THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHÍ SẠCH VÀ ĐIỀU ÁP PHÒNG SẠCH – GIẢI PHÁP ĐẠT CHUẨN ISO 14644, GMP, HACCP

Phòng sạch (Cleanroom) là môi trường kiểm soát nghiêm ngặt về bụi mịn, vi sinh, nhiệt độ, độ ẩm và áp suất khí. Để phòng sạch hoạt động ổn định và đạt chuẩn quốc tế, doanh nghiệp cần triển khai thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch một cách khoa học, chính xác và phù hợp với từng ngành sản xuất.

Trong các lĩnh vực như điện tử – bán dẫn, dược phẩm – vaccine, thiết bị y tế, thực phẩm – đồ uống, mỹ phẩm và phòng thí nghiệm, hệ thống khí sạch và điều áp đóng vai trò quyết định đến chất lượng sản phẩm, an toàn quy trình và mức độ tuân thủ tiêu chuẩn ISO 14644 – GMP.

1. Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch là gì?

1.1 Hệ thống khí sạch (Clean Air System)

Là hệ thống gồm:

• Bộ lọc đa cấp (G4 – F7 – F9 – HEPA H13/H14)

• Thiết bị xử lý khí (AHU, MAU, FFU)

• Ống gió – miệng gió

• Thiết bị phòng sạch (Airshower, Passbox, HEPA Box)

• Điều khiển – cảm biến

Chức năng:

• Loại bỏ bụi mịn

• Loại bỏ vi sinh – tạp chất

• Kiểm soát nhiệt – độ ẩm

• Đảm bảo luồng khí sạch đạt chuẩn ISO

1.2 Hệ thống điều áp phòng sạch

Là hệ thống duy trì áp suất dương hoặc âm trong phòng sạch.

• Áp suất dương: Ngăn bụi bẩn xâm nhập

• Áp suất âm: Ngăn vi sinh thoát ra (phòng cách ly, vi sinh, PCR)

Vì sao cần điều áp?

• Bụi và vi sinh luôn di chuyển từ vùng áp thấp sang áp cao

• Nếu không điều áp → phòng sạch không thể đạt ISO 14644

• Giảm nhiễm chéo giữa các khu vực

2. Tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống khí sạch và điều áp

2.1 ISO 14644 (Quốc tế)

• ISO 5 – ISO 8 cho điện tử, dược phẩm, y tế

• Xác định số lượng hạt bụi

• Quy định phương pháp kiểm định airflow – áp suất – rò khí

2.2 GMP-WHO / EU-GMP

• Áp dụng trong dược phẩm – vaccine

• Quy định airflow một chiều

• Kiểm soát vi sinh – áp suất phòng

2.3 ASHRAE 62.1 – 170

• Kiểm soát gió tươi – gió hồi

• Quy định tiêu chuẩn điều áp cho y tế

3. Vai trò của điều áp trong phòng sạch

3.1 Ngăn bụi và tạp chất xâm nhập

Phòng sạch phải luôn cao áp hơn bên ngoài để bụi không đi vào.

3.2 Hạn chế nhiễm chéo

Áp suất từng khu vực được duy trì:

• Vùng sạch > vùng ít sạch

• Vùng sản phẩm nhạy cảm > hành lang

• Airlock trung gian > phòng ngoài

3.3 Giữ ổn định cấp độ sạch

Dù lọc HEPA tốt đến đâu, phòng vẫn “mất sạch” nếu áp suất không ổn định.

3.4 Bảo vệ sản phẩm & nhân sự

• Dược phẩm → bảo vệ thành phần vô trùng

• Vi sinh → bảo vệ nhân sự khỏi lây nhiễm

4. Cấu tạo hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch

4.1 Bộ lọc khí đa cấp

• Lọc thô G3/G4

• Lọc trung gian F5–F7

• Lọc tinh F8–F9

• HEPA H13/H14

• Lọc carbon (khử mùi – VOC)

4.2 Thiết bị HVAC

• AHU (xử lý nhiệt – ẩm)

• MAU (cấp gió tươi)

• FFU (lọc HEPA tại trần phòng sạch)

• Chiller – FCU

4.3 Hệ thống ống gió

• Ống gió tôn mạ kẽm

• Ống mềm giảm rung

• Miệng gió cấp – hồi

• Van gió điều chỉnh áp

4.4 Thiết bị tạo áp suất phòng

• Sensor áp suất

• Van xả áp (Pressure Relief Damper)

• Airlock 2–3 lớp cửa

• Cửa tự động phòng sạch

4.5 Hệ thống giám sát phòng sạch

• BMS/EMS

• Sensor PM2.5

• Sensor CO₂

• Sensor nhiệt – độ ẩm

• Sensor ΔP HEPA

5. Nguyên lý điều áp phòng sạch

Điều áp phòng sạch hoạt động theo công thức:

Áp suất phòng = Lượng gió cấp – Lượng gió hồi – Lượng gió xả

Khi gió cấp nhiều hơn → áp suất dương.
Khi gió hồi nhiều hơn → áp suất âm.

Tiêu chuẩn áp suất cho phòng sạch

• ISO 8 – ISO 7: +10 → +20 Pa

• ISO 6 – ISO 5: +15 → +30 Pa

• Phòng vi sinh – PCR: –10 → –20 Pa

6. Nguyên lý hoạt động của hệ thống khí sạch

BƯỚC 1 – Lọc không khí

Không khí đi qua các cấp lọc:

➡ G4 → F7 → F9 → HEPA → vào phòng sạch
➡ Gió hồi → lọc → cấp lại

BƯỚC 2 – Tạo dòng khí sạch (Airflow)

2 dạng airflow:

• Laminar Flow (dòng một chiều)

• Turbulent Flow (khuếch tán đều)

BƯỚC 3 – Duy trì nhiệt độ – độ ẩm

• 20–26°C

• 40–60% RH

BƯỚC 4 – Duy trì áp suất phòng

Bằng:

• Gió cấp > gió hồi

• Van xả áp

• Airlock

7. Quy trình thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch

Bước 1 – Khảo sát & phân tích

• Mặt bằng sản xuất

• Tiêu chuẩn cần đạt

• Nguy cơ nhiễm chéo

• Nhiệt – tải ẩm từ thiết bị

Bước 2 – Tính toán airflow và áp suất

Các thông số:

• ACH (Air Changes per Hour)

• Lưu lượng CFM

• ΔP từng phòng

• Tốc độ gió tại miệng HEPA

Bước 3 – Thiết kế bản vẽ

• Airflow diagram

• Bản vẽ ống gió

• Bố trí FFU – HEPA

• Bản vẽ điều áp

• Bản vẽ panel – cửa airlock

Bước 4 – Chọn thiết bị

• AHU – MAU – FFU

• Bộ lọc H13/H14 đạt EN1822

• Van xả áp chính xác

• Sensor ΔP phòng

Bước 5 – Thi công hệ thống

• Lắp ống gió

• Thi công panel

• Lắp FFU – HEPA

• Lắp sensor ΔP

• Lắp airlock

Bước 6 – Hiệu chỉnh – cân bằng hệ thống

• Cân chỉnh lưu lượng

• Cân bằng áp suất từng phòng

• Kiểm tra nhiệt – độ ẩm

Bước 7 – Kiểm định phòng sạch

• Kiểm tra hạt bụi (ISO 14644-1)

• Test HEPA – DOP

• Smoke test airflow

• Đo ΔP phòng

8. Lỗi thường gặp khi thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp

❌ Thiết kế sai airflow → tạo xoáy khí
❌ Không duy trì áp suất dương → bụi lọt vào
❌ Không xả áp → cửa phòng khó mở
❌ Lắp HEPA không đúng chuẩn → rò khí
❌ Không tính tải lạnh đầy đủ → nhiệt độ dao động
❌ Không bố trí airlock → nhiễm chéo giữa các khu

9. Chi phí thiết kế và thi công hệ thống khí sạch & điều áp

Phụ thuộc:

• Cấp ISO

• Diện tích

• Số lượng HEPA

• Yêu cầu áp suất

• Ngành nghề

10. Lợi ích khi thiết kế hệ thống khí sạch & điều áp chuẩn kỹ thuật

✔ Đạt ISO 14644 – GMP ngay lần đầu
✔ Giảm rủi ro nhiễm chéo
✔ Giảm sự cố sản xuất
✔ Giảm tiêu hao năng lượng
✔ Tăng độ bền thiết bị
✔ Giữ môi trường sạch ổn định 24/7
✔ Dễ vượt audit đối tác quốc tế

11. Kết luận

Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch là nền tảng quan trọng để đảm bảo quá trình sản xuất đạt tiêu chuẩn và an toàn. Một hệ thống được thiết kế đúng ngay từ đầu sẽ:

• Ổn định luồng khí

• Duy trì áp suất chính xác

• Giảm lỗi sản phẩm

• Ngăn nhiễm chéo

• Tiết kiệm chi phí vận hành

• Tăng tuổi thọ thiết bị

Trong bối cảnh ngành công nghiệp sạch ngày càng phát triển, đầu tư đúng vào hệ thống khí sạch và điều áp chính là chìa khóa giúp doanh nghiệp nâng cao chất lượng sản phẩm và khẳng định vị thế cạnh tranh.

Thông tin liên hệ

CÔNG TY CỔ PHẦN KỸ THUẬT VIỆT PHÁT
📞Zalo / Hotline: 0971 344 344 – 0827 077 078 – 0829 077 078
📧Email: sales@vietphat.com
🌐Website: www.vietphat.com

🚚 Thiết kế – Thi công – Đo kiểm – Bảo trì toàn quốc
🏆 Đạt chuẩn ISO – GMP – HACCP – WHO

Từ khóa: Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch,Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch, Thiết kế hệ thống khí sạch và điều áp phòng sạch