تعرّف على صناعة غرف التنظيف وتطويرها

الغرفة النظيفة هي نوع خاص من أنظمة التحكم البيئي التي تتحكم في عوامل مثل عدد الجسيمات والرطوبة ودرجة الحرارة والكهرباء الساكنة في الهواء لتحقيق معايير نظافة محددة. وتُستخدم الغرف النظيفة على نطاق واسع في الصناعات عالية التقنية مثل أشباه الموصلات والإلكترونيات والأدوية والطيران والفضاء والطب الحيوي.

1. مكونات الغرفة النظيفة

تشمل الغرف النظيفة الغرف النظيفة الصناعية والغرف النظيفة البيولوجية. وتتكون الغرف النظيفة من أنظمة الغرف النظيفة، وأنظمة عمليات الغرف النظيفة، وأنظمة التوزيع الثانوية.

مستوى نقاء الهواء

معيارٌ لتقسيم الحد الأقصى لتركيز الجسيمات التي يزيد حجمها عن أو يساوي حجم الجسيمات المُعتبرة لكل وحدة حجم من الهواء في حيز نظيف. محلياً، تُختبر الغرف النظيفة وتُعتمد في حالاتها الفارغة والثابتة والديناميكية، وفقاً لـ"مواصفات تصميم الغرف النظيفة" و"مواصفات بناء الغرف النظيفة واعتمادها".

معايير النظافة الأساسية

يُعدّ استقرار مستوى النظافة والتحكم في التلوث بشكل مستمر المعيار الأساسي لاختبار جودة الغرف النظيفة. وينقسم هذا المعيار إلى عدة مستويات وفقًا لعوامل مثل البيئة الإقليمية ومستوى النظافة. وتُستخدم عادةً المعايير الدولية ومعايير الصناعة المحلية والإقليمية. وتُصنّف المستويات البيئية للغرف النظيفة (المناطق) إلى الفئات 100، 1000، 10000، و100000.

2. مستوى الغرفة النظيفة

غرفة نظيفة من الفئة 100

بيئة خالية تقريبًا من الغبار، مع وجود كمية ضئيلة جدًا من الجزيئات في الهواء. المعدات الداخلية متطورة، ويرتدي العاملون ملابس نظيفة مخصصة للعمل.

معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر لكل قدم مكعب من الهواء 100 جزيء، ويجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر 1000 جزيء. كما ينص المعيار على أن الحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 3500 جزيء، بينما يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يبلغ قطرها 5 ميكرومتر صفرًا.

نطاق التطبيق: يُستخدم بشكل أساسي في عمليات الإنتاج التي تتطلب معايير نظافة عالية للغاية، مثل الدوائر المتكاملة واسعة النطاق، والأجهزة البصرية عالية الدقة، وغيرها من عمليات التصنيع. وتحتاج هذه المجالات إلى ضمان إنتاج المنتجات في بيئة خالية من الغبار لتجنب تأثير الجسيمات على جودة المنتج.

غرفة نظيفة من الفئة 1000

بالمقارنة مع غرفة التنظيف من الفئة 100، ازداد عدد الجسيمات في الهواء، لكنه لا يزال عند مستوى منخفض. التصميم الداخلي مناسب، والمعدات موضوعة بشكل منظم.

معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء في غرفة نظيفة من الفئة 1000 ألف جزيء، ويجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر 10000 جزيء. أما معيار الغرفة النظيفة من الفئة 10000، فهو أن الحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 350000 جزيء، والحد الأقصى لعدد جزيئات الغبار التي يبلغ قطرها ≥5 ميكرومتر هو 2000 جزيء.

نطاق التطبيق: يُطبّق هذا النظام على بعض العمليات التي تتطلب مستويات عالية نسبيًا من نقاء الهواء، مثل عملية تصنيع العدسات البصرية والمكونات الإلكترونية الصغيرة. ورغم أن متطلبات النظافة في هذه المجالات ليست بنفس مستوى غرف التنظيف من الفئة 100، إلا أنه لا يزال من الضروري الحفاظ على مستوى معين من نقاء الهواء لضمان جودة المنتج.

غرف نظيفة من الفئة 10000

يزداد عدد الجسيمات في الهواء، لكنه لا يزال يفي باحتياجات بعض العمليات ذات متطلبات النظافة المتوسطة. البيئة الداخلية نظيفة ومرتبة، مع توفير إضاءة وتهوية مناسبة.

معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء 10,000 جزيء، ويجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر 100,000 جزيء. كما ينص المعيار على أن الحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 3,500,000 جزيء، والحد الأقصى لعدد جزيئات الغبار التي يبلغ قطرها ≥5 ميكرومتر هو 60,000 جزيء.

نطاق التطبيق: يُطبّق هذا المنتج على بعض العمليات التي تتطلب مستوى متوسطًا من نقاء الهواء، مثل عمليات تصنيع الأدوية والأغذية. وتحتاج هذه المجالات إلى الحفاظ على مستوى منخفض من الميكروبات ومستوى معين من نقاء الهواء لضمان نظافة المنتج وسلامته واستقراره.

غرفة نظيفة من الفئة 100000

عدد الجسيمات في الهواء كبير نسبياً، لكن يمكن التحكم به ضمن نطاق مقبول. قد توجد بعض الأجهزة المساعدة في الغرفة للحفاظ على نظافة الهواء، مثل أجهزة تنقية الهواء وأجهزة تجميع الغبار، وما إلى ذلك.

معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء 100,000 جزيء، ويجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر مليون جزيء. كما ينص المعيار على أن الحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 10,500,000 جزيء، والحد الأقصى لعدد جزيئات الغبار التي يبلغ قطرها 5 ميكرومتر أو أكثر هو 60,000 جزيء.

نطاق التطبيق: ينطبق على بعض العمليات ذات متطلبات نظافة الهواء المنخفضة نسبيًا، مثل مستحضرات التجميل، وبعض عمليات تصنيع الأغذية، وما إلى ذلك. هذه المجالات لديها متطلبات منخفضة نسبيًا لنظافة الهواء، ولكنها لا تزال بحاجة إلى الحفاظ على درجة معينة من النظافة لتجنب تأثير الجسيمات على المنتجات.

3. حجم سوق هندسة الغرف النظيفة في الصين

في الوقت الراهن، يوجد عدد قليل من الشركات في قطاع غرف التنظيف في الصين التي تتمتع بتقنيات متقدمة وقدرات وخبرة كافية لتنفيذ مشاريع ضخمة، بينما يهيمن عدد كبير من الشركات الصغيرة. تفتقر هذه الشركات الصغيرة إلى القدرة على ممارسة الأعمال التجارية الدولية وتنفيذ مشاريع غرف التنظيف عالية المستوى على نطاق واسع. ويشهد القطاع حاليًا منافسة شديدة، حيث يتركز سوق هندسة غرف التنظيف عالية المستوى بشكل كبير، بينما يتسم سوق هندسة غرف التنظيف منخفضة المستوى بتشتت نسبي.

تُستخدم الغرف النظيفة على نطاق واسع، وتختلف متطلبات درجات النظافة باختلاف الصناعات. لذا، يتطلب إنشاء هذه الغرف مراعاة طبيعة الصناعة وعمليات الإنتاج الخاصة بكل مالك. وعليه، في مشاريع هندسة الغرف النظيفة، لا تملك القدرة على تنفيذ المشاريع الكبيرة في مختلف الصناعات إلا الشركات الرائدة تقنيًا، ذات الإمكانيات القوية، والسجل الحافل بالإنجازات، والسمعة الطيبة.

منذ تسعينيات القرن الماضي، ومع التطور المستمر للسوق، نضجت صناعة الغرف النظيفة تدريجيًا، واستقرت تقنيات هندسة الغرف النظيفة، ودخل السوق مرحلة النضج. ويعتمد تطور هذه الصناعة على تطور صناعات الإلكترونيات والأدوية وغيرها. ومع التحول الصناعي في قطاع المعلومات الإلكترونية، سيتراجع الطلب على الغرف النظيفة تدريجيًا في الدول المتقدمة في أوروبا والولايات المتحدة، وسينتقل سوق هندسة الغرف النظيفة فيها من مرحلة النضج إلى مرحلة الانحدار.

مع تعميق نقل الصناعات، تحوّل مسار تطوير صناعة الإلكترونيات بشكل متزايد من الدول المتقدمة في أوروبا والولايات المتحدة إلى آسيا والدول الناشئة؛ وفي الوقت نفسه، ومع التحسن المستمر للمستوى الاقتصادي في الدول الناشئة، ازدادت متطلبات الصحة الطبية وسلامة الغذاء، واستمر سوق هندسة الغرف النظيفة العالمي في التوجه نحو آسيا. في السنوات الأخيرة، شكّلت صناعات أشباه الموصلات المتكاملة، والإلكترونيات الضوئية، والخلايا الكهروضوئية في صناعة الإلكترونيات، تجمعًا صناعيًا ضخمًا في آسيا، وخاصة في الصين.

بفضل الصناعات التحويلية كالإلكترونيات والأدوية والعلاجات الطبية والأغذية وغيرها، ارتفعت حصة الصين في سوق هندسة الغرف النظيفة عالميًا من 19.2% عام 2010 إلى 29.3% عام 2018. ويشهد هذا السوق نموًا متسارعًا، حيث تجاوز حجمه 100 مليار يوان لأول مرة عام 2017، ووصل إلى 165.51 مليار يوان عام 2019. وقد شهد حجم سوق هندسة الغرف النظيفة في الصين نموًا مطردًا سنويًا، متزامنًا مع النمو العالمي، كما شهدت حصتها في السوق العالمية اتجاهًا تصاعديًا سنويًا، وهو ما يرتبط أيضًا بالتحسن الملحوظ في القدرات الوطنية الشاملة للصين عامًا بعد عام.

يركز "مخطط الخطة الخمسية الرابعة عشرة للتنمية الاقتصادية والاجتماعية الوطنية لجمهورية الصين الشعبية والأهداف طويلة الأجل لعام 2035" بوضوح على الصناعات الاستراتيجية الناشئة، مثل تكنولوجيا المعلومات من الجيل الجديد، والتكنولوجيا الحيوية، والطاقة الجديدة، والمواد الجديدة، والمعدات المتطورة، ومركبات الطاقة الجديدة، وحماية البيئة الخضراء، والفضاء، والمعدات البحرية، وغيرها. ويعمل المخطط على تسريع ابتكار وتطبيق التقنيات الأساسية الرئيسية، وتسريع تطوير صناعات مثل الطب الحيوي، والتربية البيولوجية، والمواد الحيوية، والطاقة الحيوية. وفي المستقبل، سيساهم التطور السريع لهذه الصناعات عالية التقنية في دفع النمو السريع لسوق غرف التنظيف. وتشير التقديرات إلى أن حجم سوق غرف التنظيف في الصين سيصل إلى 358.65 مليار يوان بحلول عام 2026، وسيحقق معدل نمو مرتفعًا بنسبة 15.01% كمعدل نمو سنوي مركب خلال الفترة من 2016 إلى 2026.