เลือกประเทศ / ภูมิภาคของคุณ

Author headshot ansell
Ansell Ltd. ธันวาคม 03, 2567

ประสิทธิภาพการกรองของชุดป้องกันช่วยยกระดับประสิทธิภาพของห้องคลีนรูมได้

เป้าหมายของการวิจัยครั้งนี้คือการแยกผลกระทบของชุดที่สวมใส่ในห้องคลีนรูมออกจากความสามารถในการกรองสิ่งปนเปื้อนที่เกิดจากมนุษย์ในระยะเวลาหนึ่ง

การควบคุมห้องคลีนรูมเป็นปัจจัยสำคัญในการบริหารจัดการสถานที่ ปัญหาเกี่ยวกับการบริหารจัดการห้องคลีนรูมและประเด็นด้านคุณภาพที่ตามมาอาจส่งผลให้เกิดปัญหาด้านต้นทุน ปริมาณการผลิต และกำลังการผลิตอย่างมหาศาล การจำลองภาพเป็นตัวช่วยที่ดีในการออกแบบและก่อสร้างห้องคลีนรูม แต่ปัจจัยหนึ่งที่คนเรามักจะมองข้ามระหว่างการออกแบบห้องคลีนรูมก็คือผลกระทบจากคุณสมบัติของชุด ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการปนเปื้อนเชื้อแบคทีเรีย

ทีม KimtechTM  ได้พัฒนาแบบจำลองและเครื่องคำนวณเพื่อพิจารณาว่าสภาพแวดล้อมในห้องคลีนรูมจะได้รับผลกระทบจากประเภทชุดที่เลือกอย่างไร แบบจำลองของเราใช้ข้อมูลจากห้องคลีนรูมห้องเดียวที่มีอัตราการหมุนเวียนของอากาศ จำนวนพนักงานตามที่กำหนด และได้สมมุติปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวกับอัตราการสร้างเชื้อและการหมุนเวียนของอากาศผ่านชุด นอกจากนี้ เรายังสมมุติให้อากาศกระจายกันอย่างสม่ำเสมอและเชื้อเล็ดลอดออกจากชุดในลักษณะที่ตรงกับการประเมินประสิทธิภาพการกรองแบคทีเรีย (BFE) (ตามที่วัดได้โดยใช้ ASTM-F2101-07)

เราใช้แบบจำลองมาประเมินความแตกต่างเชิงสัมพันธ์ระหว่างชุดที่นำมาใช้เป็นสมมติฐานสามชุดที่มีค่า BFE อยู่ที่ 0.60, 0.9, 0.93 และ 0.97 ตามลำดับ เราสมมุติให้ห้องมีขนาด 16x20x8 ฟุต (72 ลูกบาศก์เมตร) พนักงาน 12 คนและความเร็วของพัดลมอยู่ที่ 2 ลูกบาศก์เมตร /วินาที แต่ทั้งนี้ ชุดมีอัตราการซึมผ่านของอากาศ (1e-9 ตารางเซนติเมตร) ความหนา (0.2 มม.) พื้นที่ (2 ตารางเมตร) และความดันลดลงจากกิจกรรม (250 ดายน์/ตารางเซนติเมตร) เหมือนกัน เราสมมุติให้ความเข้มข้นของเชื้ออยู่ที่ 8,000/ลูกบาศก์เซนติเมตร โดยอยู่ในระดับคงที่ โปรดดูความแตกต่างของชุดได้ในรูปที่ 1 ด้านล่าง

เมื่ออยู่ในสถานะคงตัว การเปลี่ยนแปลงของจำนวนเชื้ออธิบายได้ด้วยสมการที่ 1 โดยที่ K คืออัตราการซึมผ่านของอากาศและ t คือความหนาของชุด เลข 0 ที่เป็นตัวห้อยคือชุดปัจจุบันหรือชุดที่ใช้เป็นเส้นฐาน


การเปลี่ยนแปลงจำนวนเชื้อเชิงสัมพันธ์ =
𝐾 ⁄ (1−𝐵𝐹𝐸)
𝐾0 𝑡0 ⁄ (1−𝐵𝐹𝐸0 )
(1)

สมมุติว่าชุดมีอัตราการซึมผ่านของอากาศและความหนาเหมือนกัน ก็จะเกิดเป็นสมการที่ 2 ซึ่งมีความซับซ้อนน้อยลง


การเปลี่ยนแปลงจำนวนเชื้อเชิงสัมพันธ์ =
1−𝐵𝐹𝐸
1−𝐵𝐹𝐸0
(2)

สมการนี้ทำให้เราสามารถคำนวณประโยชน์ที่คาดการณ์ว่าจะได้รับเมื่อสถานะคงตัวจากการปรับปรุง BFE เช่น การเลิกใช้ชุดที่มีค่า BFE=0.6 มาใช้ชุดที่มีค่า BFE = 0.93 จะทำให้จำนวนเชื้อในสถานะคงตัวอยู่ที่ 1−0.93 1−0.6 = 17% (หรือลดลง 83%)

หนึ่งในงานด้านการบริหารจัดการและดูแลรักษาห้องคลีนรูมก็คือการรักษาคุณภาพและการผลิตโดยมีค่าใช้จ่ายน้อยลง การปรับปรุง BFE โดยที่ปัจจัยอื่นยังคงเหมือนเดิม จะทำให้จำนวนการใช้ห้องลดลง ซึ่งส่งผลให้ประหยัดค่าไฟฟ้าได้โดยตรงเนื่องจากช่วยลดการหมุนเวียนอากาศ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นต่อการรักษาจำนวนเชื้อให้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ภาพที่ 2 แสดงให้เห็นว่าค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้หรือการลดลงของจำนวนเชื้อเพิ่มขึ้น เทียบกับค่า BFE ที่ใช้เป็นเส้นฐานเมื่อเปลี่ยนมาใช้ชุดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เส้นโค้งแต่ละเส้นแสดงถึงจำนวนเงินที่ประหยัดได้/จำนวนเชื้อที่ลดลงเมื่อเทียบกับชุดป้องกันที่ใช้เป็นเส้นฐานหรือชุดป้องกันในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาค่า BFE ที่ใช้เป็นเส้นฐาน ซึ่งอยู่ที่ 0.93 (เส้นโค้งสีส้ม) การเปลี่ยนไปใช้ชุดป้องกันที่มีค่า BFE อยู่ที่ 0.93 ไม่ได้ช่วยให้ประหยัดค่าไฟฟ้า ส่วนการเปลี่ยนไปใช้ชุดที่มีค่า BFE อยู่ที่ 0.96 จะทำให้ประหยัดไฟฟ้าในทางทฤษฎีได้ 43% ในทางปฏิบัติ กฎหมายอาจกำหนดอัตราการหมุนเวียนอากาศขั้นต่ำเอาไว้ แต่ในกลยุทธ์การบริหารจัดการห้องคลีนรูม มีการแสดงให้เห็นว่าจำนวนเชื้อลดลงมากเป็นพิเศษ (ลดไปได้ 43% ในตัวอย่างนี้) ซึ่งน่าจะช่วยลดความเสี่ยงและโอกาสในการสูญเสียการผลิตที่เกิดจากการติดเชื้อได้ด้วย


ภาพที่ 2: ค่าไฟฟ้า/การประหยัดค่าไฟฟ้าจากค่า BFE ที่เปลี่ยนแปลงไปของชุด ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดลงได้เป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้นและอาจไม่ตรงกับค่าใช้จ่ายที่ประหยัดได้จริงเสมอไป

ข้อมูลเปรียบเทียบในที่นี้คำนึงถึงค่า BFE ที่ต่างกันเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แบบจำลองธรรมดานี้จะทำให้มองเห็นภาพรวมได้มากขึ้น หากนำชุดจากผู้จัดจำหน่ายหลายรายมาเปรียบเทียบกัน โดยทั่วไปแล้ว ค่า BFE การซึมผ่านของอากาศ และความหนาของแต่ละชุดจะไม่เหมือนกัน ซึ่งล้วนแล้วจะส่งผลกระทบต่อจำนวนเชื้อที่เกิดจากชุดของพนักงาน

หลังจากทำความเข้าใจว่าความแตกต่างของค่า BFE จะส่งผลต่อการปนเปื้อนอย่างไร ก็มีการพยายามทำความเข้าใจให้ดียิ่งขึ้นว่าวัสดุของชุดแต่ละชุดอาจจะส่งผลกระทบต่อจำนวนเชื้อในห้องคลีนรูมอย่างไรบ้าง เราทำได้ด้วยการเปรียบเทียบ Kimtech™ A5 Sterile Cleanroom Apparel กับชุดปลอดเชื้อแบบใช้ซ้ำได้ที่ผ่านกระบวนการซัก ตาก และฉายรังสีมามากกว่า (1) รอบ ค่า BFE ที่ต่างกันแสดงอยู่ในภาพที่ 3


รูปที่ 3 ค่า BFE ของชุดแบบใช้ครั้งเดียวเทียบกับชุดที่ผ่านการซักรีดและฆ่าเชื้อ ชุด A5 ผ่านการซัก ตาก และฉายรังสีหนึ่งครั้ง

ผลลัพธ์เหล่านี้ทำให้เราสังเกตเห็นถึงความแตกต่างด้านประสิทธิภาพได้อย่างชัดเจน และเมื่อมีการซักชุดปลอดเชื้อชนิดใช้ซ้ำได้ คุณสมบัติในการป้องกันจะเสื่อมถอยลง โอกาสที่จะเกิดการปนเปื้อนในห้องคลีนรูมก็พุ่งสูงขึ้น ความเสี่ยงที่จะเกิดปัญหาด้านคุณภาพจึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย เมื่อนำชุดมาซักและใช้ซ้ำเพิ่มมากขึ้น ผลกระทบที่เกิดจากค่า BFE ลดลงก็มีแต่จะเพิ่มขึ้น และแสดงให้เห็นถึงข้อดีของชุดแบบใช้ครั้งเดียว

มีการใช้วิธีการจำลองและการสร้างแบบจำลองระหว่างการออกแบบและการใช้งานห้องคลีนรูม อย่างไรก็ตาม ระหว่างออกแบบพื้นที่เหล่านี้ มักจะไม่มีการคำนึงถึงผลกระทบของการใช้ชุด รวมทั้งบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งของชุดเหล่านี้ ทั้งๆ ที่เป็นด่านแรกในการป้องกันการปนเปื้อน KimtechTM  ให้ข้อมูลเชิงลึกว่าชุดปลอดเชื้อชนิดใช้ซ้ำได้จะส่งผลกระทบต่อห้องคลีนรูมของคุณอย่างมีนัยสำคัญอย่างไร เห็นได้ชัดว่าชุดปลอดเชื้อที่คุณเลือกจะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของห้องคลีนรูมและความเสี่ยงเกี่ยวกับปัญหาด้านคุณภาพโดยตรง เราแนะนำให้สุ่มตัวอย่างชุดปลอดเชื้อแบบใช้ซ้ำได้ที่ผ่านการซักมาแล้วและส่งไปให้บุคคลภายนอกทดสอบความคงที่ของค่า BFE โดยกำหนดขั้นตอนนี้ให้เป็นแนวปฏิบัติแนะนำในการผลิต วิธีนี้จะช่วยคุณตรวจสอบอายุการใช้งานคาดการณ์ของชุดปฏิบัติงานสำหรับห้องคลีนรูมแบบปลอดเซื้อได้ โดยไม่อาศัยแค่การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์เพียงอย่างเดียว

ติดต่อ สอบถามข้อมูลเกี่ยวกับการวิเคราะห์นี้หรือการวิเคราะห์ห้องคลีนรูมของคุณและผลกระทบของการเลือกชุด