Postępy w technologii komór laminarnych
Postęp w rozwoju technologii komór laminarnych napędzał przez lata postęp w procedurach laboratoryjnych. Badania naukowe obejmowały coraz bardziej niebezpieczne i skomplikowane prace. Komory ewoluowały, aby sprostać potrzebom i wymaganiom użytkowników. Naukowcy spędzają coraz więcej czasu pracując w komorach laminarnych, dlatego ich konstrukcja z czasem stała się bardziej ergonomiczna. Innowacje komór obejmowały energooszczędne modele. Rozwiązały one problemy związane z emisjami gazów cieplarnianych i zmniejszającymi się zasobami paliw. Natomiast kompaktowe modele optymalizują coraz cenniejszą przestrzeń laboratoryjną.
Przepływ laminarny
Przepływ laminarny definiuje się jako przepływ powietrza, w którym całe powietrze w wyznaczonej przestrzeni jest jednorodne zarówno pod względem prędkości, jak i kierunku. Laminarny przepływ powietrza utrzymuje obszar roboczy wolny od zanieczyszczeń.
Komora z przepływem laminarnym to zamknięty stół roboczy, używany do tworzenia środowiska pracy wolnego od zanieczyszczeń. Zainstalowane filtry HEPA wychwytują wszystkie cząstki dostające się do komory.
Komory z przepływem laminarnym tworzą środowisko pracy wolne od cząstek stałych. Przepuszczają powietrze przez system filtracji i wyrzucają je przez powierzchnię roboczą w laminarnym lub jednokierunkowym strumieniu powietrza. Zapewniają doskonałe, czyste powietrze dla szeregu wymagań laboratoryjnych.
Komory te działają na zasadzie nawiewu laminarnego powietrza zasysanego przez jeden lub więcej filtrów HEPA. Filtry te zaprojektowano w celu stworzenia środowiska pracy wolnego od cząstek stałych i zapewnienia ochrony produktu. Powietrze pobierane przez system filtracji, usuwa się przez powierzchnię roboczą w ramach procesu przepływu laminarnego.
Zwykle system filtracji składa się z filtra wstępnego i filtra HEPA. Komora z przepływem laminarnym jest zamknięta po bokach i utrzymuje stałe nadciśnienie. Dzięki czemu zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczonego powietrza do pomieszczenia.
Istnieją dwa typy komór z laminarnym przepływem powietrza: poziomy i pionowy. Różnica między pionowymi i poziomymi komorami laminarnymi polega na kierunku przepływu powietrza i umiejscowieniu filtra HEPA. Komory te dysponują poziomym lub pionowym systemem przepływu powietrza i dodatkowo mają dwustopniową filtrację.
Komory z poziomym przepływem laminarnym
W komorze z poziomym przepływem powietrza powietrze z pomieszczenia jest wprowadzane do obszaru roboczego przez filtr HEPA zamontowany z tyłu szafy. Przefiltrowane powietrze przepływa poziomo w kierunku użytkownika, tworząc sterylne środowisko pracy. Powietrze kierowane bezpośrednio w operatora, może obniżyć poziom bezpieczeństwa tego typu komór laminarnych.
Komory z pionowym przepływem laminarnym
Najczęściej stosowany rodzaj laminarnego przepływu powietrza. W komorze z przepływem pionowym powietrze z pomieszczenia jest wprowadzane do obszaru roboczego przez filtr HEPA zamontowany na górze szafy. Powietrze przepływa w dół (pionowo) w kierunku powierzchni roboczej i opuszcza szafkę, usuwając cząsteczki i bakterie. Komora z pionowym przepływem laminarnym stanowi bezpieczniejszą opcję, ponieważ nie wydmuchuje powietrza bezpośrednio w kierunku osoby przeprowadzającej eksperyment.
Podział komór laminarnych na klasy
Zgodnie z normą PN-EN 12469:2002 stosuje się trzystopniową klasyfikację komór laminarnych. Klasy komór rozróżnia się ze względu na poziom zapewnianej ochrony personelu, środowiska oraz próbki. Do podziału stosuje się również rekomendowaną przez WHO rozszerzoną systematyzację, dzielącą komory laminarne klasy II na pięć typów: A1, A2, B1, B2 i C1. Podział na typy uwzględnia konstrukcję, prędkość i wielkość strumienia przepływającego powietrza a także sposób wyprowadzania wylotowego powietrza.
Klasa I
Komory laminarne klasy I zapewniają ochronę personelu i środowiska, ale nie zapewniają ochrony próbki. Komory klasy I posiadają otwór w ścianie czołowej, przez który pracownik może wykonywać czynności w ich wnętrzu na powierzchni stołu roboczego. Gwarantują ochronę użytkownika oraz kontrolę wydostawania się zanieczyszczonego makrocząstkami powietrza, poprzez ukierunkowanie przepływu powietrza do wnętrza komory oraz filtrację powietrza wylotowego. W komorach klasy I wykorzystuje się tylko powietrze zewnętrzne. Stosowane do pracy z czynnikami biologicznymi z grup ryzyka mikrobiologicznego 1, 2, 3.
Klasa II
Komory laminarne klasy II zapewniają ochronę personelu, środowiska i próbki. Komory klasy II posiadają otwór w ścianie czołowej umożliwiający pracownikowi wykonywanie czynności w ich wnętrzu na powierzchni stołu roboczego. Chronią użytkownika przed zagrożeniem związanym z wykorzystywanymi substancjami. Komory laminarne klasy II umożliwiają także zminimalizowanie zanieczyszczenia krzyżowego. Dodatkowo kontrolują przedostawanie się zanieczyszczonego makrocząstkami powietrza, filtrując powietrze wewnątrz komory oraz powietrze wylotowe. Dedykowane do pracy z czynnikami biologicznymi z grup ryzyka mikrobiologicznego 1, 2, 3. Komór klasy II powszechnie używa się w laboratoriach klinicznych i badawczych.
Klasa III
Komory laminarne klasy III zapewniają maksymalną ochronę. To komory o całkowicie zamkniętej przestrzeni roboczej. Pracownik oddzielony jest od miejsca pracy barierą fizyczną np.: rękawicą mechanicznie przymocowaną do przezroczystej ściany komory. Do komory laminarnej klasy III filtrowane powietrze dostarcza się w sposób ciągły, natomiast powietrze wylotowe poddaje się obróbce w celu zabezpieczenia przed uwolnieniem mikroorganizmów do otaczającego komorę środowiska a także środowiska zewnętrznego poza laboratorium. Polecane dla czynników biologicznych z 4 grupy ryzyka mikrobiologicznego. Wykorzystywane w laboratoriach o największych zabezpieczeniach.
Budowa komory laminarnej
Obudowa
Komora laminarna wykonana jest ze stali nierdzewnej. Przód komory wyposażono w osłonę, która otwiera się całkowicie lub umożliwia włożenie rąk użytkownika do komory.
Stanowisko pracy
Wewnątrz komory znajduje się płaskie stanowisko robocze wykonane ze stali nierdzewnej. Miejsce pracy jest starannie zaprojektowane, tak aby zapewnić użytkownikowi wygodną pracę i łatwe czyszczenie. Blat roboczy w komorze laminarnej może być jednoczęściowy lub dzielony. Standardowym wyposażeniem jest zawór powietrza/gazu i gniazdo elektryczne. Przednią stronę obszaru roboczego zakryto szybą, która może być przesuwana ręcznie lub automatycznie. W przypadku komór laminarnych klasy III szybę wyposażono w rękawice, które umożliwiają pracownikowi włożenie rąk do wnętrza komory.
Filtr wstępny
W górnej części obudowy znajduje się wkładka filtrująca/filtr wstępny przez którą powietrze przechodzi do wnętrza komory i kierowane jest do filtra HEPA. Wkładka filtrująca zazwyczaj zatrzymuje cząsteczki o wielkości 5 mikronów a także większej przed przedostaniem się do środowiska pracy.
Wentylator
Pod wkładką filtrującą znajduje się wentylator, który zasysa powietrze, przemieszcza je we wnętrzu komory a następnie kieruje w kierunku filtra HEPA.
Filtr HEPA
Powietrze przefiltrowane przez filtr wstępny kierowane jest do filtra HEPA. Filtr HEPA zapewnia 99,99% wydajności dla cząstek 0,3 mikrona. Filtr HEPA zapewnia sterylny stan wewnątrz komory, zmniejszając w ten sposób ryzyko zakażenia.
Oświetlenie
Wewnątrz komory zamontowano oświetlenie zapewniające odpowiednie światło podczas pracy.
Lampa UV
Dodatkowa opcja w komorach laminarnych to lampa UV, która umożliwia sterylizację obszaru roboczego.
Działanie komory laminarnej
Działanie komory z przepływem laminarnym opiera się na laminarnym przepływie powietrza przez komorę. Urządzenie działa na zasadzie przepływu powietrza do wewnątrz przez jeden lub więcej filtrów HEPA, aby stworzyć środowisko wolne od cząstek stałych.
Powietrze jest pobierane przez system filtracji, a następnie usuwane przez powierzchnię roboczą jako część laminarnego przepływu powietrza. Powietrze przechodzi początkowo przez filtr wstępny, który umożliwia przepływ powietrza do komory. Następnie wentylator kieruje powietrze w stronę filtrów HEPA. Filtry HEPA zatrzymują bakterie, grzyby i inne cząstki stałe, dzięki czemu wydostające się z nich powietrze jest pozbawione zanieczyszczeń. Część wydostającego się powietrza przechodzi następnie przez perforację znajdującą się w dolnym tylnym końcu komory, natomiast większość powietrza przepływa nad stołem roboczym, wychodząc z komory w kierunku użytkownika. Komora z przepływem laminarnym jest po bokach zamknięta, a wewnątrz komory jest stale utrzymywane podwyższone ciśnienie w celu uniknięcia przedostania się zanieczyszczonego powietrza zewnętrznego do wnętrza komory.
