一种层流罩是控制颗粒污染的重要设备。层流定义为以相同的速度和方向移动的空气,没有或最小程度的气流交叉(或“层流”)。相比之下,紊流产生的漩涡和涡流会使颗粒随机而不可预测地沉积在表面。大多数contamination-sensitive环境如无尘帽兜需要层流因为它可以预见清洁工粒子在一个统一的方向,从最干净的区域下罩(过滤器的脸)出口区域,通常腰带孔或沿或底部的通风口。这种设计确保最干净(和最无菌)的区域总是最接近过滤器表面的上游区域。这种无污染配置适用于水平和层流罩,通常用于复合无菌产品,特别是符合USP 797和USP 800标准。工作通常在干净的区域进行,尽可能远离产生紊流的障碍物。

但哪个方向更好:垂直气流(从工作表面上方的过滤器向下)还是水平气流(从工作台面后面的过滤器向前)?根据间隙要求、工艺位置、工作表面设计和操作人员安全,选择任意一种气流系统都是有必要的。

垂直层流罩

垂直层流罩气流图

室内空气(红色部分)从高效空气过滤器上方进入系统;99.99%无颗粒空气被迫向下朝向工作表面。

垂直层流罩通常选择,因为它们类似于小规模层流洁净室的设计,其中风扇/过滤器单元通常位于天花板上。通过向下引导层流,垂直层流加强了重力的作用,并将颗粒扫出外壳,通常通过前面的入口区域。微小污染物可能没有很大的质量,但大多数颗粒最终会落在工作表面或房间的地板上,垂直流动有助于它们更快地到达那里。

使用垂直层流设计的洁净工作台在地板空间稀缺的情况下也更可取。由于这种配置将风扇/过滤器模块堆叠在通风罩的顶部,垂直层流通风罩通常可以安装在标准的实验室工作台上。

优点
  • 引擎盖不深:需要更少的地板空间
  • 安全:空气不直接吹在操作员身上,腰部在操作员面部前面提供了障碍
  • 过滤顶部:更容易访问
  • 空气引人注目的大物体或加工设备的湍流效果
  • 减少放置在工作台上的物品的交叉污染
  • 较高的工作高度或大型设备
缺点
  • 净空高度要求;更换过滤器或维修装置可能需要一个阶梯
  • 不能将物品或手放在其他物品上:妨碍气流
  • 增加了空中打击工作表面的湍流效果
水平层流罩

室内空气(红色部分)从高效空气过滤器后进入系统;99.99%无颗粒空气被强迫在工作表面的前后方向。

一种卧式流动罩需要额外的深度,以容纳后安装过滤器/风扇单元与一些额外的后方间隙,以允许空气进入系统。这些间隙要求需要比垂直流动系统更深的工作台和更多的地板空间。

水平层流罩气流模型

尽管两个气流设计都在滤波器面附近提供了有效的扫描动作,但它们各自的流动模式最终遇到经常尖端的中断,这些破坏倾斜的比例有利于一个或其他配置。在垂直流动罩中,明显的障碍是工​​作表面。穿孔或杆顶工作表面允许层流空气流通过罩,具有最小的阻塞,但这些顶部可以是涉及液体或小部分的操作中的问题。如果您正在使用这些材料并希望避免从地板上拾取零件,则可能优选水平流动设计。

然而,如果工作是在工作面上而不是工作面上进行的话,即使是坚固的顶部也不能排除垂直流动。如果无菌或颗粒敏感工艺是在工作表面和过滤器表面之间的清洁、无菌区域进行的,垂直流罩通常是可以接受的。只要手和其他污染源上下移动,而不是在样品上方侧向移动,敏感材料就会保持清洁。

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最后,考虑空气离开层流罩对操作人员的影响。尽管水平层流(空气从引擎盖后部通过并离开前开口)可能不会遇到引擎盖内部的大障碍物,但它最终会遇到正在工作的人。任何恼人的物质,如焊接烟雾或细粉,都可能被吹到操作人员的脸上。虽然这种碰撞可能不会影响工作执行的层流,但它可能造成健康风险。在这种情况下,垂直流动可能更好。

优点
  • 层流气流与工作面平行,消除垂直气流与工作面垂直的湍流影响
  • 更容易定位和交错的无菌设备和工作表面上更靠近过滤面的材料(来自其他潜在污染物的上游)
  • 手和手套通常污染较少,因为它们位于样本的下游
缺点
  • 过滤器的更换或维修通常需要重新定位罩罩后方可进入
  • 大的样品阻碍层流气流,可能会污染下游的样品
  • 如果在没有窗扇的情况下使用,可以将烟雾和/或粉末吹入操作员的脸部
其他的考虑

涉及垂直和水平层罩的一些最终考虑因素:

1)在存在生物危害的情况下,垂直或水平层流罩都不合适。只有经过批准的密封系统,如II类A2型生物安全柜,才应用于要求生物安全级别(BSL) 2或3级密封的应用场合。

2)无论您选择哪种层流罩设计,务必在开始关键操作前运行至少15分钟,以使颗粒从外壳中被清除。

3)当你清洁发动机罩的时候,记住清扫的方向,从干净到脏。以平滑的直线运动擦拭表面,从过滤器表面开始,随着气流向下移动。同样地,执行“脏”操作,如拆封样品,尽可能远离过滤器。

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