هود آزمایشگاهی

در محیط‌های علمی و تحقیقاتی، ایمنی همواره در اولویت نخست قرار دارد. آزمایشگاه‌ها به‌عنوان بستر اصلی پژوهش‌های علمی، محل استفاده از انواع مواد شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی هستند که برخی از آن‌ها می‌توانند برای سلامتی انسان خطرناک باشند. به‌همین دلیل، یکی از مهم‌ترین تجهیزات ایمنی در آزمایشگاه‌ها، هود آزمایشگاهی است. هود آزمایشگاهی (Laboratory Fume Hood) وسیله‌ای است که با هدف حفاظت از کاربر و محیط اطراف در برابر گازها، بخارات، ذرات معلق و مواد سمی طراحی شده است. این دستگاه با ایجاد جریان کنترل‌شده‌ای از هوا، آلاینده‌ها را مکش کرده و از انتشار آن‌ها در فضای عمومی آزمایشگاه جلوگیری می‌کند.

اهمیت هود آزمایشگاهی فقط در محافظت از انسان نیست، بلکه نقش حیاتی در جلوگیری از آلودگی متقابل نمونه‌ها و حفظ کیفیت نتایج آزمایش نیز دارد. در واقع، بدون وجود چنین سیستم‌هایی، بسیاری از فرآیندهای تحقیقاتی به‌دلیل خطرات زیستی و شیمیایی غیرممکن یا بسیار پرریسک می‌بودند. امروزه در تمامی آزمایشگاه‌های استاندارد، از مدارس و دانشگاه‌ها گرفته تا مراکز صنعتی، داروسازی و بیوتکنولوژی، استفاده از هود آزمایشگاهی یک الزام ایمنی محسوب می‌شود.

تعریف هود آزمایشگاهی

هود آزمایشگاهی، محفظه‌ای است با تهویه کنترل‌شده که هدف از طراحی آن محافظت از کاربر، نمونه و محیط آزمایشگاه در برابر آلاینده‌ها و بخارات خطرناک است. اساس عملکرد این دستگاه بر مبنای مکش هوا از محیط آزمایشگاه، عبور آن از فیلترهای مخصوص (مانند HEPA یا کربن فعال) و سپس تخلیه هوای تصفیه‌شده به خارج از محیط است.

به‌صورت کلی، هود آزمایشگاهی شامل یک کابین اصلی، یک سیستم تهویه و فیلتر، و یک پنجره یا درب محافظ (معمولاً از شیشه سکوریت یا پلکسی‌گلاس) است که کاربر از پشت آن با مواد آزمایشگاهی کار می‌کند.

تاریخچه هود آزمایشگاهی

مفهوم تهویه در محیط‌های علمی سابقه‌ای طولانی دارد. نخستین اشارات تاریخی به استفاده از سیستم‌های تهویه در کارگاه‌های شیمی مربوط به قرن هجدهم میلادی است. در آن زمان، دانشمندان برای محافظت از خود در برابر بخارات سمی ناشی از فلزات سنگین مانند جیوه و آرسنیک، از کابین‌های چوبی با دودکش استفاده می‌کردند.

در قرن نوزدهم، با رشد سریع علوم شیمی و داروسازی، نیاز به ایجاد محیط‌های کنترل‌شده‌تر افزایش یافت. نخستین طرح مدرن از هود آزمایشگاهی در سال ۱۹۲۰ میلادی در ایالات متحده ارائه شد. این سیستم‌ها شامل یک فن مکنده و کانال تخلیه هوا بودند. در دهه‌های بعد، با توسعه فناوری تهویه و فیلتر، هودهای آزمایشگاهی به شکل امروزی خود تکامل یافتند.

در دهه ۱۹۶۰، با ورود صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی، نسل جدیدی از هودهای ایمنی بیولوژیکی (Biological Safety Cabinets) معرفی شدند که قادر بودند نه تنها از کاربر، بلکه از نمونه‌های حساس نیز محافظت کنند. از آن زمان تاکنون، طراحی هودهای آزمایشگاهی با هدف افزایش راندمان انرژی، کاهش صدای کارکرد، و بهبود سطح ایمنی به پیشرفت‌های چشمگیری دست یافته است.

هود شیمیایی آزمایشگاهی

انواع هود آزمایشگاهی

هودهای آزمایشگاهی از نظر کاربرد و نوع سیستم تهویه به چند گروه اصلی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع مناسب هود بستگی به نوع فعالیت آزمایشگاهی، ماهیت مواد مورد استفاده و سطح ایمنی مورد نیاز دارد.

۱. هود شیمیایی (Fume Hood)

هود شیمیایی رایج‌ترین نوع هود در آزمایشگاه‌های عمومی و تحقیقاتی است. این دستگاه برای محافظت از کاربر در برابر بخارات و گازهای سمی ناشی از واکنش‌های شیمیایی طراحی شده است. در این نوع هود، هوا از فضای آزمایشگاه به داخل کابین مکیده شده، از طریق فیلترها عبور می‌کند و سپس به بیرون از ساختمان تخلیه می‌شود.
هودهای شیمیایی معمولاً مجهز به سیستم کنترل جریان هوا هستند تا از نشت بخارات جلوگیری کنند. برخی مدل‌ها دارای حسگرهای تشخیص گازهای خطرناک و سیستم هشداردهنده نیز هستند.

۲. هود لامینار (Laminar Flow Hood)

هود لامینار، که به آن «هود جریان آرام» نیز گفته می‌شود، برای محافظت از نمونه‌ها در برابر آلودگی محیطی طراحی شده است. در این هود، جریان هوا از طریق فیلتر HEPA تصفیه شده و به‌صورت یکنواخت درون کابین پخش می‌شود تا ذرات معلق وارد فضای کار نشوند.
بر خلاف هود شیمیایی، این نوع هود از کاربر محافظت نمی‌کند، بلکه تمرکز آن بر حفظ شرایط استریل برای نمونه‌های حساس (مانند کشت سلولی یا کار با باکتری‌های غیرپاتوژن) است.

۳. هود بیولوژیکی (Biological Safety Cabinet)

این نوع هود برای کار با مواد بیولوژیکی خطرناک (مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها یا سلول‌های انسانی) طراحی شده است. هود ایمنی بیولوژیکی دارای فیلترهای HEPA دوگانه است و هم‌زمان از کاربر، نمونه و محیط محافظت می‌کند.
این هودها بر اساس سطح ایمنی زیستی به سه کلاس تقسیم می‌شوند:

• کلاس I: فقط از کاربر محافظت می‌کند.

• کلاس II: از کاربر و نمونه محافظت می‌کند (پرکاربردترین نوع در آزمایشگاه‌های پزشکی).

• کلاس III: کاملاً بسته و ایزوله است و برای کار با عوامل بیماری‌زای بسیار خطرناک استفاده می‌شود.

۴. هود دود (Ducted Exhaust Hood)

در این نوع هود، هوای آلوده مستقیماً از طریق لوله‌کشی به خارج از ساختمان تخلیه می‌شود. این سیستم برای کار با مواد شیمیایی فرار و گازهای سمی بسیار مناسب است.

۵. هود بی‌دود (Ductless Fume Hood)

این مدل فاقد سیستم خروجی خارجی است و به‌جای آن از فیلترهای کربن فعال یا HEPA برای جذب و تصفیه هوا استفاده می‌کند. هوای پاک‌شده مجدداً به محیط آزمایشگاه بازمی‌گردد. این نوع هود بیشتر در مکان‌هایی استفاده می‌شود که نصب کانال تخلیه دشوار است.

ساختار و اجزای اصلی هود آزمایشگاهی

هرچند طراحی دقیق هودهای آزمایشگاهی بسته به نوع آن متفاوت است، اما تمامی آن‌ها دارای اجزای مشترکی هستند که عملکرد کلی سیستم را تضمین می‌کنند.

۱. بدنه (Cabinet Structure)

بدنه هود معمولاً از فولاد ضدزنگ، ورق گالوانیزه یا فایبرگلاس ساخته می‌شود. این مواد مقاومت بالایی در برابر مواد خورنده دارند و به‌راحتی تمیز می‌شوند.

۲. پنجره محافظ (Sash)

پنجره جلویی، که معمولاً از شیشه مقاوم یا پلی‌کربنات شفاف ساخته می‌شود، بین کاربر و فضای داخلی هود قرار دارد. این بخش قابلیت تنظیم ارتفاع دارد تا بسته به نوع کار، فضای کاری باز یا محدود شود.

۳. سیستم تهویه و مکش

قلب تپنده هود، سیستم تهویه آن است. این سیستم شامل فن‌های مکنده، کانال‌های جریان هوا و فیلترهاست. فن، هوای آلوده را به داخل می‌کشد، سپس از فیلترهای چندمرحله‌ای عبور داده و هوای پاک را خارج می‌کند.

۴. فیلترها

نوع فیلتر مورد استفاده بسته به نوع هود متفاوت است:

• در هودهای شیمیایی: فیلتر کربن فعال برای جذب بخارات آلی و گازهای سمی.

• در هودهای بیولوژیکی و لامینار: فیلتر HEPA برای حذف ذرات معلق تا اندازه ۰.۳ میکرون.

۵. صفحه کار (Work Surface)

صفحه‌ای مقاوم در برابر مواد شیمیایی، معمولاً از جنس استیل یا سرامیک، که عملیات آزمایشگاهی روی آن انجام می‌شود.

۶. سیستم روشنایی

هودها مجهز به چراغ‌های فلورسنت یا LED هستند تا روشنایی کافی در محیط کاری فراهم شود بدون آنکه حرارت زیادی تولید کنند.

۷. سیستم کنترل

در مدل‌های مدرن، سیستم‌های دیجیتال برای تنظیم سرعت فن، بررسی وضعیت فیلترها، هشدار نشت گاز، و کنترل جریان هوا تعبیه شده‌اند.

هود لامینار

عملکرد کلی هود آزمایشگاهی

اصل عملکرد تمام هودها بر اساس جریان هوا و تهویه ایمن است. زمانی که کاربر با مواد خطرناک کار می‌کند، فن مکنده هوای آلوده را به داخل هود می‌کشد. سپس این هوا از فیلترها عبور کرده و آلاینده‌ها حذف می‌شوند. در نهایت، هوای پاک به محیط بازمی‌گردد یا از ساختمان خارج می‌شود.

در هودهای بیولوژیکی کلاس II، جریان هوا به دو بخش تقسیم می‌شود: بخشی به سمت بالا و فیلتر تخلیه و بخشی به سمت پایین و فیلتر کف، تا از هرگونه آلودگی متقاطع جلوگیری شود.

اهمیت جریان هوای مناسب

جریان هوای یکنواخت و پایدار از مهم‌ترین پارامترهای ایمنی در هود است. اگر سرعت جریان هوا کمتر از حد استاندارد باشد، ممکن است بخارات و ذرات از کابین خارج شوند؛ و اگر بیش از حد زیاد باشد، ممکن است باعث تلاطم و اختلال در کار شود.
بنابراین، طراحی سیستم تهویه باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ASHRAE 110، EN 14175 و NSF 49 انجام گیرد.

کاربردهای تخصصی هود آزمایشگاهی در علوم مختلف

هود آزمایشگاهی تنها یک تجهیز عمومی برای خروج بخارات سمی نیست، بلکه یکی از عناصر کلیدی در طراحی ایمن و علمی آزمایشگاه‌ها محسوب می‌شود. بسته به نوع فعالیت، مواد مورد استفاده و حساسیت فرآیندها، کاربردهای هود آزمایشگاهی در حوزه‌های علمی و صنعتی متفاوت است. در ادامه، به بررسی مهم‌ترین زمینه‌های کاربرد آن می‌پردازیم:

۱. کاربرد در شیمی تجزیه و شیمی آلی

در آزمایشگاه‌های شیمی، بخصوص هنگام انجام واکنش‌های آلی، بخارات و گازهای خطرناکی مانند کلروفورم، استون، بنزن و آمونیاک تولید می‌شوند. استنشاق این بخارات می‌تواند منجر به مسمومیت یا آسیب‌های تنفسی شود. در چنین شرایطی، هود آزمایشگاهی نقش حیاتی دارد.
هودهای شیمیایی با مکش بخارات از محیط واکنش، مانع از تجمع گازهای سمی و انفجاری در فضای کار می‌شوند. در عین حال، با استفاده از فیلترهای کربن فعال، امکان تصفیه نسبی این گازها قبل از خروج به بیرون فراهم می‌شود.

۲. کاربرد در میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی

در علوم زیستی و میکروبیولوژی، خطر اصلی نه بخارات شیمیایی بلکه آلودگی‌های میکروبی است. برای جلوگیری از انتقال آلودگی بین کاربر، نمونه و محیط، از هودهای ایمنی بیولوژیکی (BSCs) استفاده می‌شود. این هودها با جریان هوای فیلترشده (HEPA) محیطی استریل ایجاد می‌کنند و از ورود ذرات آلاینده به فضای کار جلوگیری می‌کنند.
در پروژه‌های بیوتکنولوژی، هود بیولوژیکی نقش کلیدی در کار با کشت سلول، ویروس‌ها، باکتری‌ها و واکسن‌ها دارد.

۳. کاربرد در داروسازی و صنایع شیمیایی

در فرآیندهای تولید دارو، کنترل دقیق شرایط محیطی (دما، رطوبت، ذرات معلق و بخارات) ضروری است. هودهای لامینار و بیولوژیکی با جریان هوای یکنواخت، محیطی تمیز و کنترل‌شده برای تهیه محلول‌ها و مواد دارویی فراهم می‌کنند. همچنین، در بخش‌هایی مانند سنتز دارویی یا کنترل کیفی، هودهای شیمیایی برای جلوگیری از تماس مستقیم کارگران با مواد سمی استفاده می‌شوند.

۴. کاربرد در آزمایشگاه‌های آموزشی

در دانشگاه‌ها، دانش‌آموزان و دانشجویان در محیط‌هایی کار می‌کنند که ممکن است با مواد خطرناک سر و کار داشته باشند. استفاده از هودهای شیمیایی در آزمایشگاه‌های آموزشی نه‌تنها برای محافظت از کاربران بلکه برای آموزش اصول ایمنی ضروری است.

۵. کاربرد در صنایع غذایی و کنترل کیفیت

در صنایع غذایی و محیط‌زیست، آزمایش‌هایی انجام می‌شود که شامل کار با حلال‌ها یا نمونه‌های آلوده است. در این موارد، هودهای بی‌دود و لامینار برای حفظ دقت آزمایش و جلوگیری از انتقال آلودگی استفاده می‌شوند.

۶. کاربرد در محیط‌های تحقیقاتی پیشرفته (Nanotechnology & Material Science)

در آزمایش‌های نانوذرات، ذرات معلق بسیار ریزی تولید می‌شوند که می‌توانند به راحتی از راه تنفس وارد بدن شوند. هودهای مخصوص نانو (Nano Fume Hoods) با فیلترهای فوق‌العاده دقیق طراحی شده‌اند تا از پخش ذرات در محیط جلوگیری کنند.

استانداردهای طراحی و ایمنی هود آزمایشگاهی

ایمنی در طراحی و عملکرد هودهای آزمایشگاهی بر اساس مجموعه‌ای از استانداردهای بین‌المللی تعریف می‌شود. رعایت این استانداردها نه‌تنها تضمین‌کننده حفاظت کاربر است، بلکه باعث افزایش عمر مفید دستگاه و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود.

۱. استاندارد ASHRAE 110 (آمریکا)

این استاندارد از مهم‌ترین مراجع در طراحی و تست عملکرد هودهای شیمیایی است. در این استاندارد، چندین آزمون برای ارزیابی کارایی هود تعریف شده است، از جمله:

• Face Velocity Test: بررسی سرعت جریان هوا در دهانه ورودی.

• Tracer Gas Test: تزریق گاز بی‌اثر (معمولاً SF₆) برای ارزیابی نشت.

• Smoke Visualization Test: استفاده از دود برای مشاهده الگوی جریان هوا.

۲. استاندارد EN 14175 (اروپا)

این استاندارد اروپایی به طراحی، ساخت و آزمایش هودهای آزمایشگاهی اختصاص دارد و الزامات مربوط به تهویه، ایمنی الکتریکی و مصرف انرژی را مشخص می‌کند.

۳. استاندارد NSF/ANSI 49 (برای هودهای بیولوژیکی)

این استاندارد در ایالات متحده برای طراحی و عملکرد هودهای ایمنی بیولوژیکی (BSC) کلاس II و III تدوین شده است. مواردی همچون میزان فیلتراسیون HEPA، جهت جریان هوا، سطح صدا و نشت میکروبی در آن مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.

۴. استاندارد ISO 14644 (اتاق‌های تمیز)

از آنجا که بسیاری از هودهای لامینار در محیط‌های تمیز نصب می‌شوند، رعایت استانداردهای ISO برای کنترل ذرات معلق و حفظ کلاس تمیزی اتاق الزامی است.

۵. استاندارد ملی ایران (ISIRI 12254)

در ایران نیز سازمان ملی استاندارد، ضوابط خاصی برای ساخت و بهره‌برداری از هودهای آزمایشگاهی تدوین کرده است که شامل الزامات فنی، مواد سازنده، سیستم تهویه و ایمنی الکتریکی است.

اصول طراحی مهندسی در ساخت هود آزمایشگاهی

یک هود استاندارد باید علاوه بر داشتن عملکرد ایمن، از نظر ارگونومی، تهویه، مصرف انرژی و سطح صدا نیز بهینه باشد. در طراحی آن نکات زیر اهمیت دارد:

• جریان هوای یکنواخت: جلوگیری از جریان‌های گردبادی و تلاطم در داخل کابین.

• زاویه مناسب دهانه ورودی: طراحی به‌گونه‌ای که ورود و خروج دست کاربر باعث برهم‌زدن جریان نشود.

• ارتفاع مناسب سطوح کاری: برای کاهش خستگی کاربر در کارهای طولانی‌مدت.

• مصرف انرژی بهینه: استفاده از فن‌های دور متغیر (VFD) برای کاهش مصرف برق.

• عایق صوتی: کاهش نویز مکش هوا در محدوده کمتر از ۶۵ دسی‌بل برای محیط‌های آموزشی و تحقیقاتی.

سیستم فیلتراسیون و تهویه در هود آزمایشگاهی

کارایی هر هود آزمایشگاهی به کیفیت سیستم فیلتراسیون و تهویه آن وابسته است. بسته به نوع هود، فیلترها و نحوه تخلیه هوا متفاوت است.

۱. فیلتر HEPA (High Efficiency Particulate Air)

این فیلترها توانایی جذب ذرات معلق تا قطر ۰.۳ میکرون با راندمان ۹۹.۹۷٪ را دارند. در هودهای بیولوژیکی و لامینار استفاده می‌شوند و مانع عبور باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها می‌شوند.

۲. فیلتر ULPA (Ultra Low Penetration Air)

نوع پیشرفته‌تر HEPA است که ذرات تا ۰.۱۲ میکرون را نیز جذب می‌کند. در کاربردهای حساس مانند تولید دارو و تجهیزات نوری استفاده می‌شود.

۳. فیلتر کربن فعال (Activated Carbon Filter)

در هودهای شیمیایی و بی‌دود برای جذب بخارات آلی فرار (VOCs) مانند بنزن، تولوئن و استون استفاده می‌شود.

۴. سیستم تهویه متغیر (VAV – Variable Air Volume)

در مدل‌های پیشرفته‌تر، سرعت فن به‌صورت خودکار و متناسب با باز بودن پنجره هود تنظیم می‌شود. این فناوری علاوه بر صرفه‌جویی در انرژی، ایمنی جریان هوا را تضمین می‌کند.

ارزیابی عملکرد هود آزمایشگاهی

برای اطمینان از صحت عملکرد هود، باید تست‌های دوره‌ای انجام شود. مهم‌ترین روش‌های ارزیابی عبارت‌اند از:

• تست نشت گاز (Tracer Gas Test): بررسی نشت هوای آلوده از فضای داخلی هود.

• تست جریان هوا (Velocity Test): اندازه‌گیری سرعت متوسط جریان در دهانه ورودی (معمولاً ۰.۴ تا ۰.۶ متر بر ثانیه).

• تست دود (Smoke Test): مشاهده مسیر حرکت هوا جهت اطمینان از جریان یکنواخت.

• تست فیلتر HEPA: بررسی نشت از اطراف فیلتر با ذرات آئروسل (PAO یا DOP).

این تست‌ها باید طبق استانداردهای جهانی و حداقل سالی یک‌بار انجام شوند تا از سلامت سیستم اطمینان حاصل شود.

قیمت هود شیمیایی

نکات ایمنی در استفاده از هود آزمایشگاهی

1. هود باید همیشه قبل از شروع کار روشن شود تا جریان هوای پایدار ایجاد گردد.

2. نباید از هود برای ذخیره مواد شیمیایی استفاده شود، زیرا باعث اختلال در تهویه می‌گردد.

3. کاربر باید حداقل ۱۵ سانتی‌متر از دهانه هود فاصله بگیرد تا مانع جریان هوا نشود.

4. حرکت سریع دست‌ها یا اشیاء در داخل هود باعث ایجاد آشفتگی در جریان هوا می‌شود.

5. بررسی منظم فیلترها و فن‌ها برای حفظ عملکرد دستگاه ضروری است.

هود لامینار فلو

نقش هود آزمایشگاهی در کاهش آلودگی محیطی

علاوه بر حفاظت از فرد، هود آزمایشگاهی نقش مهمی در حفاظت از محیط زیست دارد. با جلوگیری از انتشار گازهای سمی و ذرات شیمیایی در هوا، میزان آلودگی درون ساختمان و محیط اطراف کاهش می‌یابد.
در مدل‌های جدید، سیستم‌های بازیافت حرارت و فیلترهای قابل احیا طراحی شده‌اند تا مصرف انرژی و تولید زباله کاهش یابد.

ساخت و مواد سازنده هود آزمایشگاهی

طراحی و ساخت هود آزمایشگاهی باید به‌گونه‌ای انجام شود که هم مقاومت مکانیکی بالایی داشته باشد و هم در برابر مواد شیمیایی، حرارت و رطوبت مقاوم باشد. انتخاب مواد اولیه در دوام، ایمنی و هزینه نهایی دستگاه نقش بسیار مهمی دارد.

۱. بدنه اصلی

بدنه معمولاً از فولاد ضدزنگ (Stainless Steel 304 یا 316) یا ورق گالوانیزه با پوشش اپوکسی ساخته می‌شود. فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی مقاوم است و در محیط‌های مرطوب یا دارای بخارات اسیدی بهترین گزینه محسوب می‌شود.
در محیط‌هایی که از مواد خورنده قوی مانند اسید هیدروفلوئوریک استفاده می‌شود، بدنه با لایه‌ای از پلی‌وینیل کلراید (PVC) یا پلی‌پروپیلن (PP) پوشانده می‌شود تا در برابر واکنش‌های شیمیایی محافظت شود.

۲. صفحه کار (Work Top)

سطحی که عملیات آزمایشگاهی روی آن انجام می‌شود، باید ضد اسید، ضد ضربه و قابل شست‌وشو باشد. متداول‌ترین متریال‌ها عبارت‌اند از:

• استیل ضدزنگ: مقاوم در برابر گرما و قابل استریل‌سازی.

• سرامیک صنعتی: مقاوم در برابر مواد خورنده قوی.

• اپوکسی رزین (Epoxy Resin): متداول در هودهای شیمیایی به‌دلیل مقاومت بالا و قیمت مناسب.

۳. درب یا شیشه محافظ (Sash)

جنس این قسمت معمولاً از شیشه سکوریت مقاوم به حرارت یا پلی‌کربنات شفاف است. شیشه‌ها باید در برابر ضربه و دمای بالا مقاوم باشند تا در صورت انفجار ناگهانی یا اشتعال مواد، از کاربر محافظت کنند.
حرکت درب‌ها معمولاً به‌صورت عمودی (Vertical Sash) یا افقی (Horizontal Sash) است و در مدل‌های جدید، حرکت آن‌ها با موتور الکتریکی و حسگر ایمنی کنترل می‌شود.

۴. سیستم روشنایی

برای انجام دقیق عملیات علمی، نور کافی در داخل کابین ضروری است. لامپ‌های LED با روکش محافظ UV به دلیل روشنایی بالا و حرارت کم، گزینه‌ای ایده‌آل هستند. در برخی مدل‌ها از سیستم نور سرد (Cold Light) برای جلوگیری از تأثیر حرارتی بر نمونه‌ها استفاده می‌شود.

۵. سیستم تهویه و مکش

فن‌های مکنده از جنس پلی‌پروپیلن مقاوم به اسید یا آلومینیوم ضد خوردگی ساخته می‌شوند. در مدل‌های صنعتی از فن‌های سانتریفیوژ دور متغیر (VFD) برای تنظیم خودکار سرعت استفاده می‌شود تا جریان هوا همواره پایدار و اقتصادی باقی بماند.

۶. فیلترها

فیلترها بخش حیاتی هود هستند. بسته به نوع کاربرد، فیلترها از جنس:

• کربن فعال (برای گازها و بخارات آلی)،

• HEPA (برای ذرات معلق بیولوژیکی)،

• ULPA (برای نانوذرات و ذرات فوق‌ریز)
  انتخاب می‌شوند.

مراحل نصب و راه‌اندازی هود آزمایشگاهی

نصب هود آزمایشگاهی یک فرآیند دقیق و تخصصی است که باید مطابق با دستورالعمل سازنده و استانداردهای ایمنی انجام شود. نصب نادرست می‌تواند منجر به کاهش راندمان، نشت گاز یا حتی خطر انفجار شود.

۱. آماده‌سازی مکان نصب

قبل از نصب، باید محل دقیق قرارگیری هود بر اساس جریان هوا، فاصله از دیوار، موقعیت درب‌ها و سیستم تهویه ساختمان تعیین شود. توصیه می‌شود هود در محلی قرار گیرد که حداقل ۳۰ سانتی‌متر از دیوار پشتی و ۱ متر از درب ورودی فاصله داشته باشد.
محیط باید دارای تهویه عمومی مناسب و پریز برق ایمن باشد.

۲. نصب فیزیکی بدنه

هود معمولاً به‌صورت ماژولار ساخته می‌شود و بدنه اصلی، پنل‌ها و پایه‌ها در محل نصب مونتاژ می‌شوند. تراز بودن پایه‌ها و عدم وجود لرزش اهمیت زیادی دارد، زیرا لرزش می‌تواند باعث اختلال در جریان هوا شود.

۳. اتصال سیستم تهویه

در هودهای دارای کانال خروجی، لوله‌های PVC یا استیل مقاوم به مواد شیمیایی به فن مکنده و خروجی سقف متصل می‌شوند. در مدل‌های بدون دودکش (Ductless)، فیلترهای کربنی در محفظه داخلی قرار می‌گیرند.

۴. نصب فیلترها و تجهیزات کنترلی

فیلترها باید با دقت در جای خود نصب شوند و هرگونه درز بین فیلتر و قاب باید با نوار آب‌بندی مخصوص پوشانده شود تا از نشت هوا جلوگیری گردد. سپس حسگرها، سیستم روشنایی و کنترلر سرعت فن نصب می‌شوند.

۵. تست اولیه و کالیبراسیون

پس از نصب کامل، چندین تست برای اطمینان از عملکرد صحیح انجام می‌شود:

• تست نشت هوا با دود یا گاز SF₆

• اندازه‌گیری سرعت جریان هوا در دهانه هود (Face Velocity)

• بررسی عملکرد سنسورها و سیستم هشداردهنده

• تست روشنایی و سیستم الکتریکی

نگهداری و سرویس دوره‌ای هود آزمایشگاهی

نگهداری منظم و سرویس دوره‌ای هود، نه‌تنها طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد بلکه از بروز خطرات ناشی از خرابی سیستم تهویه جلوگیری می‌کند.

۱. سرویس روزانه

• قبل از شروع کار، عملکرد فن و جریان هوا بررسی شود.

• پس از اتمام کار، سطح داخلی با مواد ضدعفونی‌کننده ملایم (مانند اتانول ۷۰٪) تمیز گردد.

• از نگهداری وسایل غیرضروری در داخل هود خودداری شود.

۲. سرویس ماهانه

• بررسی فیلترها از نظر گرفتگی یا تغییر رنگ.

• کنترل سلامت سیستم روشنایی.

• تمیز کردن کانال‌های مکش و دریچه‌ها.

۳. سرویس سالانه

• کالیبراسیون جریان هوا بر اساس استاندارد ASHRAE 110.

• تعویض فیلترهای HEPA یا کربن فعال.

• بررسی کامل سیم‌کشی برق، سنسورها و عملکرد موتورها.

در بسیاری از کشورها، استفاده از هود بدون تأیید عملکرد سالانه توسط متخصص مجاز نیست. در ایران نیز سازمان انرژی اتمی و وزارت بهداشت در آزمایشگاه‌های وابسته خود انجام تست‌های سالانه را الزامی می‌دانند.

اصول کالیبراسیون هود آزمایشگاهی

کالیبراسیون فرآیندی است برای اطمینان از اینکه سیستم تهویه و جریان هوا در محدوده استاندارد قرار دارد. ابزارهایی مانند آنمومتر (Anemometer) یا پیتوت تیوب (Pitot Tube) برای اندازه‌گیری سرعت جریان هوا استفاده می‌شوند.
در هودهای شیمیایی، سرعت متوسط ورودی هوا باید بین ۰.۴ تا ۰.۶ متر بر ثانیه باشد. در مدل‌های بیولوژیکی کلاس II، جریان هوای ورودی معمولاً حدود ۰.۳ متر بر ثانیه است تا از تلاطم جلوگیری شود.

پس از تنظیم جریان، نتایج در فرم مخصوص ثبت می‌شود و گواهی کالیبراسیون برای دستگاه صادر می‌گردد.

قیمت هود لامینار

ارگونومی و طراحی مدرن در هودهای آزمایشگاهی

هودهای آزمایشگاهی امروزی نه‌تنها بر عملکرد فنی بلکه بر راحتی و سلامت کاربر (ارگونومی) تمرکز دارند. طراحی اصولی باعث کاهش خستگی، افزایش دقت و بهره‌وری می‌شود.

۱. ارتفاع و زاویه دید

ارتفاع صفحه کار باید متناسب با قد کاربران تنظیم‌پذیر باشد. در مدل‌های جدید از پایه‌های قابل تنظیم برقی استفاده می‌شود. شیشه جلویی نیز باید شفاف و بدون انعکاس باشد تا دید کاربر دچار اختلال نشود.

۲. کنترل لمسی و دیجیتال

در هودهای نسل جدید، صفحه کنترل دیجیتال جایگزین کلیدهای مکانیکی شده است. این صفحه نمایش اطلاعاتی مانند سرعت هوا، وضعیت فیلتر، دمای محیط، و هشدارهای ایمنی را نشان می‌دهد.

۳. سیستم هشدار هوشمند

در صورتی که جریان هوا کمتر از حد استاندارد شود یا فیلتر نیاز به تعویض داشته باشد، سیستم هشدار صوتی و نوری فعال می‌شود. برخی مدل‌ها به شبکه داخلی متصل شده و داده‌های عملکردی را به کامپیوتر مرکزی آزمایشگاه ارسال می‌کنند.

۴. طراحی آیرودینامیک

لبه‌های داخلی هود به شکل منحنی طراحی می‌شوند تا از ایجاد گردباد هوا جلوگیری شود. همچنین، جنس دیواره‌ها به گونه‌ای انتخاب می‌شود که آلودگی به‌راحتی روی آن‌ها نچسبد.

۵. فناوری صرفه‌جویی در انرژی

هودهای هوشمند از فناوری VAV (Variable Air Volume) بهره می‌برند که سرعت فن را بر اساس باز بودن شیشه تنظیم می‌کند. این فناوری می‌تواند مصرف انرژی را تا ۴۰٪ کاهش دهد.

۶. کنترل از راه دور و اینترنت اشیا (IoT)

برخی مدل‌های پیشرفته قابلیت اتصال به شبکه Wi-Fi را دارند. اپراتور می‌تواند از طریق نرم‌افزار مخصوص، عملکرد هود را مانیتور کرده، گزارش مصرف انرژی را دریافت و زمان تعویض فیلتر را مشاهده کند.

خرید هود آزمایشگاهی

اهمیت طراحی زیست‌محیطی

با توجه به دغدغه‌های جهانی درباره پایداری محیط‌زیست، تولیدکنندگان هودهای مدرن به استفاده از مواد قابل بازیافت، فیلترهای قابل احیا و فن‌های کم‌مصرف روی آورده‌اند.
در برخی کشورها، مانند ژاپن و آلمان، هودهای جدید مجهز به سیستم بازیافت حرارت خروجی هستند تا از اتلاف انرژی گرمایی جلوگیری شود.

ایمنی پیشرفته و ارزیابی ریسک در هود آزمایشگاهی

یک هود آزمایشگاهی تنها یک دستگاه تهویه نیست؛ بلکه یک سیستم پیشرفته ایمنی است که باید با دقت بالا طراحی، نصب و نگهداری شود تا خطرات ناشی از مواد شیمیایی، بیولوژیکی و سایر آلودگی‌ها به حداقل برسد. در این قسمت، به ارزیابی ریسک و ایمنی پیشرفته در هودهای آزمایشگاهی می‌پردازیم.

۱. ارزیابی ریسک در آزمایشگاه‌های شیمیایی و بیولوژیکی

در هر آزمایشگاه، پیش از انتخاب و نصب هود، یک ارزیابی دقیق از ریسک‌های موجود انجام می‌شود. این ارزیابی شامل چندین فاکتور است:

• نوع مواد شیمیایی یا بیولوژیکی مورد استفاده: آیا مواد سمی، فرار، واکنش‌پذیر یا آتش‌زا هستند؟

• میزان تولید بخار یا گاز: به‌ویژه در آزمایش‌هایی که شامل مواد آلی یا اسیدهای قوی است، هود باید قادر به جلوگیری از انتشار این مواد در محیط باشد.

• شروط محیطی: آیا آزمایشگاه دارای سیستم تهویه مرکزی است که به هود وصل شود؟ آیا فضای کاری به‌طور کامل تهویه می‌شود؟

پس از این ارزیابی‌ها، انتخاب نوع هود (شیمیایی، بیولوژیکی، لامینار، فیلتر شیمیایی یا بی‌دود) انجام می‌شود. همچنین برای افزایش ایمنی، توصیه می‌شود از هودهای با سیستم فیلتراسیون دوگانه استفاده شود که در آن‌ها فیلترهای HEPA به همراه فیلترهای کربنی نصب شده‌اند.

۲. سیستم هشدار و ایمنی در هودهای آزمایشگاهی

هودهای مدرن مجهز به سیستم‌های هشدار پیشرفته هستند که به محض وقوع هرگونه نقص، کاربر را مطلع می‌سازند. این هشدارها معمولاً در مواقع زیر فعال می‌شوند:

• کاهش سرعت جریان هوا: زمانی که سرعت هوا کمتر از حد استاندارد می‌شود.

• گرفتگی فیلترها: زمانی که فیلترهای HEPA یا کربن به‌طور کامل اشباع شده و نیاز به تعویض دارند.

• سوء عملکرد سیستم تهویه: در صورتی که سیستم مکش نتواند به‌درستی بخارات و آلودگی‌ها را تخلیه کند.

این هشدارها معمولاً به‌صورت صوتی و نوری به کاربر اعلام می‌شود و در برخی موارد سیستم به طور خودکار میزان جریان هوا یا عملکرد فن را تنظیم می‌کند.

۳. ارزیابی و کنترل نشت در هودهای شیمیایی

نشت مواد شیمیایی یا بخارات از داخل هود به فضای آزمایشگاه می‌تواند خطرات جدی به‌دنبال داشته باشد. برای ارزیابی و کنترل این نشت‌ها، معمولاً از گازهای ردیاب (Tracer Gases) مانند SF₆ استفاده می‌شود. این گازها بی‌خطر هستند اما به راحتی می‌توانند محل نشت را شناسایی کنند. همچنین، در برخی از آزمایشگاه‌ها از آزمون دود (Smoke Test) برای بررسی دقیق جریان هوا و نحوه خروج گازها استفاده می‌شود.

۴. برنامه‌های ایمنی و مدیریت بحران

آزمایشگاه‌ها باید دارای برنامه‌های ایمنی جامع باشند که شامل روش‌های مقابله با خطرات مختلف است. این برنامه‌ها باید شامل موارد زیر باشند:

• آموزش‌های ایمنی برای کارکنان: این آموزش‌ها باید شامل اصول استفاده صحیح از هود، نحوه مقابله با نشت مواد خطرناک و موارد اضطراری باشد.

• طرح‌های مقابله با آتش‌سوزی: در صورتی که هود به علت اشتعال مواد در داخل، دچار آتش‌سوزی شود، باید تجهیزات مناسب مانند کپسول‌های آتش‌نشانی کلاس D (برای مواد شیمیایی) در دسترس باشند.

خرید هود لامینار

خطاهای رایج در استفاده از هود آزمایشگاهی

رعایت اصول ایمنی و عملکرد صحیح هود آزمایشگاهی، منوط به استفاده صحیح و بهینه از آن است. در ادامه، به برخی از خطاهای رایج که ممکن است هنگام استفاده از هود آزمایشگاهی رخ دهد، پرداخته می‌شود:

۱. عدم تنظیم صحیح درب هود

یکی از مهم‌ترین اشتباهات در استفاده از هود، تنظیم نادرست درب (Sash) است.

• رفع خطا: درب هود باید همیشه در موقعیت استاندارد قرار گیرد (به طور معمول ۱۵ سانتی‌متر از پایین هود باز باشد). باز بودن زیاد درب باعث کاهش عملکرد مکش و حتی ورود بخارات خطرناک به فضای آزمایشگاه می‌شود.

۲. ذخیره مواد در داخل هود

بسیاری از کاربران به اشتباه مواد شیمیایی یا تجهیزات را داخل هود نگهداری می‌کنند، که این کار باعث اختلال در جریان هوای داخل هود می‌شود.

• رفع خطا: تنها زمانی که آزمایش در حال انجام است، مواد باید داخل هود قرار گیرند و پس از اتمام کار، تمام تجهیزات باید خارج شوند.

۳. عدم تعویض به‌موقع فیلترها

فیلترهای HEPA و کربن فعال به‌مرور زمان اشباع می‌شوند و باید به‌طور منظم تعویض شوند. عدم تعویض به‌موقع این فیلترها می‌تواند موجب کاهش کارایی هود و خطرات بهداشتی شود.

• رفع خطا: فیلترها باید طبق دستورالعمل‌های تولیدکننده، حداقل هر ۶ ماه یک‌بار بررسی و تعویض شوند.

۴. قرار دادن منابع گرمایی زیاد در داخل هود

قرار دادن منابع گرمایی مانند حرارت‌دهنده‌ها یا ظروف گرم در داخل هود می‌تواند باعث به هم ریختن جریان هوا و ایجاد خطرات جدید شود.

• رفع خطا: از قراردادن منابع حرارتی در داخل هود اجتناب شود و در صورت نیاز به استفاده از آن‌ها، باید در فاصله‌ای مناسب از دهانه هود قرار گیرند.

۵. باز و بسته کردن سریع درب هود

باز و بسته کردن سریع درب هود باعث ایجاد تلاطم در جریان هوا و احتمال نشت بخارات به محیط می‌شود.

• رفع خطا: درب هود باید به آرامی باز و بسته شود تا جریان هوا به‌طور یکنواخت حفظ شود.

آموزش کاربران و استانداردهای عملیاتی (SOPs)

آموزش مناسب به کاربران برای استفاده ایمن از هودهای آزمایشگاهی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. استانداردهای عملیاتی (SOPs) باید برای هر نوع هود و آزمایشگاه به‌طور خاص تدوین شود تا خطرات به حداقل برسد.

۱. آشنایی با انواع هود

در اولین مرحله، کارکنان آزمایشگاه باید با انواع مختلف هود آزمایشگاهی و کاربرد آن‌ها آشنا شوند. تفاوت‌های اصلی بین هودهای شیمیایی، بیولوژیکی و لامینار باید به‌طور دقیق برای آن‌ها توضیح داده شود.

۲. آموزش استفاده صحیح از هود

کاربران باید به‌طور کامل از نحوه کارکرد هود آگاه باشند. این آموزش باید شامل موارد زیر باشد:

• نحوه راه‌اندازی هود قبل از استفاده

• نحوه تنظیم درب و عملکرد کنترل‌ها

• اصول ایمنی در هنگام کار با مواد خطرناک

• نحوه تمیزکاری و نگهداری دوره‌ای

۳. آگاهی از پروسه‌های اضطراری

کارکنان باید با شرایط اضطراری آشنا باشند و بدانند در صورت وقوع نشت مواد خطرناک، آتش‌سوزی یا سایر حوادث، چه اقداماتی باید انجام دهند.
آموزش‌ها باید شامل تمرین‌های عملی و شبیه‌سازی شرایط اضطراری باشد.

قیمت هود لامینار کشت بافت

مقایسه هودهای مختلف از نظر کارایی، هزینه و عمر مفید

انتخاب هود مناسب برای یک آزمایشگاه بستگی به نوع کاربرد، بودجه و نیازهای ایمنی دارد. در این بخش به مقایسه انواع هودهای آزمایشگاهی از نظر کارایی، هزینه و عمر مفید می‌پردازیم.

۱. هود شیمیایی (Chemical Fume Hood)

• کارایی: این هودها برای تهویه مواد شیمیایی خطرناک طراحی شده‌اند. عملکرد آن‌ها به شدت به سیستم تهویه و کیفیت فیلترها بستگی دارد.

• هزینه: هزینه اولیه بالا است، به‌ویژه در صورت نیاز به سیستم‌های تهویه با راندمان بالا.

• عمر مفید: اگر به‌درستی نگهداری شود، عمر مفید هود شیمیایی معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ سال است.

۲. هود بیولوژیکی (Biological Safety Cabinet)

• کارایی: این هودها برای کار با مواد بیولوژیکی و خطرناک طراحی شده‌اند. آن‌ها هوای محیط را از خارج به داخل کشیده و سپس آن را فیلتر می‌کنند.

• هزینه: هزینه نصب و نگهداری این هودها معمولاً بالاتر از هودهای شیمیایی است.

• عمر مفید: مشابه هودهای شیمیایی، اگر نگهداری مناسبی انجام شود، عمر مفید آن‌ها نیز در حدود ۱۰ تا ۱۵ سال است.

۳. هود لامینار (Laminar Flow Hood)

• کارایی: این هودها برای محیط‌های کنترل‌شده تمیز طراحی شده‌اند و به‌طور عمده برای آزمایش‌های بیولوژیکی یا دارویی استفاده می‌شوند.

• هزینه: معمولاً ارزان‌تر از هودهای شیمیایی و بیولوژیکی هستند.

• عمر مفید: با توجه به نوع کاربری و نگهداری، معمولاً عمر مفید این هودها حدود ۵ تا ۱۰ سال است.

نتیجه‌گیری

هودهای آزمایشگاهی ابزارهایی حیاتی برای ایمنی در محیط‌های علمی هستند. انتخاب، نصب، نگهداری و استفاده صحیح از هود، تضمین‌کننده سلامت کاربر و حفظ استانداردهای آزمایشگاهی است. با استفاده از اصول ارزیابی ریسک، آموزش دقیق کاربران، و رعایت استانداردهای عملیاتی (SOPs)، می‌توان از بسیاری از خطرات مرتبط با مواد شیمیایی و بیولوژیکی جلوگیری کرد.

در نهایت، با استفاده از تکنولوژی‌های مدرن، مانند هوش مصنوعی و اینترنت اشیا، می‌توان عملکرد هودها را به سطحی از دقت و کارایی بسیار بالا رساند.