محیط، اتاق تمیز نامیده می‌شود. این ذرات توسط دستگاه شمارنده این ذرات قابل اندازه‌گیری هستند.

از نظر جریان هوا می‌توان اتاق‌های تمیز را به دودسته کلی تقسیم نمود: 1- اتاق تمیز با جریان لامینار (یک سویه) 2- اتاق تمیز با جریان غیر لامینار (غیر یک سویه) انتخاب نوع جریان اتاق تمیز با توجه به کلاس اتاق تمیز و کاربرد اتاق تمیز مورد نظر صورت می‌گیرد. اتاق‌های تمیز با جریان لامینار یا یک سویه کلاس بالاتر و یا به عبارتی اتاق تمیز با درجه تمیزی بالاتری را فراهم می سازند در نتیجه در صنایع حساس تر به آلودگی‌های ذره‌ای و میکروبی از این نوع اتاق تمیز استفاده می نمایند.
منظره بیرونی اتاق تمیز(دانشگاه کاردیف)

برخی اتاق‌های تمیز دارای فشار مثبت هوا هستند و در این موارد در صورت وجود هرگونه درز و شیار در محیط اتاق تمیز به هوای بیرون، هوا از محیط اتاق تمیز خارج می‌شود و با این فشار مثبت هوا، از ورود هوای بیرون از این شیارها به داخل اتاق پیشگیری صورت می‌گیرد. برخی اتاق‌های تمیز نیز به دستگاه‌های ویژه کنترل رطوبت هوا مجهز هستند که تلاش می‌کنند تا در موارد مورد نیاز رطوبت محیط را پایین نگه دارند. اتاقهای تمیز در هر رده بنا بر تعریف اولیه و مشخص باید دما، رطوبت، فشار، ذرات معلق را پایش کنند.

دو نمونه از جریان هوا در اتاق تمیز

 

جریان هوا در اتاق تمیز به روش گردشی"

جریان هوا در اتاق تمیز به روش یک سویه"

رده بندی اتاق تمیز

اتاق تمیز بر اساس تعداد و حجم ذرات معلق در هر واحد از هوا در کلاس‌های مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند. اعداد بزرگی مانند کلاس ۱۰۰ یا کلاس ۱۰۰۰ مربوط به سیستم آمریکایی رده‌بندی می‌باشند و اجازه حضور ذرات با سایز ۰٫۵ میکرومتر یا بزرگتر را در هر فوت مکعب نمی‌دهند. این نوع استاندارد آمریکایی اجازه درج بالاتر را می‌دهد پس می‌توان پیش‌بینی کرد که ممکن است کلاس ۲۰۰۰ نیز پدید آید. اعداد کوچک‌تر به سیستم بین‌المللی ایزو ۱-۱۴۶۶۴ مربوط می‌شوند که از سیستم لگاریتم اعشاری برای تعیین تعداد ذرات معلق در هوا استفاده می‌کنند که از پایه ۰٫۱ میکرومتر آغاز می‌شوند و برای نمونه اتاق تمیز کلاس ۵ در بیشترین تعداد مجازش دارای ۱۰۰٬۰۰۰ عدد ذره می‌باشد. هر دو این استانداردها یک رابطه معکوس دوطرفه بین تعداد و اندازه ذرات معلق در هوا ایجاد کرده‌اند. به همین دلیل هرگز چیزی به عنوان تعداد صفر ذره معلق در هوا نخواهیم داشت. در جداول مربوط به این استانداردها، خانه‌های خالی کاربردی نیستند و عدم وجود عدد در آن‌ها نمایانگر عدد صفر نیست.

قابل ذکر است که در یک اتاق معمولی (محیط خانه) در حدود یک میلیون ذره موجود است.
ورودی یک اتاق تمیز (دانشگاه کاردیف)
اتاق تمیز ویژه تولید قطعات بسیار ریز الکترونیکی
سیستم بین‌المللی ISO 14644

استاندارد اتاق تمیز ISO 14644 به‌طور عمومی مربوط به اتاق‌های تمیز می‌باشد. جدول زیر مبنای کلاس بندی در این استاندارد می‌باشد.
Class     بیشترین ذرات معلق /m3 a     FED STD 209E

معادل در استاندارد از رده خارج شده
≥0.1 µm     ≥0.2 µm     ≥0.3 µm     ≥0.5 µm     ≥1 µm     ≥5 µm
ISO 1     10b     d     d     d     d     e     
ISO 2     100     24b     10b     d     d     e     
ISO 3     1,000     237     102     35b     d     e     Class 1
ISO 4     10,000     2,370     1,020     352     83b     e     Class 10
ISO 5     100,000     23,700     10,200     3,520     832     d,e,f     Class 100
ISO 6     1,000,000     237,000     102,000     35,200     8,320     293     Class 1,000
ISO 7     c     c     c     352,000     83,200     2,930     Class 10,000
ISO 8     c     c     c     3,520,000     832,000     29,300     Class 100,000
ISO 9     c     c     c     35,200,000     8,320,000     293,000     Room air
a All concentrations in the table are cumulative, e.g. for ISO Class 5, the 10 200 particles shown at 0,3 μm include all particles equal to and greater than this size.

b These concentrations will lead to large air sample volumes for classification. Sequential sampling procedure may be applied; see Annex D.

c Concentration limits are not applicable in this region of the table due to very high particle concentration.

d Sampling and statistical limitations for particles in low concentrations make classification inappropriate.

e Sample collection limitations for both particles in low concentrations and sizes greater than 1 μm make classification at this particle size inappropriate, due to potential particle losses in the sampling system.

f In order to specify this particle size in association with ISO Class 5, the macroparticle descriptor M may be adapted and used in conjunction with at least one other particle size. (See C.7.)
سیستم بین‌المللی BS

BS ۵۲۹۵ استاندارد بین‌المللی
      حداکثر تعداد ذرات معلق در هر فوت مکعب
Class     ≥0.5 µm     ≥1 µm     ≥5 µm     ≥10 µm     ≥25 µm
Class 1     3،000                       
Class 2     300،000           2،000     30     
Class 3           1،000،000     20،000     4،000     300
Class 4                 200،000     40،000     4،000
اتاق تمیز در ایران

اتاق تمیز در ایران در صنایع داروسازی، تجهیزات پزشکی، صنایع خودرویی، کامپیوتر، صنایع فضایی، صنایع غذایی، صنایع لبنی، صنایع اپتیک، ساخت دی وی دی و الکترونیک، صنایع نانو تکنولوژی و بسیاری صنایع دیگر استفاده می‌شود.
اتاق تمیز در صنعت بازیابی هارد

مقیاس تعداد ذرات موجود در یک متر مکعب در محیط شهری معمولی ۳۵۰۰۰۰۰ ذره در هر متر مکعب وجود دارد به این معنی است که در رنج ۰٫۵ میکرومتری و بزرگتر قرار می‌گیرد، در حالی که یک اتاق تمیز ISO-1 در هر متر مکعب تنها ۱۲ ذره وجود دارد و در رنج ۰٫۳ میکرومتری و کوچکتر قرار می‌گیرد.
جراحی هارد و بازیابی اطلاعات

وقتی که یک هارد دیسک در خارج از محیط اتاق تمیز باز می‌شود پلاترها و هد هارد به گرد و غبار و سایر ذرات موجود در هوا آلوده می‌شود.

وقتی هارد روشن است، هدهای مغناطیسی با سرعت فوق‌العاده بالایی روی پلاترها حرکت می‌کنند البته هد حدود ۳ نانومتر بالاتر از از سطح پلاتر است، بنابراین در صورتی که ذرات گرد و غبار روی هد و پلاتر بنشیند هد روی سطح پلاتر گیر می‌کند و می‌تواند آسیب‌های جدی به هارد وارد کند به طوری که بازیابی اطلاعات از هارد بسیار پیچیده و گاهی اوقات غیرممکن می‌شود.