สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่

1. Project Overview

A large scientific research institute—comprising multiple departments such as molecular biology, nanotechnology, advanced materials, and pharmaceutical sciences—initiated a major infrastructure upgrade to centralize its high‑containment and high‑sensitivity research capabilities. The institute required a flexible, scalable cleanroom facility capable of supporting diverse research activities ranging from cell culture and viral vector production to nanofabrication and analytical chemistry.

Unlike a single‑owner pharmaceutical company, the institute hosts dozens of independent research groups, each with varying cleanliness, safety, and equipment requirements. The primary challenge was to design a shared cleanroom equipment ecosystem that could serve multiple users without cross‑interference, while maintaining compliance with institutional biosafety levels (BSL‑2 and BSL‑3) and ISO 14644 standards.

2. Client Requirements

• Multi‑User Flexibility: Cleanroom zones that can be reconfigured for different research protocols (e.g., sterile cell work one week, nanoparticle synthesis the next).

• Segregated Containment: Isolated modules for BSL‑2, BSL‑3, and low‑humidity nanofabrication processes, each with dedicated HVAC and airlock systems.

• High Reliability & Uptime: 24/7/365 operation with redundant cleanroom equipment to avoid research downtime.

• ประสิทธิภาพพลังงาน:   เนื่องจากพื้นที่ขนาดใหญ่ (3,500 m² สถาบันต้องการโซลูชั่น HVAC และการกรองในห้องสะอาดพลังงานต่ำ

• Training & Accessibility: Equipment interfaces designed for easy operation by rotating students, postdocs, and visiting scientists.

3. Cleanroom Equipment Engineering Solution

ทีมวิศวกรของเราส่ง แพ็คเกจอุปกรณ์ห้องสะอาดศูนย์กลาง   ปรับให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมการวิจัยหลายผู้เช่า:

A. Zoned HVAC and Filtration

• Dedicated AHU per cleanroom class: Separate air handling units for ISO Class 5, Class 6, and Class 7 zones.

• ธนาคารกรอง HEPA / ULPA:   โมดูลกรองที่ติดตั้งบนเพดานที่มีการไหลของอากาศที่ปรับได้สําหรับรูปแบบทิศทางเดียวหรือไม่ใช่ทิศทางเดียวในระดับการวิจัย

• การระบายอากาศความเร็วต่ำ   ในโซนที่มีความผิดปกติต่ำ (เช่นสำหรับการเตรียมกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอน)

B. Modular Cleanroom Architecture

• Demountable hardwall panels: Allow reconfiguration of lab layouts without structural modifications.

• Color‑coded modular walls: Visual differentiation of cleanliness levels (e.g., white = ISO 7, blue = ISO 6, yellow = BSL‑3).

• Interlocked pass‑through autoclaves and chemical dunk tanks: For safe material transfer between containment levels.

C. Shared Containment and Process Equipment

• Multiple Class II Type A2 biosafety cabinets (BSCs): Each equipped with individual monitoring but connected to a common exhaust plenum.

• ตัวแยกกล่องถุงมือแบบพกพา: For oxygen/moisture‑sensitive materials research.

• Centralized vacuum and gas systems: Ultra‑high purity nitrogen, argon, and clean dry air distributed via stainless steel manifolds.

D. Central Monitoring & Access Control

• Room‑by‑room EMS/BMS: Real‑time pressure, particle count, temp, RH, and door interlock status.

• RFID‑based access system: Restricts users to authorized cleanroom classes and records usage for billing/accountability.

• Visual alarm beacons at each entry for rapid pressure‑cascade failure notification.

4. Key Engineering Challenges & Solutions

5. Validation & Compliance

อุปกรณ์ห้องสะอาดทั้งหมดได้รับคุณสมบัติ ISO 14644‑1:2015   และความต้องการด้านความปลอดภัยทางชีวภาพของสถาบัน:

• DQ: Simulated multi‑user scenarios (e.g., simultaneous cell culture and nanoparticle synthesis).

• IQ:   การเชื่อมต่อที่ได้รับการตรวจสอบ การรับรองกรอง และการติดตั้งอุปกรณ์

• OQ: Tested air change rates (20–60 ACH depending on class), pressure cascades, and recovery time (<15 min to ISO Class 5).

• PQ:   การติดตามแบบไดนามิกสามเดือนด้วยโปรโตคอลการวิจัยจริง รวมถึงการตัวอย่างอากาศของจุลินทรีย์

Outcome: The institute achieved full operational certification with เป็นศูนย์เหตุการณ์การปนเปื้อนข้าม   ในช่วงเวลาการตรวจสอบ

6. ผลลัพธ์โครงการ

• Cleanroom Area: 3,500 m² (ISO 5: 400 m², ISO 6: 1,200 m², ISO 7: 1,900 m²)

• User Capacity: Up to 150 researchers per day across 28 independent lab modules

• ประหยัดพลังงาน:   ลดพลังงาน HVAC 32% ผ่านพัดลมความเร็วแปรและระบายอากาศที่ควบคุมตามความต้องการ

• อัตราการใช้งาน:   > 85% ภายในหกเดือนของการเปิด, รองรับ 12 กลุ่มวิจัยจาก 4 คณะ

สถาบันวิจัยตอนนี้ดำเนินการสิ่งอำนวยความสะดวกหลักของห้องสะอาดที่ใช้ร่วมกันที่แท้จริง และมีประสิทธิภาพสูงทําให้โครงการระหว่างวิชาที่ไม่สามารถทําได้ก่อนหน้านี้เนื่องจากการปนเปื้อนหรือความขัดแย้งการจัดการ

7. ข้อสรุป

สําหรับสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ วิศวกรรมอุปกรณ์ห้องสะอาดต้องให้ความสําคัญความยืดหยุ่น การแยก และการออกแบบที่เป็นศูนย์กลางผู้ใช้   มากกว่าในสถานที่ยาที่เฉพาะ โครงการนี้แสดงให้เห็นว่าด้วย HVAC ที่มีโซน, สถาปัตยกรรมผนังแข็งแบบโมดูล, และการติดตามที่รวมถึง, คอมพล็กซ์ห้องสะอาดเดียวสามารถให้บริการนักวิจัยหลายร้อยคนทั่ว BSL-2 ขณะรักษา ISO  Class 5 ความซื่อสัตย์และประสิทธิภาพพลังงาน