اتاق پاک

اینجا عاری از هر نوع آلودگی است. Clean Room یا اتاق پاك به محلی اطلاق می‌شود كه عاری از هرگونه آلودگی ذره‌ای یا باكتریایی و میكروبی باشد. قدمت مدیریت طراحی و ساخت اتاق‌های پاك در آمریكا و اروپا به ۱۰۰ سال پیش جهت كنترل عفونت در بیمارستان‌ها بازمی‌گردد و اكنون اساس و نیاز صنایع تولیدی و كارخانه‌های صنعتی پیشرفته است. این اتاق‌ها در صنایع مختلف الكترونیك، كامپیوتر، ابزار دقیق، داروسازی، تجهیزات پزشكی و مواد غذایی كاربرد بسیاری داشته و ساخت این فضاها در سال‌های اخیر روند چشمگیری در كشورهای پیشرفته داشته است.
در ابتدای امر این‌گونه مشاهده می‌شود كه اتاق پاك به دو دسته تقسیم شده است، گروهی كه در جهت ایجاد محدوده‌ای عاری از هرگونه ذرات گردوغبار معلق در هوا حتی در حد میكرون طراحی می‌شود كه باعث بهبود عملكرد پروسه تولی محصول و افزایش عمر مفید آن و جلوگیری از آسیب قطعات می‌شود و گروه دیگر این اتاق‌ها كه در جهت حذف ذرات میكروارگانیسم‌ها و بسیار ریزی كه امكان رشد و شیوع داشته و قابلیت ایجاد عفونت در انسان می‌شود، كه این نمونه در بیمارستان‌ها جهت جلوگیری از شیوع بیماری، كنترل عفونت و به حداقل رساندن آلودگی زخم‌ها طراحی می‌شود.
● اتاق پاك یا Clean Room یعنی چه؟
اتاق‌های پاك بر اساس نیاز طرحی می‌شود و آنچه روشن است اتاق‌های پاك محلی است كه تمیز و پاكیزه و عاری از هرگونه گردوغبار و میكروب باشد، و طبق استاندارد ۲۰۹E اینگونه تعریف می‌گردد:
«اتاقی كه بتواند ذرات معلق در محیط را كنترل نموده و دارای یك یا چند ناحیه پاك باشد.»
طبق استاندارد ISO ۱۴۶۰۴۴-۱ كه از مهم‌ترین استانداردهای ISO است، داریم:
«اتاقی كه غلظت پارتیك‌ها در هوای محیط را كنترل نماید و به گونه‌ای طراحی شود كه می‌نیمم ورود، تولید و حفظ ذرات را در داخل اتاق داشته باشد و پارامترهایی نظیر دما، فشار و رطوبت كاملاً تحت كنترل باشند.»
● طبقه‌بندی اتاق پاك
اتاق پاك بر اساس میزان پاكسازی هوا طبقه‌بندی می‌شود. طبق استاندارد ۲۰۹ تعداد پارتیكل‌ها معادل یا بزرگ‌تر از ۵/۰ میلی‌متر در هر فوت به مكعب هوا اندازه‌گیری شده و به عنوان مرجع برای طبقه‌بندی اتاق پاك به كار می‌رود.
در جدول زیر شكل ساده‌ای از طبقه‌بندی اتاق‌های پاك طبق استاندارد (Federal-standard ۲۰۹۱) برای حداكثر تعداد ذرات مجاز در فوت مكعب ۵/۰ میلی‌متر را داریم.
● انواع محیط‌های پاك
محیط‌های پاك را بر اساس جریان هوا می‌توان به چهار گروه تقسیم‌بندی نمود كه بر اساس روش تهویه متفاوتند:
۱) اتاق‌های پاك با جریان غیرمستقیم هوا:
در این حالت تهویه اتاق بر اساس ونتیلاسیون و جریان هوای تربولانسی فلویی غیرمستقیم از نقاط مختلف اتاق صورت می‌گیرد و هوای تمیز فیلتر شده با هوای اتاق مخلوط شده و سپس از دریچه‌های خروج در پایین دیوارها به خارج منتقل می‌شوند و معمولاً گردش هوا (Air Change) برابر با ۲۰ بار در ساعت است و در شركت‌ها و فروشگاه‌ها معمولاً از این نوع استفاده می‌شود.
۲) اتاق پاك با جریان مستقیم هوا:
این نوع جریان‌سازی هوا با فلوی لامینار شناخته می‌شود، در این حالت هوای پاكیزه از طریق فیلترهای Hepa كه در قسمت وسیعی از سقف نصب شده وارد اتاق می‌شود، این هوا به طور مستقیم از بالا به پایین هوای اتاق را جاروب می‌كند و گردش هوای زیادی در این حالت خواهیم داشت و چون تمام حجم اتاق را دربرمی‌گیرد و آلودگی را از طریق اگزاست‌ها خارج می‌كند، بنابراین فضای اتاق پاك به حداكثر تمیزی و پاكی می‌رسد و معمولاً برای اتاق‌های پاك باكلاس ۱، ۱۰ و ۱۰۰ به كار می‌رود.
در اتاق پاك با جریان مستقیم غلظت پارتیكل‌های موجود در هوا كاهش می‌یابد و سرعت جریان هوا بین m/s ۳/۰ تا ۰.۴۵ (ft/nun۹۰-۶۰) است، این اندازه سرعت هوا باعث جابه‌جا كردن ذرات بزرگ قبل از اینكه روی سطوح بنشیند می‌شود.
لازم به ذكر است در جریان‌های توربولانسی سیستم تهویه بر اساس تركیب‌ كردن و رقیق‌سازی هوای محیط عمل می‌كند، در حالت تئوری در یك اتاق خالی ذرات می‌تواند از طریق اگزاست با سرعتی بسیار كمتر از مقدار ذكر شده جابه‌جا شود، جریان هوای جهت‌دار را به جریان گردابی تبدیل می‌كند و باعث گردش هوا می‌شود. حركت افراد نیز می‌تواند باعث این تغییر در چرخش هوا گردد. جریان هوای مستقیم بر اساس سرعت هوا ایجاد می‌شود و برای چرخش هوای آن در هر ساعت مناسب‌تر است. حجم اتاق در نظر گرفته شود. حجم هواساز در اتاق‌هایی با جریان هوای مستقیم ۱۰ تا ۱۰۰ بار بزرگ‌تر از هواسازی غیرمستقیم است. بنابراین هزینه راه‌اندازی آن نیز بسیار بالاست.
▪ نوع جریان هوا در اتاق پاك با جریان مستقیم:
الف) عمودی
ب) افقی
در حالت عمودی جریان هوا به صورت دیوار به دیوار است و در نوع افقی طبقه به طبقه است. هوا از مخزنی با فیلترهای با كیفیت بالا كه در سقف تعبیه شده (Hepa) عبور داده می‌شود و سپس از طریق شبكه‌هایی كه در كف یا گوشه‌های دیوار اتاق است خارج می‌شود. هوای خروجی سیركوله شده با هوای پاك موجود در مسیر تركیب شده و دوباره از طریق فیلترهای موجود در سقف اتاق وارد اتاق می‌گردد.
اكثر اتاق‌های پاك با جریان مستقیم به صورت جریان هوای عمودی ساخته می‌شود و با این جریان هوا ذرات معلق به سمت پایین جاروب می‌شود.این نوع اتاق پاك به خاطر كمتر بودن نسبت مساحت دیوار اتاق به كف اتاق كم‌هزینه‌تر است و در عین حال به علت لوپ خوبی كه با فیلترها ایجاد می‌شود و خروج آلودگی از اگزوزفن‌ها نوعی موفق در سازه اتاق پاك است.
۳) اتاق‌های پاك با فلوی تركیبی:
این نوع اتاق‌ها مانند حالت غیرمستقیم هوا را ونتیله می‌كند. با این تفاوت كه قسمتی كه امكان شیوع آلودگی داریم با طرحی هواساز از نوع جریان مستقیم آن منطقه را پاكسازی می‌نماییم. مثلاً در اتاق عمل در بالای تخت جراحی می‌توان هواساز جریان مستقیم تعبیه نمود و بقیه اتاق از نوع جریان غیرمستقیم باشد. این اتاق‌ها مقرون به صرفه هستند و در كنترل عفونت مؤثر هستند.
۴) اتاق ایزوله یا محیط با مناطق تمیز كوچك:
این نوع Clean Room برای ایجاد بالاترین سطح حفاظت در برابر شیوع میكروب و در جاهایی كه با مواد شیمیایی و باكتریایی خطرناك سروكار دارند به كار می‌رود، در این اتاق‌ها پرسنل در نهایت حفاظت را به كار می‌برند و حتی هرگونه ورود و خروج اشیاء در بسته‌بندی‌های سیلیكونی روی ریل‌های مخصوص صورت می‌گیرد تا از سرایت میكروب‌ها جلوگیری شود.
● تقسیم‌بندی اتاق‌های پاك بر اساس فشار جریان هوا:
۱) اتاق پاك با فشار مثبت (Positive Pressure)
در اتاق پاك با فشار مثبت هوا از طریق دریچه‌های نصب شده در سقف مرتبط با هواساز از فیلترهای هپیا یا اولپا (Hepa/ ULPA) (Ultra Low Particle Air) عبور كرده و وارد اتاق می‌شود و سپس از طریق دریچه‌های تعبیه شده از دیوار یا كف اتاق خارج می‌شود. در این سیستم‌ها از سیستم فن- فیلتر FFUS (Filter Fun Units) در هواساز می‌توان استفاده كرد. اتاق پاك با فشار منفی (Negative Pressure)
برای اطمینان از اینكه هوای آلوده از محیط بیرون وارد اتاق پاك نشود یا ممانعت از خروج آلودگی به بیرون، از این نوع اتاق استفاده می‌شود. هوای فیلتر شده از دریچه‌های موجود پر دیوار اتاق وارد شده و از طریق فیلتر هپایی كه در سقف اتاق نصب است، خارج می‌شود و این نوع از اتاق‌ را در محل‌هایی كه با مواد خطرناك، ویروس‌ها و باكتری‌ها سروكار دارند، استفاده می‌كنند.
▪ كلاس‌بندی Clean Room طبق ISO:
۰.۵ ۳۵/۱ ۳۵۲/۱۰ ۳۵۲۰/۰۰ ۳۵۲۰۰/۱۰۰۰ ۳۵۲۰۰۰/۱۰۰۰۰ ۳۵۲۰۰۰/۱۰۰۰۰۰
۰.۱ ۱۰۰۰/۳۰ ۱۰۰۰۰/۳۴۶ ۱۰۰۰۰۰/۳۴۵۰ ۱۰۰۰۰۰/۳۴۵۰۰/ ۳۴۵۰۰۰ ۳۴۵۰۰۰
FED STD ۲۰۹ ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱۰۰۰ ۱۰۰۰۰ ۱۰۰۰۰۰
ISO clas ۳ Class ۴ Class ۶ Class ۶ Class ۷ Class ۸
▪ كلاس ۱: ۵۰۰ تا ۶۰۰ بار چرخش هوا در ساعت (۹۸% پوشش)
فیلتر ULPA ۹۹.۹۹۹۵% در ۱۲ میكرون
سیستم گرید سقف Gel/flesh در بالای دیوارها
استفاده از پیش‌فیلترهای هپا در خروجی هواساز.
▪ كلاس ۱۰:
۵۴۰ تا ۶۰۰ بار چرخش هوا در ساعت (۹۰%-۸۵ پوشش)
فیلترهای ۹۹.۹۹۹% در ۰.۳ میكرون
شبكه‌ها و دیوارها درزگیری شوند و دیوارها بدون زاویه باشند.
▪ كلاس ۱۰۰:
۴۰۰ تا ۴۸۰ بار چرخش هوا در ساعت (۶۰% تا ۸۰ پوشش)
فیلتر هپای ۹۹.۹۹%
استفاده از مواد مرغوب در بالای دیوارها و طراحی پایین دیوار شیب‌دار بدون زاویه به صورتی كه مسیر هوا روی آن قابل برگشت باشد و امكان ایجاد آلودگی بین درز نداشته باشد.
گرید سقفی بدون درز
▪ كلاس ۱۰۰۰
۱۲۰ تا ۱۵۰ بار چرخش هوا در ساعت (۴۰ تا ۵۰% پوشش)
فیلتر هپا ۹۹.۹۹%
گرید سقفی بدون درز
بالای دیوار از مواد مرغوب و با كیفیت و پایین دیوار شیب‌دار و بدون زاویه باشد.
▪ كلاس ۱۰۰۰:
۴۵ تا ۶۰ درصد چرخش هوا در ساعت (۲۰%-۱۰ پوشش).
فیلتر هپا ۹۹.۹۷% یا ۹۹.۹۹%.
شیب‌دار بودن پایین دیوارها.
▪ كلاس ۱۰۰۰۰۰:
۲۰ تا ۳۰ بار چرخش هوا در ساعت (۵% پوشش).
فیلتر هپا ۹۵% (۹۵% هپا+فیلتر ASHRAE)
دراینجا نیاز به گرم‌كننده نیز خواهیم داشت.
نكته مهم در مورد فیلترها این است كه در هر ۳۰۰ فوت مكعب اتاق پاك ۹۰ درصد پوشش (۳۸ هپا) برای كلاس ۱۰۰ در مد كاری اتاق ۶۰% پوشش (۲۳ هپا) در حالت نیمه فعال اتاق و ۴۰ درصد (۱۵ هپا) در حالت (A BUILT)- اتاق بدون وجود تجهیزات و پرسنل- داریم و می‌توان آن را به كلاس ۱۰۰۰ یا ۱۰۰۰۰ نیز تعمیم داد.
قاب فلترها باید از جنس آلومینیوم باشند و صدای تولیدی آنها كمتر از ۶۵ DBa و ماكزیمم ۲.۴ AMPS, Load باشد. در قسمت سطوح و دیوارها باید از متریالی استفاده شود كه تولید ذرات گردوغبار نكند و به راحتی قابل دسترسی برای شست‌وشو باشند و امكان نشستن گردوغبار روی كركره‌ها، سقف و حتی چراغ‌ها نباشد.
جنس درب‌ها بهتر است از استین لس استیل ساخته شوند، جنس درزگیرها می‌تواند از پلی وینل، پلی اتیلن، نئوپرن فوم یا سیلیكونی باشد، تحمل دمای اتاق تا ۷۸-۶۸ درجه فارنهایت (۲۴-۲۰ درجه سلسیوس) را به صورت نرمال داشته باشد و رطوبت بین ۶۰-۳۰ درصد باشد كه بنابر محل طراحی متغیر می‌گردد.
● فنآوری اتاق پاك
فرآیند ساخت اتاق‌های پاك باید در همه مراحلشان مدنظر گرفته شود، چرا كه ایجاد محیطی عاری از میكروب چه برای تولید قطعه یا محصولی با كیفیت باشد، چه برای ایجاد محیطی پاك جهت اعمال جراحی در اتاق عمل یا اتاق ایزوله بعد از اعمال جراحی منجر به بازدهی و افزایش كیفیت عملكرد خواهد شد.
بنابراین باید اتاق پاك مطابق با استانداردها بوده و نظارت كامل بر طراحی، نقشه، ساختار، مواد به كار برده شده، تست عملكرد اتاق و مقایسه با طراحی، پایداری شرایط ایجاد شده در اتاق ضروری است. همچنین باید مقررات مربوط به رفت و آمد در اتاق‌های پاك، نوع پوشش اشخاص به لحاظ لباس، دستكش، ماسك، روكفشی و ... نظافت اتاق پاك و تجهیزات مستقر در آن كاملاً رعایت گردد تا اتاق پك Clean Room قابل تأیید و مقبولی ایجاد شود.

نویسنده: دینا زیادلو
مراجع:
۱- An Introduction the Design of clean and containments Areas.
۲- Modular Clean Rooms
۳- Lifestudies.com
۴- Filtration technology Inc.
۵- Gvid lines for Environmental Infection Control in Health-care facilities
۶- www.CleanRoom.com
۷- www.servicor.com
۸- www.cleanroomeng.com
۹- www.pbsc.co.uk
۱۰- www.asd-online.com/erg/cleanroom.htm
۱۱- www.cgstock.com
۱۲- www.en.wikipedia.org/wiki/clean-Room-design

منبع : ماهنامه مهندسی پزشکی و علوم آزمایشگاهی