อุปกรณ์ในห้องปลอดเชื้อสามารถแบ่งออกเป็นสี่ระบบหลักตามหน้าที่การทำงาน ระบบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างห่วงโซ่การควบคุมที่สมบูรณ์ ตั้งแต่การทำให้บริสุทธิ์ของแหล่งกำเนิด การควบคุมกระบวนการ การดักจับสิ่งปนเปื้อน และการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ เพื่อให้มั่นใจว่าสภาพแวดล้อมที่สะอาดเป็นไปตามมาตรฐานอย่างต่อเนื่อง
(I) ระบบฟอกอากาศ: "ปอด" ของสภาพแวดล้อมที่สะอาด
การฟอกอากาศเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับห้องปลอดเชื้อ ระบบนี้ใช้การกรองหลายขั้นตอนและการส่งอากาศที่แม่นยำ เพื่อกำจัดอนุภาค ฝุ่นละออง จุลินทรีย์ และมลพิษอื่นๆ ออกจากอากาศตั้งแต่ต้นทาง และมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดระดับความสะอาด อุปกรณ์หลักประกอบด้วย:
ระบบกรองหลายขั้นตอน: ทำหน้าที่เป็น "แนวป้องกันหลัก" ของระบบฟอกอากาศ โดยประกอบด้วยระบบกรองสามขั้นตอน ได้แก่ ตัวกรองขั้นต้น ตัวกรองประสิทธิภาพปานกลาง และตัวกรองประสิทธิภาพสูง (HEPA/ULPA) ตัวกรองขั้นต้นดักจับอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 5 ไมครอน ในขณะที่ตัวกรองประสิทธิภาพปานกลางจัดการกับอนุภาคที่มีขนาดระหว่าง 1 ถึง 5 ไมครอน เมื่อรวมกันแล้วจะช่วยลดภาระการทำงานของตัวกรองประสิทธิภาพสูง (HEPA) และยืดอายุการใช้งาน ตัวกรอง HEPA สามารถดักจับอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 0.3 ไมครอนได้มากกว่า 99.97% ในขณะที่ตัวกรองประสิทธิภาพสูงพิเศษ (ULPA) มีประสิทธิภาพในการดักจับอนุภาคขนาด 0.12 ไมครอนได้สูงถึง 99.999% ซึ่งเป็นหลักประกันสุดท้ายในการรักษามาตรฐานความสะอาด โดยทั่วไปจะติดตั้งตัวกรองเหล่านี้ไว้ที่ปลายสุดของท่อส่งอากาศ
ชุดพัดลมกรองอากาศ (FFU): อุปกรณ์จ่ายอากาศแบบแยกอิสระที่รวมพัดลมและแผ่นกรอง HEPA เข้าไว้ด้วยกัน ช่วยให้สามารถจัดวางแบบโมดูลาร์และติดตั้งได้ทั่วพื้นที่เพื่อสร้างการไหลเวียนของอากาศแบบทิศทางเดียวในแนวตั้ง ช่วยกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากพื้นที่ได้อย่างรวดเร็ว เป็นส่วนประกอบหลักของพื้นที่ที่มีความสะอาดสูงระดับ ISO 5-6 (Class 100/Class 1000)
ระบบจ่าย/ส่งอากาศ: ระบบนี้ประกอบด้วยท่อลม พัดลม และวาล์ว มีหน้าที่ในการส่งอากาศบริสุทธิ์ไปยังทุกพื้นที่ของห้องปลอดเชื้ออย่างสม่ำเสมอ และนำอากาศที่ปนเปื้อนกลับมาบำบัดต่อ การออกแบบการไหลเวียนของอากาศที่เหมาะสม สามารถสร้างรูปแบบการไหลเวียนแบบทิศทางเดียวหรือหลายทิศทางได้ เพื่อให้มั่นใจถึงความสะอาดที่สม่ำเสมอและหลีกเลี่ยงจุดอับการปนเปื้อน
(II) ระบบควบคุมสภาพแวดล้อม: เครื่องมือที่แม่นยำเพื่อสภาวะการทำงานที่เสถียร
นอกจากความสะอาดแล้ว ความเสถียรของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความดันอากาศ ส่งผลโดยตรงต่อกระบวนการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ระบบควบคุมสภาพแวดล้อมช่วยให้มั่นใจได้ว่าพารามิเตอร์เหล่านี้คงอยู่ในช่วงที่กำหนดไว้ผ่านการควบคุมอย่างแม่นยำ:
เครื่องปรับอากาศสำหรับห้องปลอดเชื้อ: เครื่องปรับอากาศเหล่านี้ผสานรวมฟังก์ชันการทำความเย็น การทำความร้อน การเพิ่มความชื้น การลดความชื้น และการกรองอากาศ ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิและความชื้นได้อย่างแม่นยำ (เช่น ความผันผวนของอุณหภูมิ ±0.1℃ ความชื้นสัมพัทธ์ ±5%) ในขณะที่รักษาระดับความดันบวกในห้องปลอดเชื้อ (โดยทั่วไป 10-15 Pa) เพื่อสร้างกำแพงอากาศป้องกันการปนเปื้อนจากภายนอก พื้นที่พิเศษ (เช่น ห้องปฏิบัติการความปลอดภัยทางชีวภาพ) จะใช้การออกแบบความดันลบเพื่อป้องกันการรั่วไหลของสารอันตราย
อุปกรณ์ควบคุมความดันแตกต่าง: อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยเกจวัดความดันแตกต่าง เซ็นเซอร์วัดความดันแตกต่าง และวาล์วควบคุมการจ่าย/ระบายอากาศ ทำหน้าที่ตรวจสอบความแตกต่างของความดันระหว่างห้องปลอดเชื้อกับสภาพแวดล้อมภายนอก รวมถึงระหว่างพื้นที่ที่มีระดับความสะอาดต่างกันแบบเรียลไทม์ โดยจะปรับการไหลของอากาศโดยอัตโนมัติเพื่อรักษาระดับความดันให้คงที่ ป้องกันการปนเปื้อนข้าม ตัวอย่างเช่น ความดันบวกในพื้นที่ระดับ 100 จะต้องสูงกว่าในพื้นที่ระดับ 1000 เพื่อให้แน่ใจว่าสารปนเปื้อนไหลไปในทิศทางเดียว
อุปกรณ์ควบคุมเฉพาะทาง: เครื่องเพิ่ม/ลดความชื้น อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิต ฯลฯ ได้รับการออกแบบตามความต้องการของอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ต้องการพัดลมไอออนเพื่อกำจัดไฟฟ้าสถิตและป้องกันการเกาะติดของฝุ่น ในขณะที่อุตสาหกรรมชีวเภสัชภัณฑ์ต้องการเครื่องเพิ่มความชื้นที่มีความแม่นยำสูงเพื่อรักษาระดับความชื้นให้เป็นไปตามข้อกำหนดของสภาพแวดล้อมการผลิตที่ปลอดเชื้อ
(III) อุปกรณ์ทำความสะอาดบุคลากร/วัสดุ: "แนวป้องกันด่านแรก" สำหรับการควบคุมมลพิษ
บุคลากรและวัสดุที่เข้าและออกจากห้องปลอดเชื้อเป็นแหล่งมลพิษหลัก อุปกรณ์ประเภทนี้ใช้ "การบำบัดเบื้องต้น" เพื่อป้องกันการปนเปื้อนตั้งแต่ต้นทาง:
ห้องอาบอากาศ/ห้องอาบวัสดุ: ทางเดินที่จำเป็นสำหรับบุคลากรหรือวัสดุที่จะเข้าสู่ห้องปลอดเชื้อ กระแสลมสะอาดความเร็วสูง 20-25 เมตร/วินาที จะกำจัดฝุ่นละอองที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของร่างกายมนุษย์หรือวัสดุ การออกแบบประตูสองชั้นแบบล็อคเข้าด้วยกันช่วยป้องกันการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างพื้นที่สะอาดและพื้นที่ไม่สะอาด ป้องกันการปนเปื้อนข้าม
หน้าต่างส่งผ่าน: ใช้สำหรับการลำเลียงวัสดุระหว่างพื้นที่สะอาดและพื้นที่ไม่สะอาด โดยมีฟังก์ชันฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีหรือการออกแบบแยกด้วยม่านอากาศ เพื่อให้การลำเลียงวัสดุปลอดเชื้อและปราศจากฝุ่นโดยไม่รบกวนสมดุลความดันอากาศของห้องคลีนรูม
อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE): ประกอบด้วยอุปกรณ์เฉพาะทาง เช่น ชุดคลีนรูม ถุงมือ หน้ากาก และหมวกคลุมศีรษะ ผลิตจากวัสดุปลอดฝุ่นและป้องกันไฟฟ้าสถิต ช่วยป้องกันสิ่งปนเปื้อน เช่น เส้นผมและรังแคของมนุษย์ไม่ให้เข้าสู่สภาพแวดล้อมที่สะอาด ซึ่งเป็นส่วนเสริมที่สำคัญในการรักษาความสะอาดของบุคลากร
(IV) ระบบติดตามและสนับสนุน: "ผู้เฝ้าระวังความสะอาดแบบเรียลไทม์"
ด้วยการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และระบบเตือนภัยล่วงหน้าอัจฉริยะ ระบบนี้จึงมั่นใจได้ว่าพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในห้องปลอดเชื้อเป็นไปตามมาตรฐานอย่างต่อเนื่อง พร้อมทั้งให้ข้อมูลสนับสนุนสำหรับการปฏิบัติงานและการบำรุงรักษา:
อุปกรณ์ตรวจสอบหลัก: เครื่องนับอนุภาคจะตรวจสอบความเข้มข้นของอนุภาคในอากาศแบบเรียลไทม์ เครื่องเก็บตัวอย่างจุลินทรีย์จะตรวจจับการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้น และความดันแตกต่างจะให้ข้อมูลย้อนกลับอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับพารามิเตอร์สำคัญต่างๆ ทำให้เกิดเครือข่ายการตรวจสอบที่ครอบคลุม
ระบบเตือนภัยและควบคุม: เมื่อค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความเข้มข้นของอนุภาค อุณหภูมิ ความชื้น และความดันแตกต่าง เกินช่วงที่กำหนด ระบบเตือนภัยจะส่งสัญญาณเตือนด้วยเสียงและภาพทันที พร้อมทั้งปรับระบบปรับอากาศ วาล์วควบคุม และอุปกรณ์อื่นๆ โดยอัตโนมัติ ระบบระดับสูงสามารถตรวจสอบระยะไกลและควบคุมอัจฉริยะผ่านแพลตฟอร์ม PLC หรือ IoT ได้
อุปกรณ์ทำความสะอาดและฆ่าเชื้อโรค: รวมถึงเครื่องดูดฝุ่นที่มีตัวกรอง HEPA น้ำยาฆ่าเชื้อ/สารฆ่าเชื้อชนิดพิเศษ ผ้าเช็ดทำความสะอาดสำหรับห้องปลอดเชื้อ ฯลฯ เพื่อทำความสะอาดและฆ่าเชื้อพื้นผิวและอุปกรณ์ในห้องปลอดเชื้อโดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษทุติยภูมิ และรักษาสุขอนามัยของสิ่งแวดล้อม