Trong sản xuất cao su, bụi hạt trong không khí là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến ngoại quan, độ sạch bề mặt và chất lượng đóng gói thành phẩm. Phòng sạch ISO Class 8, tương đương Class 100.000, được nhiều nhà máy lựa chọn như giải pháp kiểm soát môi trường ở mức nền tảng cho các công đoạn. Với kinh nghiệm triển khai cho các dây chuyền cao su kỹ thuật, Thái Dương Plastics chia sẻ thông tin và cách áp dụng tiêu chuẩn ISO Class 8 đúng vị trí trong dây chuyền sản xuất nhằm đạt hiệu quả kiểm soát chất lượng và tối ưu chi phí vận hành.
ISO Class 8 là gì trong bối cảnh phòng sạch?
ISO Class 8 là cấp độ phân loại độ sạch không khí theo tiêu chuẩn ISO 14644-1, trong đó Class 100.000 là cách gọi tương đương theo tiêu chuẩn FED STD 209E trước đây. Từ năm 2001, hệ ISO 14644 đã thay thế FED STD 209E, tuy nhiên hai thuật ngữ này vẫn được sử dụng song song trong thiết kế và vận hành phòng sạch.
Theo ISO 14644, sản xuất phòng sạch ISO Class 8 được kiểm soát theo các giới hạn hạt bụi sau:
- Hạt >= 0,5 micromet: Tối đa 3.520.000 hạt/m3.
- Hạt >= 1 micromet: Tối đa 832.000 hạt/m3.
- Hạt >= 5 micromet: Tối đa 29.300 hạt/m3.
Trong ISO Class 8, các hạt nhỏ hơn 0,5 micromet không bắt buộc phải đo đếm. Việc kiểm soát và kiểm định định kỳ tập trung vào nhóm hạt từ 0,5 micromet trở lên. Trong sản xuất cao su, phòng sạch ISO Class 8 thường được áp dụng cho các khu vực:
- Kiểm tra ngoại quan và đo kiểm sản phẩm.
- Phân loại và lắp ráp chi tiết cao su.
- Đóng gói cuối và lưu trữ bao bì sạch.
Cấp độ này giúp kiểm soát bụi nền tảng hiệu quả hơn môi trường xưởng thông thường, đồng thời tối ưu chi phí so với các cấp độ phòng sạch cao hơn. Tuy nhiên, phòng sạch Class 100.000 chỉ được xem là đủ sạch khi áp dụng cho các công đoạn hoàn thiện cuối của dây chuyền và không phù hợp cho những khu vực phát sinh bụi lớn, yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt.
Vì sao sản xuất cao su cần áp dụng ISO Class 8?
Trong sản xuất cao su, các lỗi liên quan đến hạt bụi và nhiễm bẩn bề mặt thường xuất hiện rõ ở giai đoạn cuối của dây chuyền. Đặc biệt với các sản phẩm yêu cầu cao về ngoại quan, độ kín của gioăng, độ sạch bề mặt, tính ổn định khi đóng gói, kiểm soát môi trường là yếu tố không thể bỏ qua.
ISO Class 8 được nhiều doanh nghiệp lựa chọn vì mang lại sự cân bằng giữa mức độ kiểm soát và chi phí đầu tư. Các lợi ích chính khi áp dụng ISO Class 8 trong sản xuất cao su như:
- Giảm lỗi ngoại quan do hạt bụi bám trên bề mặt sản phẩm sau ép
- Hạn chế nhiễm chéo giữa các dòng vật liệu như cao su đen, cao su trắng, silicone, cao su kỹ thuật.
- Ổn định chất lượng ở công đoạn kiểm tra, đo kiểm, phân loại, lắp ráp và đóng gói.
- Giảm rủi ro bụi giấy, xơ vải và tạp chất bám vào bao bì, khay, túi.
- Hỗ trợ đáp ứng yêu cầu quản lý chất lượng của khách hàng, đặc biệt với sản phẩm cao su kỹ thuật và cao su dùng cho thiết bị y tế ở mức nền.
Cần lưu ý rằng ISO Class 8 kiểm soát nồng độ hạt bụi trong không khí. Tiêu chuẩn này không trực tiếp đánh giá mùi, hơi dung môi, VOC… Với các dây chuyền có phát thải hóa chất, hệ thống HVAC cần được thiết kế bổ sung để kiểm soát phù hợp.
ISO Class 8 có phù hợp cho mọi công đoạn ép cao su không?
Thực tế cho thấy không phải mọi công đoạn trong sản xuất cao su đều phù hợp để đặt trong phòng sạch ISO Class 8 toàn phòng. Nguyên tắc kỹ thuật là chỉ áp dụng ISO Class 8 cho các công đoạn mà chất lượng sản phẩm bị ảnh hưởng mạnh bởi bụi, trong khi mức phát sinh bụi nội tại của công đoạn ở mức có thể kiểm soát.
Các công đoạn thường phù hợp bố trí trong ISO Class 8:
- Kiểm tra ngoại quan và đo kiểm kích thước gioăng, phớt, O ring, chi tiết cao su kỹ thuật.
- Lắp ráp chi tiết cao su với cụm linh kiện khi có yêu cầu về độ sạch bề mặt.
- Đóng gói cuối, niêm phong, đóng khay, đóng túi, hút chân không nếu có.
- Khu vực lưu trữ bao bì sạch, khay sạch và vật tư tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm.
- Một số công đoạn vệ sinh sản phẩm sau ép tùy tiêu chuẩn nội bộ và yêu cầu khách hàng.
Các công đoạn không nên đặt trong ISO Class 8 toàn phòng:
- Cân chia và phối trộn nguyên liệu có nhiều bột độn như carbon black, silica.
- Trộn kín trong máy nhào, cán và luyện trên máy cán hở.
- Cắt bavia, mài hoặc deflashing cơ khí do phát sinh bụi rất lớn.
- Khu vực đóng gói thùng giấy, pallet và thao tác vật liệu giấy thô.
Với các công đoạn phát sinh bụi cao, giải pháp hiệu quả hơn là tách khu vực riêng, kiểm soát bụi tại nguồn bằng hệ thống hút cục bộ và tổ chức luồng người, luồng vật tư để tránh kéo bụi về khu vực ISO Class 8.
Cách áp dụng ISO Class 8 cho sản xuất cao su phòng sạch
Trong dây chuyền ép cao su, hạt bẩn thường bám lên sản phẩm tại giai đoạn mở khuôn, lấy sản phẩm, trimming nhẹ, đặt khay và chuyển sang kiểm tra. Do đó, mô hình bố trí phổ biến và hiệu quả là:
- Khu ép được kiểm soát sạch ở mức trung bình, tập trung vào luồng khí, vệ sinh và giảm nguồn phát sinh bụi.
- Khu kiểm tra, phân loại và đóng gói được đặt trong phòng sạch ISO Class 8 để khóa chất lượng đầu ra.
Với ép phun cao su, mặc dù quá trình cấp liệu và đóng khuôn ổn định hơn, bụi vẫn phát sinh từ thao tác lấy sản phẩm, dao cắt bavia, khay chứa và di chuyển của con người. Vì vậy, khu vực sau ép và đóng gói vẫn là trọng tâm kiểm soát theo ISO Class 8.
Yêu cầu kỹ thuật và vận hành phòng sạch ISO Class 8
Để phòng sạch ISO Class 8 vận hành ổn định trong môi trường sản xuất cao su, các yêu cầu kỹ thuật và vận hành cần được kiểm soát đồng bộ theo các nhóm chính sau:
Hệ thống xử lý không khí và lọc HEPA
- Thiết kế hệ thống HVAC theo tải bụi thực tế của dây chuyền sản xuất cao su.
- Sử dụng bộ lọc HEPA cấp H13 hoặc H14, hiệu suất khoảng 99,97% tại kích thước hạt 0,3 micromet.
- Bố trí chuỗi lọc nhiều cấp gồm lọc thô, lọc tinh và lọc HEPA để giảm tải cho HEPA và kéo dài tuổi thọ lọc.
- Có thể sử dụng FFU, HEPA terminal tại điểm cấp cuối tùy cấu trúc phòng sạch.
Số lần trao đổi không khí
- Số lần trao đổi không khí mỗi giờ thường trong khoảng 10 đến 20 lần.
- Xác định lưu lượng dựa trên mật độ nhân sự, tần suất ra vào và mức độ nhạy cảm của sản phẩm.
- Với khu vực hoàn thiện và đóng gói, ưu tiên thiết kế theo tải thực tế để duy trì độ ổn định môi trường.
Áp suất chênh lệch và phân tầng áp suất
- Duy trì áp suất dương so với khu vực liền kề, phổ biến quanh mức 10 pascal.
- Phân vùng áp suất hợp lý giữa khu vực sạch, khu trung gian và khu vực phát sinh bụi cao.
- Hạn chế nguy cơ ô nhiễm ngược trong quá trình vận hành.
Điều kiện nhiệt độ và độ ẩm
- Nhiệt độ phòng sạch thường duy trì trong khoảng 20 đến 24 độ C.
- Độ ẩm tương đối từ 45 đến 65%.
- Điều chỉnh thông số theo đặc tính vật liệu cao su, yêu cầu chống tĩnh điện và điều kiện làm việc của nhân sự.
Bố cục, phân luồng và kiểm soát vật tư
- Phân luồng một chiều cho người và vật tư, hạn chế giao cắt.
- Bố trí phòng đệm để ổn định áp suất khi ra vào phòng sạch.
- Sử dụng interlock cửa nhằm tránh mở đồng thời gây sụt chênh áp.
- Bố trí pass box để trung chuyển vật tư và hạn chế di chuyển qua cửa.
- Kiểm soát chặt vật tư đưa vào phòng sạch, đặc biệt là thùng giấy, pallet và bao bì thô do đây là nguồn phát sinh bụi lớn.
Vật liệu hoàn thiện và thiết bị phụ trợ phòng sạch
Để phòng sạch ISO Class 8 bền vững, phòng phải dễ vệ sinh, ít phát sinh bụi thứ cấp và hạn chế bám dính. Đây là điểm rất thực tế trong cao su vì bụi mịn và phụ gia có thể bám lên bề mặt theo thời gian:
Vật liệu và cấu kiện
- Vách và trần panel bề mặt phẳng, kín, ít khe hở.
- Góc bo tròn tại chân tường và góc trần để giảm bám bụi và dễ lau chùi.
- Sàn epoxy tự san phẳng, PVC phù hợp với mức chịu tải và nhu cầu chống tĩnh điện.
- Cửa kín, có gioăng, ưu tiên cấu hình hỗ trợ duy trì chênh áp ổn định.
Thiết bị phụ trợ thường dùng
- Air shower tại lối vào khu vực sạch khi yêu cầu kiểm soát cao hơn về bụi bám trên trang phục.
- Pass box cho vật tư và mẫu, hạn chế mở cửa và giao cắt luồng
- Thảm dính bụi tại điểm chuyển tiếp.
- Bàn ghế inox dễ vệ sinh, hạn chế phát sinh hạt.
- Hệ thống giám sát áp suất chênh lệch, nhiệt độ, độ ẩm và khi cần có thể giám sát hạt theo điểm.
Với một số dòng sản phẩm, kiểm soát tĩnh điện cũng cần cân nhắc vì tĩnh điện làm tăng bám dính hạt lên bề mặt. Khi đó có thể lựa chọn vật liệu sàn phù hợp và bổ sung giải pháp trung hòa điện tích theo nhu cầu.
Nghiệm thu và kiểm định phòng sạch ISO Class 8
Để xác nhận phòng sạch đạt ISO Class 8, doanh nghiệp cần thực hiện nghiệm thu ban đầu và kiểm định định kỳ theo ISO 14644. Các hạng mục kiểm tra thường bao gồm:
- Đếm hạt để xác nhận phân loại ISO Class 8 theo ISO 14644-1.
- Kiểm tra chênh lệch áp suất giữa các khu vực.
- Kiểm tra lưu lượng và hướng luồng không khí.
- Thực hiện các phương pháp thử nghiệm theo ISO 14644-3.
- Đánh giá thiết kế và vận hành theo ISO 14644-4 khi triển khai dự án mới hoặc cải tạo.
Trong thực tế, nhiều nhà máy áp dụng chu kỳ kiểm định tối đa 12 tháng cho các hạng mục chính, kết hợp giám sát liên tục các thông số vận hành để phát hiện sớm sai lệch.
Tiêu chuẩn phòng sạch Class 100.000 hay ISO Class 8 là giải pháp phòng sạch phù hợp cho sản xuất cao su khi cần kiểm soát bụi và ổn định chất lượng. Việc áp dụng đúng vị trí trong dây chuyền và thiết kế HVAC phù hợp giúp tối ưu hiệu quả đầu tư và duy trì chất lượng ổn định lâu dài. Liên hệ Thái Dương Plastics để được tư vấn giải pháp phòng sạch ISO Class 8 phù hợp.
Xem thêm: Ép cao su công nghiệp theo yêu cầu