Phòng sạch

Hãy cùng Thái Quảng tìm hiểu từ A đến Z về phòng sạch, từ định nghĩa, cách thức hoạt động, đến những thách thức và giải pháp để duy trì một môi trường phòng sạch đạt tiêu chuẩn qua nội dung bên dưới nhé!

Phòng sạch là gì?

Phòng sạch (cleanroom) là một không gian đặc biệt được thiết kế để kiểm soát chặt chẽ mức độ ô nhiễm trong không khí; cụ thể là các hạt bụi, vi khuẩn, hoặc các chất gây ô nhiễm khác. Không giống như một căn phòng bình thường, phòng sạch được xây dựng với mục đích giữ cho nồng độ hạt bụi ở mức thấp nhất có thể, đồng thời kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Nghe thì có vẻ phức tạp, nhưng nói đơn giản thì đây là một "phòng siêu sạch" để bảo vệ các sản phẩm hoặc quy trình nhạy cảm.

Vai trò quan trọng của phòng sạch

Hãy tưởng tượng bạn đang sản xuất một con chip máy tính nhỏ xíu và chỉ cần một hạt bụi nhỏ rơi vào, mạch điện tử có thể bị hỏng. Hoặc trong ngành dược phẩm, nếu thuốc bị nhiễm vi khuẩn trong quá trình sản xuất, hậu quả sẽ rất nghiêm trọng. Phòng sạch chính là giải pháp để đảm bảo chất lượng và an toàn trong những tình huống như vậy.

Nói theo một cách quan trọng hóa một chút, nếu không có phòng sạch, có lẽ chúng ta sẽ không có những chiếc điện thoại thông minh mượt mà hay những viên thuốc an toàn như bây giờ!

Phòng sạch không chỉ là một "căn phòng sạch sẽ" theo nghĩa thông thường mà là một môi trường được kiểm soát khoa học. Nó giúp:

• Bảo vệ sản phẩm như ngăn ngừa bụi bẩn, vi khuẩn, hoặc các hạt nhỏ làm hỏng sản phẩm trong quá trình sản xuất.
• Đảm bảo môi trường an toàn, đặc biệt trong y tế và dược phẩm, nơi sự vô trùng là yếu tố sống còn.
• Đáp ứng tiêu chuẩn vì có nhiều ngành công nghiệp phải tuân thủ các quy định quốc tế nghiêm ngặt, trong đó phòng sạch là điều kiện bắt buộc.

Phân loại phòng sạch theo cấp độ

Không phải tất cả các phòng sạch đều giống như nhau, chúng được chia thành các cấp độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ sạch cần thiết.

Tùy vào nhu cầu mà người ta chọn cấp độ phù hợp để tối ưu chi phí, nâng cao hiệu quả làm việc và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Tiêu chuẩn phòng sạch phổ biến nhất để phân loại là ISO 14644-1, quy định số lượng hạt bụi tối đa cho phép trong một mét khối không khí. Cụ thể:

• ISO 1 là sạch nhất, gần như không có hạt bụi nào, thường dùng trong nghiên cứu công nghệ cao.
• ISO 5 phổ biến trong sản xuất vi mạch hoặc dược phẩm, cho phép một lượng rất nhỏ hạt bụi.
• ISO 7 thường thấy trong phòng thí nghiệm hoặc sản xuất thực phẩm.
• ISO 9 gần giống với môi trường bình thường, nhưng vẫn được kiểm soát.

Ví dụ: nếu bạn làm trong ngành bán dẫn, bạn cần phòng sạch ISO 5 hoặc cao hơn. Còn nếu chỉ sản xuất thực phẩm, ISO 7 có thể đủ rồi.

Phòng sạch được sử dụng ở đâu?

Trong lĩnh vực điện tử và bán dẫn, phòng sạch là nơi để sản xuất chip, màn hình, linh kiện nhỏ,... nơi mà chỉ một hạt bụi cũng có thể phá hỏng cả lô hàng.

Trong dược phẩm, khi sản xuất thuốc, vắc-xin, hoặc thiết bị y tế như kim tiêm, ống truyền dịch,... cũng sẽ được thực hiện trong phòng sạch.

Trong lĩnh vực y tế thì phòng mổ hiện đại thường là phòng sạch để tránh nhiễm trùng cho bệnh nhân.

Trong ngành chế biến thực phẩm khi đóng gói thực phẩm sạch, đặc biệt là các sản phẩm dễ hỏng như sữa hoặc thịt,... thì cũng được thực hiện trong phòng sạch.

Ngoài ra, còn rất nhiều lĩnh vực khác cũng phải xây dựng phòng sạch để đáp ứng các tiêu chuẩn ngành, mỗi ngành lại có yêu cầu riêng. Chẳng hạn, trong dược phẩm, ngoài việc kiểm soát bụi, người ta còn phải đảm bảo không có vi khuẩn hay nấm mốc. Còn trong điện tử, trọng tâm là loại bỏ các hạt bụi siêu nhỏ và chống tĩnh điện.

Phòng sạch hoạt động như thế nào?

Để đạt được độ sạch cần thiết, phòng sạch sử dụng các công nghệ và quy trình được thiết kế đặc biệt. Nói một cách đơn giản, đây không chỉ là một không gian mà là cả một hệ thống được xây dựng để kiểm soát chặt chẽ các yếu tố gây ô nhiễm. Có mấy điểm chính như:

Không khí được coi là phần quan trọng nhất của phòng sạch, bởi vậy, cần sử dụng bộ lọc HEPA để có thể loại bỏ được 99,97% hạt bụi nhỏ từ 0,3 micromet trở lên. Nếu cần mức độ sạch cao hơn, chúng ta sẽ dùng bộ lọc ULPA để có thể lọc được cả những hạt siêu siêu nhỏ. Ngoài ra, không khí trong phòng không đứng yên mà được tuần hoàn liên tục qua các bộ lọc này, tạo thành một chu trình khép kín để đảm bảo môi trường luôn sạch.

Bên cạnh đó, phòng sạch còn phải kiểm soát các yếu tố môi trường khác như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Chẳng hạn, nhiệt độ và độ ẩm được điều chỉnh phù hợp với từng mục đích sử dụng (như trong ngành dược, độ ẩm thường được giữ thấp để ngăn vi khuẩn phát triển). Áp suất bên trong phòng sạch thường cao hơn bên ngoài, nhằm ngăn không khí bẩn từ ngoài tràn vào khi cửa mở. Ngoài ra, đối với ánh sáng cũng cần dùng loại đèn đặc biệt không tạo ra bụi, khác với đèn thông thường.

Mặt khác, khi thiết kế phòng sạch thì tường, sàn và trần đều được làm từ vật liệu mịn, không bám bụi và dễ vệ sinh. Các góc trong phòng thường được bo tròn thay vì để vuông, nhằm tránh bụi tích tụ.

Làm sao để duy trì môi trường phòng sạch?

Để phòng sạch luôn giữ được độ sạch theo tiêu chuẩn, không phải chỉ lắp đặt xong là xong mà cần có những phương pháp và sản phẩm hỗ trợ cụ thể. Đây là một quá trình đòi hỏi sự cẩn thận ở từng khâu, từ con người, thiết bị đến cách vận hành.

Trang phục phòng sạch

Một trong những yếu tố quan trọng nhất để duy trì môi trường sạch là trang phục của nhân viên. Người làm việc trong phòng sạch phải mặc bộ đồ đặc biệt, thường là áo liền quần phòng sạch kín từ đầu đến chân, kèm theo mũ phòng sạch, găng tay phòng sạch và giày phòng sạch. Những bộ trang phục này được làm từ vải chống tĩnh điện, không xơ vải, giúp hạn chế tối đa việc phát sinh bụi từ cơ thể người.

Ngoài ra, trước khi vào phòng, nhân viên thường phải qua “tắm không khí” trong buồng thổi khí (air shower) để loại bỏ bụi bẩn bám trên trang phục. Việc chọn đúng loại trang phục phòng sạch và tuân thủ quy trình mặc rất quan trọng, vì con người chính là nguồn phát sinh bụi lớn nhất trong môi trường này.

Nội thất phòng sạch

Nội thất trong phòng sạch cũng không phải loại thông thường mà phải được thiết kế riêng. Bàn phòng sạch, ghế phòng sạch, tủ kệ đều làm từ vật liệu như thép không gỉ hoặc nhựa cao cấp, bề mặt nhẵn, không bám bụi và dễ lau chùi.

Chẳng hạn, bạn sẽ thấy những chiếc bàn không có góc cạnh sắc để tránh tích tụ bụi, hoặc ghế được bọc bằng vật liệu chống tĩnh điện. Những thứ này không chỉ giúp duy trì độ sạch mà còn đảm bảo không làm xáo trộn luồng không khí trong phòng.

Ngoài ra, cần bố trí nội thất sao cho tối ưu không gian, tránh cản trở hệ thống lọc khí.

Đồ dùng vệ sinh phòng sạch

Vệ sinh phòng sạch là một khâu không thể thiếu, nhưng không phải cứ lấy chổi hay giẻ lau bình thường là được. Chúng ta cần sử dụng các đồ dùng chuyên dụng như khăn lau phòng sạch, cây lau sàn phòng sạch có đầu lau đặc biệt, và máy hút bụi phòng sạch tích hợp bộ lọc HEPA.

Những dụng cụ vệ sinh phòng sạch được thiết kế để không tạo ra bụi trong quá trình vệ sinh. Hóa chất sử dụng cũng là loại chuyên biệt, thường có tính kháng khuẩn và bay hơi nhanh, không để lại cặn gây ô nhiễm. Việc vệ sinh cần thực hiện định kỳ và đúng quy trình để đảm bảo mọi bề mặt luôn sạch.

Văn phòng phẩm phòng sạch

Ngay cả văn phòng phẩm trong phòng sạch cũng phải đặc biệt, từ bút phòng sạch, giấy in phòng sạch, sổ phòng sạch đều được làm từ vật liệu không phát sinh bụi.

Ví dụ, giấy phòng sạch thường là loại không xơ, chống tĩnh điện, khác hoàn toàn với giấy in thông thường. Bút thì thường làm từ nhựa hoặc kim loại, không có phần gỗ như bút chì để tránh tạo vụn.

Những thứ nhỏ nhặt này tưởng không quan trọng nhưng lại góp phần lớn vào việc giữ môi trường sạch, đặc biệt trong các ngành như điện tử hay dược phẩm.

Vật tư tiêu hao phòng sạch

Vật tư tiêu hao phòng sạch là nhóm sản phẩm không thể thiếu, như khẩu trang, bao tay, bao giày, băng keo phòng sạch, và cả các túi đựng rác chuyên dụng. Những thứ này thường được dùng một lần rồi bỏ để tránh tích tụ bụi bẩn.

Chẳng hạn, găng tay làm từ nitrile hoặc latex, không bột, không gây ô nhiễm; bao giày phòng sạch thì giúp hạn chế bụi từ giày dép thông thường khi nhân viên di chuyển.

Các yếu tố khác

Ngoài việc sử dụng những sản phẩm trên, còn vài yếu tố khác cần chú ý để duy trì môi trường phòng sạch đạt tiêu chuẩn. Cụ thể:

Đầu tiên là phải đào tạo kỹ càng về quy trình, từ cách mặc trang phục, di chuyển, đến xử lý vật liệu cho những người hoạt động trong phòng sạch. Một hành động sai như mang đồ cá nhân vào phòng có thể phá hỏng cả môi trường sạch.

Tiếp theo là bảo trì hệ thống lọc không khí, bộ lọc HEPA hay ULPA cần được thay định kỳ, hệ thống thông gió phải kiểm tra thường xuyên để không bị tắc nghẽn.

Cuối cùng, việc giám sát cũng quan trọng không kém, chúng ta có thể dùng máy đếm hạt để kiểm tra nồng độ bụi, hoặc lấy mẫu vi sinh để đảm bảo không có vi khuẩn, nấm mốc.

Những khó khăn khi duy trì môi trường phòng sạch

Duy trì một môi trường phòng sạch không phải lúc nào cũng dễ dàng, ngay cả khi đã có hệ thống và quy trình tốt. Có những khó khăn và thách thức mà người quản lý thường phải đối mặt, điển hình như:

Con người chính là yếu tố khó kiểm soát nhất, dù đã có trang phục phòng sạch và quy trình nghiêm ngặt, nhân viên vẫn có thể vô tình làm tăng lượng bụi trong phòng. Ví dụ, chỉ cần một động tác nhanh như chạy nhảy hay không đeo khẩu trang đúng cách, các hạt bụi từ tóc, da, hay hơi thở có thể phát tán ra. Đây là lý do mà việc đào tạo nhân viên cần được chú trọng, nhưng không phải ai cũng tuân thủ 100%.

Tiếp theo là vấn đề về thiết bị, hệ thống lọc không khí như bộ lọc HEPA hay ULPA hoạt động liên tục, nên nếu không được bảo trì đúng cách, chúng có thể bị tắc hoặc hỏng. Khi đó, lượng hạt bụi trong phòng sẽ tăng lên mà không ai nhận ra ngay. Ngoài ra, các thiết bị khác như máy điều hòa hay quạt thông gió cũng có thể gặp trục trặc, làm mất cân bằng áp suất hoặc độ ẩm, và đây là những yếu tố rất quan trọng để giữ phòng sạch đúng tiêu chuẩn.

Một thách thức lớn là chi phí, bởi việc xây dựng và vận hành phòng sạch không hề rẻ, từ việc mua sắm nội thất, vật tư tiêu hao như găng tay, khăn lau, đến việc thay thế bộ lọc định kỳ. Chưa kể, nếu muốn nâng cấp lên cấp độ sạch cao hơn như ISO 5, chi phí sẽ tăng đáng kể. Đây là một bài toán khiến nhiều doanh nghiệp phải cân nhắc kỹ giữa hiệu quả và ngân sách.

Cuối cùng, là ảnh hưởng từ môi trường bên ngoài. Ví dụ, nếu phòng sạch nằm gần khu vực nhiều bụi như công trường xây dựng, việc giữ độ sạch sẽ khó hơn. Dù áp suất trong phòng được thiết kế cao hơn bên ngoài, bụi vẫn có thể lọt vào qua những khe hở nhỏ nếu không kiểm soát tốt.

Cách giám sát và đánh giá độ sạch của phòng sạch

Để biết phòng sạch có thực sự “sạch” như yêu cầu hay không, việc giám sát và đánh giá là bắt buộc; không phải là kiểm tra qua loa mà phải dùng các thiết bị và phương pháp chuyên dụng.

Đầu tiên, chúng ta có thể dùng máy đếm hạt để đo số lượng và kích thước hạt bụi trong không khí, giúp xác định xem phòng sạch có đang đạt tiêu chuẩn ISO hay không. Ví dụ, trong phòng ISO 5, số hạt bụi tối đa chỉ được phép rất thấp, và máy đếm hạt sẽ báo ngay nếu vượt ngưỡng. Việc kiểm tra này thường được thực hiện định kỳ hoặc khi nghi ngờ có vấn đề.

Tiếp theo là kiểm tra vi sinh, đặc biệt cần trong các ngành như dược phẩm hay y tế. Chúng ta có thể lấy mẫu không khí hoặc lau bề mặt như bàn, sàn,... sau đó dùng thiết bị chuyên dụng để xem có vi khuẩn, nấm mốc nào phát triển không. Nếu phát hiện vi sinh vật thì đó là dấu hiệu cho chúng ta biến cần vệ sinh lại hoặc kiểm tra hệ thống lọc khí xem có vấn đề gì không.

Ngoài ra, còn có thể gắn các cảm biến trong phòng sạch để theo dõi liên tục các yếu tố môi trường. Chẳng hạn, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm đảm bảo hai yếu tố này không vượt ngoài mức cho phép, vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Cảm biến áp suất thì giúp kiểm tra xem áp suất trong phòng có cao hơn bên ngoài hay không, tránh không khí bẩn lọt vào.

Bên cạnh đó, nhân viên cũng có thể quan sát xem có dấu hiệu bất thường như vết bẩn trên tường, sàn, hay nội thất phòng sạch có bị hỏng không. Tuy nhiên, cách này chỉ mang tính hỗ trợ, vì mắt thường không thể phát hiện được bụi nhỏ hay vi khuẩn.

Qua những nội dung đã đề cập, có thể thấy phòng sạch không chỉ là một không gian mà là cả một hệ thống phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa công nghệ, con người và quy trình để đạt được hiệu quả tối ưu. Từ việc kiểm soát hạt bụi nhỏ nhất, lựa chọn trang phục hay nội thất phù hợp, đến cách giám sát độ sạch, tất cả đều cho thấy tầm quan trọng của phòng sạch trong đời sống và sản xuất hiện đại. Dù vẫn còn những thách thức như chi phí hay yếu tố con người, những giải pháp được đưa ra đang ngày càng hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu khắt khe hơn. Hy vọng nội dung trên đã giúp bạn có cái nhìn toàn diện về phòng sạch và nhận ra vai trò không thể thay thế của nó.