🔬 ဓာတ်ခွဲခန်း — သန့်ရှင်းခန်းလေနှင့် နမူနာတည်တံ့မှု တိုက်ရိုက်မော်ဒယ်

အခြေခံ — ကိန်းဂဏန်းများနောက်ကွယ်ရှိ မော်ဒယ်

ဆင်မျူလေတာအသုံးပြုသော ဆက်စပ်ချက်တိုင်းကို ရင်းမြစ်နှင့်အတူ ဖော်ပြထားသည်။ ယူဆချက်အဖြစ် အမှတ်အသားပြုထားသော ကိန်းသေများသည် ဥပမာချိန်ညှိမှုများဖြစ်သည်။

ISO 14644-1 က အမှုန်အရွယ်တစ်ခုစီအတွက် အတန်းကန့်သတ်ချက်ကို သတ်မှတ်သည်။ အတန်းတစ်ဆင့်သည် ဆယ်ဆဖြစ်သည်။ 0.5 µm တွင် ISO 7 သည် ကုဗမီတာလျှင် အမှုန် 352 000 ခွင့်ပြုသည်။

Cn = 10^N·(0.1/D)^2.08 ⇒ N = log10(C) + 2.08·log10(D/0.1); ISO 7 at 0.5 µm = 352 000 /m³, ISO 5 = 3 520 /m³[1]

ကောင်းစွာရောနှောထားသောအခန်းတွင် ဝင်လာသော သို့မဟုတ် ကွာကျသောအမှုန်တိုင်းကို ထောက်ပံ့လေက ဖျော့ပြီး ဆောင်ထုတ်သည်။ အဆင့်သည် ဖြစ်ပေါ်မှုနှင့် ဖယ်ရှားမှုညီသောနေရာတွင် တည်ငြိမ်သည်၊ C = G/Q။

V·dC/dt = G + Q_s·(1−η)·(f·C_out + (1−f)·C) + (Q_in + Q_door)·C_corr − (Q_s + Q_in + Q_door)·C (exact solution per 5-min tick); steady C = G/Q[5][7]

နှောင့်ယှက်မှုတစ်ခုပြီးနောက် ပိုလျှံမှုသည် လေလဲလှယ်မှုနှုန်းဖြင့် exponential ကျသည်: 100 ဆကျရန် ln(100)/N နာရီကြာပြီး ၎င်းကို ISO 14644-3 ပြန်လည်ကောင်းမွန်မှုစမ်းသပ်ချက်က တိုင်းသည်။

C(t) − C∞ = (C₀ − C∞)·e^(−N·t); 100:1 recovery t = ln(100)/N (20 1/h → 13.8 min, 5 1/h → 55 min)[2][5][3]

လူများသည် အဓိကရင်းမြစ်ဖြစ်သည်။ ≥0.5 µm အတွက် တိုင်းထားသောပျမ်းမျှ: အတွင်းဝတ်အဝတ်ဖြင့် တစ်မိနစ်လျှင် 2.1 သန်းခန့်၊ သန့်ရှင်းခန်းအဝတ်ဖြင့် 1.0 သန်းခန့်။ လူတစ်ဦးချင်းနှင့် အခိုက်အတန့်တိုင်း ကွာခြားသည်။

G = Σ people e·exp(0.3·z − 0.045), z ~ N(0,1); e = 35 500 /s (lab coat over indoor clothing; measured for indoor clothing), 17 000 /s (cleanroom coverall), ≥ 0.5 µm[4]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

ကွာခြားချက်လေသည် တံခါးကြားအပေါက်များမှ ယိုထွက်သည်။ ၎င်းကို တွန်းထုတ်ရန်လိုသောဖိအားသည် စီးဆင်းမှု၏ နှစ်ထပ်ကိန်းဖြင့် တက်သည်။ ပုံသေလေထုတ်များက ထောက်ပံ့မှုကျန်သည်ထက် ပိုယူလျှင် အခန်းသည် အနုတ်ဖိအားဖြစ်ပြီး စင်္ကြံလေကို ဆွဲသွင်းသည်။

Q_off = Q_s − max(E_fixed, Q_s − offset); ΔP = ρ/2·(Q_off/(C_d·A))², C_d = 0.61, A = 0.02 m²; ΔP_avg = ΔP·(1 − time doors open)[6][3][5]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

ဖွင့်ထားသောတံခါးတွင် ဖိအားကွာခြားချက်မရှိ၊ ဖွင့်တိုင်း စင်္ကြံလေအချို့ကို အခန်းထဲလဲသည်။ လေလော့ခ်ဖြင့် တိုတောင်းစွာဖွင့်လျှင် လဲလှယ်မှု ပိုနည်းသည်။

openings ~ Poisson((1·people + traffic)·Δt) + people in/out; per opening 40 s and 2 m³ of corridor air exchanged (10 s, 0.5 m³ with airlock discipline)[3][5]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

ပန်ကာစွမ်းအားသည် လေစီးဆင်းမှု၏ ကုဗထပ်ကိန်းဖြင့် တက်သည်: လေလဲလှယ်မှု နှစ်ဆလုပ်လျှင် စွမ်းအား ရှစ်ဆခန့်လိုသည်။

P = 0.45 kW·(Q_s / 1500 m³/h)³[8]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

ကွန်ပရက်ဆာမရှိသော အေးခဲစက်သည် မည်သည့်စုစည်းအလေးချိန်ကိုယ်ထည်လို အပူတက်သည်: ပထမမြန်ပြီး အခန်းအပူချိန်နားရောက်လျှင် ပိုနှေးသည်။ အချိန်ကိန်းသေ τ = C/UA က နာရီကိုသတ်မှတ်သည်။

C·dT/dt = UA·(T_amb − T) + Q_door − Q_comp; T(t) = T_amb + (T₀ − T_amb)·e^(−t/τ), τ = C/UA = 20 h; −80 → −60 °C in τ·ln(102/82) ≈ 4.4 h[9]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

ဖွင့်တိုင်း အေးသောဗီဒိုလေကို နွေးပြီးစိုထိုင်းသောအခန်းလေဖြင့် အစားထိုးသည်။ ၎င်း၏အပူနှင့် ကျန်ရစ်သောနှင်းခဲက အထဲက ပစ္စည်းများကို အပူပေးသည်။

Q_door = 2·ρ·V_cab·c_p·(T_amb − T) (cabinet air replaced, ×2 for moisture and frost); V_cab = 0.7 m³ → ≈ 1.2 K per opening at −80 °C[9]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

နမူနာများသည် ပတ်ဝန်းကျင်ကို နှောင့်နှေးမှုဖြင့် လိုက်သည်။ စင်တစ်ခုကို အခန်းလေထဲ မိနစ်အနည်းငယ်သယ်ရခြင်းက ဒီဂရီအနည်းငယ်ကုန်သည်။

T_rack ← lag(T_rack, T_surroundings, τ = 1 h); handling: 2 min in room air with τ = 0.5 h (≈ +6 K from −75 °C); excursion = Σ racks minutes above −60 °C[9][11]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

အခြောက်ရေခဲသည် −78.5 °C တွင် အငွေ့ပျံပြီး ကီလိုဂရမ်လျှင် 573 kJ ခန့် စုပ်ယူသည်: ရေခဲကုန်သည်အထိ သေတ္တာသည် ထိုအပူချိန်တွင်ရှိသည်။

chest at −78.5 °C while ice remains; dm/dt = −(UA_chest·(T_amb + 78.5) + rack heat)/573 kJ/kg[10][11]ယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

မော်ဒယ်သုံး အခြားလည်ပတ်မှုကိန်းသေများ။

room 75 m³, AHU ≤ 40 air changes/h × health · HEPA 99.95 %, 20 % outdoor air at 35·10⁶ /m³ · corridor 2·10⁶ /m³ · fixed exhaust 1100 m³/h (hood in use) / 500 m³/h (standby) · gowning change 10 min · 1 door trip per person-hour · work × 0.8 with the hood in standby, × 0.95 with airlock discipline · freezer UA 2 W/K, compressor 600 W, alarm −70 °C, SOP limit −60 °C · 4 racks of 15 kJ/K · backup freezer −80 °C, its free slots released only for a freezer in fault or alarm (emergency reserve) · 10 kg dry ice per rack, chest UA 0.25 W/Kယူဆချက်: အခန်းအရွယ်အစား၊ AHU စွမ်းရည်၊ ပုံသေလေထုတ်များ၊ ယိုစိမ့်ဧရိယာ၊ တံခါးအချိန်များနှင့် လဲလှယ်သောထုထည်များ၊ ပန်ကာစွမ်းအား၊ အေးခဲစက်အပူကာနှင့် ကွန်ပရက်ဆာအရွယ်၊ စင်၏အပူဓာတ်ထိန်းနိုင်စွမ်း၊ ကိုင်တွယ်မှုထိတွေ့ချိန်၊ အရန်အေးခဲစက်နေရာများကို အရေးပေါ်အတွက်သာ ထုတ်ပေးခြင်းနှင့် −60 °C SOP ကန့်သတ်ချက်တို့သည် ယေဘုယျဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုအတွက် ဥပမာတန်ဖိုးများဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒဥပဒေများနှင့် ထုတ်ဝေထားသော ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းများသည် ကိုးကားထားသည့်အတိုင်းဖြစ်သည်။

ကျပန်းဖြစ်မှု- seed ပါသော mulberry32 ဂျင်နရေတာ၊ သုံးသောဖြန့်ဝေမှုများ — တူညီ၊ ထပ်ကိန်း (ပြောင်းပြန် CDF)၊ ပုံမှန် (Box–Muller)၊ ပွာဆွန် (Knuth)။ seed ကို ပြသပြီး မျှဝေနိုင်သည်။

ရင်းမြစ်များ

1. ISO 14644-1:2015 Cleanrooms and associated controlled environments — Part 1: Classification of air cleanliness by particle concentration (Cn = 10^N·(0.1/D)^2.08) — ISO, 2015
2. ISO 14644-3:2019 Cleanrooms and associated controlled environments — Part 3: Test methods (recovery test, 100:1 recovery time) — ISO, 2019
3. EudraLex Vol. 4, Annex 1: Manufacture of Sterile Medicinal Products (C(2022) 5938) — §4.13 airlock entry and exit doors not opened simultaneously (interlock for grade A/B, visual/audible warning for C/D), §4.14 adjacent rooms of different grades: air pressure difference of a minimum of 10 Pascals (guidance value), §4.29 iii and Table 5 Note 1: "clean up" period, guidance value of less than 20 minutes — European Commission, 2022
4. W. Whyte, M. Hejab — Particle and microbial airborne dispersion from people, European Journal of Parenteral & Pharmaceutical Sciences 12(2):39–46 (≥0.5 µm: 2.13·10⁶/min indoor clothing, 1.02·10⁶/min cleanroom garments) — Pharmaceutical and Healthcare Sciences Society, 2007
5. W. Whyte — Cleanroom Technology: Fundamentals of Design, Testing and Operation, 2nd ed. (well-mixed dilution C = G/Q, decay and recovery, pressure cascades, door openings) — Wiley, 2010
6. ASHRAE Handbook — Fundamentals, ch. 16 Ventilation and Infiltration (flow through openings Q = C_d·A·√(2ΔP/ρ)) — ASHRAE, 2021
7. EN 1822-1:2019 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) — Part 1: Classification (H13 ≥ 99.95 % at MPPS) — CEN, 2019
8. Fan affinity laws: flow ∝ speed, pressure ∝ speed², power ∝ speed³ — U.S. DOE — Improving Fan System Performance: A Sourcebook for Industry
9. F. P. Incropera, D. P. DeWitt et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 7th ed., §5.1–5.3 lumped capacitance (Newton cooling, τ = ρVc/hA) — Wiley, 2011
10. NIST Chemistry WebBook — Carbon dioxide, phase change data (ΔsubH = 25.2 kJ/mol at 195 K, Giauque & Egan 1937 → ≈ 573 kJ/kg; sublimation at 194.7 K = −78.5 °C at 1 atm) — NIST
11. ISBER Best Practices: Recommendations for Repositories, 5th ed. (storage equipment monitoring and alarms, backup storage capacity, emergency plans) — International Society for Biological and Environmental Repositories, 2023