建置現代化的生化實驗室是個綜合的系統工程。在裝備各種儀器設備及其配套設施的同時,既要考慮供電、給水、排水、送風、排風淨化排污等要求,還要考慮到對人員、物體、周邊環境的安全性,噪音、異味、視覺環境的舒適性,儀器設備的可操作性、功能性,以及信息處理的便捷性。因此,現代化的生化實驗室必須有最佳的設計和高品質的設備去滿足。
在現代化實驗室設備中有抽氣櫃、中央實驗台、邊台、藥品櫃、器皿櫃、氣瓶櫃等,其中抽氣櫃是生化實驗室設備中擔負著十分重要的功能,是必不可少的設備。因此,選擇抽氣櫃是實驗室建置中的重要問題,必須引起足夠的重視。
抽氣櫃的主要功能
抽氣櫃的功能中最主要的是排氣功能,在化學實驗室中,實驗操作時產生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質,為了保護使用者的安全,防止實驗中的污染物質向實驗室擴散,在污染源附近要使用抽氣櫃,以往抽氣櫃使用台數較少,只在特別有害且危險的氣體及產生大量熱的實驗中使用。抽氣櫃只擔負實驗台的輔助功能。近年來考慮到改善實驗環境,在實驗台上進行的實驗逐漸轉移到抽氣櫃內,這就要求在抽氣櫃裡要有最適於設備使用的功能。特別是大多新建的實驗室都要求有空調,因此在建築的初步設計階段就要將抽氣櫃的使用台數納入空調系統的計劃。由於抽氣櫃在生化實驗室中占有非常重要的位置,從改善實驗室環境、改善勞動衛生條件,提高工作效率等方面考慮,抽氣櫃的使用台數飛躍地增加。隨之而來的是通風管道,配管、配線、排風等都成為實驗室建置的重要課題。
使用抽氣櫃的最大目的是排出實驗中產生的有害氣體,保護實驗人員的健康,也就是說要有高度的安全性和優越的操作性,這就要求抽氣櫃應具有如下功能:
(1) 釋放功能:應具備將抽氣櫃內部產生的有害氣體用吸收櫃外氣體的方式,使其稀釋後排除室外的機構。
(2) 不倒流功能:應具有在抽氣櫃內部由排風機產生的氣流將有害氣 體從抽氣櫃內部不反向流進室內的功能。為確保這一功能的實現,一台抽氣櫃與一台通風機用單一管道連接是最好的方法,不能用單一管道連接的,也只限於同層同一房間的可並連,通風機儘可能安裝在管道的末端(或層頂處)。
(3) 隔離功能:在抽氣櫃前面應具用不滑動的玻璃視窗將抽氣櫃內外進行分隔。
(4) 補充功能:應具有在排出有害氣體時,從抽氣櫃外吸入空氣的通道或替代裝置。
(5) 控制風速功能:為防止抽氣櫃內有害氣體逸出,需要有一定的吸入速度。決定抽氣櫃進風的吸入速度的要素有:實驗內容產生的熱量及與換氣次數的關係。其中主要的是實驗內容和有害物的性質。通常規定,一般無毒的污染物為0.25―0.38m/s ,有毒或有危險的有害物為0.4―0.5 m/s ,劇毒或有少量放射性為0.5―0.6m/s ,氣狀物為0.5m/s ,粒狀物為1m/s 。為了確保這樣的風速,排風機應有必要的靜壓,即空氣通過通風管道時的摩擦阻力。確定風速時還必須注意噪音問題,通過空氣在管道內流動時以7―10m為限,超過10m將產生噪音,通常實驗室的(室內背景噪聲級)噪聲限制值為70dBA,增加管道裁面積會降低風速,也就降低噪音,考慮到管道的經費和施工問題,必須慎重選擇管道及排風機的功率。
(6) 耐熱及耐酸鹼腐蝕功能:抽氣櫃內有的要安置電爐,有的實驗產生大量酸鹼等有毒有害氣體具有極強的腐蝕性。抽氣櫃的台面,襯板、側板及選用的水咀、氣咀等都應具有防腐功能。在半導體行業或腐蝕性實驗中使用硫酸、硝酸、氫氟酸等強酸的場合還要求抽氣櫃的整體材料必須防酸鹼,須採用不鏽鋼或PVC材料製造。
抽氣櫃的類別
抽氣櫃按照排風方式分類:分為上部排風式、下部排風式和上下同時排風式三類。為保證工作區風速均勻,對於冷過程的抽氣櫃應採用下部排風式,對於熱過程的抽氣櫃採用上部排風式,對於發熱量不穩定的過程,可在上下均設排風口隨櫃內發熱量的變化調節上下排風量的比例,從而得到均勻的風速。
抽氣櫃按照進風方式分類也分三類。通過室內進風在櫃內循環後排出室外稱為全排風式,這是應用非常廣泛的一種類型。
當抽氣櫃設置於採暖或對溫濕度有控制要求房間時,為節省採暖,空調能耗,採用從室外取補給風在櫃內循環後排出室外的方式稱為補風式抽氣櫃。
再一種就是變風量控制式的抽氣櫃。普通的定風量系統需要人工調整固定葉片的風閥,調節抽氣櫃的排風量,當調節閥門到某一角度時達到希望的面風速。變風量控制是通過調節閥門的傳感器改變風量達到給定的面風速,當然標準式成本低、變風量成本高,適用於要求精度高的場合。
抽氣櫃按照使用狀態分類可分為整體式下部開放式、落地式、兩面式、三面玻璃式、桌上式、連體式以及根據不同實驗使用需要而設計的對放射性實驗的、對合成實驗的,對過氯酸實驗的專用抽氣櫃。
抽氣櫃的安全性
安全性是抽氣櫃追求的最大使命,實驗室使用抽氣櫃就是要保證使用者的安全及防止對周圍環境的污染。
原茂企業有限公司是國內較早開發生產抽氣櫃的專業公司之一,太極傲飛公司積多年的經驗與實踐,結合國內外同類產品的特點逐步形成了以抽氣櫃技術為中心的實驗室設備的研製力量。太極傲飛的抽氣櫃在追求性能和功能的同時,極大地考慮其安全性。這些安全性主要體現在
1、 採用獨縫式排風結構、有效地排出有害氣體。
2、 流線形手把,手把與玻璃之間留有空隙由於空氣在檯面上的流動是旋轉的,從面保證有效地的進氣。
3、 設置視窗防落銷,萬一鋼絲繩脫落玻璃視窗意外落下,有了防落銷就會接住,防止碰傷人員。
4、 玻璃視窗採用鋼化玻璃,即使玻璃意外撞壞或爆炸,不會出現傷人意外。
5、 通風柜上部設置通風孔,即使玻璃視窗關閉也能進入空氣,避免產生更大負壓。
6、 抽氣櫃殼體選用金屬材料,防火不燃。內腔選用抗倍特板,不鏽鋼板等阻燃或不燃材料,台面選用實芯理化板或不鏽鋼板防酸鹼、耐熱、阻燃。
7、 玻璃視窗有效高度800mm,內腔1200mm,台面高度800mm,符合人體工程學,便於操作,使用空間大,提高安全性。
8、 水咀、氣咀在櫃外設遠距離操作手把,比直接用手操作更方便安全。
抽氣櫃在使用時也必須注意安全
◆在實驗開始以前,必須確認抽氣櫃應該處於運行狀態,才能進行實驗操作。
◆實驗結束前至少還要繼續運行5分鐘以上才可關閉通風機,以排出管道內的殘留氣體。也可考慮安裝排風時間延時器,確保通風機延遲運行。
◆ 實驗時,在距玻璃視窗150mm內不要放任何設備,大型實驗設備要有充足的空間,不應影響空氣的流動,前面視窗儘量要關閉使用。
抽氣櫃的選擇
在實驗室建置時,選擇抽氣櫃以及確定抽氣櫃的安裝位置,需要根據實驗內容來選擇抽氣櫃的類型,材質、形狀等,通常要考慮。下列內容:
使用的藥品:當使用有機物或其他特殊試劑實驗時,要充分考慮其控制風速。熱源:當使用帶熱源的設備時,其熱量超過2000大卡/小時時要考慮排出熱量所需的通風量從而確定通風機的功率。
有放射性物質或過氯酸等實驗時:要選用專用的抽氣櫃,其進風風速必須設定大於0.5m/s。
使用大型設備進行實驗時:要考慮內部的有效尺寸,為排風留出必要的空間。
材質:在使用特殊酸類實驗時,要考慮抽氣櫃的材質,例如半導體行業,腐蝕行業等必須要用防腐蝕的材料製造。
外形尺寸:根據實驗內容選擇其外形尺寸,體積太大造成浪廢,過小影響使用。
環境保護:排出的有害氣體如果必須確保在低於國家環保要求如果超過國家衛生標準應安裝相應的淨化裝置。
節省能源:儘量考慮節省能源,在有採暖或空調房間內應採用補風形抽氣櫃或選擇帶風量控制的抽氣櫃。在選擇通風機時,也要根據需要確定其功率,不宜盲目增大排風量和壓力,可採用變頻器或變風速風機的降低電耗。
在抽氣櫃安裝位置上應該避免面向道路及人員通過頻繁的場地,避免堵塞窗戶及通風採光不利的地方,避免遮擋出入口影響門的開關的地方,避免對置和放置在拐角牆壁處。
在現代化的研究實驗室里,先進的科學儀器,完善的實驗設備,良好的實驗環境是提升科技水平,促進科研成果的必要條件。以人為本,確保安全,提高效率是實驗室建置的最大使命。抽氣櫃作為生化實驗室里重要的實驗設施有舉足輕重的作用,因此必須認真的選擇滿足各項技術指標的抽氣櫃。怱視抽氣櫃的功能性與安全性,單位純片面壓低造價而安裝的抽氣櫃如果造成的危害,其後果不堪設想,應該引起人們足夠的重視。