Hiện nay, các nhà máy sản xuất thường xây dựng hoặc trang bị hệ thống phòng sạch, để đáp ứng các yêu cầu sản xuất nghiêm ngặt – nơi mà các hạt bụi nhỏ có thể gây ảnh hưởng xấu đến quy trình sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm. Một trong những quy trình thẩm định/kiểm định chất lượng phòng sạch là kiểm tra độ rò rỉ màng lọc HEPA
Tiêu chuẩn về phòng sạch và kiểm soát môi trường trong phòng sạch ISO 14644
Các phòng sạch khác nhau về kích thước cũng như tính phức tạp, và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: sản xuất chất bán dẫn, dược phẩm, công nghệ sinh học, thiết bị y tế và khoa học đời sống. Có nhiều tiêu chuẩn được sử dụng để phân loại cấp độ phòng sạch như: tiêu chuẩn NEBB, tiêu chuẩn GMP, nhưng phải kể đến là tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất là tiêu chuẩn ISO 14644 được áp dụng trên hầu hết các nước và hầu hết các lĩnh vực.
ISO 14644 là tiêu chuẩn về phòng sạch và kiểm soát môi trường trong phòng sạch được chia làm 16 phần tương ứng với các nội dung khác nhau, trong đó tiêu chuẩn ISO 14644-3 được ban hành năm 2019 đề cập đến các phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu trong phòng sạch.
Phương thức kiểm tra độ rò rỉ màng lọc theo ISO 14644-3:2019 phụ lục B, phần 7
Mục đích của thử nghiệm là để xác nhận rằng các hệ thống màng lọc được lắp đặt có đạt được. Hiệu suất lọc từ 99,95% trở lên ở hầu hết các kích thước hạt xuyên thấu hay không? Đảm bảo không xuất hiện rò rỉ trong quá trình lắp đặt cũng như không có lỗ thủng trên màng lọc. Đối với hệ thống lọc có màng lọc được gắn trên trần, trên tường hay trên máy móc thiết bị. Có 2 phương pháp kiểm tra khác nhau được đề cập trong ISO 14644-3. Phương pháp thứ nhất là đo nồng độ dựa trên khối lượng bằng máy quang kế. Và phương pháp thứ hai là đếm số lượng tiểu phân bằng máy đếm tiểu phân.
So sánh 2 phương pháp: Phương pháp quang kế (Photometer) và Phương pháp đếm hạt tiểu phân (LSAPC)
-
Điểm giống nhau 2 phương pháp kiểm tra độ rò rỉ
Thứ nhất: cả 2 phương pháp đều có thể được sử dụng để kiểm tra độ rò rỉ màng lọc HEPA/ ULPA trong phòng sạch.
Thứ hai: cả 2 phương pháp đều dựa trên nguyên tắc đo tán xạ ánh sáng.
Thứ ba: cả 2 phương pháp có chung phương thức đo lường, đó là sử dụng máy tạo khí dung để tạo khí dung tại vị trí trước màng lọc. Sau đó dùng đầu dò để quét tại vị trí sau màng lọc.
-
Điểm khác nhau
– Về mục đích sử dụng
Phương pháp quang kế sử dụng máy chính là máy quang kế (hay còn gọi là máy Photometer). Máy quang kế ngoài được sử dụng để kiểm tra rò rỉ màng lọc HEPA trong phòng sạch. Đặc biệt còn được sử dụng để kiểm tra màng lọc HEPA trong các tủ an toàn sinh học; được quy định trong tiêu chuẩn NSF 49. Phương pháp đếm hạt tiểu phân sử dụng máy chính là máy đếm tiểu phân trong không khí. Máy đếm tiểu phân ngoài được sử dụng để kiểm tra rò rỉ màng lọc trong phòng sạch. Đặc biệt còn được sử dụng để phân loại phòng sạch theo tiêu chuẩn ISO 14644-1:2015.
– Về kết quả đo
Phương pháp quang kế đo nồng độ theo khối lượng của các hạt tiểu phân thâm nhập qua màn lọc; với đơn vị đo là mg/m3
Phương pháp đếm hạt tiểu phân đo số lượng hạt bụi và đo kích thước hạt bụi; với đơn vị đo là số hạt/m3
– Về ưu nhược điểm của mỗi phương pháp
Thứ nhất: kiểm tra độ rò rỉ bằng phương pháp quang kế không cần pha loãng khí dung trước màng lọc. Trong khi phương pháp đếm hạt tiểu phân cần phải có thiết bị pha loãng (hay còn gọi là Diluter); để pha loãng khí dung trước màn lọc. Điều này giúp giảm thiểu sai số cho máy đếm bụi trong quá trình đo
Thứ hai: phương pháp quang kế cần sử dụng khí dung trước màng lọc với nồng độ cao. Trong khi phương pháp đếm hạt tiểu phân yêu cầu nồng độ khí dung trước màng lọc thấp hơn
Thứ ba: để áp dụng phương pháp quang kế cần 2 thiết bị chính là: 1 máy quang kế; và 1 máy phun khí dung đo đồng thời nồng độ trước lọc và sau lọc. Trong khi phương pháp đếm hạt tiểu phân cần 3 đến 4 thiết bị chính: 1 máy đến hạt đo nồng độ trước lọc; 1 máy phun khí dung; 1 máy pha loãng; và thêm 1 máy đếm hạt đo nồng độ sau lọc. Nếu cần đo đồng thời nồng độ trước lọc và sau lọc.
Phương pháp quang kế cho kết quả nhanh chóng, thao tác đơn giản, không cần tính toán nhiều. Trong khi, phương pháp đếm hạt tiểu phân thao tác phức tạp hơn qua nhiều công thức tính toán. Do đó, cho kết quả chậm hơn.
Vì các lý do nêu trên; phương pháp quang kế thường được khuyến cáo áp dụng cho các phòng sạch ISO cấp 6 đến ISO cấp 9. Trong khi phương pháp đếm hạt tiểu phân thường được khuyến cáo áp dụng cho các phòng sạch ISO cấp 5 trở lên.
– Về dung môi PLS và dầu PAO
Bên cạnh đó lưu ý rằng, dung môi được sử dụng để tạo kích thước khí dung trước lọc cũng cần được lựa chọn sao cho phù hợp với mỗi nhà máy.
Dầu PAO thường được sử dụng vì các ưu điểm như giá thành hợp lý. Ít gây hại đến màng lọc. Đặc biệt ít gây hại đến sức khỏe người sử dụng. Do đó thường được sử dụng phổ biến trong ngành dược. Tuy nhiên dầu PAO hay các dung môi dạng dầu khác được khuyến cáo không nên sử dụng trong lĩnh vực điện tử; vì có thể gây hư hại đến chất lượng sản phẩm. Các nhà máy điện tử có thể cân nhắc để sử dụng dung môi PLS trong công tác kiểm tra độ rò rỉ màng lọc tại nhà máy.
