القسم 1 نظام الغرف النظيفة في المختبرات الطبية

أولاً. تعريف الغرفة النظيفة

الغرفة النظيفة هي مساحة تصل فيها نظافة الهواء إلى فئة محددة، ويمكن للعاملين ممارسة عملهم بداخلها. وتتمثل وظيفتها في التحكم في التلوث بالجسيمات العالقة.

لتحقيق فئة النظافة المحددة، والتحكم الفعال في التلوث بالجسيمات، وتمكين العاملين من إجراء تجارب علمية دقيقة بداخلها، فإن الغرفة النظيفة ليست مجرد مساحة “نظيفة” على الإطلاق؛ بل يجب أن تكون كياناً متكاملاً متعدد الوظائف يخضع لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بدرجة الحرارة، والرطوبة النسبية، والفرق الضغطي، والضوضاء، وشدة الإضاءة، وغيرها من العوامل — وهو منتج يدمج تقنيات مهنية متعددة مثل التشطيبات المعمارية، وتكييف الهواء المخصص للغرف النظيفة، وأنظمة المياه النقية والغازات النقية، والتحكم الكهربائي.

ثانياً. تصنيف الغرف النظيفة

1. التصنيف حسب نمط تدفق الهواء

1.1 غرفة نظيفة ذات تدفق هواء أحادي الاتجاه

[شكل: الشكل 6-1 مبدأ عمل الغرفة النظيفة ذات التدفق أحادي الاتجاه — مخطط توضيحي لأنماط تدفق الهواء أحادي الاتجاه المختلفة، حيث يتم إمداد الهواء عبر سقف مزود بمرشحات HEPA، وإعادته عبر أرضية شبكية وقنوات إعادة تدوير الهواء]

1.2 غرفة نظيفة ذات تدفق غير أحادي الاتجاه (غرفة نظيفة ذات تدفق مضطرب)

[شكل: الشكل 6-2 مبدأ عمل الغرفة النظيفة ذات التدفق المضطرب؛ يتم ترتيب عدة منافذ لإمداد الهواء في سقف غرفة نظيفة مستطيلة، مع منفذ إعادة هواء شبكي في الزاوية السفلية اليسرى؛ تُظهر الأسهم المتقطعة أن الهواء يشكل العديد من الدوامات، ومناطق إعادة الدوران، والتدفق العكسي داخل الغرفة، في حالة اضطراب تدفقي]

1.3 غرفة نظيفة ذات تدفق شعاعي (متجهي)

[شكل: الشكل 6-3 نمط تدفق الهواء المتجهي؛ يتم وضع منفذ إمداد هواء مزود بمرشح HEPA مائل في الزاوية العلوية اليسرى من الغرفة، وينتشر تدفق الهواء بشكل مروحي وشعاعي من منفذ الإمداد باتجاه الجانب المقابل السفلي؛ يتصل السطح العلوي والجانب الأيمن بقنوات إعادة تدوير/سحب الهواء]

1.4 غرفة نظيفة ذات تدفق مختلط (تدفق أحادي الاتجاه الموضعي)

[شكل: الشكل 6-4 نمط تدفق الهواء المختلط؛ يتم تعليق وحدات FFU متعددة من سقف الغرفة النظيفة، وتقوم بتوليد تدفق هواء عمودي أحادي الاتجاه موضعي باتجاه الأسفل، بينما يرتفع الهواء المحيط والسفلي على طول الجدران الجانبية والممر ليتم إعادة تدويره، مما يشكل تدفقاً مختلطاً عاماً داخل الغرفة]

2. التصنيف حسب الكائن الرئيسي الخاضع للتحكم في الغرفة النظيفة

2.1 غرفة نظيفة صناعية

تتمثل الكائنات الرئيسية الخاضعة للتحكم في الغرفة النظيفة الصناعية في جزيئات الغبار (سواء كانت حية أو غير حية)؛ كما تتطلب بعض العمليات أيضاً التحكم في الملوثات الجزيئية (AMC).

تُستخدم الغرف النظيفة الصناعية بشكل أساسي في صناعات الإلكترونيات، والفضاء الجوي، والطيران، والآلات، والكيماويات، والمستحضرات الصيدلانية، والطاقة، وتقنيات النانو. وعلى وجه الخصوص، لا يمكن لصناعات الإلكترونيات والإلكترونيات الضوئية الاستغناء عن الغرف النظيفة وتقنيات الغرف النظيفة.

2.2 غرفة نظيفة بيولوجية

تتمثل الكائنات الرئيسية الخاضعة للتحكم في الغرفة النظيفة البيولوجية في الجسيمات الميكروبية الحية، مثل البكتيريا والفيروسات الضارة بالبشر والحيوانات والبيئة.

يمكن تقسيم الغرف النظيفة البيولوجية بشكل أكبر إلى غرف نظيفة بيولوجية عامة، والتي تتحكم بشكل أساسي في تلوث كائن العمل بالجسيمات الحية، وتحافظ عادة على ضغط إيجابي بداخلها (مثل صناعة الأغذية، والمستحضرات الصيدلانية الحيوية، وغرف العمليات النظيفة)؛

وغرف نظيفة للسلامة البيولوجية، والتي تتحكم بشكل أساسي في تلوث البيئة الخارجية والأشخاص بالجسيمات الحية القادمة من كائن العمل، وتحافظ على ضغط سلبي بداخلها (مثل المختبرات النظيفة البكتريولوجية/البيولوجية، ومرافق الصحة والوقاية من الأوبئة والحجر الصحي).

تنتمي أقسام المختبرات السريرية وأقسام علم الأمراض الحالية لدينا إلى فئة الغرف النظيفة البيولوجية.

ثالثاً. معايير تصنيف الغرف النظيفة

تمتلك كل دولة في العالم معايير تصنيف خاصة بها لفئات الغرف النظيفة، ولكن المعايير الدولية (ISO) يتم توحيدها تدريجياً في الوقت الحالي.

الجدول 6-1 فئات نظافة الجسيمات العالقة بالهواء للغرف النظيفة

فئة نظافة الهواء (N) الحدود القصوى للتركيز (جسيم/م³) للجسيمات التي يساوي حجمها أو يتجاوز الأحجام المذكورة
0.1 ميكرومتر 0.2 ميكرومتر 0.3 ميكرومتر 0.5 ميكرومتر 1 ميكرومتر 5 ميكرومتر
1 10 2
2 100 24 10 4
3 1000 237 102 35 8
4 10000 2370 1020 352 83
5 100000 23700 10200 3520 832 29
6 1000000 237000 102000 35200 8320 293
7 352000 83200 2930
8 3520000 832000 29300
9 35200000 8320000 293000

رابعًا: العناصر التقنية للغرف النظيفة

  1. يجب أن يمر هواء الإمداد بثلاث مراحل ترشيح على الأقل (ابتدائية، متوسطة، وعالية الكفاءة)، ويجب تثبيت مرشح HEPA في الطرف النهائي للنظام.

تُعد المرشحات الهوائية أهم المعدات في نظام تنقية الهواء. تنقسم المرشحات إلى ثلاث فئات رئيسية: المرشحات الابتدائية، والمرشحات متوسطة الكفاءة، والمرشحات عالية الكفاءة (أو المرشحات شبه عالية الكفاءة).

تمنع المرشحات الابتدائية بشكل أساسي جزيئات الغبار القابلة للترسيب التي يزيد حجمها عن 10 ميكرومتر والمواد الغريبة المختلفة. تستخدم معظم هذه المرشحات شبكات الأسلاك المعدنية، وبرادة الحديد، ورغوة البولي يوريثان من الألياف الزجاجية ذات المسام الخشنة، ومختلف الألياف الاصطناعية كوسائط ترشيح.

تقوم المرشحات الهوائية متوسطة الكفاءة أولاً بترشيح الغبار الذي يتراوح حجمه بين 1 و10 ميكرومتر. تشمل وسائط الترشيح المستخدمة في المرشحات متوسطة الكفاءة بشكل أساسي قماش البوليستر غير المنسوج، وقماش البولي بروبيلين غير المنسوج، والبلاستيك الرغوي متوسط المسام، والبلاستيك الرغوي دقيق المسام، وورق ترشيح الألياف الزجاجية متوسط الكفاءة.

تُستخدم مرشحات HEPA بشكل أساسي لالتقاط الغبار الجسيمي الذي يقل حجمه عن 0.5 ميكرومتر والمواد العالقة المختلفة، وتعمل كترشيح نهائي لمختلف أنظمة الترشيح. تستخدم ورق الألياف الزجاجية فائق الدقة كوسيط ترشيح، مع طي ورق الأوفست ورقائق الألومنيوم ومواد أخرى كلوحات فاصلة، وتُغلق بمادة مانعة للتسرب من البولي يوريثان الجديدة، وتُحاط بإطارات من الصفائح المجلفنة، أو الصفائح الفولاذية المقاومة للصدأ، أو مقاطع سبائك الألومنيوم.

  1. يجب أن تمتلك الغرفة النظيفة حجم هواء إمداد كافٍ للتنقية وتكييف الهواء.

  2. يجب أن تحافظ الغرفة النظيفة على التدرج الضغطي اللازم (تدرج الضغط الموجب أو السالب).

  3. يجب أن تمتلك الغرفة النظيفة تنظيمًا منطقيًا لتدفق الهواء.

[شكل: الشكل 6-5 مخطط تخطيطي لمنافذ الهواء عالية التدفق — مخطط أرضي لمختبر جزيئي (منطقة الرحلان الكهربائي، منطقة التسلسل، منطقة اختبار المكتبات، منطقة التضخيم 1، منطقة تحضير التضخيم الجينومي الكامل (WGA)، منطقة تحضير الكواشف، منطقة الالتقاط بالتهجين، منطقة تجزئة الحمض النووي، منطقة تحضير العينات والمكتبات، وغيرها)، يوضح ترتيب منافذ إمداد HEPA من النوع GKF-5/GKF-10 ومنافذ العادم الشبكية (320×250، 400×300)، مع مفتاح توضيحي وأبعاد المحاور]

الشكل 6-6 مخطط تخطيطي لإمداد وعودة الهواء عالي التدفق

[شكل: مخطط تخطيطي لإمداد وعودة الهواء عالي التدفق — ترتيب مخطط أرضي لمنافذ إمداد HEPA (GKF-5، GKF-10) ومنافذ عودة الهواء في كل غرفة من غرف المختبر الجزيئي، مع مسارات القنوات وملاحظات الأبعاد]

مفتاح توضيحي:

الرقم اسم المادة
1 منفذ إمداد HEPA من النوع GKF-5
2 منفذ إمداد HEPA من النوع GKF-10
3 مخمد تنظيم متعدد الريشات المتقابلة
4 مخمد حريق بدرجة 70 مئوية مزود بوظيفة تنظيم
  • ملاحظة: كل منفذ إمداد HEPA مزود بمخمد تنظيم يدوي متعدد الريشات المتقابلة.
  • كل فرع من فروع عودة الهواء مزود بمخمد تنظيم يدوي متعدد الريشات المتقابلة.

الشكل 6-7 مخطط تخطيطي لعادم الهواء عالي التدفق

[شكل: مخطط تخطيطي لعادم الهواء عالي التدفق — ترتيب قنوات فروع العادم ومنافذ العادم في المختبر الجزيئي، بما في ذلك مواقع وحدات مراوح العادم بقدرة 5500 م³/ساعة و6000 م³/ساعة، وصمامات عدم الرجوع، ومخمدات الحريق المزودة بوظيفة تنظيم]

مفتاح توضيحي:

الرقم اسم المادة
1 منفذ إمداد HEPA من النوع GKF-5
2 منفذ إمداد HEPA من النوع GKF-10
3 مخمد تنظيم متعدد الريشات المتقابلة
4 مخمد حريق بدرجة 70 مئوية مزود بوظيفة تنظيم
5 صمام عدم الرجوع
وحدة مروحة عادم بقدرة 5500 م³/ساعة
وحدة مروحة عادم بسعة 6000 متر مكعب/ساعة
  • ملاحظة: كل فرع من فروع العادم مزود بمخمد تنظيم يدوي متعدد الريشات المتقابلة.

خامساً: تنظيم تدفق الهواء في الغرف النظيفة

يجب أن يحافظ المختبر على ظروف معينة من درجة الحرارة وتدفق الهواء. في الظروف العادية، تُحافظ منطقة المختبر على ضغط سلبي بالنسبة للممرات والمناطق غير المختبرية، حيث يتحرك تدفق الهواء من المناطق منخفضة الخطورة إلى المناطق عالية الخطورة؛ ويجب الحفاظ على ضغط إيجابي للمبنى بأكمله بالنسبة للهواء الخارجي لمنع تسرب الهواء الضار غير المُرشح إلى الداخل.

يجب أن يأخذ تصميم المختبر في الاعتبار ليس فقط اتجاه تدفق الهواء، بل أيضاً معدل التدفق وفروق الضغط بين الغرف ذات درجات النظافة المختلفة أو الوظائف المختلفة — والتي تتراوح عادة بين 5–10 باسكال؛ أما في المختبرات الأمنية الحيوية، فإن فرق الضغط بين الغرف المجاورة ذات الوظائف المختلفة يتراوح عادة بين 10–15 باسكال. يجب مراعاة مسارات تدفق الأفراد والمواد بالكامل لتقليل ارتداد الهواء الداخلي والاضطراب إلى أدنى حد، ومنع انتشار الملوثات داخل الغرف وتعريض سلامة الأفراد والبيئة للخطر. يجب إيلاء اهتمام خاص لتأثير خزائن الأبخرة على تنظيم تدفق الهواء الداخلي؛ ويجب تجنب الاضطراب قدر الإمكان في المناطق القريبة من خزائن الأبخرة المختبرية وخزائن الأمن الحيوي، حيث إن تأثير الاضطراب على جانب الخزانة أكبر بكثير من تأثيره على الجانب الأمامي. تُوضح أنماط تدفق الهواء الأساسية في الأشكال من 6-8 إلى 6-24.

[شكل: مقطع عرضي للغرفة؛ يقوم مرشح مزود بمخرج ناشر في منتصف السقف بتزويد الهواء باتجاه الأسفل؛ يتفرق تدفق الهواء الداخلي باتجاه الأسفل، ويشكل إعادة دوران على كلا الجانبين، ويعود الهواء عبر الجوانب السفلية]

الميزة الرئيسية يزيد من المدى الفعال لتدفق الهواء النظيف المزود من المرشح المثبت على السقف. أكثر عرضة لتراكم الغبار مقارنة بالإمداد السقفي البسيط؛ بعد إيقاف التشغيل لفترة طويلة، يجب مسح مخرج الناشر وتنظيفه قبل إعادة التشغيل

الشكل 6-8 الإمداد السقفي عبر مرشح مزود بمخرج ناشر

[شكل: مقطع عرضي لغرفة مرتفعة؛ يقوم مرشحان مزودان بمخرجات ناشرة (بمسافة فاصلة d₀) في الأعلى بتزويد الهواء باتجاه الأسفل، مع تحديد الارتفاع السفلي h والارتفاع الكلي hw؛ ينحدر تدفق الهواء إلى القاع ويعود عبر الجوانب السفلية]

الميزة الرئيسية مناسب للغرف ذات الأسقف المرتفعة؛ مناسب للغرف النظيفة التي تتطلب تكييف الهواء

الشكل 6-9 الإمداد السقفي عبر مرشح مزود بمخرج ناشر

[شكل: مقطع عرضي للإمداد عبر الجدار الجانبي؛ يتم إمداد الهواء إلى الغرفة من مخرج على الجانب الأيمن، ويدور تدفق الهواء داخل الغرفة، ويعود عبر الجزء السفلي الأيمن]

مقطع عرضي

الميزة الرئيسية أبسط من الإمداد عبر المرشح السقفي؛ مناسب بشكل خاص للغرف التي لا توجد بها مساحة سقفية؛ يمكن استخدام الممر، مع تركيب القنوات الهوائية في سقف الممر؛ مناسب للغرف النظيفة ذات متطلبات تكييف الهواء العامة

الشكل 6-10 الإمداد عبر مخرج الجدار الجانبي

[شكل: الإمداد عبر مخرج مائل؛ في الشكل الأيسر، تُرتب مخرجات إمداد مائلة على جانبي أعلى الغرفة، وتقوم بإرسال الهواء باتجاه الأسفل؛ في الشكل الأيمن، يُرتب مخرج إمداد مائل على جانب واحد من أعلى الغرفة، ويقوم بإرسال الهواء بشكل مائل نحو الجزء السفلي من الغرفة]

مقطع عرضي

الميزة الرئيسية يُستخدم في الحالات التي لا يكون فيها طول الغرفة كافياً للإمداد عبر الجدار الجانبي أو في الحالات التي لا يُسمح فيها بالارتداد (مثل غرف العمليات)

الشكل 6-11 الإمداد عبر مخرج مائل

[شكل: تدفق أحادي الاتجاه أفقي مع عودة مستقيمة؛ (أ) مقطع عرضي — يدخل الهواء من اليسار، والجانب الأيمن عبارة عن جدار مرشح لعودة الهواء، ويتحرك تدفق الهواء أفقيًا وبشكل أحادي الاتجاه؛ (ب) رسم محوري — يتم توصيل الهواء المعاد تدويره والمكيف في الأعلى، مع جدار مرشح HEPA ومروحة في النهاية، بالإضافة إلى شبكة أو لوحة مثقبة وباب دش هوائي]

(أ) مقطع عرضي (ب) رسم محوري

الميزة الرئيسية تدفق أحادي الاتجاه أفقي نموذجي؛ تختلف درجة النظافة على طول اتجاه تيار الهواء؛ قد تنحدر خطوط الانسياب قليلاً إلى الأسفل؛ نظرًا لقلة الجسيمات التي تستقر على الأسطح، فهي مناسبة بشكل خاص لغرف العمليات

الشكل 6-12 تدفق أحادي الاتجاه أفقي مع رجوع هواء مستقيم

[الشكل: الشكل 6-13 (أ) مسقط أفقي — وحدة معالجة هواء على اليسار ترسل الهواء أفقيًا إلى اليمين، ثم ينعكس الهواء في الاتجاه المعاكس عند الطرف الأيمن؛ (ب) مسقط أفقي — مرشح هواء راجع في الأعلى، مع ظهور تيارات هواء راجعة مائلة وهابطة]

الميزة الرئيسية يمكن تقصير طول الغرفة؛ يمكن استخدام تيار الهواء الراجع لغرفة التحضير

الشكل 6-13 تدفق أحادي الاتجاه أفقي مع رجوع هواء من جانب واحد

[الشكل: الشكل 6-14 (أ) مسقط أفقي — مرشح هواء راجع على اليسار، موسوم بـ “مخرج هواء راجع من الأعلى إلى الأسفل”، حيث يتدفق الهواء تقريبًا من اليسار إلى اليمين ثم ينعكس؛ (ب) مسقط أفقي — جدار إمداد هواء مرشح على اليسار، مع تيارين هوائيين أفقيين يتجهان إلى اليمين وينعكسان في الاتجاه المعاكس عند الطرف الأيمن، مما يشكل رجوع هواء من جانبين]

الميزة الرئيسية نفس خصائص التدفق أحادي الاتجاه الأفقي مع رجوع الهواء من جانب واحد، ولكن تيار الهواء فيه أكثر اتساقًا

الشكل 6-14 تدفق أحادي الاتجاه أفقي مع رجوع هواء من جانبين

[الشكل: مقطع — إمداد بمرشح يغطي السقف بالكامل، يتدفق الهواء عموديًا إلى الأسفل عبر أرضية شبكية ومرشحات هواء راجعة]

الميزة الرئيسية تدفق أحادي الاتجاه عمودي نموذجي؛ أعلى تكلفة؛ يمكنه تحقيق أعلى درجة نظافة

الشكل 6-15 تدفق أحادي الاتجاه عمودي مع رجوع هواء عبر أرضية شبكية كاملة وإمداد بمرشح يغطي السقف بالكامل

[الشكل: مقطع — إمداد بمرشح يغطي السقف بالكامل، يتدفق الهواء عموديًا إلى الأسفل، مع رجوع هواء دافع محيطي]

الميزة الرئيسية أسهل غرفة نظيفة ذات تدفق أحادي الاتجاه عمودي؛ توازي تيار الهواء فيها أقل جودة من نوع الرجوع السفلي من جانبين؛ يساعد تيار الهواء المدفوع للخارج على تحسين نظافة البيئة المحيطة

الشكل 6-16 تدفق أحادي الاتجاه عمودي مع رجوع هواء دافع محيطي وإمداد بمرشح يغطي السقف بالكامل

[الشكل: مقطع لتدفق أحادي الاتجاه عمودي موضعي بدون ستارة هوائية]

الميزة الرئيسية يشكل تدفقًا أحادي الاتجاه موضعيًا فقط في الأماكن التي تحتاج إلى تدفق موازٍ؛ يقلل الاستثمار بشكل كبير

الشكل 6-17 تدفق أحادي الاتجاه عمودي موضعي بدون ستارة هوائية

[الشكل: مقطع لتدفق أحادي الاتجاه عمودي موضعي بجدران محيطة]

الميزة الرئيسية يمدد الطول الفعال للتدفق أحادي الاتجاه العمودي، وهو ما يعادل توسيع مخرج الإمداد أو تقصير المسافة من مخرج الإمداد إلى منطقة العمل

الشكل 6-18 تدفق أحادي الاتجاه عمودي موضعي بجدران محيطة

[الشكل: مقطع — وحدة مروحة ومرشح في الجزء العلوي الأيسر؛ يمر الهواء عبر غرفة ضغط الإمداد العلوية ويشكل تدفقًا أحادي الاتجاه عموديًا إلى الأسفل؛ الكشك النظيف مدعوم بأعمدة مع ستائر معلقة حوله، ويتدفق الهواء للخارج إلى الأسفل من الكشك]

مقطع

الميزة الرئيسية مرن ومنخفض التكلفة؛ يمكنه منع دخول التلوث، ولكنه يخلق عوائق

الشكل 6-19 كشك نظيف من أعمدة وستائر

[الشكل: مقطع — وحدات إمداد بمرشحات على الجانبين الأيسر والأيمن لسطح العمل؛ يعبر تيار الهواء سطح العمل (مستوى العمل الأول) في تدفق أحادي الاتجاه أفقي ويعود عند الحافة السفلية للسطح، مع وجود إضاءة في الأعلى]

مقطع

الميزة الرئيسية يوضع سطح العمل مباشرة على مستوى العمل الأول للتدفق أحادي الاتجاه الأفقي، مما يجعله أكثر إحكاما واقتصادا

الشكل 6-20 تدفق أحادي الاتجاه أفقي موضعي على طاولة العمل

[الشكل: مقطع — غرفة نظيفة ذات تدفق شعاعي؛ يتم إمداد الهواء من الجزء العلوي الأيسر ويمر عبر الغرفة في خطوط انسياب شعاعية / شبه أحادية الاتجاه، ثم يعود ويُطرد نحو الجزء السفلي الأيمن]

مقطع

الميزة الرئيسية يبسط التدفق في اتجاه واحد تقريبًا؛ أداؤه قريب من التدفق الأحادي الاتجاه الأفقي، ولكنه أسهل في البناء وأقل تكلفة؛ يُستخدم غالبًا في المصانع الصيدلانية في الولايات المتحدة

الشكل 6-21 غرفة نظيفة ذات تدفق شعاعي

[الشكل: مقطع — غرفة نظيفة نوع النفق؛ يتم تحديد مناطق الفئة 100 والفئة 1000 والفئة 10000 داخل خلفية أقل نظافة، مع تحديد مرافق العادم والصرف الصحي وأنابيب الغاز/الماء/الكهرباء]

مقطع

الميزة الرئيسية يمكنها تحقيق أعلى مستوى نظافة؛ توفر أقصى مرونة للتكيف مع تغييرات العمليات؛ أقل تكلفة من غرف النظافة ذات التدفق الموازي الكامل؛ مناسبة بشكل خاص لإنتاج الدوائر المتكاملة واسعة النطاق

الشكل 6-22 غرفة نظيفة نوع النفق

[الشكل: (أ) النوع الجداري — يدخل الهواء من اليسار، ويُحصر في تدفق أحادي الاتجاه أفقي بواسطة جدران إحاطة منزلقة، مع عادم مرشح متوسط الكفاءة في الطرف الأيمن؛ (ب) النوع الوحدوي النظيف — وحدة نظيفة ذات جدران إحاطة على اليسار، وتدفق أحادي الاتجاه أفقي من اليسار إلى اليمين في المنتصف، وتدفق هواء معاد تدويره أعلى وأسفل]

الميزة الرئيسية يمد الطول الفعال للتدفق الأحادي الاتجاه الأفقي، وهو ما يعادل توسيع وجه الإمداد

الشكل 6-23 تدفق أحادي الاتجاه أفقي محلي بجدران إحاطة، النوع الوحدوي النظيف أو النوع الجداري

[الشكل: مخطط توضيحي لنفق نظيف (قناة نظيفة)]

الميزة الرئيسية مناسبة في الأماكن التي تكون فيها متطلبات النظافة عالية جدًا ومنطقة النظافة صغيرة جدًا، مما يسمح بالإنتاج المستمر الآلي؛ تحقق أعلى مستوى نظافة بأقل تكلفة

الشكل 6-24 نفق نظيف

سادسًا. المعلمات التقنية لغرف النظافة

  1. درجة الحرارة والرطوبة النسبية: يجب أن تتناسب درجة حرارة ورطوبة الغرفة النظيفة (المنطقة النظيفة) مع متطلبات الإنتاج والعمليات الخاصة بها (في حالة عدم وجود متطلبات خاصة، يُنصح بدرجة حرارة تتراوح بين 18–26 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 45–65%).

  2. فرق الضغط الساكن: يجب أن يكون فرق الضغط الساكن بين الغرفة النظيفة والغرفة غير النظيفة أكبر من 10 باسكال؛ ويجب أن يكون الفرق بين الغرف النظيفة المجاورة ذات الفئات المختلفة أكبر من 5 باسكال؛ ويجب أن يكون الفرق بين المنطقة النظيفة والهواء الطلق أكبر من 12 باسكال.

  3. حجم الهواء وسرعة الهواء

3.1 بالنسبة لأنظمة غرف النظافة ذات التدفق غير الأحادي الاتجاه، يجب أن تكون أحجام الهواء المقاسة ومعدلات تبديل الهواء أكبر من القيم التصميمية الخاصة بها، ولكن يجب ألا تتجاوزها بنسبة تزيد عن 20%؛ ويجب ألا يتجاوز الفرق بين حجم الهواء في كل مخرج وقيمته التصميمية ±15% من الحجم التصميمي.

3.2 بالنسبة لغرف النظافة ذات التدفق الأحادي الاتجاه، يجب أن يكون متوسط سرعة الهواء الداخلي المقاس أكبر من السرعة التصميمية، ولكن يجب ألا يتجاوزها بنسبة تزيد عن 15%.

  1. الإضاءة: تبلغ إضاءة المناطق النظيفة التي لا تعتمد على الإضاءة الطبيعية 200–500 لكس؛ الغرف المساعدة، وأقفال الهواء للأفراد والمواد… (مقتطع في أسفل الصفحة)

…أقفال الهواء للمواد، وغرف أقفال الهواء، والممرات، وغيرها، يُفضل أن تتراوح إضاءتها بين 150–300 لكس. تتطلب ممارسات التصنيع الجيدة (GMP) ألا تقل الإضاءة عن 300 لكس.

  1. الضوضاء: في الحالة المبنية (غير المشغولة)، يجب ألا تتجاوز ضوضاء غرف النظافة ذات التدفق غير الأحادي الاتجاه 60 ديسيبل (A)؛ ويجب ألا تتجاوز ضوضاء غرف النظافة ذات التدفق الأحادي الاتجاه والتدفق المختلط 65 ديسيبل (A).

  2. وقت الاستعادة (وقت التنظيف الذاتي): يُفضل أن يكون وقت الاستعادة في غضون 10 دقائق لغرف النظافة ذات التدفق الأحادي الاتجاه، بينما يجب ألا يتجاوز وقت الاستعادة 30 دقيقة لغرف النظافة ذات التدفق غير الأحادي الاتجاه.

سابعًا. التحكم في فرق الضغط

بالنسبة لتدابير السلامة ضد المخاطر البيولوجية، فإن أهم شيء هو إنشاء ضغط سلبي معين والحفاظ عليه باستمرار وفقًا لمستوى الخطر.

هناك ستة أسباب رئيسية للاضطراب الخارجي للتحكم في الضغط السلبي، موضحة في الجدول 6-2.

الجدول 6-2 أسباب الاضطراب الخارجي للضغط السلبي

الرقم بند الاضطراب ملاحظات (سرعة وحجم الاضطراب)
1 التغيرات في الضغط الخارجي (الضغط الريحي بشكل أساسي) سرعة اضطراب بطيئة، تغيرات صغيرة، من السهل نسبيًا التحكم فيها
2 زيادة/انخفاض مقاومة نظام القنوات (انسداد مرشحات HEPA بعد فترة من التشغيل)
3 إيقاف تشغيل خزانة السلامة الأحيائية
4 فتح وإغلاق الأبواب مع قفل هوائي
بدون قفل هوائي
5 تشغيل وإيقاف مراوح الإمداد/العادم
6 إغلاق الصمامات نتيجة عمليات التعقيم سرعة اضطراب سريعة، تغيرات كبيرة، يصعب التحكم فيها حتى مع التحكم الآلي

الجدول 6-3 التحكم في أنظمة الضغط السلبي

الرقم النظام الخصائص
1 [شكل: مخطط نظام عادم مخمد VD (مخمد حجم الهواء) للإمداد الهوائي → مرشح HEPA → الغرفة → مرشح HEPA → مخمد VD] يمكن تحقيق التشغيل بالضغط السلبي عن طريق ضبط مخمد VD فقط؛ ومع ذلك، فإنه عرضة لجميع الاضطرابات المذكورة في الجدول 6-2، ويتقلب ضغط الغرفة بسهولة. VD: مخمد حجم الهواء
2 [شكل: مخطط نظام عادم مخمد VD للإمداد الهوائي عبر صمام CAV (صمام حجم الهواء الثابت) → مرشح HEPA → الغرفة → مرشح HEPA] بالمقارنة مع الرقم 1، فإن الاضطرابات 1 و3 و4 في الجدول 6-2 لها تأثير أقل عليه؛ ويتأثر بالاضطرابات 2 و5 و6. CAV: صمام حجم الهواء الثابت

الجدول 6-3 المستمر

الرقم النظام الخصائص
3 [شكل: مخطط نظام تهوية الغرفة مع الإمداد الهوائي عبر CAV ومرشح HEPA، والعادم عبر مرشح HEPA وCAV] بالمقارنة مع الرقم 2، فإن الاضطرابات من 1 إلى 4 في الجدول 6-2 لها تأثير أقل عليه؛ ومع ذلك، تحدث تغيرات بسبب التداخل المتبادل والتأخر بين صمامي CAV، ويتطلب صيانة
4 [شكل: مخطط نظام تهوية الغرفة مع الإمداد الهوائي VAV عبر مرشح HEPA، والعادم عبر مرشح HEPA ومخمد VD، مع كشف ΔP] الاضطرابات من 1 إلى 4 في الجدول 6-2 لها تأثير أقل عليه؛ ومع ذلك، ينخفض حجم الهواء مع تغير أداء المرشح خلال التشغيل الممتد. VAV: صمام حجم الهواء المتغير
5 [شكل: مخطط نظام تهوية الغرفة مع الإمداد الهوائي VAV عبر مرشح HEPA، والعادم CAV عبر مرشح HEPA، مع كشف ΔP] الاضطرابات من 1 إلى 5 في الجدول 6-2 لها تأثير أقل عليه؛ يمكنه التكيف مع تغيرات أداء المرشح
6 [شكل: مخطط نظام تحكم الضغط السلبي وحجم الهواء الموفّر للطاقة مع محول تردد على الإمداد الهوائي، والعادم عبر مرشح HEPA، وكشف ΔP في الغرفة] مثال موفر للطاقة يأخذ في الاعتبار كل من التحكم في الضغط السلبي والتحكم في حجم الهواء؛ لهذا النظام تطبيقات متنوعة؛ يجب فحص الموثوقية بدقة
7 [شكل: مخطط نظام تحكم حجم الهواء والضغط السلبي مع محولات تردد ومرشحات HEPA على كل من الإمداد والعادم، وكشف ΔP في الغرفة، ومعالج دقيق يتحكم في الصمامات وسرعة مروحة الإمداد] لتلبية متطلبات التحكم وتنظيم جميع الاضطرابات في الجدول 6-2، يتحكم المعالج الدقيق في كل صمام وسرعة مروحة الإمداد — وهو التحكم الأمثل لحجم الهواء والضغط السلبي

لمنع انعكاس فرق الضغط، لا يجوز تشغيل مروحة الإمداد إلا بعد تشغيل عادم الغرفة النظيفة للسلامة الأحيائية، ولا يجوز إيقاف مروحة العادم إلا بعد توقف مروحة الإمداد؛ وبالمثل، لا يجوز تشغيل مراوح الإمداد والعادم الخاصة بالغرفة إلا بعد تشغيل مروحة عادم خزانة السلامة الأحيائية.

ثامناً: أحكام خاصة لتصميم تكييف الهواء في الغرف النظيفة

  • يجب اعتماد أنظمة إمداد وعادم هوائي مستقلة لمنع العدوى المتقاطعة الناتجة عن الهباء الجوي.
  • يجب أن تستخدم المناطق التي تنبعث منها غازات ضارة (تحضير الكواشف، التعامل مع العينات، الأجهزة التجريبية، وغيرها) طاولات عمل نظيفة ذات ضغط سلبي.
  • يجب إجراء العمليات التي ينتج عنها هباء جوي ضار بالبشر داخل خزانات سلامة أحيائية من الفئة الثانية (أو فئة أعلى).
  • يجب أخذ الحرارة المنبعثة من معدات الفحص الطبي المخصصة في الاعتبار.