في بيئة غرف التنظيف، يُعد الاستقرار التشغيلي للمرشحات عالية الكفاءة (HEPA) في بيئة غرف التنظيف، هو جوهر الحفاظ على مستويات النظافة وضمان سلامة الإنتاج/التجارب. يجب أن يمتد ضمان ثباتها خلال دورة الحياة الكاملة للاختيار والتركيب والتشغيل والمراقبة وإدارة الصيانة، وأن يتحقق من خلال تدابير تقنية متعددة الأبعاد ومعايير الإدارة. وفيما يلي استراتيجيات الضمان المحددة:
I. ضمان ما قبل التركيب: الاختيار العلمي والتركيب المتوافق
إن الاختيار والتركيب هما "الهندسة الأساسية" للتشغيل المستقر للمرشحات، ويحددان بشكل مباشر مدى توافقها وأدائها الأولي.
1. اختيار دقيق: مطابقة المتطلبات الأساسية لغرفة التنظيف
يجب أن يعتمد اختيار المرشحات على المعلمات الأساسية مثل مستوى نظافة غرفة التنظيف (مثل ISO 5-8)، وحجم الهواء المراد معالجته، وخصائص الملوثات (حجم الجسيمات وتركيزها)، ودرجة الحرارة والرطوبة/بيئة التآكل، وما إلى ذلك، لتجنب انخفاض الاستقرار الناجم عن "التشغيل الزائد" أو "تكرار الأداء".
مطابقة حجم الهواء: يجب أن يتطابق حجم الهواء المقدر للمرشح بدقة مع حجم هواء الإمداد للغرفة النظيفة (بشكل عام مع ترك هامش من 10% إلى 15%). إذا كان حجم الهواء الفعلي يتجاوز بكثير القيمة المقدرة، فسوف يتسبب ذلك في ارتفاع سرعة الهواء لمادة المرشح بشكل كبير جدًا، وزيادة المقاومة بشكل حاد، وتسريع تقادم مادة المرشح وتلفها. إذا كان حجم الهواء غير كافٍ، فلا يمكن الحفاظ على فرق الضغط النظيف، وستنخفض كفاءة الترشيح بطريقة مقنعة.
توافق الأداء: بالنسبة للغرف النظيفة التي تحتوي على رذاذ الزيت (مثل الطباعة الحجرية لأشباه الموصلات) والغازات المسببة للتآكل (مثل التخليق الكيميائي والصيدلاني)، يجب اختيار مواد الترشيح الخاصة ذات المقاومة للتآكل الكيميائي والمقاومة للتآكل (مثل مواد الترشيح المغلفة ب PTFE). مواد الترشيح العادية من الألياف الزجاجية العادية عرضة للتآكل والفشل.
الاختيار الهيكلي: في البيئات ذات الرطوبة العالية (مثل غرف التنظيف البيولوجية)، يجب اختيار الإطارات المقاومة للماء (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ) لمنع تشوه الإطارات الخشبية أو الفولاذ الكربوني العادي بسبب الرطوبة، مما قد يؤدي إلى فشل ختم المرشح.

2. تركيب متوافق: القضاء على "التسرب الأولي" والمخاطر الهيكلية
يؤثر "أداء ختم التركيب" للمرشحات عالية الكفاءة تأثيرًا مباشرًا على الاستقرار التشغيلي - حتى لو كانت مادة المرشح نفسها تفي بمعايير الكفاءة، إذا كان هناك تسرب في فجوة التركيب، فإن الهواء غير المرشح سيدخل مباشرةً إلى الغرفة النظيفة، مما يؤدي إلى فشل النظافة. يجب أن يتوافق التركيب مع المواصفات التالية:
الفحص قبل التركيب: قبل التركيب، يجب أن يخضع المرشح لاختبار السلامة (مثل طريقة لهب الصوديوم، وطريقة PAO)، ويجب إزالة مواد المرشح التي قد تتلف أثناء النقل. في الوقت نفسه، يجب تنظيف إطار التركيب (مثل صندوق الضغط الساكن ومخرج الهواء) لمنع الغبار والحطام من الالتصاق بسطح مادة المرشح.
تدابير الختم: اعتماد تقنية "ختم الخزان السائل" أو "الشريط المطاطي مزدوج الختم"
خزان سائل مانع للتسرب: أدخل إطار الفلتر في خزان السائل المملوء بسائل مانع للتسرب (مثل سائل هلام السيليكا الخاص) لتشكيل مانع تسرب خالٍ من الفجوات، وهو مناسب لمستويات النظافة العالية (مثل ISO 5 وما فوق).
شريط مطاطي مانع للتسرب: اختر شرائط مطاطية EPDM ذات مرونة ممتازة. أثناء التركيب، تأكد من أن الأشرطة المطاطية لا تحتوي على ضغط أو كسر غير متساوٍ. إذا لزم الأمر، ضع مادة مانعة للتسرب للمساعدة في الإغلاق.
تطبيق قوة موحدة أثناء التركيب: عند التثبيت بواسطة البراغي أو شرائط الضغط، يجب تطبيق القوة بشكل متساوٍ على طول الإطار (بعزم دوران ثابت) لمنع القوة الموضعية المفرطة من التسبب في تشوه مادة المرشح أو التواء الإطار.
II. ضمان التشغيل: المراقبة الديناميكية والتحكم البيئي
أثناء تشغيل غرفة التنظيف، تعد المراقبة في الوقت الفعلي والتنظيم البيئي ضروريان لمنع العوامل الخارجية من التسبب في "حمل إضافي" أو "تلف" للمرشحات.
إنشاء نظام "ترشيح ثلاثي المراحل" للحماية المسبقة.
مادة المرشح للمرشحات عالية الكفاءة (مثل الألياف الزجاجية) هشة ولا يمكن تنظيفها. إذا تم استخدامها مباشرة للتعامل مع الهواء الذي يحتوي على نسبة عالية من الغبار، فسوف تسد بسرعة، وتزيد من المقاومة، وتقصّر من عمر الخدمة، وتقلل من الثبات. يجب تحقيق "الاعتراض المتدرج" من خلال نظام ترشيح ثلاثي المستويات "كفاءة أولية + كفاءة متوسطة + كفاءة عالية":
المرشح الأساسي (درجات G1-G4) : يعترض الجسيمات الكبيرة مثل الغبار والشعر بقطر ≥5 ميكرومتر، مما يحمي المرشح متوسط الكفاءة.
مرشحات متوسطة الكفاءة (درجات F5-F9) : إنها تعترض الجسيمات العالقة التي يبلغ قطرها ≥1 ميكرومتر، مما يقلل من محتوى الغبار في الهواء الداخل إلى المرشح عالي الكفاءة إلى مستوى منخفض للغاية (بشكل عام ≤0.1 ملجم/متر مكعب).
من خلال "تقليل الحمل" للمرشح المسبق، يمكن تقليل معدل ارتفاع المقاومة للمرشح عالي الكفاءة بأكثر من 50%، مما يجعل تشغيله أكثر استقرارًا.
2. المراقبة الآنية لبارامترات التشغيل الأساسية
تتم مراقبة حالة تشغيل الفلتر على مدار 24 ساعة في اليوم من خلال نظام آلي للكشف عن أي خلل والتدخل الفوري في أي خلل.
مراقبة المقاومة: قم بتركيب مقاييس الضغط التفاضلي على "جانب السحب" و"جانب العادم" للمرشح عالي الكفاءة لمراقبة مقاومة التشغيل في الوقت الحقيقي. يحتاج كل مرشح إلى ضبط "المقاومة الأولية" و"مقاومة التصميم" و"المقاومة النهائية" (بشكل عام من 2 إلى 3 أضعاف المقاومة الأولية):
عندما تكون المقاومة أقل من القيمة الأولية، فقد يكون ذلك بسبب تلف مادة المرشح أو تسرب في التركيب.
عندما تقترب المقاومة من المقاومة النهائية، فهذا يشير إلى أن مادة الفلتر مسدودة ويجب استبدالها في الوقت المناسب لمنع التحميل الزائد على المروحة أو انخفاض حجم الهواء.
مراقبة حجم الهواء/سرعة الرياح: قم بمراقبة حجم هواء الإمداد من خلال مقياس شدة الريح لمخرج الهواء أو مستشعر حجم هواء مجرى الهواء. إذا انخفضت سرعة الرياح بشكل حاد، فقد يكون ذلك بسبب انسداد الفلتر أو تعطل المروحة، ويجب إجراء تحقيق فوري.
مراقبة ربط النظافة: ربط حالة المرشح مع عداد الجسيمات عبر الإنترنت في الغرفة النظيفة. إذا تجاوز تركيز الجسيمات في منطقة معينة المعيار فجأة، فقم بإعطاء الأولوية لفحص أداء الختم أو سلامة مادة المرشح للمرشح عالي الكفاءة المقابل لمخرج الهواء.
3. التحكم الصارم في بارامترات بيئة التشغيل
ستؤثر العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة وفرق الضغط والغازات المسببة للتآكل في غرفة التنظيف بشكل مباشر على عمر المرشحات وثباتها.
التحكم في درجة الحرارة والرطوبة: هناك حدود عليا لمقاومة درجة حرارة مادة المرشح (على سبيل المثال، مقاومة درجة حرارة مادة HEPA العادية هي ≤80 ℃) وقوة الترابط للمادة اللاصقة (التي تكون عرضة للتقادم في درجات الحرارة العالية والتفكك في الرطوبة العالية). يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة بين 10 و30 درجة مئوية، ويجب التحكم في الرطوبة النسبية بين 40% و65% (تتطلب البيئات الخاصة مثل مختبرات السلامة البيولوجية تكييفًا منفصلاً).
التحكم في فرق الضغط: الحفاظ على "فرق ضغط إيجابي" (بشكل عام 5-10 باسكال) بين الغرفة النظيفة والمناطق المجاورة لمنع الهواء الملوث من الخارج من التدفق إلى الخلف والتأثير على المرشحات. في الوقت نفسه، تأكد من استقرار الضغط في صندوق الضغط الساكن على جانب مدخل الهواء للمرشح عالي الكفاءة لتجنب الاهتزاز وتلف مادة المرشح الناجم عن تقلبات الضغط.
التحكم في التآكل: بالنسبة للغرف النظيفة التي تحتوي على الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية، يجب إضافة مرشحات كيميائية (مثل مرشحات الكربون المنشط) إلى النظام المسبق لإزالة الغازات المسببة للتآكل ومنع تآكل مواد المرشح وإطاراته وفشلها.
ثالثاً. الصيانة والضمان: الإدارة الموحدة والتحقق المنتظم
الصيانة والمعايرة المنتظمة هما مفتاحا إطالة عمر المرشحات والحفاظ على ثباتها. ومن الضروري إنشاء عملية إدارة موحدة.
وضع خطة صيانة دورية.
استبدال المرشح الأولي: يجب استبدال الفلتر الأساسي كل شهر إلى 3 أشهر، والمرشح متوسط الكفاءة كل 3 إلى 6 أشهر (يتم ضبطه تحديدًا وفقًا لتغيرات فرق الضغط) لمنع "التخلص من الفلتر عالي الكفاءة قبل الأوان" بسبب فشل الفلتر الأولي.
استبدال المرشح عالي الكفاءة: عندما تصل مقاومة التشغيل إلى المقاومة النهائية أو يفشل اختبار التكامل، يجب استبداله على الفور. وحتى إذا كانت المقاومة لا تفي بالمعيار، لا يزال يوصى بألا يتجاوز عمر خدمة مرشح HEPA العادي سنتين (بالنسبة للبيئات الخاصة مثل الغرف النظيفة الصيدلانية، يجب تقصير الدورة وفقًا لمعايير ممارسات التصنيع الجيدة).
التحقق بعد الاستبدال: بعد كل عملية استبدال للمرشح عالي الكفاءة، يجب أن يخضع لاختبار السلامة (طريقة PAO هي معيار معترف به دوليًا)، ويجب الكشف عن معدل التسرب (≤0.01%). ولا يمكن تشغيله إلا بعد اجتياز الاختبار.
2. تعزيز توحيد عمليات الصيانة
عملية الاستبدال: عند استبدال المرشح، يجب أن يتم ذلك أثناء "فترة عدم الإنتاج" في الغرفة النظيفة. يجب أن يرتدي المشغل بدلات نظيفة وقفازات لتجنب ملامسة اليدين مباشرةً لمادة المرشح. أثناء عملية الاستبدال، يجب تغطية فتحة صندوق الضغط الساكن لمنع الغبار من السقوط فيه.
الامتثال للتخريد والتخلص منها: بالنسبة للغرف النظيفة التي تحتوي على بكتيريا مسببة للأمراض والملوثات السامة (مثل مختبرات السلامة البيولوجية وورش التخمير الدوائية)، يجب أن تخضع مرشحات النفايات المستبدلة أولاً لمعالجة التعقيم/الختم ثم يتم التخلص منها وفقًا لمعايير النفايات الخطرة لمنع التلوث الثانوي.
3. إنشاء ملف دورة حياة كاملة
إنشاء "ملف هوية" لكل مرشح عالي الكفاءة، وتسجيل طرازه ومعلماته المقدرة وتاريخ التركيب والمقاومة الأولية وبيانات فرق الضغط لكل صيانة، وتقرير اختبار السلامة وتاريخ الاستبدال وغيرها من المعلومات. من خلال إمكانية تتبع البيانات وتحليل أنماط تشغيل المرشحات، وتحسين دورة الصيانة (على سبيل المثال، إذا كانت مقاومة المرشح في منطقة معينة ترتفع بسرعة كبيرة) يمكن التحقق مما إذا كان المرشح الأولي غير كافٍ أو أن محتوى الغبار البيئي يتجاوز المعيار.
Iv. الحماية المعززة للسيناريوهات الخاصة
بالنسبة للغرف النظيفة عالية الطلب (مثل تصنيع رقاقات أشباه الموصلات ومختبرات المستوى 3 للسلامة البيولوجية)، يجب اتخاذ تدابير تعزيز إضافية:
تصميم زائد عن الحاجة: تتبنى المناطق الرئيسية نظام فلتر مزدوج عالي الكفاءة "واحد قيد الاستخدام والآخر في وضع الاستعداد". عندما يفشل الفلتر الرئيسي، يمكن للمرشح الاحتياطي التبديل تلقائيًا لضمان عدم انقطاع النظافة.
ترقية المراقبة عبر الإنترنت: اعتماد "عداد الجسيمات بالليزر + نظام الإنذار عن بُعد"، عندما يتسرب الفلتر ويتسبب في تجاوز تركيز الجسيمات للمعيار، سيطلق على الفور إنذارًا مسموعًا ومرئيًا ويخطر موظفي التشغيل والصيانة.
معالجة خاصة لمادة المرشح: تخضع الفلاتر في الغرفة النظيفة البيولوجية إلى "معالجة طلاء غشاء مضاد للبكتيريا" لمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة على سطح مادة المرشح ومنع زيادة المقاومة غير الطبيعية الناجمة عن الالتصاق البيولوجي لمادة المرشح.
الملخص
إن الاستقرار التشغيلي للمرشحات عالية الكفاءة هو نتيجة للتأثيرات المشتركة لـ "الاختيار الدقيق، والتركيب المحكم، ومراقبة التشغيل في الوقت الحقيقي، والصيانة الموحدة". والمنطق الأساسي هو: تقليل الحمل على المرشح من خلال الحماية المسبقة، والكشف عن التشوهات في الوقت المناسب من خلال المراقبة في الوقت الحقيقي، وإطالة عمر الخدمة الفعال من خلال الصيانة الموحدة، وفي النهاية تحقيق التوافق المستقر طويل الأجل للغرفة النظيفة. وتتطلب هذه العملية صياغة خطط مخصصة بالاقتران مع سيناريوهات التطبيق المحددة للغرفة النظيفة (مثل الأدوية والإلكترونيات والأغذية)، وتتبع بدقة معايير الصناعة مثل GMP وISO 14644.