Temiz Odalarda Optimizasyon

Temiz Oda Nedir

Temiz oda veya temiz oda , havadaki partiküllerin çok düşük konsantrasyonunu koruyan tasarlanmış bir alandır . İyi izole edilmiştir, kirlenmeye karşı iyi kontrol edilmiştir ve aktif olarak temizlenmiştir. Bu tür odalara genellikle bilimsel araştırmalarda ve endüstriyel üretimde, yarı iletken üretimi gibi tüm nano ölçekli işlemlerde ihtiyaç duyulur . Temiz oda, tozdan havadaki organizmalara veya buharlaşmış parçacıklara kadar her şeyi kendisinden ve dolayısıyla içinde işlenen malzemeden uzak tutacak şekilde tasarlanmıştır.

Temiz oda aynı zamanda malzemelerin kaçmasını da önleyebilir. Tehlikeli biyoloji ve nükleer çalışmalarda , eczacılıkta ve virolojide genellikle temel amaç budur .

Temiz odalar genellikle önceden belirlenmiş bir molekül ölçüsünde metreküp başına parçacık sayısıyla ölçülen bir temizlik düzeyine sahiptir. Tipik bir kentsel alandaki ortam dış havası, ISO 9 sertifikalı temiz odaya eşdeğer olarak her metreküp için 0,5 μm ve daha büyük boyut aralığında 35.000.000 parçacık içerir. Karşılaştırıldığında, ISO 14644-1 seviye 1 sertifikalı bir temiz oda, bu boyut aralığında hiçbir parçacığa izin vermez ve 0,3 μm ve daha küçük her metreküp için yalnızca 12 parçacığa izin verir. Yarı iletken tesisler genellikle 7. veya 5. seviyeyle idare edilirken, 1. seviye tesisler son derece nadirdir.

Genel Bakış

Temiz oda, yarı iletken üretiminde, şarj edilebilir pil endüstrisinde, yaşam bilimlerinde ve çevre kirliliğine karşı oldukça hassas olan diğer alanlarda bir zorunluluktur .

Temiz odalar çok küçükten çok büyüğe kadar değişebilir. Bir yandan, temiz oda standartlarında birkaç metrekarelik bir alanda tek kullanıcılı bir laboratuvar inşa edilebilirken, diğer yandan tüm üretim tesisleri, binlerce metrekareyi kapsayan fabrika katlarına sahip bir temiz odada yer alabilir. Büyük ve küçük arasında modüler temiz odalar da bulunmaktadır. Teknolojiyi ölçeklendirmenin maliyetlerini düşürecekleri ve yıkıcı arızalara karşı daha az duyarlı olacakları iddia edildi.

Bu kadar geniş bir uygulama alanına sahip olan her temiz oda aynı değildir. Örneğin, yarı iletken üretiminde kullanılan odaların steril olması (yani kontrolsüz mikroplardan arındırılmış) olması gerekmez; biyoteknolojide kullanılan odaların ise genellikle öyle olması gerekir. Tam tersi, ameliyathanelerin pas gibi nano ölçekli inorganik tuzlardan tamamen arınmış olması gerekmez , oysa nanoteknoloji bunu kesinlikle gerektirir. O zaman tüm temiz odalarda ortak olan şey, muhtemelen havanın, yüzeylerin, odaya giren işçilerin, aletlerin, kimyasalların ve makinelerin ikincil dekontaminasyonuyla birlikte havadaki partiküllerin sıkı kontrolüdür .

Tehlikeli virüs araştırmalarında veya radyoaktif malzemelerin kullanıldığı durumlarda bazen bölmeden çıkan parçacıklar da endişe verici olabilir .

Temel Yapı

İlk olarak, bir temiz odaya giren dış hava, tozu dışarıda tutmak için giderek daha ince filtreler kullanan birkaç dış hava işleyicisi tarafından filtrelenir ve soğutulur .

İçeride hava, dahili olarak üretilen kirletici maddeleri uzaklaştırmak için yüksek verimli partikül emici filtreler ( HEPA ) ve/veya ultra düşük partiküllü hava ( ULPA ) filtreleri içeren fan üniteleri aracılığıyla sürekli olarak yeniden sirküle edilir. Havadaki parçacıkların oluşumunu en aza indirmek için özel aydınlatma armatürleri, duvarlar, ekipmanlar ve diğer malzemeler kullanılır. Temiz oda tasarımı laminer hava akışı tipindeyse, hava türbülansını sınırlamak için plastik levhalar kullanılabilir.

Temiz oda içindeki hava sıcaklığı ve nem seviyeleri sıkı bir şekilde kontrol edilir çünkü bunlar, hava filtrelemenin verimliliğini ve araçlarını etkiler. Belirli bir oda, statik elektiriği endişelendirecek kadar düşük neme ihtiyaç duyuyorsa , bu da örneğin bir korona deşarjı kullanılarak kontrollü miktarlarda yüklü iyonların havaya verilmesiyle kontrol edilecektir . Statik deşarj, bileşenleri ve devreleri anında tahrip edebildiği elektronik endüstrisinde özellikle endişe vericidir.

Herhangi bir temiz odadaki ekipman, minimum düzeyde hava kirliliği oluşturacak şekilde tasarlanmıştır. Temiz odanın inşası için malzeme seçimi herhangi bir parçacık oluşturmamalıdır, dolayısıyla monolitik epoksi veya poliüretan zemin kaplaması tercih edilir. Paslanmaya ve pullanmaya eğilimli demir alaşımları yerine, parlatılmış paslanmaz çelik veya toz boyalı yumuşak çelik sandviç bölme panelleri  ve tavan paneli kullanılır . Duvardan duvara, duvardan zemine, duvardan tavana gibi köşeler, girintili yüzey sağlanarak önlenir ve bağlantı noktalarında titreşim ve sürtünme nedeniyle parçacık birikmesini veya oluşmasını önlemek için tüm bağlantı noktalarının epoksi dolgu macunu ile kapatılması gerekir . Birçok temiz oda, havayı temiz odanın alt kısmından yukarıya taşıyan ve böylece odanın üst kısmında yeniden sirküle edilip filtrelenebilen, hava plenumları olarak hizmet veren "servis kanalları" adı verilen boşlukların bulunduğu bir "tünel" tasarımına sahiptir.

   Türbülanslı Temiz Oda için hava akış düzeni           Laminer Akışlı Temiz Oda için hava akış düzeni

Temiz odalar , laminer veya türbülanslı hava akışı prensiplerini kullanan HEPA veya ULPA filtrelerin kullanımı yoluyla partikül içermeyen havayı korur. Laminer veya tek yönlü hava akış sistemleri, filtrelenen havayı aşağı doğru veya yatay yönde sabit bir akışla temiz oda zeminine yakın duvarlarda bulunan filtrelere veya devridaim yapılacak yükseltilmiş delikli zemin panellerine doğru yönlendirir. Laminer hava akış sistemleri, sabit hava işlemeyi sürdürmek için tipik olarak temiz oda tavanının %80'inde kullanılır. Fazla parçacıkların havaya girmesini önlemek için laminer hava akış filtreleri ve davlumbazları oluşturmak için paslanmaz çelik veya diğer dökülmeyen malzemeler kullanılır. Türbülanslı veya tek yönlü olmayan hava akışı, hepsi aynı yönde olmasa da temiz odadaki havayı sürekli hareket halinde tutmak için hem laminer hava akış başlıklarını hem de spesifik olmayan hız filtrelerini kullanır. Sert hava, havada bulunabilecek parçacıkları yakalayıp zemine doğru iterek filtrelere girip temiz oda ortamını terk etmeye çalışır. ABD FDA ve AB , farmasötik ürünlerde mikrobiyal kontaminasyon olmamasını sağlamak için çok katı olan mikrobiyal kontaminasyona yönelik yönergeler ve limitler belirlemiştir . Klima santralleri ile fan filtre üniteleri arasındaki plenumlar ve yapışkan paspaslar da kullanılabilir.

Temiz odalarda hava filtrelerinin yanı sıra havayı dezenfekte etmek için ultraviyole ışık da kullanılabilir . UV cihazları tavan aydınlatma armatürlerine takılabilir ve havayı ışınlayarak, havadaki mikrobiyal ve mantar kirleticilerin yüzde 99,99'u dahil olmak üzere potansiyel olarak bulaşıcı parçacıkları öldürebilir. UV ışığı daha önce hastane ameliyathaneleri gibi steril ortamlarda yüzey kirleticilerini temizlemek için kullanılıyordu. Ekipman daha uygun fiyatlı hale geldikçe diğer temiz odalarda bunların kullanımı artabilir. UV bazlı dekontaminasyonun potansiyel avantajları arasında kimyasal dezenfektanlara olan bağımlılığın azaltılması ve HVAC filtre ömrünün uzatılması yer alır.

Temiz Oda Sınıfları

Temiz odalar, hava hacmi başına izin verilen parçacıkların sayısına ve boyutuna göre sınıflandırılır. "Sınıf 100" veya "sınıf 1000" gibi büyük sayılar FED-STD-209E'ye atıfta bulunur ve havanın kübik ayağı başına izin verilen 0,5 μm veya daha büyük boyuttaki parçacıkların sayısını belirtir. Standart ayrıca enterpolasyona da izin verir; örneğin SNOLAB, 2000 sınıfı bir temiz oda olarak korunur.