Hệ thống phòng sạch phòng thí nghiệm y tế
Phần 1 Hệ thống phòng sạch phòng thí nghiệm y tế
I. Định nghĩa phòng sạch
Phòng sạch là không gian có độ sạch không khí đạt cấp độ quy định và con người có thể làm việc bên trong. Chức năng của nó là kiểm soát ô nhiễm hạt.
Để đạt được cấp độ sạch quy định, kiểm soát hiệu quả ô nhiễm hạt và cho phép con người tiến hành các thí nghiệm khoa học chính xác bên trong, phòng sạch hoàn toàn không chỉ đơn thuần là “sạch”; nó phải là một tổng thể tích hợp đa chức năng với các yêu cầu khắt khe về nhiệt độ, độ ẩm, chênh lệch áp suất, tiếng ồn, độ chiếu sáng, v.v. — là sản phẩm tích hợp nhiều công nghệ chuyên ngành như trang trí kiến trúc, điều hòa không khí phòng sạch, nước tinh khiết và khí tinh khiết, điều khiển điện.
II. Phân loại phòng sạch
1. Phân loại theo luồng không khí
1.1 Phòng sạch luồng một chiều
[Hình: Hình 6-1 Nguyên lý phòng sạch luồng một chiều — sơ đồ các kiểu luồng không khí một chiều khác nhau, trong đó không khí được cấp qua trần tích hợp bộ lọc HEPA và hồi lưu qua sàn dạng lưới cùng các ống dẫn hồi lưu không khí]
1.2 Phòng sạch luồng không một chiều (phòng sạch luồng rối)
[Hình: Hình 6-2 Nguyên lý phòng sạch luồng rối; nhiều cửa cấp không khí được bố trí trên trần phòng sạch hình chữ nhật, có một cửa hồi lưu không khí dạng lưới ở góc dưới bên trái; các mũi tên nét đứt thể hiện không khí tạo thành vô số xoáy, luồng tuần hoàn và chảy ngược trong phòng, ở trạng thái rối loạn]
1.3 Phòng sạch luồng hướng tâm (vectơ)
[Hình: Hình 6-3 Kiểu luồng không khí luồng vectơ; một cửa cấp không khí HEPA nghiêng được đặt ở góc trên bên trái phòng, luồng không khí lan tỏa dạng quạt và hướng tâm từ cửa cấp về phía đối diện phía dưới; mặt trên và mặt bên phải kết nối với các ống dẫn hồi lưu/thải khí]
1.4 Phòng sạch luồng hỗn hợp (luồng một chiều cục bộ)
[Hình: Hình 6-4 Kiểu luồng không khí luồng hỗn hợp; nhiều thiết bị FFU được treo trên trần phòng sạch và tạo ra luồng một chiều thẳng đứng cục bộ hướng xuống, trong khi không khí ở khu vực xung quanh và phía dưới đi lên dọc theo tường bên và hành lang để hồi lưu, tạo thành luồng hỗn hợp tổng thể]
2. Phân loại theo đối tượng kiểm soát chính của phòng sạch
2.1 Phòng sạch công nghiệp
Đối tượng kiểm soát chính của phòng sạch công nghiệp là các hạt bụi (dù là hạt sống hay không sống); một số quy trình sản xuất cũng yêu cầu kiểm soát chất ô nhiễm phân tử (AMC).
Phòng sạch công nghiệp chủ yếu được ứng dụng trong các ngành điện tử, hàng không vũ trụ, hàng không, cơ khí, hóa chất, dược phẩm, năng lượng và công nghệ nano. Đặc biệt, ngành điện tử và quang điện hoàn toàn không thể thiếu phòng sạch cùng công nghệ phòng sạch.
2.2 Phòng sạch sinh học
Đối tượng kiểm soát chính của phòng sạch sinh học là các hạt vi sinh vật sống, ví dụ như vi khuẩn và virus có hại cho con người, động vật và môi trường.
Phòng sạch sinh học có thể được chia tiếp thành phòng sạch sinh học thông thường, loại chủ yếu kiểm soát sự ô nhiễm đối tượng làm việc bởi các hạt sống và thường được duy trì áp suất dương bên trong (ví dụ: ngành thực phẩm, dược phẩm sinh học, phòng mổ sạch);
và phòng sạch an toàn sinh học, loại chủ yếu kiểm soát sự ô nhiễm của môi trường bên ngoài và con người bởi các hạt sống phát sinh từ đối tượng làm việc, được duy trì áp suất âm bên trong (ví dụ: phòng thí nghiệm sạch vi khuẩn học/sinh học và các cơ sở y tế, phòng chống dịch bệnh, kiểm dịch).
Các khoa xét nghiệm lâm sàng và khoa giải phẫu bệnh hiện tại của chúng ta thuộc nhóm phòng sạch sinh học.
III. Tiêu chuẩn phân loại phòng sạch
Mỗi quốc gia trên thế giới đều có tiêu chuẩn phân loại cấp độ phòng sạch riêng, song các tiêu chuẩn quốc tế (ISO) hiện đang dần được thống nhất.
Bảng 6-1 Cấp độ sạch hạt lơ lửng trong không khí của phòng sạch
| Cấp độ sạch không khí (N) | Giới hạn nồng độ tối đa (pc/m³) đối với các hạt có kích thước bằng hoặc lớn hơn các kích thước được liệt kê | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,1 μm | 0,2 μm | 0,3 μm | 0,5 μm | 1 μm | 5 μm | |
| 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 |
IV. Các yếu tố kỹ thuật của phòng sạch
- Không khí cấp phải đi qua ít nhất ba giai đoạn lọc (hiệu suất sơ cấp, trung bình và cao), và bộ lọc HEPA phải được lắp đặt ở đầu cuối của hệ thống.
Bộ lọc không khí là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống làm sạch không khí. Có ba loại bộ lọc chính: bộ lọc sơ cấp, bộ lọc hiệu suất trung bình và bộ lọc hiệu suất cao (hoặc bộ lọc hiệu suất cận cao).
Bộ lọc sơ cấp chủ yếu chặn các hạt bụi có thể lắng lớn hơn 10 micromet và các vật lạ khác nhau. Hầu hết các bộ lọc này sử dụng lưới dây kim loại, mạt sắt, bọt polyurethane sợi thủy tinh lỗ thô và các loại sợi tổng hợp khác nhau làm môi trường lọc.
Bộ lọc không khí hiệu suất trung bình đầu tiên lọc bỏ bụi kích thước 1–10 micromet. Môi trường lọc được sử dụng trong bộ lọc hiệu suất trung bình chủ yếu bao gồm vải không dệt polyester, vải không dệt polypropylene, nhựa bọt lỗ trung bình, nhựa bọt lỗ mịn và giấy lọc sợi thủy tinh hiệu suất trung bình.
Bộ lọc HEPA chủ yếu được sử dụng để bắt bụi hạt dưới 0,5 μm và các chất lơ lửng khác nhau, đóng vai trò là bộ lọc đầu cuối của các hệ thống lọc khác nhau. Chúng sử dụng giấy sợi thủy tinh siêu mịn làm môi trường lọc, với giấy offset, lá nhôm và các vật liệu khác được gấp làm tấm ngăn cách, được niêm phong bằng keo niêm phong polyurethane mới, và có khung bằng tấm thép mạ kẽm, tấm thép không gỉ hoặc cấu hình hợp kim nhôm.
-
Phòng sạch phải có lưu lượng không khí cấp đủ để làm sạch và điều hòa không khí.
-
Phòng sạch phải duy trì gradient áp suất cần thiết (gradient áp suất dương hoặc âm).
-
Phòng sạch phải có tổ chức luồng không khí hợp lý.
[Hình: Hình 6-5 Sơ đồ bố trí cửa ra không khí thông lượng cao — sơ đồ mặt bằng của phòng thí nghiệm phân tử (khu vực điện di, khu vực giải trình tự, khu vực kiểm tra thư viện, khu vực khuếch đại 1, khu vực chuẩn bị WGA, khu vực chuẩn bị thuốc thử, khu vực bắt giữ lai, khu vực phân mảnh DNA, khu vực chuẩn bị mẫu và thư viện, v.v.), thể hiện cách bố trí cửa cấp HEPA GKF-5/GKF-10 và cửa thoát khí lá sách (320×250, 400×300), có chú giải và kích thước trục]
Hình 6-6 Sơ đồ bố trí cấp và hồi không khí thông lượng cao
[Hình: Sơ đồ bố trí cấp và hồi không khí thông lượng cao — bố trí mặt bằng cửa cấp HEPA (GKF-5, GKF-10) và cửa hồi không khí trong từng phòng của phòng thí nghiệm phân tử, có định tuyến ống dẫn và chú thích kích thước]
Chú giải:
| STT | Tên vật tư |
|---|---|
| 1 | Cửa cấp HEPA GKF-5 |
| 2 | Cửa cấp HEPA GKF-10 |
| 3 | Van điều tiết nhiều cánh đối diện |
| 4 | Van ngăn cháy 70°C có chức năng điều tiết |
- Lưu ý: Mỗi cửa cấp HEPA được trang bị một van điều tiết nhiều cánh đối diện thủ công.
- Mỗi nhánh hồi không khí được trang bị một van điều tiết nhiều cánh đối diện thủ công.
Hình 6-7 Sơ đồ bố trí thoát khí thông lượng cao
[Hình: Sơ đồ bố trí thoát khí thông lượng cao — bố trí ống dẫn nhánh thoát khí và cửa thoát khí trong phòng thí nghiệm phân tử, bao gồm vị trí của tổ quạt thoát khí 5500 m³/h và 6000 m³/h, van một chiều và van ngăn cháy có chức năng điều tiết]
Chú giải:
| STT | Tên vật tư |
|---|---|
| 1 | Cửa cấp HEPA GKF-5 |
| 2 | Cửa cấp HEPA GKF-10 |
| 3 | Van điều tiết nhiều cánh đối diện |
| 4 | Van ngăn cháy 70°C có chức năng điều tiết |
| 5 | Van một chiều |
| Tổ quạt thoát khí 5500 m³/h | |
| Bộ quạt hút 6000 m³/h |
- Lưu ý: Mỗi nhánh hút đều được lắp van điều tiết đa cánh đối nghịch thủ công.
V. Tổ chức luồng không khí trong phòng sạch
Phòng thí nghiệm phải duy trì các điều kiện nhiệt độ và luồng không khí nhất định. Trong điều kiện bình thường, khu vực phòng thí nghiệm được duy trì áp suất âm so với hành lang và các khu vực không phải phòng thí nghiệm, luồng không khí di chuyển từ khu vực rủi ro thấp sang khu vực rủi ro cao; toàn bộ tòa nhà phải được duy trì áp suất dương so với bên ngoài để ngăn chặn sự xâm nhập của không khí có hại chưa được lọc.
Thiết kế phòng thí nghiệm không chỉ phải xem xét hướng luồng không khí mà còn cả lưu lượng và chênh lệch áp suất giữa các phòng có cấp độ sạch khác nhau hoặc chức năng khác nhau — thường là 5–10 Pa; đối với phòng thí nghiệm an toàn sinh học, chênh lệch áp suất giữa các phòng liền kề có chức năng khác nhau thường là 10–15 Pa. Phải xem xét đầy đủ lộ trình luồng nhân sự và vật tư để giảm thiểu sự hồi lưu và nhiễu loạn không khí trong nhà, đồng thời ngăn chặn chất ô nhiễm lan truyền trong nhà và gây nguy hiểm cho an toàn nhân sự cũng như môi trường. Phải đặc biệt chú ý đến ảnh hưởng của tủ hút đối với tổ chức luồng không khí trong nhà; cần tránh nhiễu loạn càng nhiều càng tốt ở các khu vực gần tủ hút phòng thí nghiệm và tủ an toàn sinh học, vì ảnh hưởng của nhiễu loạn ở mặt bên của tủ lớn hơn nhiều so với ở mặt trước. Các kiểu luồng không khí cơ bản được thể hiện trong Hình 6-8 đến 6-24.
[Hình: Mặt cắt phòng; một bộ lọc có cửa ra khuếch tán ở giữa trần nhà cấp không khí xuống dưới; luồng không khí trong nhà phân kỳ xuống dưới, tạo thành tuần hoàn ở cả hai bên và hồi lưu ở các mặt dưới]
| Đặc điểm chính | Tăng phạm vi hiệu quả của luồng không khí sạch được cấp từ bộ lọc gắn trần. Dễ tích tụ bụi hơn so với cấp khí trần phẳng; sau khi tắt máy trong thời gian dài, phải lau sạch cửa ra khuếch tán trước khi khởi động lại |
|---|
Hình 6-8 Cấp khí trần qua bộ lọc có cửa ra khuếch tán
[Hình: Mặt cắt phòng cao; hai bộ lọc có cửa ra khuếch tán (khoảng cách d₀) ở phía trên cấp không khí xuống dưới, có đánh dấu chiều cao dưới h và tổng chiều cao hw; luồng không khí đi xuống đáy và hồi lưu ở các mặt dưới]
| Đặc điểm chính | Phù hợp với các phòng có trần cao; phù hợp với phòng sạch có yêu cầu điều hòa không khí |
|---|
Hình 6-9 Cấp khí trần qua bộ lọc có cửa ra khuếch tán
[Hình: Mặt cắt cấp khí vách bên; không khí được cấp vào phòng từ cửa ra ở vách bên phải, luồng không khí tuần hoàn trong phòng và hồi lưu ở phía dưới bên phải]
Mặt cắt
| Đặc điểm chính | Đơn giản hơn so với cấp khí qua bộ lọc trần; đặc biệt phù hợp với các phòng không có không gian trần; có thể tận dụng hành lang, lắp đặt ống dẫn trong trần hành lang; phù hợp với phòng sạch có yêu cầu điều hòa không khí thông thường |
|---|
Hình 6-10 Cấp khí qua cửa ra vách bên
[Hình: Mặt cắt cấp khí qua cửa ra nghiêng; ở hình bên trái, các cửa cấp khí nghiêng được bố trí ở cả hai bên phía trên phòng, thổi không khí xuống dưới; ở hình bên phải, một cửa cấp khí nghiêng được bố trí ở một bên phía trên phòng, thổi không khí xiên về phía dưới của phòng]
Mặt cắt
| Đặc điểm chính | Được sử dụng trong trường hợp phòng không đủ dài để cấp khí vách bên hoặc không cho phép hồi lưu (ví dụ: phòng mổ) |
|---|
Hình 6-11 Cấp khí qua cửa ra nghiêng
[Hình: Luồng một chiều ngang với hồi lưu thẳng; (a) mặt cắt — không khí đi vào từ bên trái, bên phải là tường bộ lọc hồi lưu không khí, luồng không khí di chuyển theo chiều ngang và một chiều; (b) hình chiếu trục — không khí tuần hoàn và đã được điều hòa được kết nối ở phía trên, có tường bộ lọc HEPA và quạt ở đầu cuối, cộng với tấm lưới hoặc tấm đục lỗ và cửa phòng tắm khí]
(a) Mặt cắt (b) Hình chiếu trục
| Đặc điểm chính | Luồng một chiều ngang điển hình; độ sạch thay đổi theo hướng luồng không khí; các đường dòng có thể nghiêng nhẹ xuống; vì ít hạt chất lắng đọng trên bề mặt nên đặc biệt phù hợp cho phòng phẫu thuật |
|---|
Hình 6-12 Luồng một chiều ngang có hồi lưu thẳng
[Hình: Hình 6-13 (a) mặt bằng — một đơn vị xử lý không khí ở bên trái thổi không khí theo phương ngang sang phải, luồng không khí quay đầu lại ở đầu bên phải; (b) mặt bằng — bộ lọc không khí hồi lưu ở phía trên, có thể thấy các luồng hồi lưu hướng xuống và xiên]
| Đặc điểm chính | Có thể rút ngắn chiều dài phòng; luồng không khí hồi lưu có thể tận dụng cho phòng chuẩn bị |
|---|
Hình 6-13 Luồng một chiều ngang hồi lưu một phía
[Hình: Hình 6-14 (a) mặt bằng — bộ lọc không khí hồi lưu ở bên trái, được đánh dấu “cửa thổi hồi lưu từ trên xuống”, luồng không khí gần như đi từ trái sang phải và quay lại; (b) mặt bằng — tường cấp khí có lọc ở bên trái, có hai luồng không khí ngang sang phải quay đầu lại ở đầu bên phải, tạo thành hồi lưu hai phía]
| Đặc điểm chính | Giống như luồng một chiều ngang hồi lưu một phía, nhưng luồng không khí đồng đều hơn |
|---|
Hình 6-14 Luồng một chiều ngang hồi lưu hai phía
[Hình: Mặt cắt — cấp khí qua bộ lọc toàn trần, luồng không khí đi thẳng đứng xuống qua sàn lưới và các bộ lọc không khí hồi lưu]
| Đặc điểm chính | Luồng một chiều đứng điển hình; chi phí cao nhất; có thể đạt được độ sạch cao nhất |
|---|
Hình 6-15 Luồng một chiều đứng hồi lưu qua sàn lưới toàn bộ và cấp khí qua bộ lọc toàn trần
[Hình: Mặt cắt — cấp khí qua bộ lọc toàn trần, luồng không khí đi thẳng đứng xuống, có hồi lưu đẩy ra ngoại vi]
| Đặc điểm chính | Phòng sạch luồng một chiều đứng dễ thực hiện nhất; độ song song của luồng không khí kém hơn loại hồi lưu dưới hai phía; luồng không khí đẩy ra giúp cải thiện độ sạch của môi trường xung quanh |
|---|
Hình 6-16 Luồng một chiều đứng hồi lưu đẩy ra ngoại vi và cấp khí qua bộ lọc toàn trần
[Hình: Mặt cắt của luồng một chiều đứng cục bộ không có màng chắn không khí]
| Đặc điểm chính | Chỉ tạo thành luồng một chiều cục bộ tại những vị trí cần luồng song song; giảm đáng kể vốn đầu tư |
|---|
Hình 6-17 Luồng một chiều đứng cục bộ không có màng chắn không khí
[Hình: Mặt cắt của luồng một chiều đứng cục bộ có tường bao]
| Đặc điểm chính | Kéo dài chiều dài hiệu dụng của luồng một chiều đứng, tương đương với mở rộng cửa cấp khí hoặc rút ngắn khoảng cách từ cửa cấp khí đến khu vực làm việc |
|---|
Hình 6-18 Luồng một chiều đứng cục bộ có tường bao
[Hình: Mặt cắt — một đơn vị quạt-lọc ở phía trên bên trái; không khí đi qua buồng áp suất cấp trên cùng và tạo thành luồng một chiều đứng hướng xuống; buồng sạch được đỡ bằng các cột có treo rèm xung quanh, và không khí chảy ra xuống từ buồng]
Mặt cắt
| Đặc điểm chính | Linh hoạt và chi phí thấp; có thể ngăn chặn sự xâm nhập của chất ô nhiễm, nhưng tạo ra vật cản |
|---|
Hình 6-19 Buồng sạch kiểu cột và rèm
[Hình: Mặt cắt — các đơn vị cấp khí qua bộ lọc ở bên trái và bên phải của bề mặt làm việc; luồng không khí đi ngang qua bề mặt làm việc (mặt phẳng làm việc thứ nhất) theo luồng một chiều ngang và hồi lưu ở mép dưới của bề mặt, có hệ thống chiếu sáng ở phía trên]
Mặt cắt
| Đặc điểm chính | Đặt bề mặt làm việc trực tiếp trên mặt phẳng làm việc thứ nhất của luồng một chiều ngang, giúp kết cấu gọn gàng và tiết kiệm chi phí hơn |
|---|
Hình 6-20 Luồng một chiều ngang cục bộ kiểu bàn làm việc
[Hình: Mặt cắt — phòng sạch luồng hướng tâm; không khí được cấp từ phía trên bên trái và quét qua phòng theo các đường dòng tỏa ra/gần một chiều, hồi lưu và thải ra về phía dưới bên phải]
Mặt cắt
| Đặc điểm chính | Luồng dòng chảy được sắp xếp theo gần một hướng; hiệu suất gần với luồng một chiều ngang, nhưng cấu tạo đơn giản hơn và chi phí thấp hơn; thường được sử dụng trong các nhà máy dược phẩm ở Hoa Kỳ |
|---|
Hình 6-21 Phòng sạch luồng hướng tâm
[Hình: Mặt cắt — phòng sạch kiểu đường hầm; các khu vực Cấp 100, Cấp 1000 và Cấp 10000 được phân định trong nền có độ sạch thấp hơn, được đánh dấu các cơ sở đường ống xả, thoát nước và khí/nước/điện]
Mặt cắt
| Đặc điểm chính | Có thể đạt được độ sạch cao nhất; mang lại sự linh hoạt tối đa để thích ứng với các thay đổi quy trình; rẻ hơn so với phòng sạch luồng song song toàn phần; đặc biệt phù hợp với sản xuất mạch tích hợp quy mô lớn |
|---|
Hình 6-22 Phòng sạch kiểu đường hầm
[Hình: (a) Kiểu tường — không khí đi vào từ bên trái, được các tường bao trượt giới hạn thành luồng một chiều ngang, có bộ lọc hiệu suất trung bình xả khí ở đầu bên phải; (b) Kiểu đơn vị sạch — một đơn vị sạch có tường bao ở bên trái, luồng một chiều ngang từ trái sang phải ở giữa, và luồng khí tuần hoàn ở phía trên và phía dưới]
| Đặc điểm chính | Kéo dài chiều dài hiệu dụng của luồng một chiều ngang, tương đương với việc mở rộng mặt cấp khí |
|---|
Hình 6-23 Luồng một chiều ngang cục bộ có tường bao, kiểu đơn vị sạch hoặc kiểu tường
[Hình: Sơ đồ đường hầm sạch (ống dẫn sạch)]
| Đặc điểm chính | Phù hợp với các nơi có yêu cầu độ sạch cực kỳ cao và khu vực sạch rất nhỏ, cho phép sản xuất liên tục tự động; đạt được độ sạch cao nhất với chi phí thấp nhất |
|---|
Hình 6-24 Đường hầm sạch
VI. Thông số kỹ thuật của phòng sạch
-
Nhiệt độ và độ ẩm tương đối: nhiệt độ và độ ẩm của phòng sạch (khu vực sạch) phải phù hợp với yêu cầu sản xuất và quy trình của nó (trong trường hợp không có yêu cầu đặc biệt, nhiệt độ 18–26°C và độ ẩm tương đối 45–65% là khuyến nghị).
-
Chênh lệch áp suất tĩnh: chênh lệch áp suất tĩnh giữa phòng sạch và phòng không sạch phải lớn hơn 10 Pa; chênh lệch giữa các phòng sạch liền kề khác cấp phải lớn hơn 5 Pa; chênh lệch giữa khu vực sạch và ngoài trời phải lớn hơn 12 Pa.
-
Lưu lượng khí và vận tốc khí
3.1 Đối với hệ thống phòng sạch luồng không một chiều, lưu lượng khí và tỷ lệ trao đổi khí đo được phải lớn hơn giá trị thiết kế tương ứng, nhưng không được vượt quá quá 20%; chênh lệch giữa lưu lượng khí tại mỗi cửa ra và giá trị thiết kế của nó không được vượt quá ±15% lưu lượng thiết kế.
3.2 Đối với phòng sạch luồng một chiều, vận tốc khí trung bình trong nhà đo được phải lớn hơn vận tốc thiết kế, nhưng không được vượt quá quá 15%.
- Độ rọi: độ rọi của các khu vực sạch không có ánh sáng tự nhiên là 200–500 lx; các phòng phụ trợ, buồng khóa khí nhân viên và vật liệu… (bị cắt ở cuối trang)
…buồng khóa khí vật liệu, phòng khóa khí, hành lang, v.v. tốt nhất là 150–300 lx. Tiêu chuẩn GMP yêu cầu không nhỏ hơn 300 lx.
-
Tiếng ồn: ở trạng thái hoàn thành xây dựng (không có người ở), tiếng ồn của phòng sạch luồng không một chiều không được vượt quá 60 dB(A); tiếng ồn của phòng sạch luồng một chiều và luồng hỗn hợp không được vượt quá 65 dB(A).
-
Thời gian phục hồi (thời gian tự làm sạch): thời gian phục hồi trong vòng 10 phút là tốt nhất đối với phòng sạch luồng một chiều, trong khi đối với phòng sạch luồng không một chiều, thời gian phục hồi không được vượt quá 30 phút.
VII. Kiểm soát chênh lệch áp suất
Đối với các biện pháp an toàn chống lại các mối nguy sinh học, điều quan trọng nhất là thiết lập và duy trì liên tục một mức áp suất âm nhất định theo cấp độ nguy hiểm.
Có sáu nguyên nhân chính gây nhiễu loạn bên ngoài đối với việc kiểm soát áp suất âm, được liệt kê trong Bảng 6-2.
Bảng 6-2 Các nguyên nhân nhiễu loạn bên ngoài đối với áp suất âm
| STT | Hạng mục nhiễu loạn | Ghi chú (tốc độ và độ lớn của nhiễu loạn) |
|---|---|---|
| 1 | Thay đổi áp suất ngoài trời (chủ yếu là áp suất gió) | Tốc độ nhiễu loạn chậm, thay đổi nhỏ, tương đối dễ kiểm soát |
| 2 | Tăng/giảm điện trở hệ thống ống dẫn (tắc nghẽn bộ lọc HEPA sau một thời gian vận hành) | |
| 3 | Tắt tủ an toàn sinh học | |
| 4 | Mở và đóng cửa | Có khóa khí |
| Không có khóa khí | ||
| 5 | Khởi động và dừng quạt cấp/thải khí | |
| 6 | Đóng van do hoạt động khử trùng | Tốc độ nhiễu loạn nhanh, thay đổi lớn, khó kiểm soát ngay cả khi có điều khiển tự động |
Bảng 6-3 Kiểm soát hệ thống áp suất âm
| STT | Hệ thống | Đặc điểm |
|---|---|---|
| 1 | [Hình: Sơ đồ hệ thống thải VD: khí cấp qua VD (van điều chỉnh lưu lượng) → bộ lọc HEPA → phòng → bộ lọc HEPA → VD] | Có thể đạt được vận hành áp suất âm chỉ bằng cách điều chỉnh VD; tuy nhiên, hệ thống dễ bị ảnh hưởng bởi tất cả các nhiễu loạn trong Bảng 6-2, và áp suất phòng dễ bị biến động. VD: van điều chỉnh lưu lượng |
| 2 | [Hình: Sơ đồ hệ thống thải VD: khí cấp qua CAV (van lưu lượng không đổi) → bộ lọc HEPA → phòng → bộ lọc HEPA → VD] | So với STT 1, các nhiễu loạn 1, 3 và 4 trong Bảng 6-2 có ít ảnh hưởng hơn đến hệ thống này; hệ thống bị ảnh hưởng bởi các nhiễu loạn 2, 5 và 6. CAV: van lưu lượng không đổi |
Bảng 6-3 (tiếp theo)
| STT | Hệ thống | Đặc điểm |
|---|---|---|
| 3 | [Hình: Sơ đồ hệ thống thông gió phòng: khí cấp qua CAV và bộ lọc HEPA, khí thải qua bộ lọc HEPA và CAV] | So với STT 2, các nhiễu loạn 1–4 trong Bảng 6-2 có ít ảnh hưởng hơn; tuy nhiên, xảy ra biến động do sự can thiệp lẫn nhau và độ trễ giữa hai CAV, và cần được bảo trì |
| 4 | [Hình: Sơ đồ hệ thống thông gió phòng: khí cấp VAV qua bộ lọc HEPA, khí thải qua bộ lọc HEPA và VD, có phát hiện ΔP] | Các nhiễu loạn 1–4 trong Bảng 6-2 có ít ảnh hưởng hơn; tuy nhiên, lưu lượng không khí giảm khi hiệu suất bộ lọc thay đổi trong quá trình vận hành kéo dài. VAV: van lưu lượng biến đổi |
| 5 | [Hình: Sơ đồ hệ thống thông gió phòng: khí cấp VAV qua bộ lọc HEPA, khí thải CAV qua bộ lọc HEPA, có phát hiện ΔP] | Các nhiễu loạn 1–5 trong Bảng 6-2 có ít ảnh hưởng hơn; có thể thích ứng với thay đổi hiệu suất bộ lọc |
| 6 | [Hình: Sơ đồ hệ thống kiểm soát áp suất âm và lưu lượng không khí tiết kiệm năng lượng: có biến tần cho khí cấp, khí thải qua bộ lọc HEPA, và phát hiện ΔP trong phòng] | Là một ví dụ tiết kiệm năng lượng cân nhắc cả kiểm soát áp suất âm và kiểm soát lưu lượng không khí; hệ thống này có nhiều ứng dụng; độ tin cậy phải được kiểm tra kỹ lưỡng |
| 7 | [Hình: Sơ đồ hệ thống kiểm soát lưu lượng không khí và áp suất âm: có biến tần và bộ lọc HEPA cho cả khí cấp và khí thải, phát hiện ΔP trong phòng, và bộ vi xử lý điều khiển các van và tốc độ quạt cấp khí] | Để đáp ứng yêu cầu kiểm soát và điều chỉnh tất cả các nhiễu loạn trong Bảng 6-2, bộ vi xử lý điều khiển từng van và tốc độ quạt cấp khí — đây là phương pháp kiểm soát tối ưu lưu lượng không khí và áp suất âm |
Để ngăn chặn sự đảo ngược chênh lệch áp suất, quạt cấp khí chỉ có thể được khởi động sau khi hệ thống thải khí của phòng sạch an toàn sinh học đã được bật, và quạt thải khí chỉ có thể được tắt sau khi quạt cấp khí đã dừng; tương tự, chỉ sau khi quạt thải khí của tủ an toàn sinh học đã được khởi động thì mới có thể khởi động quạt thải và quạt cấp khí của phòng.
VIII. Quy định đặc biệt về thiết kế điều hòa không khí phòng sạch
- Phải áp dụng hệ thống cấp và thải khí độc lập để ngăn chặn lây nhiễm chéo sol khí.
- Các khu vực tạo ra khí độc hại (pha chế thuốc thử, xử lý mẫu, thiết bị thí nghiệm, v.v.) phải sử dụng bàn làm việc sạch áp suất âm.
- Các hoạt động tạo ra sol khí có hại cho con người phải được thực hiện trong tủ an toàn sinh học loại II (hoặc cao hơn).
- Phải xem xét lượng nhiệt tỏa ra của thiết bị khám y tế chuyên dụng.