สภาพแวดล้อมที่สะอาดเป็นสิ่งจำเป็นในหลากหลายสาขา รวมถึงอุปกรณ์ความแม่นยำ การแปรรูปชิ้นส่วน และเภสัชภัณฑ์ เราจะอธิบายพื้นฐานให้เข้าใจง่าย รวมถึงวิธีการสร้างสภาพแวดล้อมที่สะอาดและเงื่อนไขในการดูแลรักษา

สี่องค์ประกอบของเครื่องปรับอากาศ

เครื่องปรับอากาศคือการปรับสภาพอากาศให้เหมาะสมกับการใช้งานและวัตถุประสงค์ของพื้นที่ การปรับสภาพนี้ต้องอาศัยองค์ประกอบสี่ประการ ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้น ความสะอาด และการไหลเวียนของอากาศ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่สม่ำเสมอและเหมาะสม

มาตรฐานสิ่งแวดล้อมสำหรับสภาพแวดล้อมการปรับอากาศทั่วไป

ในญี่ปุ่น มีกฎหมายหลายฉบับที่กำหนดสภาพแวดล้อมที่มีอากาศสบายเพื่อปกป้องสุขภาพของประชาชน แม้ภายใต้เครื่องปรับอากาศทั่วไป เป้าหมายการจัดการด้านอุณหภูมิ ความชื้น ความสะอาด และการไหลเวียนของอากาศก็มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจนดังที่แสดงด้านล่าง
ตัวอย่าง: พระราชบัญญัติสุขาภิบาลอาคาร พระราชบัญญัติมาตรฐานอาคาร พระราชบัญญัติการจัดการอาคาร พระราชบัญญัติความปลอดภัยและอาชีวอนามัย ฯลฯ

ความสะอาดของสภาพแวดล้อมระบบปรับอากาศทั่วไป

นอกจากนี้ ความสะอาดของสภาพแวดล้อมปรับอากาศทั่วไปต้องอาศัยการกำจัดอนุภาคในอากาศ เช่น ฝุ่นละออง ฝุ่นบ้าน และละอองเกสรดอกไม้ จากพื้นที่เป้าหมาย เช่น ภายในบ้าน รวมถึงสารเคมีที่ก่อให้เกิดอาการแพ้ เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์ และกลิ่นไม่พึงประสงค์

ความสะอาดในกระบวนการผลิต

ระดับความสะอาดในกระบวนการผลิตโดยทั่วไปเรียกว่าระดับความสะอาด ซึ่งระบุระดับมลพิษทางอากาศในพื้นที่เป้าหมายตามมาตรฐานที่กำหนด ห้องที่บรรลุและจัดการความสะอาดได้ในระดับหนึ่งเรียกว่าห้องสะอาด

ห้องสะอาด

ห้องสะอาด หมายถึง:

นี่คือห้องที่ควบคุมอนุภาคและจุลินทรีย์ในอากาศให้อยู่ในระดับความสะอาดที่กำหนด และควบคุมการปนเปื้อนเพื่อป้องกันการนำสิ่งสกปรกและสารแปลกปลอมเข้ามา นอกจากนี้ยังรักษาความสะอาดของผลิตภัณฑ์ สารเคมี และน้ำที่นำเข้ามาในห้อง และควบคุมสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น แรงดัน และการไหลเวียนของอากาศ ตามความจำเป็น เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่สะดวกสบาย

(อ้างอิง: JIS Z 8122)

ห้องคลีนรูมสามารถแบ่งออกได้กว้างๆ เป็น 2 ประเภท ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน

ห้องคลีนรูมอุตสาหกรรม

โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อใช้ในภาคอุตสาหกรรม เช่น เซมิคอนดักเตอร์ จอแสดงผลคริสตัลเหลว ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องมือความแม่นยำ และกำหนดเป้าหมายไปที่อนุภาคที่ลอยอยู่ในอากาศ

ห้องสะอาดทางชีวภาพ

โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมอาหารทางการแพทย์ รวมถึงอุตสาหกรรมยา วิศวกรรมพันธุกรรม เทคโนโลยีชีวภาพ และห้องผ่าตัด และมุ่งเป้าไปที่จุลินทรีย์ในอากาศ

การปนเปื้อน

การปนเปื้อน หมายถึง การปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ อาหาร ฯลฯ ด้วยสิ่งแปลกปลอม สิ่งเจือปน หรือจุลินทรีย์ การจัดการเพื่อป้องกันการปนเปื้อนเรียกว่า การควบคุมการปนเปื้อน

ในระหว่างกระบวนการผลิต เศษโลหะ สิ่งแปลกปลอม สิ่งเจือปน สารปนเปื้อน ฯลฯ อาจเกิดขึ้นจากสภาพแวดล้อมโดยรอบของเครื่องจักร สายพานลำเลียง ฯลฯ และอาจปะปนหรือเกาะติดกับผลิตภัณฑ์ ซึ่งอาจนำไปสู่ความสูญเสียและการสูญเสียความไว้วางใจครั้งใหญ่ เช่น การเลิกผลิตและการเรียกคืนสินค้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนความแม่นยำ ยา และอาหาร ซึ่งจำเป็นต้องมีการจัดการสภาพแวดล้อมที่สะอาดอย่างเคร่งครัด
มาตรการที่เป็นไปได้ในการแก้ไขปัญหานี้ ได้แก่:

• เราจะตรวจสอบวัสดุและเปลี่ยนแปลงให้เป็นข้อกำหนดที่ปนเปื้อนน้อยลง
• ทำความสะอาดอย่างหมดจด
• ทบทวนวิธีการทำความสะอาด
• ใช้เครื่องมือเฉพาะ
• ดำเนินการตรวจสอบอย่างละเอียด
• ตรวจสอบกระบวนการเพื่อป้องกันไม่ให้มีการผสมสารบางชนิดเข้าไป
• จัดให้มีการฝึกอบรมพนักงานอย่างละเอียดถี่ถ้วน

มาตรฐานความสะอาดและระดับความสะอาด (ชั้นเรียนและระดับความสะอาด)

ระดับความสะอาด (Class) คือมาตรฐานที่กำหนดปริมาณอนุภาคในอากาศ ปัจจุบันได้มีการรวมมาตรฐาน ISO สากลเข้าด้วยกันแล้ว แต่มาตรฐานของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ ก่อนหน้านี้คือ "FED-STD209D" ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย มาตรฐาน JIS อ้างอิงตามมาตรฐาน ISO พื้นฐาน

ISO14644-1 (JIS B9920)

มาตรฐานนี้มุ่งเป้าไปที่อนุภาคขนาด 0.1 ไมโครเมตรหรือใหญ่กว่าต่อลูกบาศก์เมตรของอากาศ และจัดอยู่ในประเภท 1 ถึง 9 เช่นเดียวกับมาตรฐาน ISO มาตรฐาน JIS ยังจัดประเภทอนุภาคขนาด 0.1 ไมโครเมตรหรือใหญ่กว่าต่อลูกบาศก์เมตรเป็นประเภท 1 ถึง 8 อีกด้วย

เฟด-สตด-209ดี

การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับจำนวนอนุภาคขนาด 0.5 μm ในอากาศต่อลูกบาศก์ฟุต (1 ฟุต = ประมาณ 30 ซม.)

■ ตารางที่ 5 ขนาดอนุภาคที่วัดได้และความเข้มข้นสูงสุดตามระดับความสะอาดของอากาศ

ชั้นเรียนความสะอาด		ความเข้มข้นสูงสุด (ชิ้น/ม3) ความเข้มข้นสูงสุด (ชิ้น/ม3)
มาตรฐานสากลที่เป็นหนึ่งเดียว ISO 14644-1	มาตรฐานของรัฐบาลกลาง เฟด-สตด-209ดี	ขนาดอนุภาคที่วัดได้
		0.1μm	0.2μm	0.3μm	0.5μm	1.0μm	5.0μm
クラス1		10	2
クラス2		100	24	10	4
クラス3	1	1,000	237	102	35	8
クラス4	10	10,000	2,370	1,020	352	83
クラス5	100	100,000	23,700	10,200	3,520	832	29
クラス6	1,000	1,000,000	237,000	102,000	35,200	8,320	293
クラス7	10,000			352,000	83,200	2,930
クラス8	100,000			3,520,000	832,000	29,300
クラス9				35,200,000	8,320,000	293,000

การวัดความสะอาด

วิธีการประเมินความสะอาดของอากาศในห้องสะอาดกำหนดไว้ใน JIS B 9920 โดยทั่วไป จะใช้เครื่องนับอนุภาคเพื่อวัดจำนวนอนุภาคตามขนาดของอนุภาค

ความสะอาดและตัวกรองอากาศ

เพื่อให้เป็นไปตามระดับความสะอาดของพื้นที่เป้าหมาย จำเป็นต้องมีแผ่นกรองอากาศที่สามารถกรองอนุภาคแขวนลอยในอากาศได้ แผ่นกรองอากาศสามารถแบ่งประเภทได้อย่างกว้างๆ ตามประสิทธิภาพการดักจับ ดังนี้ แผ่นกรองอากาศประสิทธิภาพปานกลางถึงสูงที่ใกล้เคียงกับแผ่นกรอง HEPA บางครั้งเรียกว่าแผ่นกรอง quasi-HEPA

ประเภทตัวกรอง	ตัวกรองฝุ่นหยาบ	ตัวกรองประสิทธิภาพปานกลาง	แผ่นกรอง HEPA	ตัวกรอง ULPA
แนวทางขนาดอนุภาค	เนื้อหยาบเล็กน้อย	อนุภาคละเอียดเล็กน้อย	อนุภาคละเอียดมาก
ขนาดอนุภาค	10~20μm หรือมากกว่า	1~2μm หรือมากกว่า	0.3 ไมโครเมตร	0.1 ถึง 0.2 ไมโครเมตร
อัตราการเก็บ (โดยประมาณ)	ประมาณ 50-90%	ประมาณ 50-95%	99.97～99.99%	99.999～99.99999%
การสูญเสียแรงดันเริ่มต้น (โดยประมาณ)	ประมาณ 5-20Pa	ประมาณ 20-120Pa	ประมาณ 90-250Pa	ประมาณ 130-250Pa

FFU (ชุดพัดลมกรอง)
อุปกรณ์อากาศสะอาดที่รวมตัวกรอง HEPA และมอเตอร์พัดลมเรียกว่า FFU

ตัวกรอง HEPA เป็นตัวย่อของ High Efficiency Particulate Air Filters และถูกกำหนดโดยมาตรฐาน JIS ดังต่อไปนี้:

ตัวกรองอากาศที่มีอัตราการรวบรวมอนุภาค 99.97% ขึ้นไปสำหรับอนุภาคที่มีขนาดอนุภาค 0.3 µm ที่อัตราการไหลของอากาศที่กำหนดและการสูญเสียแรงดันเริ่มต้น 245 Pa หรือต่ำกว่า

(อ้างอิง: JIS Z 8122)

ตัวกรอง ULPA เป็นตัวย่อของตัวกรองอากาศแบบ Ultra Low Penetration และถูกกำหนดโดยมาตรฐาน JIS ดังต่อไปนี้:

ตัวกรองอากาศที่มีอัตราการรวบรวมอนุภาค 99.9995% ขึ้นไปสำหรับอนุภาคที่มีขนาดอนุภาค 0.15 μm ที่อัตราการไหลของอากาศที่กำหนดและการสูญเสียแรงดันเริ่มต้น 245 Pa หรือต่ำกว่า

(อ้างอิง: JIS Z 8122)

ประสิทธิภาพในการเก็บรวบรวม

วิธีมวล

มวลที่จับโดยตัวกรอง ÷ มวลรวมที่ไหลเข้าไปในตัวกรอง
⇒ วิธีมวลอาจไม่สามารถจับอนุภาคละเอียดได้ แต่จะคำนวณประสิทธิภาพการรวบรวมที่สูงหากจับอนุภาคฝุ่นขนาดใหญ่ (ฝุ่นหยาบ) ดังนั้นจึงมักใช้ในการวัดตัวกรองฝุ่นหยาบ

วิธีการนับ

จำนวนอนุภาคแต่ละขนาดที่กรองได้ ÷ จำนวนอนุภาคแต่ละขนาดที่ไหลเข้ากรอง
⇒วิธีการนับเป็นวิธีการประเมินที่ใช้สำหรับตัวกรอง HEPA เป็นต้น เพื่อนับจำนวนอนุภาคและวัดปริมาณฝุ่นหรืออนุภาคในอากาศที่ตัวกรองจับได้สำหรับแต่ละขนาดอนุภาค
ด้วยเหตุนี้ ข้อกำหนดสำหรับตัวกรอง HEPA จึงระบุว่า "มีประสิทธิภาพมากกว่า 99.97% ในการกำจัดอนุภาคขนาด 0.3 μm"

<หมายเหตุ>
แม้ว่าแผ่นกรอง HEPA และ ULPA จะมีประสิทธิภาพในการดักจับสูง แต่หากใช้งานในสถานที่ที่มีอนุภาคแขวนลอยและฝุ่นละอองจำนวนมาก แผ่นกรองจะอุดตันอย่างรวดเร็ว ทำให้การไหลเวียนของอากาศลดลงอย่างกะทันหัน และทำให้ต้องเปลี่ยนแผ่นกรองบ่อยขึ้น ดังนั้น จำเป็นต้องพิจารณาถึงสถานที่ใช้งานและการใช้แผ่นกรองเบื้องต้นร่วมกัน

การลดแรงดันของตัวกรอง

ตัวกรองมีโครงสร้างตาข่ายแบบเส้นใยเพื่อดักจับอนุภาคแขวนลอยและฝุ่น ทำให้เกิดแรงต้านทานที่ขัดขวางการไหลของอากาศผ่านตัวกรอง ความแตกต่างของความดันคือความดันที่ลดลงซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความดันสถิตของอากาศปริมาตรหนึ่งผ่านตัวกรอง การลดแรงดันของตัวกรอง มันถูกเรียกว่า
แรงดันคงที่ของอากาศก่อนผ่านตัวกรอง - แรงดันคงที่ของอากาศหลังจากผ่านตัวกรอง
⇒การสูญเสียแรงดันสามารถวัดได้ด้วยมาตรวัดแรงดันที่แตกต่างกัน

<หมายเหตุ>
การสูญเสียแรงดันของแผ่นกรองเมื่อเปลี่ยนใหม่เรียกว่าการสูญเสียแรงดันเริ่มต้น และเมื่อแผ่นกรองอุดตันเมื่อเวลาผ่านไป การสูญเสียแรงดันของแผ่นกรองจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพการกรองและการไหลเวียนของอากาศลดลง นอกจากนี้ ในกรณีที่มอเตอร์พัดลมมีแรงดันสถิตต่ำ การใช้แผ่นกรองที่มีแรงดันสูญเสียสูงอาจทำให้การไหลเวียนของอากาศไม่เป็นไปตามที่ต้องการ ดังนั้นจึงต้องระมัดระวัง

หลักการห้องคลีนรูม 4 ประการเพื่อรักษาความสะอาด

เพื่อรักษาความสะอาด (ความบริสุทธิ์) ของห้องสะอาดอยู่เสมอ จำเป็นต้องยึดถือ “หลักการสี่ประการของห้องสะอาด”

แนวทางการออกแบบการไหลเวียนของอากาศสำหรับห้องคลีนรูมอุตสาหกรรม

มาตรฐาน JIS แนะนำให้ใช้ความเร็วลม 0.2 ม./วินาทีหรือมากกว่าสำหรับห้องสะอาด แต่ผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับความสะอาดมักจะเลือกความเร็วลมประมาณ 0.3 ถึง 0.4 ม./วินาที ในกรณีของ Apiste ตั้งค่าไว้ที่ 0.4 ม./วินาที

ชั้นเรียนความสะอาด (เจไอเอส)	ชั้นเรียนความสะอาด (เฟด)	ประเภทการไหลของอากาศ	ความเร็วลมเฉลี่ย (ม./ว.)	อัตราการระบายอากาศ
				(จำนวนครั้ง/ชม.)	(จำนวนครั้ง/ชม.)
2	-	การไหลแบบทิศทางเดียว	0.3～0.5	ไม่สามารถใช้ได้	-
3	C1	↑	↑	↑	-
4	C10	↑	↑	↑	-
5	C100	↑	0.2～0.5	↑	200～400
6	C1,000	การไหลแบบไม่ทิศทางเดียว หรือรวมกัน	ไม่สามารถใช้ได้	30～90	100～150
7	C10,000	↑	↑	20～40	30～75
		*JIS B 9919	←	←	※เฟด โฮก้า

ปรับปรุงคุณภาพการผลิตของโรงงานของคุณผ่านระบบปรับอากาศ!

เครื่องปรับอากาศความแม่นยำสูง ซีรีส์ PAU ของ Apiste ช่วยเพิ่มผลผลิตและคุณภาพการผลิตได้อย่างคุ้มต้นทุน

• การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำสูงด้วยต้นทุนต่ำ
• ต้องการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นสำหรับแต่ละกระบวนการหรือไม่
• มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบปรับอากาศทั้งพื้นที่หรือห้องคลีนรูมเต็มรูปแบบ
  ฉันอยากประหยัดพลังงาน

ดู เครื่องปรับอากาศความแม่นยำสูง สูงเพิ่มเติม