آزمایشگاه‌ها، محیط‌هایی پویا و اغلب مملو از فعالیت‌هایی هستند که می‌توانند خطرات بالقوه‌ای برای سلامت پرسنل و یکپارچگی نمونه‌ها به همراه داشته باشند. در این میان، هودهای آزمایشگاهی به عنوان خط مقدم دفاع در برابر این خطرات، نقشی حیاتی ایفا می‌کنند. این تجهیزات تخصصی با ایجاد و مدیریت جریان هوا، از انتشار آلاینده‌های خطرناک به فضای آزمایشگاه جلوگیری کرده و محیطی امن برای انجام آزمایش‌ها فراهم می‌آورند. با این حال، مکانیسم عملکرد و اصول تهویه در انواع مختلف هودهای آزمایشگاهی بسته به هدف طراحی و نوع خطرات موجود، تفاوت‌های اساسی دارد.

در این مطلب، ضمن بررسی اجمالی بر نحوه عملکرد کلی هودهای آزمایشگاهی، به واکاوی دقیق‌تر چگونگی انجام فرآیند تهویه در دو نوع پرکاربرد آن، یعنی هودهای شیمیایی که با مکش فعال آلاینده‌ها از کاربر محافظت می‌کنند، و هودهای لامینار که با ایجاد جریان هوای پاک، ایمنی نمونه‌های حساس را تضمین می‌نمایند، خواهیم پرداخت. درک این تفاوت‌های بنیادین، کلید انتخاب و استفاده صحیح از هود مناسب برای هر کاربرد خاص در آزمایشگاه است.

هود شیمیایی

تهویه در هودهای شیمیایی

هود شیمیایی که عمدتاً برای محافظت کاربر در برابر بخارات و ذرات خطرناک ناشی از واکنش‌های شیمیایی طراحی است، از سیستم تهویه مکشی (Exhaust Ventilation) استفاده می‌کند و برای آزمایشگاه‌هایی مناسب‌اند که با مواد شیمیایی خطرناک، تولید بخارات سمی و نیاز به تهویه موضعی قوی برای حفاظت از کاربر سروکار دارند؛ این شامل آزمایشگاه‌های شیمی، داروسازی و علوم مواد می‌شود.

 فرآیند تهویه در این هودها به شرح زیر است:

  • ایجاد جریان هوا: یک فن قدرتمند، که معمولاً در انتهای سیستم کانال‌کشی و در خارج از ساختمان (مثلاً روی پشت بام) نصب می‌شود، با ایجاد فشار منفی، هوا را از محیط آزمایشگاه به داخل محفظه هود می‌کشد.
  • مکش آلاینده‌ها: جریان هوا از طریق دهانه جلویی هود (که توسط پنجره متحرک یا Sash کنترل می‌شود) وارد شده و به سمت داخل و عقب هود حرکت می‌کند. این جریان هوا، بخارات، گازها و ذرات معلق تولید شده در داخل هود را به همراه خود می‌برد.
  • هدایت هوا از طریق بافل‌ها: در داخل هود، معمولاً صفحات قابل تنظیم به نام بافل (Baffles) وجود دارند که به هدایت جریان هوا به طور یکنواخت در سراسر محفظه کمک می‌کنند و از ایجاد نقاط مرده با تهویه ضعیف جلوگیری می‌کنند.
  • عبور از سیستم کانال‌کشی: هوای آلوده پس از ورود به هود، از طریق یک سیستم کانال‌کشی به سمت فن مکنده هدایت می‌شود. جنس و طراحی این کانال‌ها باید با مواد شیمیایی مورد استفاده در هود سازگار باشد.
  • تخلیه به خارج از ساختمان: فن مکنده، هوای آلوده را از طریق کانال‌ها به خارج از ساختمان و دور از منابع هوای ورودی تخلیه می‌کند. در برخی موارد، قبل از تخلیه، هوا ممکن است از فیلترهای خاص یا سیستم‌های تصفیه (مانند اسکرابرها) عبور کند تا آلاینده‌های خطرناک خنثی یا حذف شوند.
  • کنترل سرعت هوا (Face Velocity): سرعت جریان هوا در دهانه ورودی هود (Face Velocity) یک پارامتر حیاتی در عملکرد هودهای شیمیایی است. سرعت مناسب (معمولاً بین 80 تا 100 فوت بر دقیقه) برای اطمینان از مهار موثر آلاینده‌ها و جلوگیری از خروج آن‌ها به محیط آزمایشگاه ضروری است. این سرعت بسته به نوع هود و کاربری آن ممکن است تنظیم شود.

هود لامینار

تهویه در هودهای لامینار

هود لامینار برای آزمایشگاه‌هایی ایده‌آل است که حفاظت از نمونه‌های حساس در برابر آلودگی‌های ذراتی و میکروبی اولویت دارد، مانند آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی، بیوتکنولوژی و داروسازی در مراحل تولید استریل، اما برای کار با مواد شیمیایی خطرناک مناسب نیستند که برای تهویه از سیستم جریان هوای یکنواخت (Laminar Airflow) استفاده می‌کنند.

مکانیسم تهویه در این هودها به شرح زیر است:

  • مکش هوا از محیط: یک فن، هوا را از محیط آزمایشگاه (در هودهای با جریان افقی از جلوی هود و در هودهای با جریان عمودی از بالا) به داخل محفظه هود می‌کشد.
  • فیلتراسیون HEPA: هوای ورودی قبل از رسیدن به سطح کار، از یک یا چند فیلتر HEPA (High-Efficiency Particulate Air) عبور می‌کند. این فیلترها قادر به حذف ذرات معلق با اندازه 0.3 میکرون و بزرگتر با راندمان 99.97% هستند و محیط کاری تقریباً عاری از ذرات و میکروارگانیسم‌ها ایجاد می‌کنند.
  • ایجاد جریان هوای لامینار: هوا پس از عبور از فیلتر HEPA، به صورت یک جریان یکنواخت و موازی (لامینار) با سرعت ثابت بر روی سطح کار دمیده می‌شود. این جریان هوا، هرگونه ذرات یا میکروارگانیسمی که ممکن است در حین کار تولید شود را به طور مداوم از محیط کار دور می‌کند.
  • تخلیه هوا به محیط (در بیشتر موارد): در اکثر هودهای لامینار، هوای تصفیه شده پس از عبور از سطح کار، مجدداً به محیط آزمایشگاه بازمی‌گردد. به همین دلیل، هودهای لامینار برای کار با مواد خطرناک که نیاز به تخلیه هوا به خارج دارند، مناسب نیستند.
  • عدم حفاظت کاربر در برابر مواد خطرناک: جریان هوای لامینار در این هودها به گونه‌ای است که از نمونه‌ها محافظت می‌کند، اما حفاظت قابل توجهی برای کاربر در برابر بخارات یا ذرات خطرناک ایجاد نمی‌کند. در هودهای با جریان افقی، هوا از نمونه به سمت کاربر جریان دارد و در هودهای با جریان عمودی نیز ممکن است آلاینده‌ها به سمت کاربر هدایت شوند.

خلاصه:

تهویه در هودهای آزمایشگاهی بسته به نوع هود و هدف آن متفاوت است. هودهای شیمیایی با استفاده از سیستم مکش و تخلیه هوا به خارج، از کاربر در برابر خطرات شیمیایی محافظت می‌کنند. در مقابل، هودهای لامینار با استفاده از فیلتراسیون HEPA و ایجاد جریان هوای لامینار، محیطی تمیز برای حفاظت از نمونه‌های حساس فراهم می‌آورند، اما محافظت چندانی برای کاربر در برابر مواد خطرناک ندارند. انتخاب نوع مناسب هود و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم تهویه آن، از اولویت‌های اصلی در حفظ ایمنی و کیفیت کار در آزمایشگاه‌ها است.

هود آزمایشگاهی