क्लीनरूम एयरफ्लो लेआउट डिजाइन: माहिर संदूषण नियंत्रण

परिचय: क्लीनरूम प्रदर्शन की नींव

स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह, नियंत्रित वातावरण में प्रभावी संदूषण नियंत्रण की आधारशिला है। अच्छी तरह से डिजाइन किया गया साफ कमरे का हवा का प्रवाह यह सुनिश्चित करता है कि हवा के कणों को लगातार पतला, हटाया जाए, और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं से दूर निर्देशित किया जाए। क्लीनरूम एयरफ्लो के बिना, सबसे उन्नत निस्यंदन तंत्र भी संवेदनशील उत्पादों या विनिर्माण प्रचालनों को पूरी तरह से सुरक्षित नहीं रख सकते हैं।

फार्मास्युटिकल, इलेक्ट्रॉनिक्स और स्वास्थ्य सेवा सुविधाओं में, स्वच्छ कमरे का वायु प्रवाह डिजाइन सीधे उत्पाद की गुणवत्ता, नियामक अनुपालन और दीर्घकालिक परिचालन क्षमता को प्रभावित करता है। संदूषण नियंत्रण रणनीति के विकास के दौरान, स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह को सुरक्षा की पहली और सबसे महत्वपूर्ण पंक्ति माना जाना चाहिए।

अनुसंधान क्षेत्र के उद्योग विशेषज्ञों का मानना है कि सफल क्लीनरूम एयरफ्लो डिजाइन में यांत्रिक प्रणालियों, कमरे की रूपरेखा और संचालन कार्य प्रवाह के बीच निकट समन्वय की जरूरत है। क्लीनरूम डिजाइन के आरंभिक चरणों में क्लीनरूम वायु प्रवाह की योजना को एकीकृत करके, ऊर्जा की खपत और उसके संचालन संबंधी जोखिमों को कम करते हुए सुविधाओं से स्वच्छता का स्थिर निष्पादन हो सकता है।

प्रथम भाग: स्वच्छता संदूषण और स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह नियंत्रण सिद्धांतों को समझना

प्रदूषण के स्रोतों और वायु प्रवाह नियंत्रण तंत्र की स्पष्ट समझ से प्रभावी स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह डिजाइन शुरू होता है। संदूषण कर्मियों, उपकरणों, सामग्री और बाह्य पर्यावरण घुसपैठ से उत्पन्न हो सकता है। एक सही इंजीनियर वाला क्लीनरूम वायु प्रवाह तंत्र इन जोखिमों को तीन कोर रणनीतियों के माध्यम से संबोधित करता है: तनुता, हटाना, और दूषित पदार्थों के पृथक्करण।

स्वच्छता के विभिन्न स्तरों के क्षेत्रों के बीच क्रॉस इसे नियंत्रित वायु प्रवाह दिशा, दाब विभेद और हवा परिवर्तन दर के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

क्लीनरूम एयरफ्लो को प्रभावित करने वाले प्रमुख मापदंडों और मानकों

• क्लीनरूम वर्गीकरण (आईएसओ 14644): अधिकतम स्वीकार्य कण सांद्रता को पारिभाषित करता है तथा क्लीनरूम एयरफ्लो आवश्यकताओं को चलाता है

• वायु में प्रति घंटे बदलाव होता है: यह निर्धारित करता है कि किस प्रकार सफाई करने का हवा का प्रवाह दूषित तत्वों को कम करता है।

• दबाव विभेद: आसन्न कमरों के बीच दिशात्मक सफाई कक्ष वायु प्रवाह सुनिश्चित करें।

• तापमान और आर्द्रता नियंत्रण: संघनन, माइक्रोबियल वृद्धि, और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को रोकने के लिए जो साफ

उच्च वायु परिवर्तन की दर कणों की सांद्रता के कम होने से काफी नजदीक से जुड़ी होती है जिससे स्वच्छ कक्ष में वायु प्रवाह के कार्य में एच एक महत्वपूर्ण कारक है।

क्लीनरूम एयरफ्लो आवश्यकताओं को बढ़ाता है

सही स्वच्छ कमरे वायु प्रवाह लेआउट डिजाइन के लिए प्रति घंटे वायु परिवर्तनों का सटीक परिकलन आवश्यक है। उदाहरण के लिए:

• आईएसओ क्लास 7 क्लीनरूम एयरफ्लो: आमतौर पर 30

• आईएसओ क्लास 5 क्लीनरूम एयरफ्लो: अक्सर 200-600 एच की आवश्यकता होती है।

प्रति घंटे हवा के परिवर्तन की गणना करने के लिए मानक सूत्र है:

एच = (कुल क्लीनरूम एयरफ्लो (एम वास्तव/घंटा) × 60)/कक्ष आयतन (एम वास्तव में)

Wiskind की इंजीनियरिंग टीम इस गणना को सटीक रूप से साफ कमरे हवा का प्रवाह लेआउट नियामक मानकों और परिचालन क्षमता दोनों लक्ष्यों को पूरा करने के लिए लागू करता है. उदाहरण के लिए, आईएसओ वर्ग 7 मानकों के लिए 100 एम, की मात्रा के साथ एक क्लीनरूम, जिसमें 50 AH की आवश्यकता होती है, को लगभग 83.3 एम प्रति मिनट की क्लीनरूम वायु प्रवाह दर की आवश्यकता होगी।

भाग दो: सफाई कक्ष वायु प्रवाह पैटर्न के प्रकार और उन्हें चुनने के लिए कैसे।

सही क्लीनरूम वायु प्रवाह पैटर्न का चयन क्लीनरूम लेआउट डिजाइन में एक महत्वपूर्ण निर्णय है। विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम संदूषण नियंत्रण प्राप्त करने के लिए विभिन्न स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह रणनीतियों की आवश्यकता होती है। उद्योग की उत्तम प्रथाओं के आधार पर, स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह संरूप आम तौर पर तीन मुख्य श्रेणियों में आते हैं।

2.1 यूनिडायरेक्शनल क्लीनरूम एयरफ्लो

यूनिडायरेक्शनल क्लीनरूम एयरफ्लो जिसे आमतौर पर लामिनर फ्लो कहते हैं, उच्चतम स्तर के संदूषण नियंत्रण को उपलब्ध कराता है। इस स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह विन्यास में, वायु समानांतर धाराओं में एक समान वेग पर चलती है, जो संवेदनशील उत्पादन क्षेत्रों से कुशलतापूर्वक कणों को साफ करती है।

• ऊर्ध्वाधर लामिना क्लीनरूम एयरफ्लो: छत पर हेपा या अल्पा फिल्टर से आपूर्ति और मंजिल के माध्यम से समाप्त हो गया।

• क्षैतिज लामिना क्लीनरूम एयरफ्लो: एक दीवार से आपूर्ति और विपरीत दीवार के माध्यम से समाप्त हो गया।

यह क्लीनरूम एयरफ्लो पैटर्न आमतौर पर आईएसओ 5 तथा उच्च-श्रेणी के क्लीनरूम में इस्तेमाल किया जाता है।

2.2 गैर यूनिडायरेक्शनल क्लीनरूम वायु प्रवाह (अशांत प्रवाह)

नॉन यूनिडायरेक्शनल क्लीनरूम एयरफ्लो हवा के मिश्रण और प्रदूषण को कम करने के लिए लगातार हवा के बदलावों पर निर्भर करता है। जबकि लामिनार क्लीनरूम एयरफ्लो की तुलना में कम जानकारी उपलब्ध है, लेकिन यह तरीका मध्यम सफाई आवश्यकताओं वाले आवेदनों के लिए लागत प्रभावी समाधान प्रदान करता है।

• अशांत सफाई कक्ष वायु प्रवाह: हवा की आपूर्ति और पूरे कमरे में मिश्रित किया जाता है, जिससे वायु प्रवाह के कम सहज मार्ग बनते हैं।

इस प्रकार के क्लीन रूम वायु प्रवाह का उपयोग आमतौर पर आईएसओ कक्षा 7 और आईएसओ कक्षा 8 वातावरण में किया जाता है।

2.3 मिश्रित क्लीनरूम एयरफ्लो/ज़ोन लामिना का प्रवाह।

मिश्रित क्लीनरूम वायु प्रवाह तंत्र, संकटग्रस्त क्षेत्रों में लामिना के वायु प्रवाह को जोड़ती है जिसके साथ आसपास के क्षेत्रों में अशांत वायु प्रवाह होता है। यह संकर क्लीनरूम एयरफ्लो कार्यनीति संदूषण के उच्च नियंत्रण को लागत और ऊर्जा दक्षता के साथ संतुलित करती है।

• ज़ोन क्लीनरूम एयरफ्लो: लामिना का एयरफ्लो एक अशांत पृष्ठभूमि में प्रमुख प्रक्रिया क्षेत्रों की सुरक्षा करता है।

वाइवेन वी, जिसे बुद्धिमान तरीके से साफ कमरे में हवा का प्रवाह चुनने के लिए स्वच्छता की जरूरतों, बजट बाधाओं और भविष्य में स्केलेबिलिटी को संतुलित करने की आवश्यकता होती है। एक अच्छी तरह से नियोजित क्लीनरूम एयरफ्लो लेआउट वर्तमान संचालन और भविष्य के दोनों विस्तार का समर्थन करना चाहिए।

भाग 3: स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह लेआउट डिजाइन में प्रमुख विचार

स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह लेआउट डिजाइन केवल वायु प्रवाह पैटर्न से परे फैली हुई है इसके लिए समग्र दृष्टिकोण की आवश्यकता है जो ज़ोनिंग, कार्मिक आंदोलन, उपकरण स्थानन और एचवीएसी प्रणालियों को एकत्रीय क्लीनरूम एयरफ्लो कार्यनीति में एकीकृत करे।

3.1 क्लीनरूम ज़ोनिंग और दबाव कैस्केड डिजाइन।

दिशात्मक सफाई कक्ष वायु प्रवाह को बनाए रखने के लिए एक दाब झरना मूल है। स्वच्छ क्षेत्रों से वायु प्रवाह को कम स्वच्छ क्षेत्रों में ले जाने से संदूषण के पारगमन को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जाता है।

• दबाव कैस्केड डिजाइन: उच्च श्रेणी के क्षेत्रों से बाहर साफ

3.2 कर्मियों और क्लीनरूम एयरफ्लो पर सामग्री का प्रवाह प्रभाव।

अनुचित कर्मियों या सामग्री प्रवाह क्लीनरूम एयरफ्लो को बाधित कर सकता है और संदूषण को पेश कर सकता है।

• कार्मिक प्रवाह: उचित एयरलॉक्स के साथ निम्न श्रेणी से उच्च श्रेणी के क्षेत्र में जाना चाहिए।

• सामग्री प्रवाह: → सफाई → हस्तांतरण → भंडारण → तैयारी → प्रसंस्करण।

अच्छी तरह से परिभाषित प्रवाह पथ साफ

3.3 आपूर्ति और वापसी हवा डिजाइन

सप्लाई की नियुक्ति और वापसी एयर आउटलेट क्लीनरूम वायु प्रवाह की प्रभावशीलता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

• लामिनार क्लीनरूम एयरफ्लो सिस्टम: हेपा/यूएलपीए फिल्टर आमतौर पर छत के 60%

• अशांत क्लीनरूम एयरफ्लो सिस्टम: फिल्टर कवरेज आमतौर पर 20%

उचित आउटलेट स्थिति एक समान साफ कमरे वायु प्रवाह सुनिश्चित करता है और मृत क्षेत्र को कम करता है।

3.4 उपकरण लेआउट और क्लीनरूम एयरफ्लो विघटन

कम उपकरण स्थापन क्लीनरूम वायु प्रवाह, अशांति या स्थिर क्षेत्रों के साथ हस्तक्षेप कर सकता है। बड़े उपकरणों की जगह प्राथमिक क्लीनरूम एयरफ्लो मार्गों के अनुरूप होनी चाहिए तथा दीवारों और वायु प्रवाह मार्गों से 18-24 इंच की दूरी बनाये रखनी चाहिए।

क्लीन रूम एयरफ्लो के साथ 3.5 एचवीएसी सिस्टम एकीकरण

एचवीएसी तंत्र स्वच्छ कक्ष वायु प्रवाह नियंत्रण की रीढ़ है. वायु प्रवाह की मात्रा, छानने की क्षमता, तापमान नियंत्रण, और आर्द्रता की आवश्यकता के आधार पर वायु संचालन इकाइयों (एएचयूएस) का चयन किया जाना चाहिए.

एक सामान्य आईएसओ क्लास 7 क्लीनरूम एयरफ्लो सिस्टम 10,000-50,000 सीएफएम नियंत्रित कर सकता है, जिसमें 30%-40% ताज़ी हवा होगी। संदूषण नियंत्रण बनाए रखने के साथ ही आपके नियंत्रण में 15-25% तक ऊर्जा की खपत कम हो सकती है।

भाग-4: साफ-कक्ष वायु प्रवाह डिजाइन में क्रास इंडस्ट्री केस स्टड़ीज़

केस स्टडी 1: सड़न रोकनेवाला दवा उत्पादन

ईयू जीएमपी मानकों के लिए एक दवा सुविधा के लिए, क्लीनरूम एयर फ्लो डिजाइन में आईएसओ कक्षा 5 क्षेत्रों में उर्ध्व लामिना का हवा का प्रवाह और आईएसओ कक्षा 7 समर्थन क्षेत्रों में अशांत वायु प्रवाह शामिल है। आसन्न कमरों के बीच स्थिर स्वच्छ कमरे का वायु प्रवाह बनाए रखने के लिए दाब अंतरालों पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण किया गया।

केस स्टडी 2: इलेक्ट्रॉनिक्स माइक्रोफैब्रिकेशन।

एक अर्धचालक विनिर्माण सुविधा में आईएसओ वर्ग 4 सफाई की आवश्यकता होती है, शुभचिंतक ने 500 एच से अधिक खड़ी लामिना का वायु प्रवाह के साथ एक उच्च प्रदर्शन सफाई कक्ष वायु प्रवाह समाधान लागू किया। उन्नत माइक्रोफैब्रिकेशन प्रक्रियाओं के लिए अति स्थिर साफ कक्ष वायु प्रवाह को बनाए रखते हुए डिजाइन सुनिश्चित तापमान नियंत्रण (±0.1 डिग्री C).