स्वच्छ खोली म्हणजे काय?

स्वच्छ खोलीचा आढावा

स्वच्छ खोल्या (क्लीन रूम्स) जवळजवळ प्रत्येक उद्योगात वापरल्या जातात, जिथे लहान कण उत्पादन प्रक्रियेवर प्रतिकूल परिणाम करू शकतात. त्या आकार आणि जटिलतेनुसार भिन्न असतात आणि सेमीकंडक्टर उत्पादन, औषधनिर्माण, बायोटेक, वैद्यकीय उपकरणे आणि जीवन विज्ञान यांसारख्या उद्योगांमध्ये, तसेच एरोस्पेस, ऑप्टिक्स, लष्करी आणि ऊर्जा विभागात सामान्य असलेल्या महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया उत्पादनामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात.

स्वच्छ खोली (क्लीन रूम) ही एक अशी बंदिस्त जागा आहे, जिथे सूक्ष्म कणांमुळे होणारे प्रदूषण कमी करण्यासाठी आणि तापमान, आर्द्रता व दाब यांसारख्या इतर पर्यावरणीय घटकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी तरतूद केलेली असते. याचा मुख्य घटक म्हणजे 'हाय एफिशियन्सी पार्टिक्युलेट एअर' (HEPA) फिल्टर, जो ०.३ मायक्रॉन आणि त्याहून मोठ्या आकाराचे कण अडकवण्यासाठी वापरला जातो. स्वच्छ खोलीत पोहोचणारी सर्व हवा HEPA फिल्टरमधून जाते आणि काही प्रकरणांमध्ये, जिथे अत्यंत कडक स्वच्छतेची आवश्यकता असते, तिथे 'अल्ट्रा लो पार्टिक्युलेट एअर' (ULPA) फिल्टर वापरले जातात.
स्वच्छ खोल्यांमध्ये काम करण्यासाठी निवडलेल्या कर्मचाऱ्यांना प्रदूषण नियंत्रण सिद्धांताचे सखोल प्रशिक्षण दिले जाते. ते एअरलॉक, एअर शॉवर आणि/किंवा गाउनिंग रूममधून स्वच्छ खोलीत प्रवेश करतात आणि बाहेर पडतात, आणि त्यांना त्वचा व शरीरातून नैसर्गिकरित्या निर्माण होणारे प्रदूषक अडकवण्यासाठी तयार केलेले विशेष कपडे घालणे बंधनकारक असते.
खोलीचे वर्गीकरण किंवा कार्यावर अवलंबून, कर्मचाऱ्यांचा पोशाख केवळ लॅब कोट आणि हेअरनेटपुरता मर्यादित असू शकतो, किंवा स्वयंपूर्ण श्वसन उपकरणासह अनेक पदरी बनी सूटमध्ये पूर्णपणे गुंडाळण्याइतका व्यापक असू शकतो.
स्वच्छ खोलीतील कपड्यांचा वापर परिधान करणाऱ्याच्या शरीरातून पदार्थ बाहेर पडून पर्यावरणाचे प्रदूषण होण्यापासून रोखण्यासाठी केला जातो. कर्मचाऱ्यांकडून होणारे पर्यावरणाचे प्रदूषण टाळण्यासाठी, स्वच्छ खोलीतील कपड्यांमधून स्वतः कण किंवा तंतू बाहेर पडता कामा नयेत. उदाहरणार्थ, सेमीकंडक्टर आणि औषधनिर्माण उद्योगांमध्ये या प्रकारच्या कर्मचारी प्रदूषणामुळे उत्पादनाची कार्यक्षमता कमी होऊ शकते आणि आरोग्यसेवा उद्योगात वैद्यकीय कर्मचारी व रुग्ण यांच्यात संसर्ग पसरू शकतो.
क्लीन रूमच्या कपड्यांमध्ये बूट, शूज, ॲप्रन, दाढीचे आवरण, बुफांट कॅप, कव्हरऑल, फेस मास्क, फ्रॉक/लॅब कोट, गाऊन, ग्लोव्ह आणि फिंगर कव्हर, हेअरनेट, हूड, स्लीव्हज आणि शू कव्हर यांचा समावेश असतो. वापरल्या जाणाऱ्या क्लीन रूमच्या कपड्यांचा प्रकार हा क्लीन रूम आणि उत्पादनाच्या वैशिष्ट्यांनुसार असावा. निम्न-स्तरीय क्लीन रूममध्ये फक्त विशेष शूजची आवश्यकता असू शकते, ज्यांचे तळवे पूर्णपणे गुळगुळीत असावेत आणि ज्यामुळे धूळ किंवा घाण आत येणार नाही. तथापि, शूजच्या तळव्यांमुळे घसरण्याचा धोका निर्माण होता कामा नये, कारण सुरक्षिततेला नेहमीच प्राधान्य दिले जाते. क्लीन रूममध्ये प्रवेश करण्यासाठी सहसा क्लीन रूम सूट आवश्यक असतो. क्लास १०,००० क्लीन रूममध्ये साधे स्मॉक, हेड कव्हर आणि बूटीज वापरले जाऊ शकतात. क्लास १० क्लीन रूमसाठी, झिप असलेला कव्हरऑल, बूट, ग्लोव्हज आणि संपूर्ण रेस्पिरेटर एन्क्लोजरसह गाऊन घालण्याची काळजीपूर्वक प्रक्रिया आवश्यक आहे.

स्वच्छ खोलीतील हवेच्या प्रवाहाची तत्त्वे

स्वच्छ खोल्यांमध्ये (क्लीन रूम्स) लॅमिनार किंवा टर्ब्युलंट वायुप्रवाहाच्या तत्त्वांचा वापर करून HEPA किंवा ULPA फिल्टर्सच्या साहाय्याने कणरहित हवा राखली जाते. लॅमिनार, किंवा एकदिशीय, वायुप्रवाह प्रणाली फिल्टर केलेली हवा एका स्थिर प्रवाहाच्या रूपात खाली निर्देशित करतात. सतत एकदिशीय प्रवाह राखण्यासाठी लॅमिनार वायुप्रवाह प्रणाली सामान्यतः छताच्या १००% भागावर वापरल्या जातात. लॅमिनार प्रवाहाचे निकष सामान्यतः पोर्टेबल वर्क स्टेशन्समध्ये (LF हूड्स) नमूद केलेले असतात आणि ISO-1 ते ISO-4 वर्गीकृत स्वच्छ खोल्यांमध्ये ते अनिवार्य आहेत.
योग्य क्लीन रूम डिझाइनमध्ये संपूर्ण हवा वितरण प्रणालीचा समावेश असतो, ज्यामध्ये प्रक्रियेच्या खालच्या बाजूस पुरेशा एअर रिटर्न्सची तरतूद असते. व्हर्टिकल फ्लो रूममध्ये, याचा अर्थ झोनच्या परिघाभोवती कमी उंचीच्या भिंतीवरील एअर रिटर्न्सचा वापर करणे होय. हॉरिझॉन्टल फ्लो ॲप्लिकेशन्समध्ये, प्रक्रियेच्या खालच्या सीमेवर एअर रिटर्न्सचा वापर करणे आवश्यक असते. छतावर बसवलेल्या एअर रिटर्न्सचा वापर करणे हे योग्य क्लीन रूम सिस्टीम डिझाइनच्या विरुद्ध आहे.

स्वच्छ खोलीचे वर्गीकरण

स्वच्छ खोल्यांचे वर्गीकरण हवा किती स्वच्छ आहे यावर आधारित असते. अमेरिकेच्या फेडरल स्टँडर्ड २०९ (ए ते डी) मध्ये, एका घनफूट हवेतील ०.५µm किंवा त्याहून मोठ्या कणांची संख्या मोजली जाते आणि या संख्येचा उपयोग स्वच्छ खोलीचे वर्गीकरण करण्यासाठी केला जातो. ही मेट्रिक नामपद्धती स्टँडर्डच्या सर्वात नवीन २०९ई आवृत्तीमध्ये देखील स्वीकारली आहे. फेडरल स्टँडर्ड २०९ई देशांतर्गत वापरले जाते. आंतरराष्ट्रीय मानक संस्थेचे टीसी २०९ हे नवीन मानक आहे. दोन्ही मानके प्रयोगशाळेतील हवेत आढळणाऱ्या कणांच्या संख्येनुसार स्वच्छ खोलीचे वर्गीकरण करतात. स्वच्छ खोली वर्गीकरण मानके एफएस २०९ई आणि आयएसओ १४६४४-१ नुसार, स्वच्छ खोली किंवा स्वच्छ क्षेत्राच्या स्वच्छतेच्या पातळीचे वर्गीकरण करण्यासाठी विशिष्ट कण संख्या मोजमाप आणि गणना आवश्यक असते. यूकेमध्ये, स्वच्छ खोल्यांचे वर्गीकरण करण्यासाठी ब्रिटिश स्टँडर्ड ५२९५ वापरले जाते. या मानकाची जागा लवकरच बीएस ईएन आयएसओ १४६४४-१ घेणार आहे.
स्वच्छ खोल्यांचे वर्गीकरण हवेच्या प्रति घनफळात परवानगी असलेल्या कणांची संख्या आणि आकारानुसार केले जाते. "क्लास 100" किंवा "क्लास 1000" सारखे मोठे आकडे FED_STD-209E चा संदर्भ देतात आणि हवेच्या प्रति घनफूटात परवानगी असलेल्या 0.5 µm किंवा त्याहून मोठ्या आकाराच्या कणांची संख्या दर्शवतात. हे मानक अंतर्वेशनास (interpolation) देखील परवानगी देते, त्यामुळे उदाहरणार्थ "क्लास 2000" असे वर्णन करणे शक्य आहे.
लहान संख्या ISO 14644-1 मानकांचा संदर्भ देतात, जे हवेच्या प्रति घनमीटरमध्ये परवानगी असलेल्या 0.1 µm किंवा त्याहून मोठ्या कणांच्या संख्येचा दशांश लॉगरिथम निर्दिष्ट करतात. म्हणून, उदाहरणार्थ, एका ISO वर्ग 5 स्वच्छ खोलीत प्रति m³ जास्तीत जास्त 10⁵ = 100,000 कण असतात.
FS 209E आणि ISO 14644-1 दोन्ही कणांचा आकार आणि कणांची घनता यांच्यात लॉग-लॉग संबंध असल्याचे गृहीत धरतात. त्यामुळे, कणांची घनता शून्य असणे शक्य नाही. सामान्य खोलीतील हवा अंदाजे वर्ग १,०००,००० किंवा ISO ९ ची असते.

आयएसओ १४६४४-१ स्वच्छ खोली मानके