Требования к основному биоизоляционному оборудованию и вытяжным устройствам

Основное биоизоляционное оборудование
Вентиляционное оборудование
Вытяжные
шкафы
Шкафы биологической безопасности
Изоляторы
Чистые столы
ШББ I
класса
ШББ II
класса
ШББ III
класса
ШББ II класса типа А1
ШББ II класса типа А2
ШББ II класса типа B1
ШББ II класса типа B2

Защита
Кто и что
Персонал (пользователи лаборатории)
Продукт (культуры)
Окружающая среда (сообщество, сельское хозяйство)
Механизмы
Определенное рабочее пространство
Физическое разделение
Направленный воздушный поток
Фильтрация воздуха

Основное биоизоляционное оборудование

Вытяжной шкаф для химикатов
Фасадная скорость 100 футов в минуту
Обеспечивает только защиту персонала
Всегда вытягивает воздух наружу
Не обеспечивает защиту продукта или окружающей среды – нет фильтрации забираемого и удаляемого воздуха (иногда устанавливается оборудование для очистки выходящего воздуха.)
Проводит загрязненный воздух лаборатории прямо по продукту
Используется для работы с опасными химикатами
Схема воздушного потока
Выход удаляемого воздуха
Завихрение воздуха
Вход воздуха из помещения
Оконная рама опущена
Вход воздуха из помещения

Шкафы биобезопасности
Предназначены для изоляции биологически опасных веществ
Направленный внутрь поток воздуха для защиты персонала
HEPA-фильтрация (НЕРА - высокоэффективный сухой воздушный фильтр) выходящего воздуха для защиты окружающей среды
НЕРА-фильтрация подаваемого воздуха для защиты продукта (кроме I класса)
Разделяются на классы и типы
I класс
II класс
Типы: A1, A2, B1, B2
III класс
Микробиологические исследования, культуры клеток, фармацевтические исследования и процедуры…
НЕРА-фильтр подачи
Смотровой экран
Отверстие для доступа, типовой размер 8 дюймов
НЕРА-фильтр выхода
Полость для воздушного потока
Рабочая зона

Шкаф I класса
Фасадная скорость 75 футов в минуту
Обеспечивает защиту персонала и окружающей среды
Не обеспечивает защиту продукта
Может потребоваться вытяжной вентилятор для отвода воздуха – обычно за пределы здания
Применение
Размещение центрифуг, ферментеров
Опорожнение клеток в лаборатории с животными
Аэрация культур
Воздушный поток в ШББ I класса
НЕРА-фильтр

Шкафы II класса
Вентилируемый шкаф
Обеспечивает защиту персонала, продукта и окружающей среды
Отрытая передняя часть с направленным внутрь воздушным потоком для защиты персонала
Направленный вниз ламинарный воздушный поток с HEPA-фильтрацией для защиты продукта
HEPA-фильтрация выходящего воздуха для защиты окружающей среды
НЕРА-фильтр выхода
Смотровой экран
Отверстие для доступа, типовой размер 8 дюймов
НЕРА-фильтр выхода
Полость для воздушного потока
Рабочая зона

Шкаф II класса А1
Фасадная скорость 75 футов в минуту
70% рециркуляционный воздух, 30% выходящий (через HEPA)
Выход воздуха в помещение или канал, соединенные с выходным воздуховодом
Потенциально контаминированные воздуховоды и полости под положительном давлением, ведущие в помещение
Не подходит для работы с летучими токсическими химикатами и летучими радионуклидами
Шкаф типа А1 с вытяжным зонтом
Выход
Вход
Шкаф типа А1 без вытяжного зонта
Выход
Вход

Шкаф II класса А2
Фасадная скорость 100 футов в минуту
70% рециркуляционный воздух, 30% выходящий (через HEPA)
Выход воздуха в помещение или канал, соединенные с выходным воздуховодом
Потенциально контаминированные воздуховоды и полости под отрицательным давлением или окруженные воздуховодами и полостями под отрицательным давлением
Может использоваться при работе с очень малыми количествами летучих токсичных химикатов и индикаторными количествами радионуклидов, если они выводятся через нормально работающие вытяжные зонты
Шкаф типа А2 с вытяжным зонтом
Выход
Вход
Шкаф типа А2 без вытяжного зонта
Выход
Вход

Шкаф
II класса В1
Фасадная скорость 100 футов в минуту
30% рециркуляционный воздух, 70% выходящий (через HEPA)
Воздух в задней части шкафа выводится из здания через отдельную выводную полость, а воздух в передней части рециркулируется
Для работы шкафа он должен быть соединен жестким воздуховодом с внешним пространством
Все биологически контаминированные воздуховоды и полости под отрицательным давлением или окруженные воздуховодами и полостями под отрицательным давлением
Допустимо наличие очень малых количеств летучих токсичных химикатов и индикаторных количеств радионуклидов, если работы проводятся в части шкафа, где осуществляется прямая вытяжка
Выход
Вход

Шкаф
II класса В2
Фасадная скорость 100 футов в минуту
Вытяжка100% воздуха наружу после фильтрации с помощью HEPA-фильтра
Должен быть соединен жестким воздуховодом с внешним пространством
Иногда называется «полной вытяжкой»
Все контаминированные воздуховоды и полости под отрицательным давлением или окруженные воздуховодами и полостями под отрицательным давлением (с прямой вытяжкой без рециркуляции по всей рабочей зоне)
Может использоваться для работы с летучими токсическими химикатами и радионуклидами, требующимися в качестве вспомогательных средств при микробиологических исследованиях
Выход
Вход
Подача

Тип A2:
Биоизоляционный барьер обеспечивается одним внутренним вытяжным вентилятором
Соединение зонта вытяжной системы не герметизировано
Тип B2:
2 вентилятора:
Внешний вытяжной вентилятор удаляет загрязненный воздух из ШББ
Внутренний подающий вентилятор толкает загрязненный воздух к передней решетке
Критична взаимная блокировка управления!
Какой ШББ II класса самый безопасный?
Шкаф типа А2 с вытяжным зонтом
Выход
Вход
Вход
Выход
Подача

Шкаф класса III
Газонепроницаемый корпус с абсолютной биоизоляцией
Защита продуктов, персонала и окружающей среды
Минимальная скорость входа воздуха через отверстие перчаточной камеры составляет 100 футов в минуту на случай прорыва или удаления перчатки
Воздух должен выводиться за пределы здания
Встроенное оборудование позволяет безопасно помещать и извлекать материалы
Выходящий воздух обрабатывается двойной HEPA-фильтрацией или HEPA-фильтрацией и прокаливанием
Подаваемый воздух подвергается HEPA-фильтрации
Работа в шкафу производится через резиновые перчатки
Работает под отрицательным давлением минимум 0,5 дюйма водяного манометра (124 Па)
Полная вытяжка
Полость для воздушного потока
Доступ в рабочую зону
Рабочая зона
Манжета вытяжки
Фильтр выхода
Вход воздуха
Фильтр подачи
Смотровой экран
Система отрицательного давления
Отверстия перчаточной камеры

Шкафы и изоляторы III класса
Национальный институт инфекционных болезней (Япония)

Изоляторы
Изоляторы обеспечивают защиту при различных конфигурациях системы и при проведении различных работ
Могут быть с гибкими или жесткими стенками
НЕРА-фильтрация на подаче и (или) на выходе
Применение:
Содержание животных
Лабораторное оборудование
«Чистое» производство

Чистый стол
(Вытяжной шкаф с ламинарным потоком)
Обеспечивает только защиту продукта
Защита продукта обеспечивается за счет создания однонаправленного воздушного потока, проходящего через HEPA-фильтр
Отводимый воздух поступает прямо в рабочее помещение
Применение
Любые работы с неопасным продуктом, который требуется оградить от загрязнения
Приготовление неопасных внутривенных препаратов и средств
Сборка стерильного оборудования и электронных устройств с предотвращением попадания твердых частиц

Варианты вытяжки из шкафа
Вентиляционное отверстие (рециркуляция) в лабораторию
(I класс, II класс тип A)
Вытяжка через вытяжной зонт (канал), соединенные с вытяжкой системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
(II класс тип A)
Прямое соединение с вытяжкой системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
(I класс, II класс тип B, III класс)

Вентиляционное отверстие, ведущее в лабораторию
Минимальный потолочный зазор
4 дюйма для равновесия шкафа
12 дюймов для точного измерения воздушного потока на выходном HEPA
6 дюймов для испытания HEPA-фильтра
Защита выходного HEPA-фильтра
Рекомендуется использовать защитное устройство
Обычно используется перфорированный металл для прохождения воздушного потока
Обычно устанавливается под углом для предотвращения скопления мусора

Соединение вытяжного зонта
Используется для шкафов II класса A1 и A2
Ранее называлось «канальным» соединением
Поток воздуха через зазор
Вытяжной зонт

Соединение вытяжного зонта
Зазор для воздуха между воздуховодом и шкафом
Поток в вытяжной системе больше потока в шкафу
Для захвата вытяжки из шкафа требуется минимальный поток через зазор
Максимальный поток через зазор для соответствия параметров вытяжки шкафа спецификациям

Прямое соединение
Используется для шкафов II класса типа B и III класса
Жесткое соединение

Прямое (жесткое) соединение
Воздухонепроницаемый стык между воздуховодом и шкафом
Поток вытяжной системы равен потоку вытяжки шкафа
Уменьшение вытяжки приводит к увеличению направленного вниз потока и уменьшению количества входящего воздуха; это может привести к нарушению защиты персонала
Увеличение вытяжки приводит к увеличению количества входящего воздуха и снижает защиту продукта
Для обеспечения рабочих условий в зоне отверстия для доступа при отказе вытяжки необходима дополнительная или взаимная блокировка

Вопросы эффективности использования энергии
Требования к вытяжке
Вопросы конструкции ШББ
Вопросы конструкции вытяжного шкафа

Сравнение требований к вытяжке
* ширина устройства 6 футов

Вопросы конструкции ШББ
Тип шкафа
Новые конструкции с повышенной эффективностью использования энергии
Регулируемая скорость
Моторы переменного
или постоянного тока
Тепловая нагрузка вдвое меньше
Вытяжной зонт / канал
Новые конструкции
Отвод тепла от вытяжки ШББ

Вопросы конструкции ШББ, продолжение
Ширина и высота оконной рамы
Обычно 4 на 6 футов и 8 на 10 дюймов
Влияет на
Воздушный поток вытяжки
Тепловыделение
Работу (?)
Работа
Может работать постоянно
Выключается, когда не используется

Вопросы конструкции вытяжного шкафа
Постоянный объем
Обычный
«Слабый поток»
«Высокая производительность»
Регулируемый объем воздухаVolume
Высота оконной рамы
Режимы работы

Замена оборудования
Существующее оборудование: включить в оценку рисков
Вопросы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха:
Мощность вытяжки
Соединение вытяжных зонтов
Тепловая нагрузка
Планировка помещений

Рекомендации по конструкции оборудования
Обеспечить точное измерение потока в шкафах
Обеспечить доступ для проверки вытяжного HEPA-фильтра на наличие утечек
Обеспечить воздухонепроницаемость воздуховодов для изоляции шкафа при деконтаминации и учесть уменьшение вытяжного потока в лаборатории при герметизации шкафа.

Рекомендации по конструкции оборудования (продолжение)
Обеспечить наличие средств для компенсации нагрузки на фильтры (заслонка или привод с регулируемой скоростью).
Обеспечить место для перехода от выхода НЕРА к воздуховоду.
Размещение
Размещение
Размещение

Прохождение мимо ШББ
ЗАЩИТА ПРОДУКТА – ВЕЗДЕ ЗАЧЕТ
ВЛИЯНИЕ РАБОТЫ ЛАБОРАТОРИИ НА ШКАФ БЕЗОПАСНОСТИ
Питерс и Питерс, 1990
ЗАЩИТА ПЕРСОНАЛА (СТАТИЧЕСКАЯ) - ВЕЗДЕ ЗАЧЕТ

Рекомендации по конструкции оборудования (продолжение)
Ультрафиолетовые лампы
Эффективность
Бактерицидная длина волны
Техническое обслуживание
Горелки Бунзена
Нарушение биоизоляции
Тепло + рециркуляция воздуха = _______
Газ + рециркуляция воздуха = _______