اتاق تمیز
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 سازمان بینالمللی استانداردسازی برای اتاقهای تمیز تعداد کمتر از ۳۵ میلیون ذره در هر متر مکعب تشریح شدهاست.
تاریخچه
[ویرایش]اتاق تمیز مدرن توسط فیزیکدان آمریکایی ویلیس ویتفیلد اختراع شد. ویتفیلد به عنوان کارمند آزمایشگاههای ملی ساندیا، طرحهای اولیه اتاق تمیز را در سال ۱۹۶۰ ایجاد کرد.[۱] قبل از اختراع ویتفیلد، اتاقهای تمیز قبلی اغلب با مشکلاتی مانند ذرات و جریانهای هوای غیرقابل پیشبینی مواجه بودند. ویتفیلد اتاق تمیز خود را با جریان هوای ثابت و بسیار فیلتر شده برای بیرون راندن ناخالصیها طراحی کرد.[۲]
ظرف چند سال پس از اختراع اتاق تمیز مدرن ویتفیلد در دهه ۱۹۶۰، این اتاق تمیز بیش از ۵۰ میلیارد دلار آمریکا (تقریباً معادل ۴۹۹ میلیارد دلار امروز) در سراسر جهان فروش داشته است .[۳][۴]
تعریف
[ویرایش]اتاقهای تمیز معمولاً برای تولید مواد نیمه رسانا مانند ژرمانیوم، سیلیکون یا برای تولید لوازم فنی پزشکی و زمینههای دیگر که تولیدات مربوط به آنها نیاز به محیطی کنترلشده دارند. [۵]
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.[۶]
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 کلاسبندی 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.
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.[۷][۸]
دو نمونه از جریان هوا در اتاق تمیز
[ویرایش] |
 |
رده بندی اتاق تمیز
[ویرایش]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.
سیستم بینالمللی ISO 14644
[ویرایش]استاندارد اتاق تمیز ISO 14644 بهطور عمومی مربوط به اتاقهای تمیز میباشد. جدول زیر مبنای کلاس بندی در این استاندارد میباشد.[۹][۱۰]
| 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 تمام غلظتهای موجود در جدول تجمعی هستند، به عنوان مثال برای کلاس ISO 5، 10200 ذره نشان داده شده در 0.3 میکرومتر شامل تمام ذرات مساوی و بزرگتر از این اندازه است.
b این غلظتها منجر به حجم زیادی از نمونه هوا برای طبقهبندی میشوند. میتوان از روش نمونهبرداری متوالی استفاده کرد؛ به پیوست d مراجعه کنید. c به دلیل غلظت بسیار بالای ذرات، محدودیتهای غلظت در این ناحیه از جدول قابل اجرا نیستند. d محدودیتهای نمونهبرداری و آماری برای ذرات در غلظتهای پایین، طبقهبندی را نامناسب میکند. e محدودیتهای جمعآوری نمونه برای ذرات با غلظت کم و اندازههای بزرگتر از ۱ میکرومتر، طبقهبندی در این اندازه ذرات را به دلیل احتمال از دست رفتن ذرات در سیستم نمونهبرداری، نامناسب میکند. f برای مشخص کردن این اندازه ذرات در ارتباط با کلاس ۵ ISO، توصیفگر ماکروذره M میتواند با حداقل یک اندازه ذره دیگر تطبیق داده شده و مورد استفاده قرار گیرد. (See C.7.) | |||||||
سیستم بینالمللی BS
[ویرایش]BS ۵۲۹۵ استاندارد بینالمللی[۱۱][۱۲]
| 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 | |||
کاربرد اتاق تمیز در صنایع
[ویرایش]اتاق تمیز 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
[ویرایش]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 (با استاندارد بینالمللی) در هر متر مکعب تنها ۱۲ ذره وجود دارد و در رنج ۰٫۳ میکرومتری و کوچکتر قرار میگیرد.
جراحی هارد و بازیابی اطلاعات
[ویرایش]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.
جستارهای وابسته
[ویرایش]منابع
[ویرایش]- ↑ Yardley, William (2012-12-04). "Willis Whitfield, Clean Room Inventor, Dies at 92". The New York Times. Archived from the original on December 5, 2012. Retrieved 2013-06-22.
- ↑ Yardley, William (2012-12-04). "Willis Whitfield, Clean Room Inventor, Dies at 92". The New York Times. Archived from the original on December 5, 2012. Retrieved 2013-06-22.
- ↑ "Sandia physicist, cleanroom inventor dies at 92". KWES. Associated Press. 2012-11-26. Retrieved 2012-12-03.
- ↑ "Willis Whitfield - Father of the Cleanroom" (PDF). Cleanroom online. September 2015. Archived from the original (PDF) on 2021-01-27. Retrieved 2016-05-18.
- ↑ "What is a Cleanroom? | Mecart". MECART Cleanrooms. August 16, 2016.
- ↑ "In NASA's Sterile Areas, Plenty of Robust Bacteria (Published 2007)" (به انگلیسی). 2007-10-09. Retrieved 2025-11-26.
- ↑ "Cleanroom design" (PDF). najah.edu. 1 March 2024.
- ↑ clean room design (2025). "اتاق تمیز" (به انگلیسی).
- ↑ "ISO 14644-1:2015 - Cleanrooms and associated controlled environments -- Part 1: Classification of air cleanliness by particle concentration". ISO. 21 January 2016. Retrieved 2016-09-12.
- ↑ W. Whyte (17 October 2001). Cleanroom Technology: Fundamentals of Design, Testing and Operation. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-86842-2.
- ↑ Market Venture Philippines Inc. web site (2006-04-19). "What is a Clean Room?". Archived from the original on 2012-08-28. Retrieved 2007-06-02.
- ↑ "BS 5295-0:1989 - Environmental cleanliness in enclosed spaces. General introduction, terms and definitions for clean rooms and clean air devices". 2016. Retrieved 2016-04-18.
- مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Cleanroom». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی، بازبینیشده در ۲۶ نوامبر ۲۰۲۵.