Lịch sử phát triển của Phòng sạch - Phòng vô trùng
Mặc dù các nguyên tắc thiết kế phòng sạch đã có từ hơn 150 năm trước khi việc kiểm kiểm soát vi khuẩn trong các phòng mổ được để ý, nhưng chính phòng sạch là một sự phát triển tương đối hiện đại.
Mặc dù các nguyên tắc thiết kế phòng sạch đã có từ hơn 150 năm trước khi việc kiểm kiểm soát vi khuẩn trong các phòng mổ được để ý, nhưng chính phòng sạch là một sự phát triển tương đối hiện đại. Chính nhu cầu về môi trường sạch cho sản xuất công nghiệp trong những năm 1950 dẫn đến phòng sạch hiện đại như chúng ta đã biết.
Phòng sạch là môi trường được kiểm soát chặt chẽ, có mức độ ô nhiễm môi trường thấp như bụi, vi khuẩn trong không khí, các hạt aerosol và hơi hóa chất. Không khí đi vào phòng sạch được lọc và sau đó được lưu thông liên tục qua các bộ lọc không khí hạt hiệu quả cao HEPA hoặc cực cao ULPA để loại bỏ các chất gây ô nhiễm được tạo ra bên trong. Nhân viên mặc quần áo bảo hộ phải vào và ra thông qua khoang Airlock, trong khi thiết bị và đồ đạc bên trong phòng sạch được thiết kế đặc biệt để hạn chế việc tạo ra các hạt.
Trong khi hơn 30 phân khúc ngành công nghiệp khác nhau sử dụng phòng sạch, 70 phần trăm diện tích sàn phòng sạch của Hoa Kỳ nằm trong chất bán dẫn và các linh kiện điện tử, dược phẩm và công nghệ sinh học khác.
2. Phòng sạch giai đoạn 1939 - 1945
Việc phát triển phòng sạch hiện đại bắt đầu trong Chiến tranh thế giới thứ hai để cải thiện chất lượng và độ tin cậy của thiết bị được sử dụng trong sản xuất súng, xe tăng và máy bay. Trong thời gian này, các bộ lọc HEPA cũng được phát triển để ngăn các chất gây ô nhiễm phóng xạ, vi khuẩn hoặc hóa học nguy hiểm trong các thí nghiệm phân hạch hạt nhân, cũng như nghiên cứu về chiến tranh hóa học và sinh học.
Trong khi các phòng sạch cho mục đích sản xuất và quân sự đang được phát triển, tầm quan trọng của thông gió đối với việc kiểm soát ô nhiễm trong bệnh viện đã được hiện thực hóa. Việc sử dụng thông gió trong môi trường y tế dần trở thành thông lệ tiêu chuẩn trong thời gian này.
3. Phòng sạch giai đoạn 1950 - 1960
Sự phát triển của các phòng sạch đã có được động lực là kết quả của chương trình du hành vũ trụ của NASA vào những năm 1950 và 1960. Chính trong thời gian này, khái niệm Laminar Flow đã được giới thiệu, đánh dấu một bước ngoặt trong công nghệ phòng sạch.
Vào cuối những năm 1950, Tập đoàn Sandia (sau này trở thành Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia) bắt đầu điều tra mức độ ô nhiễm quá mức được tìm thấy trong phòng sạch. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các phòng sạch đang được vận hành ở giới hạn thực tế cao hơn về mức độ sạch sẽ và xác định nhu cầu phát triển các thiết kế phòng sạch thay thế.
Năm 1960, Blowers và phi hành đoàn ở Middlesborough, Vương quốc Anh là người đầu tiên cải thiện kiểm soát ô nhiễm bằng cách tạo ra luồng khí đơn hướng từ một bộ khuếch tán không khí được trang bị trên toàn bộ trần nhà trong phòng điều hành. Trong thực tế, luồng không khí bị xáo trộn bởi không khí và chuyển động của con người, nhưng ý tưởng về dòng chảy đơn hướng đã ra đời.
Cũng trong năm 1960, McCrone Associates bắt đầu phát triển các kỹ thuật xử lý hạt tiên tiến bằng cách sử dụng kim Vonfram và Nitrocellulose. Những kỹ thuật này, sau này trở thành tiêu chuẩn công nghiệp, đã được tích hợp vào phòng sạch McCrone Associates Class 100.
Năm 1961, Giáo sư Sir John Charnley và Hugh Howorth, làm việc trong một bệnh viện ở Manchester, Vương quốc Anh, đã cố gắng cải thiện đáng kể luồng không khí đơn hướng bằng cách tạo ra luồng không khí đi xuống từ một khu vực nhỏ hơn nhiều trên trần nhà, trực tiếp trên bàn mổ.
Cũng trong năm 1961, tiêu chuẩn đầu tiên được viết cho các phòng sạch, được gọi là Sổ tay kỹ thuật TO 00-25-203, đã được Không quân Hoa Kỳ xuất bản. Tiêu chuẩn này được coi là thiết kế phòng sạch và tiêu chuẩn hạt trong không khí, cũng như các quy trình vào/ra, đồ bảo hộ và làm sạch.
Năm 1962, Sandia Corp ra mắt phòng siêu sạch Whitfield, được công bố trên Tạp chí Time, tạo ra sự quan tâm lớn. Thay vì chỉ sử dụng các bộ lọc để làm sạch không khí vào, Whitfield đã sử dụng không khí được lọc để giữ cho căn phòng sạch sẽ bằng cách thay đổi không khí siêu sạch cứ sau mỗi sáu giây.
Năm 1962, bằng sáng chế số 3158456 cho Phòng khí tầng được cấp. Nó được biết đến như một căn phòng siêu sạch.
Đến năm 1965, một số phòng sử dụng dòng khí thẳng đứng đã hoạt động trong đó lưu lượng không khí dao động trong khoảng từ 15 m (50 ft) / phút đến 30 m (100 ft) / phút. Chính trong thời gian này, thông số kỹ thuật của tốc độ không khí 0,46 m / s và yêu cầu 20 lần thay đổi không khí một giờ đã trở thành tiêu chuẩn được chấp nhận.
4. Phòng sạch giai đoạn những năm 1970
Đến đầu những năm 1970, nguyên tắc của dòng khí tầng đã được chuyển từ chỉ trong phòng thí nghiệm sang ứng dụng rộng rãi trong các quy trình sản xuất khác.
5. Phòng sạch giai đoạn những năm 1980 - 1990
Những năm 1980 tiếp tục quan tâm đến sự phát triển của phòng sạch. Đến giai đoạn này, công nghệ phòng sạch cũng trở thành mối quan tâm đặc biệt của các nhà sản xuất thực phẩm.
Vào cuối những năm 1980, STERIS (trước đây gọi là Amsco) đã phát triển việc sử dụng khí hydro peroxide để khử nhiễm phòng sạch và đưa ra ý tưởng dưới nhãn hiệu VHP (Hydro Peroxide bay hơi). Khí Hydro Peroxide nhanh chóng trở thành phương pháp khử trùng được sử dụng rộng rãi nhất, do sự kết hợp độc đáo giữa hiệu quả kháng khuẩn nhanh chóng, khả năng tương thích vật liệu và an toàn.
Năm 1980, Daldrop + Dr.Ing.Huber đã phát triển một trần phòng sạch sáng tạo, được gọi là 'Euro Clean', để đáp ứng những thách thức gia tăng từ ngành công nghiệp vào đầu những năm 80.
Năm 1987, một bằng sáng chế đã được đệ trình cho một hệ thống phân vùng phòng sạch để cho phép các khu vực có độ sạch đặc biệt cao. Điều này đã cải thiện hiệu quả của các phòng sạch riêng lẻ bằng cách cho phép các khu vực áp dụng các mức độ sạch khác nhau tùy theo vị trí và nhu cầu. Phòng sạch
Năm 1991, một bằng sáng chế đã được nộp cho một hệ thống mũ bảo hiểm có thể được sử dụng trong phòng vô trùng y tế trong đó người dùng được bảo vệ khỏi không khí bị ô nhiễm trong môi trường, trong khi bệnh nhân được bảo vệ khỏi không khí bị ô nhiễm thải ra từ mũ bảo hiểm của người dùng. Một thiết bị như vậy làm giảm khả năng nhân viên y tế bị nhiễm virus do bệnh nhân mang theo.
Vào năm 1998/1999, CRC Clean Room Consulting GmbH đã giới thiệu quạt lọc phòng sạch. Điều này liên quan đến việc tích hợp một bộ phận quạt lọc, với bộ lọc, quạt thông gió và động cơ trực tiếp vào trần phòng sạch.
6. Phòng sạch giai đoạn những năm 2000
Tốc độ chuyển đổi công nghệ phòng sạch đã tăng tốc trong những năm gần đây. Từ năm 2000, đã có những tiến bộ đáng kể trong công nghệ phòng sạch mới, giúp hợp lý hóa các quy trình sản xuất và nghiên cứu, đồng thời giảm nguy cơ ô nhiễm. Hầu hết các phát triển công nghệ trong thập kỷ qua đã hướng tới việc sản xuất các sản phẩm vô trùng.
Phòng sạch tại 1 cơ sở thử nghiệm của Nasa
Năm 2003, Eli Lilly đã đi tiên phong trong việc phát triển một hệ thống mới để ngăn chặn và cách ly việc nhiễm chéo trong quá trình sản xuất bột dược phẩm bằng cách sử dụng một chiếc "xe đẩy hơi" được thiết kế đặc biệt. Điều này cho phép người vận hành được bao phủ bởi một làn hơi khi ra khỏi khu vực quan trọng, hầu như loại bỏ nguy cơ các hạt ô nhiễm vượt ra ngoài khu vực giới hạn.
Một xe đẩy hơi
Vào năm 2009, Đại học Southampton, Vương quốc Anh đã mở một Trung tâm sản xuất Nano chứa một phòng sạch với các cơ sở sản xuất nano, cho phép sản xuất các thiết bị phần cứng phổ biến tốc độ cao và không bay hơi cho các ngành công nghiệp để có thể xử lý thông tin nhanh tất cả những thứ đạt được bằng công nghệ thông thường.
Các cơ sở phòng sạch ở Hoa Kỳ đã được dự đoán sẽ tăng gấp bốn lần từ mức cơ sở năm 1998 đến năm 2015, lên tới 180 triệu feet vuông vào năm 2015.
Các ứng dụng phổ biến nhất của phòng sạch hiện nay là sản xuất chất bán dẫn và các linh kiện điện tử khác, cũng như trong các ngành công nghiệp dược phẩm và công nghệ sinh học. Ngoài các ứng dụng truyền thống này, công nghệ phòng sạch gần đây đã được áp dụng cho các hệ thống vi mô và nano, và điều này có vẻ chắc chắn sẽ tiếp tục là một lĩnh vực tăng trưởng trong nhiều năm tới. Sự phát triển của công nghệ phòng sạch có thể sẽ tiếp tục được thúc đẩy bởi một số yếu tố chính bao gồm việc sử dụng các vật liệu có độ tinh khiết cao và hiệu quả sử dụng ngày càng rộng rãi của công nghệ sinh học. Với quy mô của những thách thức này, công nghệ phòng sạch dường như vẫn không thể thiếu để sản xuất trong những năm tới.
