Thiết kế phòng sạch

Thiết kế phòng sạch là quá trình xây dựng không gian kiểm soát chặt chẽ bụi, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và vi sinh vật, đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn ISO, GMP hoặc HACCP để phục vụ sản xuất và nghiên cứu trong dược phẩm, điện tử, thực phẩm và y tế. Đây là bước quan trọng quyết định đến hiệu quả vận hành, chi phí duy trì và tuổi thọ công trình.

Về tiêu chuẩn, phòng sạch thường dựa trên ISO 14644-1 phân loại cấp độ sạch theo nồng độ hạt bụi, tiêu chuẩn GMP - thực hành sản xuất tốt và QCVN dành riêng cho các ngành đặc thù. Tiêu chuẩn này quy định chi tiết yêu cầu về lưu lượng gió, tốc độ thay đổi không khí, áp suất dương và vật liệu hoàn thiện.

Quy trình thiết kế gồm các bước: khảo sát và đánh giá nhu cầu, phân tích dây chuyền công nghệ, lập sơ đồ phân luồng di chuyển, tính toán tải lạnh – cấp gió, chọn thiết bị (lọc HEPA, FFU, pass box, air shower…), dựng bản vẽ 2D–3D và hoàn thiện hồ sơ thiết kế thi công chi tiết.

Giải pháp toàn diện từ FDI Care cung cấp trọn gói: khảo sát, tư vấn tiêu chuẩn, thiết kế bản vẽ phòng sạch, thi công đúng kỹ thuật, lắp đặt thiết bị, kiểm tra nghiệm thu và bảo trì định kỳ. Đặc biệt, FDI Care cam kết giá tiết kiệm hơn thị trường đến 20%, đảm bảo công trình đạt chuẩn quốc tế, vận hành ổn định và dễ dàng mở rộng theo nhu cầu phát triển.

Bài viết liên quan:

• Thi công phòng sạch: Quy trình chuẩn, Yêu cầu kỹ thuật, Đảm bảo chất lượng
• Cleanroom: Khái Niệm, Tiêu Chuẩn, Cấu Tạo, Phân Loại Và Ứng Dụng Trong Các Ngành Công Nghiệp

1. Phòng sạch là gì và vai trò cốt lõi trong sản xuất hiện đại?

Phòng sạch là một môi trường kỹ thuật được thiết kế và xây dựng đặc biệt, trong đó nồng độ các hạt bụi lơ lửng trong không khí, cùng các yếu tố khác như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất, được kiểm soát và duy trì ở một giới hạn cực kỳ nghiêm ngặt. Vai trò cốt lõi và không thể thay thế của phòng sạch là tạo ra một môi trường sản xuất hoặc nghiên cứu siêu sạch, giúp ngăn ngừa và giảm thiểu tối đa các tác nhân gây ô nhiễm có thể làm hỏng sản phẩm, sai lệch kết quả hoặc gây nguy hại đến sức khỏe.

Trong thực tế, một phòng sạch không chỉ đơn thuần là một căn phòng "sạch sẽ". Nó là một hệ thống phức tạp, được ví như một "bộ lọc khổng lồ" hoạt động liên tục để bảo vệ các quy trình nhạy cảm. Nếu không có phòng sạch, các vi mạch điện tử có thể bị hỏng chỉ vì một hạt bụi nhỏ, dẫn đến tổn thất hàng triệu đô la. Tương tự, các sản phẩm dược phẩm, vắc-xin có thể bị nhiễm khuẩn gây nguy hiểm cho người bệnh, hoặc các kết quả nghiên cứu khoa học có thể bị sai lệch hoàn toàn. Chính vì vậy, việc đầu tư vào một phòng sạch đạt chuẩn là một yêu cầu sống còn và bắt buộc đối với nhiều ngành công nghiệp hiện đại.

2. Các tiêu chuẩn phòng sạch phổ biến nhất hiện nay

Các tiêu chuẩn phòng sạch phổ biến hiện nay bao gồm tiêu chuẩn quốc tế ISO 14644-1, tiêu chuẩn GMP trong ngành dược phẩm thực phẩm. Cụ thể như sau:

Tiêu chuẩn quốc tế ISO 14644-1

ISO 14644-1 là bộ tiêu chuẩn quốc tế đang được áp dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới để phân loại độ sạch của không khí. Tiêu chuẩn này phân loại phòng sạch thành 9 cấp độ, từ ISO 1 (sạch nhất) đến ISO 9 (ít sạch nhất), dựa trên giới hạn tối đa cho phép của nồng độ các hạt bụi có kích thước cụ thể trong một mét khối không khí. Ví dụ, một phòng sạch đạt chuẩn ISO Class 7, thường được ứng dụng trong ngành sản xuất dược phẩm, thực phẩm, phải đảm bảo có ít hơn 352,000 hạt có kích thước từ 0.5 micron trở lên trong mỗi mét khối không khí.

Tiêu chuẩn GMP – yêu cầu bắt buộc cho ngành dược phẩm, mỹ phẩm

GMP hay Thực hành tốt sản xuất là một hệ thống tiêu chuẩn bắt buộc trong ngành sản xuất dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng. GMP đưa ra các quy định riêng về cấp độ sạch cho từng khu vực sản xuất, thường được phân loại từ cấp độ A, B, C, và D, trong đó cấp A là cấp độ yêu cầu vô trùng cao nhất, thường tương đương với ISO Class 5.

3. Các nguyên tắc vàng trong thiết kế phòng sạch

Một bản thiết kế phòng sạch hiệu quả phải tuân thủ các nguyên tắc cốt lõi về kiểm soát dòng khí, chênh lệch áp suất và bố trí mặt bằng để ngăn ngừa ô nhiễm một cách tối đa. Các nguyên tắc này bao gồm việc tạo ra dòng khí một chiều, duy trì áp suất dương, và bố trí các phòng đệm một cách khoa học. Cụ thể như sau:

• Nguyên tắc dòng khí một chiều (Unidirectional Airflow): Thiết kế phải tạo ra một dòng khí di chuyển theo một hướng xác định, thường là từ trần xuống sàn (dòng chảy tầng) hoặc từ khu vực sạch hơn sang khu vực kém sạch hơn (dòng chảy rối). Dòng khí này có vai trò như một chiếc "chổi" liên tục "quét" các hạt bụi phát sinh trong phòng ra khỏi khu vực làm việc và đưa chúng về các bộ lọc.
• Nguyên tắc chênh lệch áp suất: Áp suất không khí bên trong phòng sạch phải luôn được duy trì cao hơn so với áp suất ở các khu vực xung quanh. Điều này tạo ra một "hàng rào" áp suất vô hình, ngăn không cho không khí bẩn và bụi từ bên ngoài có thể tràn vào mỗi khi cửa được mở ra.
• Nguyên tắc bố trí các phòng đệm (Airlock): Các lối ra vào của khu vực phòng sạch phải được thiết kế qua các phòng đệm (airlock) hoặc buồng thổi khí (air shower). Các không gian trung gian này đóng vai trò như một "chốt chặn", giúp làm sạch bụi bẩn trên người và quần áo của nhân viên trước khi họ bước vào môi trường sản xuất sạch.

4. Các hệ thống kỹ thuật cốt lõi trong thiết kế phòng sạch

Một phòng sạch hoàn chỉnh được cấu thành từ nhiều hệ thống kỹ thuật phức tạp, hoạt động đồng bộ để tạo ra một môi trường được kiểm soát tuyệt đối. Các hệ thống này bao gồm hệ thống HVAC chuyên dụng, hệ thống kết cấu bao che, hệ thống cửa và các hệ thống phụ trợ khác. Cụ thể như sau:

Hệ thống HVAC – trái tim của phòng sạch

Hệ thống xử lý không khí (HVAC) là "trái tim" và là bộ phận đắt giá nhất của một phòng sạch. Nó không chỉ có nhiệm vụ kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm mà quan trọng nhất là kiểm soát độ sạch của không khí. Không khí sẽ được lọc qua nhiều cấp, cuối cùng là qua các bộ lọc hiệu suất cao HEPA (loại bỏ 99.97% các hạt từ 0.3 micron) hoặc ULPA (hiệu quả cao hơn nữa) trước khi được cấp vào phòng, đảm bảo không khí đầu vào siêu sạch.

Hệ thống kết cấu bao che (Panel, sàn)

Vật liệu sử dụng để xây dựng phòng sạch phải là loại không phát sinh bụi, không bám bụi và dễ vệ sinh. Tường và trần của phòng sạch thường được lắp ghép từ các tấm panel chuyên dụng (PU, EPS...), có bề mặt phẳng, nhẵn, được sơn tĩnh điện. Sàn nhà thường được phủ một lớp vinyl chống tĩnh điện hoặc sơn epoxy tự san phẳng, tạo ra một bề mặt liền mạch, không có đường ron.

Hệ thống cửa và các phòng đệm (Airlock/Air shower)

Cửa phòng sạch phải là loại cửa kín, không có khe hở và thường được trang bị hệ thống khóa liên động (interlock) để đảm bảo hai cửa của một phòng đệm không bao giờ được mở cùng một lúc. Các khu vực có cấp độ sạch cao thường có các buồng thổi khí (air shower) ở lối ra vào để dùng các luồng khí áp suất cao thổi bay mọi hạt bụi bám trên người nhân viên.

5. Vật tư và trang bị thiết yếu trong phòng sạch

Để duy trì độ sạch, mọi vật dụng và con người khi vào phòng sạch đều phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt và sử dụng các trang thiết bị, vật tư chuyên dụng.

Quần áo phòng sạch và bảo hộ cá nhân

Quần áo phòng sạch là một hệ thống trang phục kỹ thuật, đóng vai trò là rào cản chính ngăn chặn các hạt ô nhiễm từ cơ thể người phát tán ra môi trường. Chúng được làm từ vải polyester dệt liền khối, có khả năng chống tĩnh điện, không phát sinh xơ vải. Một bộ trang phục đầy đủ thường bao gồm bộ áo liền quần, mũ trùm đầu, khẩu trang chuyên dụng, và giày hoặc bao giày phòng sạch.

Găng tay phòng sạch và các vật tư tiêu hao khác

Găng tay phòng sạch được thiết kế đặc biệt để có độ sạch cao, không phát sinh bụi và không chứa các hóa chất có thể gây nhiễm bẩn cho sản phẩm. Các loại vật tư phòng sạch khác như khăn lau chuyên dụng, giấy không bụi, thảm dính bụi... cũng phải là loại được kiểm soát chặt chẽ về khả năng phát sinh bụi.

Giải pháp kiểm soát và chống tĩnh điện

Trong các ngành sản xuất điện tử, việc chống tĩnh điện là một yêu cầu sống còn để bảo vệ các linh kiện siêu nhạy cảm. Mọi thứ trong khu vực này, từ sàn nhà, bàn ghế, quần áo, găng tay cho đến các dụng cụ, đều phải có khả năng chống tĩnh điện. Nhân viên thường phải đeo các vòng đeo tay nối đất để liên tục trung hòa các điện tích phát sinh trên cơ thể.

6. FDI Care – đơn vị thiết kế phòng sạch uy tín và chuyên nghiệp

Với các yêu cầu kỹ thuật phức tạp và tiêu chuẩn khắt khe, việc lựa chọn một đơn vị thiết kế phòng sạch có năng lực và kinh nghiệm chuyên sâu như FDI Care là yếu tố quyết định đến sự thành công của dự án.

Tại sao nên lựa chọn FDI Care?

Lựa chọn FDI Care, quý doanh nghiệp sẽ nhận được một giải pháp toàn diện, được bảo chứng bởi chuyên môn và uy tín đã được khẳng định.

• Thiết kế chuyên sâu bởi đội ngũ 10+ năm kinh nghiệm: Toàn bộ bản vẽ thiết kế được thực hiện bởi đội ngũ kiến trúc sư và kỹ sư của chúng tôi với hơn 10 năm kinh nghiệm chuyên sâu trong lĩnh vực thiết kế phòng sạch cho các nhà máy FDI tại Việt Nam.
• Giải pháp toàn diện từ thiết kế đến cung cấp vật tư: Chúng tôi không chỉ cung cấp bản vẽ, mà còn tư vấn và cung cấp các hệ thống vật tư toàn diện, từ panel, hệ thống HVAC cho đến các loại vật tư phòng sạch tiêu hao như quần áo phòng sạch, găng tay phòng sạch và các giải pháp chống tĩnh điện.
• Quản lý thi công và bảo chứng chất lượng: Chúng tôi cung cấp dịch vụ quản lý và giám sát các đối tác thi công phòng sạch chuyên nghiệp mà chúng tôi có mối quan hệ chiến lược, đảm bảo dự án được thực hiện đúng thiết kế, đúng tiêu chuẩn và đúng tiến độ.

Minh chứng từ các đối tác của chúng tôi

Giám đốc một nhà máy FDI của Nhật Bản tại Hà Nội chia sẻ: "Dự án phòng sạch ISO 6 của chúng tôi có yêu cầu rất cao về kỹ thuật. FDI Care đã đưa ra một bản vẽ thiết kế rất chi tiết và tối ưu. Việc họ có thể cung cấp và tư vấn luôn cả các loại vật tư tiêu hao giúp chúng tôi tiết kiệm rất nhiều thời gian và đảm bảo sự đồng bộ. Rất chuyên nghiệp."

Lời kết: Thiết kế phòng sạch là một hạng mục đầu tư khoa học kỹ thuật phức tạp và có giá trị lớn. Việc hiểu rõ các tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật và lựa chọn một đối tác có năng lực, kinh nghiệm sẽ là sự đảm bảo vững chắc nhất cho sự thành công của dự án, góp phần tạo ra những sản phẩm chất lượng cao và nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp.