تصنيف الغرف النظيفة: دليل شامل للتصميم والصيانة

المقدمة

الغرف النظيفة (Cleanrooms) هي بيئات يتم التحكم فيها بدقة، وتستخدم بشكل رئيسي في الصناعات المتقدمة مثل الأدوية، الإلكترونيات، الطب، الطيران، والتكنولوجيا الحيوية. في هذه البيئات، يتم ضبط مستويات الجسيمات العالقة في الهواء، درجة الحرارة، الرطوبة، وحتى ضغط الهواء بدقة لمنع التلوث وتأثيره السلبي على العمليات والمنتجات. لضمان الأداء الأمثل لهذه الغرف، يتم تصنيفها وفقًا لمعايير محددة.

يُعد تصنيف الغرف النظيفة أحد المبادئ الأساسية في تصميمها وبنائها، حيث يحدد درجة نقاء الهواء داخلها. هذا التصنيف ضروري لضمان بيئة مثالية للعمليات الإنتاجية الحساسة. على سبيل المثال، في الصناعات الدوائية وإنتاج المعدات الطبية، يمكن أن تؤثر الجسيمات الصغيرة العالقة بشكل كبير على جودة المنتج النهائي. لذلك، يتم تصميم تصنيف الغرف النظيفة لتوفير مستوى النظافة المطلوب لكل صناعة.

أنواع تصنيفات الغرف النظيفة

يعد تصنيف الغرف النظيفة من أهم المراحل في تصميم هذه البيئات، ويتم عادةً وفقًا للمعايير الدولية، وأحد أهمها معيار ISO 14644-1. يحدد هذا المعيار عدد الجسيمات العالقة في الهواء بناءً على أحجام مختلفة، مما يسمح بتصنيف الغرف وفقًا لمستويات نقائها.

تصنيف الفئة 1

تُعد هذه الفئة الأكثر نقاءً، حيث تُستخدم في العمليات التي تتطلب أقصى درجات النظافة. في الغرف النظيفة من الفئة 1، يجب ألا يتجاوز عدد الجسيمات العالقة التي يقل حجمها عن 0.1 ميكرومتر (Micrometer) جسيمًا واحدًا لكل متر مكعب من الهواء. تُستخدم هذه الفئة في صناعات مثل إنتاج أشباه الموصلات، تصنيع الأدوية المعقمة، والتطبيقات الطبية الدقيقة.

تصنيف الفئة 10

يستخدم هذا التصنيف في الصناعات التي تتطلب مستويات عالية من النظافة، ولكن ليست بنفس دقة الفئة 1. في هذه الغرف، يجب ألا يتجاوز عدد الجسيمات العالقة 10 جسيمات لكل قدم مكعب من الهواء. تُستخدم هذه الفئة في تصنيع الدوائر الإلكترونية والرقائق الحاسوبية، حيث يمكن أن تؤثر حتى الجسيمات الدقيقة جدًا على أداء المكونات.

تصنيف الفئة 100

تُستخدم الغرف النظيفة من الفئة 100 في الصناعات الدوائية والتكنولوجيا الحيوية حيث يتم التحكم في مستويات التلوث. يجب ألا يتجاوز عدد الجسيمات العالقة 100 جسيم لكل قدم مكعب من الهواء. تُستخدم هذه الغرف في عمليات مثل تعبئة الأدوية وتصنيع المكونات الصناعية.

تصنيف الفئتين 1000 و10000

تُستخدم هذه الفئات في الصناعات العامة التي تتطلب تحكمًا أقل في التلوث. يتم استخدام الغرف النظيفة من الفئة 1000 و10000 في إنتاج المنتجات الاستهلاكية، تعبئة المواد الغذائية، وغيرها من العمليات الصناعية واسعة النطاق. يجب ألا يتجاوز عدد الجسيمات العالقة 1000 جسيم و10000 جسيم لكل قدم مكعب من الهواء.

العوامل المؤثرة في اختيار تصنيف الغرف النظيفة

نوع الصناعة

تتطلب الصناعات التي تحتاج إلى دقة أعلى، مثل الأدوية والمعدات الطبية، غرف نظيفة بتصنيفات أعلى (مثل الفئتين 1 و10) لضمان الامتثال للمعايير الصحية الصارمة.

نوع العملية

كل عملية إنتاجية لها متطلبات مختلفة تحدد مستوى تصنيف الغرفة النظيفة. على سبيل المثال، في صناعة الرقائق الإلكترونية، يمكن أن تتسبب أي جسيمات دقيقة في حدوث مشكلات في الأداء، مما يجعل استخدام الغرف النظيفة من الفئة 1 أو 10 أمرًا ضروريًا.

التكلفة

يؤثر اختيار تصنيف الغرفة النظيفة بشكل كبير على التكلفة، حيث تتطلب الفئات الأعلى أنظمة تهوية وترشيح متقدمة، مما يزيد من التكاليف التشغيلية.

عملية تصميم الغرف النظيفة وفقًا للتصنيف

1. التقييم والاستشارة

يبدأ التصميم بتقييم احتياجات العميل، حيث يتم تحليل متطلبات الصناعة، عمليات الإنتاج، والمعايير الصحية لضمان اختيار أفضل تصميم للغرفة النظيفة.

2. تصميم المساحة

يتم تصميم الغرف النظيفة لتوفير بيئة مثالية للعمليات الإنتاجية، مع الأخذ في الاعتبار أنظمة التهوية، مرشحات الهواء (Air Filters)، توزيع الأبواب والنوافذ، وتخطيط المعدات لضمان الحد الأدنى من التلوث.

3. اختيار المعدات والمواد

تتطلب الغرف النظيفة مرشحات هواء متقدمة مثل HEPA (High Efficiency Particulate Air) وULPA (Ultra Low Penetration Air) لتنقية الهواء من الجسيمات الدقيقة.

4. أنظمة التهوية والترشيح

يجب أن تكون أنظمة التهوية قادرة على تدوير الهواء النظيف بفعالية، حيث تستخدم الغرف النظيفة ذات التصنيف العالي مرشحات HEPA وULPA التي تزيل ما يصل إلى 99.97٪ من الجسيمات الدقيقة التي يصل حجمها إلى 0.3 ميكرومتر.

الخاتمة

يعد تصنيف الغرف النظيفة عنصرًا أساسيًا في تصميمها، حيث يساعد في ضمان بيئة خالية من التلوث وفقًا لمتطلبات كل صناعة. تلعب المعايير الدولية دورًا حيويًا في تحديد مستويات النقاء المطلوبة، ويعتمد تحقيق الأداء الأمثل على استخدام المعدات والتصميم المناسب.