Một phòng sạch cần bao nhiêu FFU?

FFU và vai trò trong hệ thống thiết bị phòng sạch

Trong thiết kế phòng sạch dược phẩm, hệ thống FFU (Fan Filter Unit) giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc duy trì độ sạch không khí và kiểm soát luồng khí ổn định. Tuy nhiên, một trong những câu hỏi được quan tâm nhiều nhất khi triển khai hệ thống thiết bị phòng sạch là: một phòng sạch cần bao nhiêu FFU để đạt tiêu chuẩn vận hành?

FFU là thiết bị tích hợp quạt và bộ lọc hiệu suất cao, thường được lắp trên trần phòng sạch để cấp khí sạch trực tiếp vào không gian sản xuất. Không khí sau khi được lọc sẽ được phân phối đồng đều xuống khu vực làm việc, giúp duy trì độ sạch và ổn định áp suất phòng.

Trong phòng sạch dược phẩm, FFU không chỉ đơn thuần là thiết bị cấp khí mà còn quyết định tốc độ thay đổi không khí, hướng luồng khí và khả năng kiểm soát tiểu phân trong toàn bộ không gian. Vì vậy, việc xác định số lượng FFU phù hợp là bước thiết kế cốt lõi của hệ thống thiết bị phòng sạch.

Câu trả lời không nằm ở một con số cố định. Số lượng FFU phụ thuộc vào cấp độ sạch yêu cầu, diện tích phòng, chiều cao không gian, tốc độ luồng khí và tiêu chuẩn kiểm soát tiểu phân của từng quy trình sản xuất. Việc tính toán chính xác giúp phòng sạch dược phẩm vận hành ổn định, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo đạt chuẩn GMP.

Những yếu tố quyết định một phòng sạch cần bao nhiêu FFU

Cấp độ sạch yêu cầu của phòng sạch dược phẩm

Cấp độ sạch càng cao thì mật độ FFU càng lớn. Những khu vực yêu cầu kiểm soát tiểu phân nghiêm ngặt, như khu thao tác vô trùng, cần luồng khí dày và ổn định hơn nên phải bố trí nhiều FFU hơn so với khu sản xuất thông thường.

Trong thực tế, các khu vực yêu cầu luồng khí một chiều thường có mật độ phủ FFU rất cao trên trần, trong khi các khu vực cấp độ thấp hơn chỉ cần đảm bảo số lần trao đổi không khí tiêu chuẩn.

>>> Xem thêm: Phòng sạch di động cho nghiên cứu dược

Diện tích và thể tích phòng

Không gian phòng càng lớn thì lượng không khí cần xử lý càng nhiều. Tuy nhiên, điều quan trọng không chỉ là diện tích sàn mà còn là chiều cao phòng. Phòng càng cao thì thể tích khí càng lớn, dẫn đến nhu cầu lưu lượng khí cao hơn và số lượng FFU cũng tăng theo.

Vì vậy, khi thiết kế thiết bị phòng sạch, các kỹ sư luôn tính toán dựa trên thể tích không gian thay vì chỉ dựa vào diện tích.

Tốc độ thay đổi không khí mỗi giờ (Air Change Rate)

Mỗi cấp độ sạch yêu cầu số lần thay đổi không khí khác nhau. Đây là thông số quan trọng để xác định tổng lưu lượng khí cần cấp vào phòng. Sau khi xác định lưu lượng khí tổng, số lượng FFU sẽ được tính toán dựa trên lưu lượng khí mà mỗi FFU có thể cung cấp.

Nói cách khác, số FFU chính là kết quả của việc chia tổng lưu lượng khí yêu cầu cho công suất của từng thiết bị.

Kiểu luồng khí trong phòng sạch

Nếu phòng sạch dược phẩm sử dụng luồng khí hỗn hợp (turbulent flow), FFU thường được bố trí thưa hơn. Nhưng nếu yêu cầu luồng khí một chiều (laminar flow), mật độ FFU phải cao để tạo dòng khí đồng đều và liên tục trên toàn bộ khu vực làm việc.

Đây là lý do các khu vô trùng thường có trần phủ FFU gần như hoàn toàn.

Cách ước tính nhanh số lượng FFU cho phòng sạch

Không có một con số cố định cho việc một phòng sạch cần bao nhiêu FFU. Số lượng thiết bị phụ thuộc vào cấp độ sạch, thể tích phòng, lưu lượng khí yêu cầu và cấu trúc luồng khí trong phòng sạch dược phẩm.

Trong thiết kế thực tế, kỹ sư sẽ tính theo công thức lưu lượng khí yêu cầu và công suất mỗi FFU.

Tuy nhiên, để hình dung sơ bộ phòng sạch cấp độ trung bình thường có mật độ FFU phủ khoảng một phần diện tích trần, phòng sạch kiểm soát nghiêm ngặt có mật độ phủ cao hơn nhiều, khu vô trùng hoặc luồng khí một chiều có thể cần mật độ FFU rất dày trên trần.

Nhưng đây chỉ là ước tính tham khảo. Để đạt chuẩn vận hành, hệ thống thiết bị phòng sạch luôn phải được tính toán chi tiết theo từng thông số kỹ thuật cụ thể.

>>> Xem thêm: Phòng sạch vô trùng và không vô trùng trong ngành dược

Vì sao cần tính đúng số lượng FFU ngay từ đầu?

Nếu bố trí quá ít FFU, phòng sạch dược phẩm sẽ không đạt độ sạch yêu cầu, luồng khí không ổn định và nguy cơ nhiễm chéo tăng cao. Ngược lại, nếu lắp quá nhiều FFU, hệ thống tiêu tốn năng lượng lớn, chi phí vận hành cao và có thể tạo luồng khí quá mạnh, ảnh hưởng đến quy trình sản xuất.

Do đó, cân bằng giữa hiệu suất và tối ưu năng lượng là nguyên tắc quan trọng khi thiết kế thiết bị phòng sạch.

Với kinh nghiệm chuyên sâu trong lĩnh vực thiết bị phòng sạch, VietnamCleanroom cung cấp giải pháp tính toán và bố trí FFU phù hợp cho từng phòng sạch dược phẩm theo tiêu chuẩn vận hành thực tế.

Mỗi hệ thống được thiết kế dựa trên cấp độ sạch yêu cầu, cấu trúc không gian và đặc thù quy trình sản xuất, giúp doanh nghiệp đạt hiệu quả kiểm soát môi trường ổn định và tối ưu chi phí vận hành.

Việc tính toán chính xác và thiết kế đồng bộ hệ thống thiết bị phòng sạch ngay từ đầu là yếu tố quyết định để phòng sạch vận hành ổn định, đạt chuẩn GMP và tối ưu hiệu quả sản xuất lâu dài.