Ламинарный поток в лаборатории: что вам нужно знать

Что такое Ламинарный поток?

Ламинарный поток определяется как поток воздуха, при котором скорость и направление движения всего объема воздуха в пределах определенного пространства одинаковы. В лабораториях и чистых помещениях этот однонаправленный поток воздуха минимизирует количество взвешенных частиц, уменьшает турбулентность и помогает поддерживать высокую степень контроля рабочей зоны.

Ламинарный поток воздуха широко используется в фармацевтическом производстве, микробиологических лабораториях, при сборке электроники, производстве полупроводников и других отраслях, где контроль загрязнения имеет решающее значение. Благодаря непрерывной подаче воздуха с фильтром HEPA, системы ламинарного потока помогают защитить чувствительные материалы, эксперименты и процессы от загрязнения воздушным путем.

Что такое вытяжка с ламинарным потоком воздуха?

Чистые скамейки и шкафы биологической безопасности являются распространенными примерами вытяжки с ламинарным потоком (он же колпак для культивирования клеток или колпак для культивирования тканей).

Эти лабораторные шкафы спроектированы таким образом, чтобы воздух, отфильтрованный HEPA, равномерно распределялся по рабочей зоне. В зависимости от конструкции оборудования вытяжные шкафы с ламинарным потоком воздуха могут обеспечивать защиту продукта, оператора, окружающей среды или сочетать все эти три функции.

Вытяжки с ламинарным потоком обычно используются для:

• Культивирование клеток и тканей
• Фармацевтический препарат
• Стерильная рецептура
• Микробиологическое тестирование
• Обращение с полупроводниками
• Сборка медицинского устройства
• Применение ПЦР и молекулярной биологии

Концепция ламинарного воздушного потока была впервые применена в лабораторных системах контроля загрязнения в начале 1960-х годов. Сегодня она остается одним из наиболее важных принципов воздушного потока, используемых при проектировании современных чистых помещений и лабораторного оборудования.

Хотя различные типы вытяжек с ламинарным потоком предназначены для различных применений, все они имеют одну общую характеристику: использование однонаправленного воздушного потока с фильтром HEPA для поддержания стерильности, снижения загрязнения воздуха и минимизации турбулентности внутри рабочего пространства.

Как используется ламинарный поток воздуха в различных типах оборудования?

Шкафы биобезопасности класса II камеры для культивирования клеток или тканей, которые иногда называют вытяжными шкафами, обеспечивают защиту продукта благодаря ламинарному потоку воздуха, проходящему через рабочую зону с фильтром HEPA. Согласно определению NSF, эти вентилируемые шкафы также оснащены воздушным потоком внутрь с открытой передней стороны для защиты операторов и вытяжным воздухом с фильтром HEPA для защиты окружающей среды.

• Сорт II, тип А шкафы обеспечивают рециркуляцию воздуха обратно в лабораторию, если не требуется подключение к потолку. Шкафы класса II, тип A2 - это распространенный тип вытяжек для культивирования тканей.

• Класс II, тип В шкафы имеют жесткие наружные воздуховоды для использования с химическими веществами, выделяющими опасные пары.

• Класс II, тип C1 шкафы могут работать как в режиме типа A, так и в режиме типа B. В зависимости от того, какая модель подходит для вашего применения, безопасная эксплуатация в шкафах биологической безопасности необходима для обеспечения целостности вашей работы и вашей личной безопасности.

Стенды для очистки с ламинарным потоком подходят для применений, требующих защиты продукта, таких как подготовка подложек для питательной среды или поддержание культуры тканей. Стенды для очистки иногда называют вытяжными шкафами с ламинарным потоком или рабочими станциями с ламинарным потоком воздуха. Воздух всасывается через предварительный фильтр, расположенный в верхней части стола для очистки, а затем проходит через HEPA-фильтр. Это вытяжной шкаф для культивирования тканей, который можно использовать с неопасными биологическими образцами.

• На горизонтальном рабочем столе для очистки ламинарный поток воздуха направляется горизонтально к оператору. На вертикальном рабочем столе для очистки ламинарный поток воздуха затем направляется вертикально на рабочую зону. В обоих случаях ламинарный поток обеспечивает чистоту рабочей зоны от твердых частиц

• Станции ПЦР-анализа В корпусах, специально разработанных для проведения экспериментов по полимеразной цепной реакции, используется вертикальный поток воздуха с фильтром HEPA для поддержания рабочей среды без твердых частиц. В комплект входит ультрафиолетовое излучение, которое может помочь денатурировать генетический материал (ДНК, РНК и т.д.), обеспечивая вторичную дезактивацию.

Что такое Зональный воздушный поток?

Зональный поток воздуха относится к моделям воздушного потока внутри определенных шкафов биобезопасности, которые не являются полностью равномерными или по-настоящему ламинарными.

Вместо одной постоянной колонны воздушного потока в шкафу имеется несколько зон воздушного потока с различными скоростями. Эти зоны спроектированы таким образом, чтобы улучшить герметизацию и защиту в ситуациях, когда одного традиционного ламинарного потока недостаточно.

Однако границы между зонами воздушного потока могут создавать локальную турбулентность, поскольку соседние воздушные столбы движутся с разной скоростью.

Зональный поток воздуха обычно используется в качестве передового инженерного решения в специализированных шкафах для обеспечения биобезопасности.

Ламинарный поток и Разбавлением Потока

Ламинарный поток воздуха и разрежающий поток воздуха - это принципиально разные концепции воздушного потока.

Ламинарный поток

Ламинарный поток:

• Использует однонаправленный поток воздуха
• Минимизирует турбулентность
• Непрерывно удаляет частицы
• Создает более чистую рабочую среду

Поток разбавления

Поток разбавления:

• Смешивает чистый воздух с загрязненным
• Зависит от курса обмена воздуха
• Создает турбулентную структуру воздушного потока
• Снижает концентрацию загрязнений с течением времени

Разрежающий воздушный поток обычно используется в фильтрованных перчаточных ящиках и некоторых защитных кожухах.

В отличие от ламинарных систем, разбавляющий поток не создает непрерывной завесы из чистого воздушного потока над рабочей поверхностью.

Что такое Турбулентный поток?

Турбулентный поток возникает, когда поток воздуха становится неравномерным и создает случайные завихрения внутри корпуса.

Турбулентность может:

• Нарушать стерильные условия
• Вызывает перекрестное загрязнение
• Увеличьте осаждение частиц
• Снижение производительности чистых помещений

К распространенным причинам турбулентности относятся:

• Неправильное размещение оборудования
• Заблокированные пути потока воздуха
• Быстрое перемещение оператора
• Крупные предметы внутри капота
• Неудачный дизайн планировки чистых помещений

При проектировании чистых помещений снижение турбулентности имеет решающее значение для соблюдения стандартов чистоты ISO и обеспечения стабильного экологического контроля.

Вывод

Технология ламинарного обдува играет важнейшую роль в современных лабораториях, чистых помещениях и контролируемой среде. Благодаря равномерному потоку воздуха с фильтром HEPA вытяжки с ламинарным обдувом помогают поддерживать стерильность, минимизировать загрязнение и повышать надежность работы.

Ламинарный поток воздуха остается одним из наиболее эффективных инженерных методов борьбы с загрязнением - от шкафов биобезопасности и чистых стендов до рабочих станций ПЦР и современного оборудования для чистых помещений.

По мере дальнейшего развития лабораторных стандартов высокопроизводительные ламинарные системы по-прежнему будут играть важную роль в фармацевтическом производстве, биотехнологических исследованиях, здравоохранении и проектировании чистых помещений по всему миру.