
一、潔淨工作台用途及分類
1、組成結構
潔淨(jìng)工作台由(yóu)箱體、風機、預(yù)過濾器、高效(超高效)空氣過(guò)濾器、操作麵板及電氣控製係統等幾大部件組成,如下圖。
(1)潔淨工作台箱體采用(yòng)全鋼板(bǎn)製作、外表麵靜電噴塑,有防生鏽和防消毒腐蝕(shí)的能力。
(2)淨化單元包括風機、過濾器及均流層等。
(3)風機是潔淨工作台(tái)的核心部件,一般采用可調(diào)風量的風機係統,通過調節風(fēng)機的運行工況,可使潔淨工作區中的平均風(fēng)速保持在規定範(fàn)圍內,以滿足無菌操作的需求。
(4)預高效過濾器對保護末端高效過濾器或超高效過濾器具有重要作用。
(5)均流層作為均(jun1)流設備是操作區內潔(jié)淨(jìng)度級別、風速大小及風速均勻度的重要(yào)保(bǎo)障,均流層主要(yào)有板、網或織物(wù)等形式。
(6)此外,潔淨工作台還可配備紫外線滅菌燈、除靜(jìng)電設備、不鏽鋼孔板台麵、壓力表、風速液(yè)晶顯示麵板。

2、潔淨(jìng)工作台分類及特(tè)點
潔淨工作台種(zhǒng)類很多,它們的基本工作原(yuán)理(lǐ)大同小異,可以根據具體需要進行選擇,根據分類方式不同,大致可以分為以下幾種:
(1)根據氣流方向分為水平單向(xiàng)、垂直單向
可分為水平單向流潔淨工作台和(hé)垂直單向流潔(jié)淨工作台(亂流潔淨工作台目前已很少使用了),見下圖。
水平單向流潔淨工(gōng)作台是指由方向(xiàng)單一且(qiě)流線平行(háng)並且速(sù)度均勻穩定的水(shuǐ)平單向流流過有效空間的潔淨工作(zuò)台,水平單向流潔淨工作台在氣流條件方麵較好,是操作小物件的理想裝置,但是如果操作大物件,在物體氣流方向背麵容易形成負壓,把台麵外的非淨化空氣吸引過來,所(suǒ)以不宜操作大型物件。
垂直單向流潔淨(jìng)工作台是(shì)指由(yóu)方向單一且流線(xiàn)平行並(bìng)且速度均勻穩定的垂直單向流流過有效(xiào)空間的潔淨工作台,垂直單向流潔淨工作(zuò)台則(zé)適合操作大物件,因為一方麵不存(cún)在在物體背麵形成負壓區的問題,另一方麵其采用操作窗,可(kě)以通過改變窗口高度減小氣(qì)流出口,在操作台麵上形成正壓區(qū),操作台麵(miàn)外非淨化空氣不會流入櫃內,此外,垂直型工作台適合在台麵上進行各種加工(gōng),可(kě)以大大提高工作(zuò)效率。

(2)根據(jù)空氣過濾器級別分類
按最後一(yī)級空氣過濾器的級別進行分類,可分為高效空(kōng)氣過濾器潔淨工作台和超高效(xiào)空氣過(guò)濾器潔淨工作台。
(3)根據操作方式分類(lèi)
按操作(zuò)人員操作方(fāng)式可分為單麵操作型、雙麵操作型以及多人操(cāo)作型等型式,見圖為單麵和雙麵操作型。

(4)根據潔淨工作(zuò)台櫃體(tǐ)內壓力進行(háng)分類
按潔淨工作台操作區內與工作台所在環(huán)境之間的靜壓差分(fèn)類,可分為正壓和負壓潔淨工作台。
(5)根據排風方式分類
具體可分為全循環式、直流式、操作台麵前部排風式和操作台麵全排風(fēng)式。
1)全循環式是工作區空氣全部在潔淨工作台內部循(xún)環,不向外(wài)部排風,在操作時不產生或極少產生汙(wū)染的(de)情況下,宜采用全循環式,由於是(shì)重複過濾,所以操作區淨化(huà)效果比直流式的好,同時對台外環境影響也小,但是在內部情況基本相(xiàng)同的情況下,全循環式工(gōng)作台結構阻力要比直(zhí)流式的大,因而(ér)風機功率也大一些,振動和噪聲也(yě)可能相應增大。
2)直(zhí)流式是目前應用尤為普遍的潔淨工作台(tái),其(qí)采用全新(xīn)風,流過工(gōng)作台麵的氣(qì)流全部外排,其特點和全循環式剛(gāng)好相反,此外由於(yú)采用(yòng)全新風,其高效過濾器除塵量(liàng)可能(néng)相對更大,更換頻率可能更高。
3)此外,操作(zuò)台麵(miàn)前部排風式和操作(zuò)台麵全(quán)排風式是利用操(cāo)作台麵進行部分循環的方式(shì),其氣流原理(lǐ)和生(shēng)物安全(quán)櫃類似。
(6)其他
根據具體使(shǐ)用用途又可以分為普(pǔ)通潔(jié)淨工作台和生物(醫藥)潔淨工作台。
二、主要性能及測(cè)試方法(fǎ)
潔(jié)淨工作台,是在操作台麵的空間局部地形成無塵無(wú)菌狀態的裝置,在醫藥衛生、生物製藥、食品安全、生物學實驗等領域(yù)廣泛應(yīng)用,其對於微生物學(xué)無菌操作技術,如接種、配液、分離培養等需要保護操作樣(yàng)品免受汙染的微生物操作非常適用。此外,在需要無塵操作的光學、電子行業等(děng)也廣泛應用。
潔淨工作台的主(zhǔ)要功能,是提供無塵無菌的(de)局部潔淨環境,目標是進行產品(pǐn)保護(hù),使其免受外部非淨化(huà)氣流的(de)汙染,其操作空間的氣流流速大(dà)小、氣流均勻度、氣流流型等是其實(shí)現產品保護的重要保障。
潔(jié)淨工作台的性能指標,主要圍繞產品保護這一目標進行規定,具體指標及相應要求可(kě)直接引用建工行業標準JG/T 292-2010《潔淨工作台》中的相應要求,包括高效過濾器檢漏、引射作用、平(píng)均風速、進風風速(sù)、風量、空(kōng)氣潔淨度(dù)、沉(chén)降菌濃(nóng)度、噪聲、照度、振動幅值、氣流狀態等。其中沉降菌濃度測試是生物學測試(shì)方法,是指(zhǐ)操作台麵用平皿測試的菌落數,隻對(duì)用於生物(wù)潔淨用途的工作台有此要求;進風風(fēng)速主(zhǔ)要考慮進風口設置在潔淨工作台操作人員腿部的情況,進(jìn)風過大可能產生(shēng)的吹風(fēng)感;噪聲、照度均為舒適性指標,但也可能對操作人員產生影響,進而影響實驗操作本身(shēn)。此外,潔淨工作台產(chǎn)品測試還包括電氣安全和(hé)環境適應(yīng)性測試。
1、高效(xiào)過濾器(qì)掃描檢漏
高效空(kōng)氣過濾器,作為塵埃粒子進(jìn)入潔淨工作區的最後一道防線,其(qí)自身性能及安裝質量的優劣直(zhí)接關係到潔淨工作台能否滿足要求。高效空氣(qì)過濾器檢漏測試是保證潔(jié)淨(jìng)工作台(tái)性(xìng)能的必要(yào)措(cuò)施之(zhī)一。高效過濾器掃描檢漏測試方法在很多(duō)相關(guān)標準中都有專(zhuān)門規定,具體測(cè)試方(fāng)法如下:測試過程可采用大氣塵或人工多分散氣(qì)溶(róng)膠作(zuò)為過濾器上遊塵源,當發生滿足要求的上遊塵源後,用激光粒子計數器或光度計在高效過濾器下(xià)遊側距過濾器表麵20mm~30mm處,沿(yán)整個表麵、邊框及其框架接縫處掃描,掃描速率為20mm/s~30mm/s,掃描行程之間略有重疊,掃描結(jié)果光度計法(fǎ)要求掃描行程內穿透率不超過(guò)0.01%,計數器法要求粒子數不(bú)超過3粒/L。
2、引射作用
直流型潔淨(jìng)工作台在淨化氣流和外界空氣的交界處(chù)可因(yīn)氣流的流動、混合產生局部的渦流,形成局(jú)部負壓(yā),將外部少量汙染氣流引射至操作區域,有可能發生汙染,為了評估這種引(yǐn)射作用的影(yǐng)響,故需對(duì)這種引射作用的影響進行驗證。具體(tǐ)測試方(fāng)法:在(zài)潔淨工作台操(cāo)作口邊緣外側所(suǒ)毗連的周圍環境中,利用大氣塵或多分(fèn)散氣溶(róng)膠作為汙染源,用激光粒子計數器或(huò)光度計在操作口邊(biān)緣內側巡(xún)檢,巡檢速度在(zài)50mm/s以(yǐ)下。光度計法要求穿透率穿透率不超過0.01%,計數器法(fǎ)要求不超過10粒/L(≥0.5μm)。
3、風速、風速不(bú)均(jun1)勻度
潔淨工作台截麵平均風速(垂直氣流平均風速、水平(píng)氣流平均風速)大小及(jí)風速不均勻度對控製操作區潔淨度、保護操作對象(xiàng)免受汙(wū)染具有重要作用。合理的(de)風速大小不僅可以保證操作區的(de)潔淨度,還需保證盡量短的自淨時間和操作區抗汙染幹擾的能力;不均勻(yún)的速度場會增加速度的橫向脈動性,促進流(liú)線間的(de)摻混或產生渦流,有造成操作區樣(yàng)品交叉汙染的風險。目前JG/T 292-2010《潔淨工(gōng)作台》中要求截麵風速範圍為0.2m/s~0.5m/s;關於風速均勻性(xìng)評價,不同標準中有不同(tóng)的評價方法,如(rú)美國聯邦標準FS209B、日本工業標準JISB9922-2001《潔淨工作台》、我國行業標準(zhǔn)JG/T19-1999《層(céng)流潔淨工作台檢驗標準》中均規定“每(měi)個測點應在平(píng)均風(fēng)速的±20%範圍內”,JG/T 292-2010《潔(jié)淨工作台》中采用風速不均勻度(風速的相對標準偏差(chà))的評價方法,要求風速測點整(zhěng)體不均勻度不超過20%。具體的風速及(jí)不均勻度測試方(fāng)法可參照JG/T 292-2010《潔淨工作台》。此外,對於進風口設(shè)置(zhì)在潔淨工作台操作人員腿部(bù)的情況,為不產生操作者腿部吹風感,要求進風風速不超過1m/s。
4、風量
對於非單向流潔淨工(gōng)作台而言,風量是其重要的(de)性能指標,JG/T 292-2010《潔淨工作台》中給出了潔淨工作台換氣次數範圍及額定風量允許波動範圍。換氣次(cì)數範圍60次/h~120次/h,額(é)定風量的(de)波動範(fàn)圍(wéi)為±20%。風量(liàng)測試可以用送風麵或回風麵上測得(dé)的平均風速乘以(yǐ)麵積得到。
5、操作區(qū)空氣潔淨度(dù)
潔淨度是潔淨工作台的重(chóng)要性能(néng)指標之一,JG/T 292-2010《潔淨(jìng)工(gōng)作台》中給出了潔(jié)淨工作台操作區潔淨度換算原則及方法,借鑒GB 50591-2010《潔淨(jìng)室施工及驗收規範》的研究(jiū)成果,給(gěi)出了潔淨度測定條(tiáo)件、最小采樣量原則及順(shùn)序采樣法。
6、沉(chén)降菌濃度
沉降菌濃度測試應在(zài)其他項目測試合格後(hòu)進行(háng),被測潔淨工作台正常運行10min,沉降菌濃度(dù)測量邊界距離(lí)內表麵或工作窗100mm。將裝有營養瓊(qióng)脂φ90培(péi)養皿置於工作台操作麵(miàn)上,根據要求布點,並暴露0.5h後,蓋(gài)上皿蓋,取出培養皿(mǐn),在30℃~35℃的環境中培養48h。用肉眼計數培養皿(mǐn)中可見菌落數,計算平均(jun1)值,要求不超過0.5cfu/(皿(mǐn).0.5h)。
7、氣流狀(zhuàng)態
采用可視煙霧發生器發生(shēng)煙霧可以直觀觀察(chá)潔淨(jìng)工作台工(gōng)作區內單向氣流流型。豎直單向流(liú)潔淨工作台應(yīng)在三個不同豎直截麵上(平(píng)行於前部操作窗口(kǒu)所在平麵)分別進行可視煙霧檢測(cè),對於水平單向流潔淨(jìng)工作台隻需在中(zhōng)心豎直截麵上(shàng)(平行於高效空氣過(guò)濾器出風麵)進行可視煙霧檢(jiǎn)測即可。要求各截(jié)麵測試過程中(zhōng)均不出現(xiàn)向上氣流,即無回流或(huò)渦旋。
8、噪聲、照度及振動幅值
噪聲和(hé)照度屬於人員舒(shū)適性(xìng)指標,但其均能對操作者本身產生(shēng)一定(dìng)影響進而影響(xiǎng)實驗(yàn)操作。振動幅值測試主要考慮(lǜ)減小潔淨工(gōng)作台工作時產生的機械振動對實驗操作精度的影響。噪(zào)聲(shēng)測試時潔淨工作台處於正(zhèng)常工(gōng)作工作條件下,聲級計置於“A”計權模(mó)式,在被測潔淨工作台前壁麵中心水平(píng)向外300mm,高度距地麵1.1m(相(xiàng)當(dāng)於操作(zuò)人員在操作時(shí)耳部位置)處測量,然後關閉潔淨工作台風機(jī),在相同(tóng)位(wèi)置測量背景噪聲,並根據測得的背景(jǐng)噪聲對測試結果進行相應的修正。
照度用照度計進行測量,沿操作台麵內壁(bì)麵中心線每隔300mm設置一個測點,與內壁距離小於150mm時不再(zài)設置測(cè)點,被(bèi)測潔淨工(gōng)作台照度為各測點照度的算術平均值。振動幅(fú)值測試主要考慮減小潔淨工作台工作時產生的機械振(zhèn)動對實驗操作精(jīng)度的影響,測試時潔淨工作台處於正常工(gōng)作狀態,將振動(dòng)儀的(de)振動傳感器牢固地固定在(zài)工作台的中心,振動儀的(de)頻率從10Hz變化到10kHz,測量台麵的垂直總振幅,然(rán)後停機繼續測(cè)試(shì)台麵背景垂直振動(dòng)幅值,將總振動幅值減去背景振動幅值即為工作台淨(jìng)振動幅值。
三、潔(jié)淨(jìng)工作台的使用、現場驗證與維護
1、結構及原理
潔淨工作台可保護操作實驗樣(yàng)品免受外界汙染氣流汙染的目的,但是不能提供對實驗操作人(rén)員的保護,因此潔淨工作台不能操作有生物學危險的微生物實驗。其提供(gòng)樣品保護主(zhǔ)要是依靠單向(xiàng)潔淨氣(qì)流起到的氣(qì)體隔離和淨化(huà)作用,但是這種氣流隔離作用並不是絕對的,也很容易(yì)受到幹擾。
隻有了解了潔淨工作台的原理,才能正確的使用潔淨工作(zuò)台(tái),所以在操作過程需依照正確(què)的操作程序,並熟悉潔淨工作台的操作注意事項(xiàng)。(1)了(le)解所使用的設備的性能及安全(quán)等級,在進行實驗操作前應對實驗材料的性質有(yǒu)一個初步的認識,特定的病原須在潔淨工(gōng)作台中的操(cāo)作必須進行安全性評估,如果實(shí)驗材料會對周圍環境或人員造成汙(wū)染,應(yīng)避免在不(bú)能提供人(rén)員、環境保護的潔淨工作台(tái)中進行操作而改在生物安全櫃中進行操作。
(2)可靠的設備是實驗成功的前提,但是任何先(xiān)進的設備都不能*保證實驗的成功,在使用(yòng)潔淨工作台時(shí),需製(zhì)定並嚴格執行潔(jié)淨工作(zuò)台(tái)安(ān)全操作規程。
(3)潔淨工作台在使用前應檢查操(cāo)作區周圍各(gè)種可開啟的門是否(fǒu)處於工(gōng)作位(wèi)置,上下推拉前窗時(shí)應盡量緩慢,然後開機淨化操作(zuò)區的汙染物,並開啟紫外燈照射至少30min對操作區進(jìn)行殺菌,開機(jī)後應檢查潔淨工作台正常運行指示(shì)燈,如(rú)出現故障或報警應(yīng)立即停止後(hòu)續工作並(bìng)進行(háng)檢(jiǎn)查,在報警或故障解除(chú)前不應使用此潔淨工作台。
(4)潔(jié)淨工作台工作區內不應放置與本次實驗操作無關的物品,也不應作為儲存室;物品擺放時應(yīng)避免交叉汙染的可能;操作時應盡量在操作(zuò)區的中心位置進行,在設計(jì)上,這(zhè)是一個較安全的(de)區域;在操作(zuò)區內(nèi)手臂移動或進出應盡量減小動作幅度(dù)以避免幹擾氣流流型;在(zài)進行操作時(shí)應盡量減少人員在櫃前走動以防止可(kě)能(néng)對潔淨工(gōng)作台操作區內氣流產生的幹擾。
(5)使用完畢後,要用75%酒精將台麵和台內四周擦拭幹淨,以保(bǎo)證潔淨工(gōng)作台壁麵無(wú)菌,還要定(dìng)期對(duì)潔淨工作台進(jìn)行(háng)消毒。
(6)如遇設備發生故障,應立即停(tíng)止使用,並請專(zhuān)業人員檢(jiǎn)修(xiū)合格後繼續使用。
2、現場驗證與維(wéi)護(hù)
潔淨工作台(tái)在運(yùn)輸、安裝、運行(háng)一段時期後都有可能出現問題,所(suǒ)以(yǐ)JG/T 292-2010《潔淨工作台》中建議當需要對剛安裝的潔淨工作台或使用中的潔淨工作台進行性能驗證(zhèng)時,應由取得國家實驗室(shì)認可資質(zhì)條件的第三方對潔淨工作(zuò)台進行現場檢測。
現場檢測項目主要有外觀、功能、安裝(zhuāng)位置、高(gāo)效過濾器掃描檢漏、截麵風速及其(qí)不均勻度、風量(非單向流潔淨工作台)、操作台麵空氣潔淨度、操作空間氣流狀態、噪聲、照度等。從實際的現場檢測情況來看,各(gè)個參數都有不合格的情(qíng)況出現:
(1)操作空間潔淨度不合格可導致潔淨工作台樣品保護性能(néng)大打折扣,潔(jié)淨度不合格一般可能由(yóu)於(yú)高效過濾器本身在(zài)運(yùn)輸或安(ān)裝過程中造成損壞、高(gāo)效過濾器安裝不嚴造成邊框泄(xiè)漏(lòu)、高效(xiào)過濾器未定期更(gèng)換造成老化破損等。
(2)風(fēng)速過高或過低,風(fēng)速過高會有明顯的吹風感,不僅(jǐn)造(zào)成操作者本身的不適,也可能影響實驗材料,而且一般風(fēng)速過高風機噪聲也會超標;風速過低則操作空間動態潔淨度較差,去除汙染的能力會明顯減弱,不(bú)利於樣品保護。
(3)風速(sù)不均勻度,潔淨工作台風速(sù)均勻可保證良(liáng)好的氣流流型,避免出現氣流回流(liú)導致樣品間的交叉汙染。
(4)噪聲超標(biāo),噪聲超標(biāo)會引起操作者本(běn)身的(de)不適引起(qǐ)聽覺疲勞。
(5)照度不合格,照度過低同樣會引(yǐn)起操作者不適,長期操(cāo)作會引起眼疲(pí)勞,甚至影響操作者實驗(yàn)操作的精度(dù)。
(6)潔淨工作台應安裝在遠離塵源或(huò)振源的(de)潔淨房間或空調房間內,且在安裝時應避開有氣流擾動的位置。
(7)工作台是一(yī)台較精密的(de)電氣設(shè)備,首先要保持室內的幹燥和(hé)清潔,潮濕的空氣既會使製造材料(liào)鏽蝕(shí),還會影響電氣電路的正常工(gōng)作,潮(cháo)濕空氣還利於細菌、黴(méi)菌的(de)生長。
(8)定期對(duì)設備的清潔是正常使用的重要環節,清潔應包括使用前後的例行清潔和(hé)定期(qī)的消(xiāo)毒處理。
(9)根據環境潔淨程度,定期將預過濾器中的濾料拆下清洗,風速不足時應考慮更換高效(xiào)過濾器。
(10)紫外燈等都有一定(dìng)的使用期限,定期更換紫外燈,防止其殺菌作用失效。
(11)長期不使用時應用防塵布(bù)或(huò)塑料布套(tào)好,避免灰塵積聚。
(12)出現電氣故障時,請專(zhuān)業維(wéi)修人員予以修理(lǐ)。
(13)定期對潔淨工作台進行性能驗證,可由具有國(guó)家實驗室認可資質條件的第三方對潔淨工作台進行(háng)現(xiàn)場檢測。