Cleanroom หมายถึงห้องที่ภายในถูกควบคุมปริมาณอนุภาคในอากาศ และถูกสร้างโดยใช้วิธีที่ลดการนำเข้า การเพิ่มจำนวน และการดำรงอยู่ของปริมาณอนุภาคดังกล่าว ซึ่งตัวแปรที่เกี่ยวข้องซึ่งต้องถูกควบคุม ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้น ความดัน

Cleanroom หรือ " ห้องสะอาด " ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี คศ. 1961 โดย Willis Whitfield ห้องสะอาดหมายถึงห้องที่มีการปิดมิดชิด มีการควบคุมมลสารในอากาศให้น้อยที่สุด เพื่อให้มีความสะอาดเป็นไปตามระดับมาตรฐานความสะอาด และมีการควบคุมสภาวะแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความแตกต่างของความดันตามที่ต้องการ โดยทั่วไปมลสารหรืออนุภาคในอากาศประกอบไปด้วยอนุภาคที่มีชีวิต และอนุภาคที่ไม่มีชีวิต ห้องสะอาดทางชีววิทยา อุตสาหกรรมอาหาร ยาหรือโรงพยาบาล จะเน้นการควบคุมหรือป้องกันพวกเชื้อจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย ยีสต์ รา ไวรัส รวมทั้งสปอร์ของแบคทีเรีย (bacterial spore) และสปอร์ของรา เครื่องมือสำคัญในการควบคุมปริมาณอนุภาคใน Cleanroom คือ แผ่นกรองอากาศชนิด HEPA (High Efficiency Particulate Air) ซึ่งสามารถกรองอนุภาคที่มีขนาด 0.3 ไมครอนได้มีประสิทธิภาพถึง 99.97%

การกำหนดคุณสมบัติที่จำเพาะของ Cleanroom

1. อุณหภูมิที่เหมาะสม กำหนดตามความต้องการของกระบวนการผลิต หรือหากไม่มี ความสำคัญทางด้านการผลิต มักกำหนดให้อยู่ในช่วง 72±0.25^oF (22.2+0.14^oC) 

2. ความชื้นสัมพัทธ์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับลักษณะงาน กระบวนการผลิต หรือชนิดของผลิตภัณฑ์ ในบางกรณีหากความชื้นสัมพัทธ์สูงเกินไป อาจทำให้ชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์เกิดสนิมได้ หรือผลิตภัณฑ์/สารบางชนิดที่สามารถดูดความชื้นได้ง่าย ซึ่งส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติหรือคุณภาพเปลี่ยนไป ในทางตรงข้ามหากความชื้นสัมพัทธ์ต่ำไปจะเกิดประจุไฟฟ้าที่วัสดุหรือชิ้นส่วน ทำให้เกิดปัญหาอนุภาคดูดติดกันได้ หากไม่มีข้อกำหนดเฉพาะ โดยทั่วไปกำหนดให้มีความชื้นสัมพัทธ์ประมาณ 50±10%

3. ความดัน ควรรักษาความดันในห้องสะอาดให้เป็นบวกเสมอ (positive pressure) มีทางเข้าออกที่ปิดมิดชิดและมีพัดลมเป่า (air shower) เพื่อดันลมออกไป ป้องกันมิให้อนุภาคเข้ามาปนเปื้อนในห้อง ทั้งนี้ห้องที่มีระดับความสะอาดต่างกัน ให้มีความดันต่างกันอย่างน้อย 0.05 นิ้ว

4. แสงสว่าง หากไม่มีการกำหนดพิเศษให้ใช้แสงสว่างประมาณ 1,080-1,620 lux

5. ระดับเสียง ตามข้อกำหนดของการใช้งาน

การจัดแบ่ง Class ของ Cleanroom ดังนี้

1. Class 100 หมายถึงห้องที่มีอนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนหรือใหญ่กว่าไม่เกิน 100 อนุภาคต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต

2. Class 1,000 หมายถึงห้องที่มีอนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนหรือใหญ่กว่าไม่เกิน 1,000 อนุภาคต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต

3. Class 10,000 หมายถึงห้องที่มีอนุภาคขนาด 0.5 ไมครอนหรือใหญ่กว่า ไม่เกิน 10,000 อนุภาคต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุต

หรือตามมาตรฐาน ISO กำหนดตามตารางด้านล่างนี้

ชนิดของ Cleanroom แบ่งตามลักษณะการไหลของอากาศดังนี้

1. Conventional Cleanroom การไหลของอากาศเหมือนกับระบบปรับอากาศที่ใช้ทั่วไป แต่ใช้ HEPA filter และจำนวนครั้งของการเปลี่ยนอากาศมากกว่าเพื่อลดความสกปรกในห้อง ห้องสะอาดแบบนี้จะมีระดับความสะอาดประมาณ Class 1,000-10,000

2. Horizontal Larminar Cleanroom ลมที่ความเร็วคงที่จะไหลผ่าน HEPA filter ที่ติดตั้งเต็มพื้นที่ผนังห้องด้านหนึ่งผ่านเข้าสู่ห้องสะอาดแล้วถูกดูดกลับขึ้นด้านบนเพดานกลับไปสู่เครื่องเป่าลม ห้องชนิดนี้จะมีระดับความสะอาดประมาณ Class 100 นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอิเลคทรอนิคส์ ห้องปฏิบัติการทางชีววิทยา เป็นต้น

3. Vertical Laminar Flow Cleanroom ห้องนี้จะติดตั้ง HEPA filter เต็มเพดาน โดยอากาศจะถูกส่งลงจากเพดานผ่าน HEPA filter ในแนวดิ่ง และลมจะกลับผ่านพื้นที่ทำให้โปร่ง แล้วกลับสู่เครื่องเป่าลมเย็น มีระดับความสะอาดประมาณ Class 100 ในทางปฏิบัติเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอิเลคทรอนิคส์

ชนิดของ Cleanroom แบ่งตามลักษณะการใช้งาน ดังนี้

1. Industrial Cleanroom เป็นห้องสะอาดที่ใช้กับอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ อิเลคทรอนิคส์ Microchip อุตสาหกรรมการผลิตสี ฟิล์ม และสารเคมีต่างๆ

2. Biological Cleanroom เป็นห้องสะอาดที่ใช้กับอุตสาหกรรมการผลิตยา ห้องปฏิบัติการทางด้านชีววิทยา ห้องผ่าตัด เพื่อควบคุมปริมาณเชื้อแบคทีเรีย ความดันอากาศในห้องจะต้องสูงกว่าความดันอากาศห้องข้างเคียง เพื่อป้องกันมิให้สิ่งสกปรกจากห้องข้างเคียงไหลเข้าสู่ห้องสะอาด

3. Biohazard Cleanroom เป็นห้องสะอาดที่ใช้กับห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรค ไวรัส หรือสารที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ โดยความดันอากาศในห้องจะต้องต่ำกว่าความดันอากาศห้องข้างเคียง เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อหรือสารที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพออกไปปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมภายนอก

วิธีการควบคุมเพื่อรักษามาตรฐานของ Cleanroom ทำได้ดังนี้

1. ป้องกันอนุภาคหรือสิ่งสกปรกเข้ามาในห้อง

-ใช้ HEPA filter กรองอากาศที่เข้าสู่ห้อง

- รักษาความดันในห้องให้สูงกว่าภายนอก (positive pressure)

- ทำความสะอาดร่างกายโดยล้างตัวด้วยอากาศ (air washer) ก่อนเข้าห้อง

2. ป้องกันการก่อให้เกิดสิ่งสกปรกขึ้น

- สวมชุดพิเศษสำหรับคนงานทุกคน

- การทำงานต้องเคลื่อนไหวอย่างเชื่องช้า

- วัสดุที่ใช้ในห้อง ต้องไม่ก่อให้เกิดความสกปรกขึ้น

3. ป้องกันการสะสมของฝุ่นผงตามผนัง

- การทำความสะอาดห้องต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด

- ผนังห้องต้องทำให้สะดวกต่อการทำความสะอาดและไม่สะสมฝุ่น

4. การปล่อยทิ้งอนุภาคหรือสิ่งสกปรกออกไปภายนอกห้อง

- ควรมีการหมุนเวียนอากาศบางส่วนออกสู่ภายนอก เพื่อลดสิ่งสกปรกที่เกิดขึ้น

- ควรทำที่ป้องกันมิดชิด หรือมีการดูดอากาศทิ้งเป็นจุดๆ ณ บริเวณที่มีอนุภาค ซึ่งจะก่อให้เกิดความสกปรก

Reference

http://www.nandee.co.th/newweb/articles/articles_20080730-01.htm