مروری جامع بر هودهای شیمیایی آزمایشگاهی: اصول، رویه‌ها و جهت‌گیری‌های آینده :هود شیمیایی آزمایشگاهی (Fume Hood) یکی از تجهیزات ضروری در هر آزمایشگاه است که برای محافظت از کاربر، محیط آزمایشگاه و نمونه‌ها در برابر بخارات، گازها، ذرات و مواد شیمیایی خطرناک به کار می‌رود.

1. اصول بنیادین هودهای بخار آزمایشگاهی (هود شیمیایی آزمایشگاهی)

۱.۱. هدف و عملکرد اصلی: اولین خط دفاعی

هود شیمیایی آزمایشگاهی به عنوان فراگیرترین و حیاتی‌ترین تجهیزات ایمنی در محیط‌هایی که با مواد خطرناک سروکار دارند، شناخته می‌شود.

این وسیله، کنترل مهندسی اولیه و روش اصلی مورد استفاده برای کاهش قرار گرفتن در معرض استنشاق طیف گسترده‌ای از خطرات شیمیایی است.

هدف اساسی آن جلوگیری از انتشار این مواد—شامل بخارات خطرناک، گازهای سمی، ذرات معلق در هوا و نانوذرات—در فضای عمومی آزمایشگاه است.

این کار با به دام انداختن آن‌ها در منبع، مهار کردنشان در یک محفظه تهویه‌دار و تخلیه ایمن آن‌ها از ساختمان انجام می‌شود.

در صورت استفاده صحیح، هود بخار درجه قابل توجهی از حفاظت را برای کارکنان آزمایشگاه فراهم می‌کند و برای حفظ یک محیط کاری ایمن ضروری است.

با این حال، عملکرد هود بخار یا اهمان هود شیمیایی آزمایشگاهی فراتر از نقش آن به عنوان یک دستگاه تهویه است.

این وسیله یک هدف دوگانه حیاتی را به عنوان یک مانع فیزیکی ایمنی ایفا می‌کند، ویژگی‌ای که در طراحی آن اساسی است اما اغلب در عمل کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد.

ساختار هود، و به ویژه پنجره متحرک شفاف آن (سش)، یک سپر محکم فراهم می‌کند که پرسنل را از خطرات فیزیکی حاد مانند

پاشش مواد شیمیایی، اسپری‌ها، آتش‌سوزی‌ها و انفجارهای جزئی که ممکن است در طول یک آزمایش رخ دهد، محافظت می‌کند.

این ماهیت دوگانه—عملکرد همزمان به عنوان یک سیستم مهار آیرودینامیکی و یک سپر فیزیکی—چیزی است که هود شیمیایی آزمایشگاهی را به ابزاری ایمنی قدرتمند تبدیل می‌کند.

به عنوان مثال، موقعیت سش به طور مستقیم بر هر دو عملکرد تأثیر می‌گذارد:

پایین آوردن سش مانع فیزیکی را تقویت می‌کند و همزمان ویژگی‌های آیرودینامیکی در دهانه هود را تغییر می‌دهد، که نشان‌دهنده یکپارچگی عمیق این دو نقش حفاظتی است.

علاوه بر این، هود بخار به گونه‌ای مهندسی شده است که در صورت نشت تصادفی مواد شیمیایی به عنوان یک دستگاه مهار عمل کند.

در صورتی که یک ظرف بشکند یا یک واکنش سرریز شود، محفظه برای محدود کردن مواد ریخته شده به سطح کار و تخلیه مؤثر بخارات خطرناک حاصل طراحی شده است،

و در نتیجه از آلودگی گسترده آزمایشگاه جلوگیری کرده و قرار گرفتن پرسنل در معرض خطر را به حداقل می‌رساند.

استفاده از هود شیمیایی آزمایشگاهی بخار صرفاً یک رویه برتر نیست، بلکه اغلب توسط مقررات ایمنی الزامی است.

این وسیله برای فرآیندهایی که شامل ترکیبات سمی، مواد شیمیایی بسیار فرار (که اغلب به عنوان موادی با نقطه جوش زیر ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد تعریف می‌شوند)

یا هر فرآیندی که پتانسیل تولید آلاینده‌های هوابرد در غلظت‌هایی که می‌تواند از حدود مجاز مواجهه شغلی فراتر رود، مورد نیاز است.

استفاده از آن‌ها همچنین برای کار با مواد شیمیایی که بوهای قوی یا نامطبوع تولید می‌کنند به شدت توصیه می‌شود، که کیفیت کلی محیط آزمایشگاه را بهبود می‌بخشد.

۱.۲. اصول آیرودینامیکی مهار

قابلیت حفاظتی یک هود شیمیایی آزمایشگاهی بر یک اصل آیرودینامیکی ساده اما دقیق مهندسی شده استوار است: تولید جریان هوای پیوسته و جهت‌دار.

نیروی محرکه این سیستم یک فن تخلیه یا دمنده است که به طور استراتژیک بر روی سقف ساختمان قرار گرفته

تا اطمینان حاصل شود که کل سیستم کانال‌کشی تحت فشار منفی نسبت به آزمایشگاه کار می‌کند.

این فن به طور مداوم هوا را از اتاق آزمایشگاه به داخل هود از طریق دهانه جلویی آن، که به آن «سطح مقطع» (face) می‌گویند، می‌کشد.

این جریان هوای ورودی تضمین می‌کند که هرگونه آلاینده هوابرد تولید شده توسط آزمایش‌ها در داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی بلافاصله به دام افتاده و از ناحیه تنفسی کاربر دور می‌شود.

پس از ورود به محفظه هود، هوا و آلاینده‌های همراه به سمت عقب دستگاه هدایت می‌شوند.

در اینجا، سیستمی از بافل‌ها—پانل‌هایی با شکاف‌های مهندسی شده دقیق—جریان هوا را مدیریت می‌کند و از یک «جاروب» نسبتاً یکنواخت در سراسر سطح کار اطمینان می‌دهد.

این کار از تشکیل کیسه‌های هوای راکد یا «نقاط مرده» که غلظت آلاینده‌ها می‌تواند در آنجا افزایش یابد، جلوگیری می‌کند.

از بافل‌ها، جریان هوای آلوده وارد یک پلنوم تخلیه می‌شود که به یکسان‌سازی جریان قبل از ورود به کانال‌کشی کمک می‌کند.

کانال‌کشی به عنوان مجرا عمل کرده و هوای خطرناک هود شیمیایی آزمایشگاهی را از آزمایشگاه، از طریق ساختمان، به فن تخلیه روی سقف منتقل می‌کند.

سپس فن، هوا را به اتمسفر تخلیه می‌کند، معمولاً با سرعت بالا از یک دودکش بلند،

تا رقیق‌سازی را تقویت کرده و از ورود مجدد هوای آلوده به ورودی‌های هوای تازه ساختمان یا ساختمان‌های مجاور جلوگیری کند.

کل این سیستم تهویه یک جزء حیاتی و جدایی‌ناپذیر از زیرساخت کلی مدیریت هوای ساختمان است.

برای تضمین ایمنی و جلوگیری از گردش مجدد مواد خطرناک، تخلیه هود بخار تقریباً همیشه به طور جداگانه از سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) عمومی ساختمان انجام می‌شود.

این امر در هود شیمیایی آزمایشگاهی تضمین می‌کند که هوای آلوده به طور دائم از تأسیسات خارج شده و به طور ناخواسته با هوای مطبوع تأمین شده برای دفاتر یا سایر فضاهای غیرآزمایشگاهی مخلوط نشود.

2. آناتومی و اجزای کلیدی هود بخار مدرن

هود آزمایشگاهی مدرن مجموعه‌ای پیچیده از اجزا است که هر یک برای کمک به ایمنی کلی، کارایی مهار و قابلیت استفاده سیستم مهندسی شده‌اند.

اثربخشی هود به تعامل دقیق این قطعات بستگی دارد که به طور جمعی آیرودینامیک پیچیده مورد نیاز برای حفاظت پرسنل را مدیریت می‌کنند.

درک عملکرد هر جزء برای استفاده صحیح و نگهداری مؤثر ضروری است.

۲.۱. بدنه و محفظه هود

برجسته‌ترین ویژگی هود بخار، بدنه هود آن است، ساختار کابینت‌مانندی که محفظه مهار اولیه را تشکیل می‌دهد.

انتخاب مواد ساختمانی برای بدنه هود و پوشش داخلی آن یک ملاحظه طراحی حیاتی است که کاملاً توسط کاربردهای شیمیایی مورد نظر دیکته می‌شود.

برای فرآیندهایی که شامل اسیدهای بسیار خورنده هستند، مانند هضم اسیدی، موادی با مقاومت شیمیایی استثنایی مانند پلی‌پروپیلن برای جلوگیری از تخریب سطوح هود مورد نیاز است.

در مقابل، کاربردهایی که شامل رادیوایزوتوپ‌ها یا اسید پرکلریک هستند، نیازمند استفاده از یک ماده بدون درز، بادوام و به راحتی قابل ضدعفونی مانند فولاد ضد زنگ نوع ۳۱۶ هستند.

سطح کار یا عرشه، کف داخلی هود شیمیایی آزمایشگاهی را تشکیل می‌دهد و منطقه‌ای است که آزمایش‌ها بر روی آن انجام می‌شود.

مانند پوشش داخلی، مواد آن باید برای مقاومت شیمیایی و دوام انتخاب شوند.

در بسیاری از نصب‌ها، پایه هود بخار شامل کابینت‌های ذخیره‌سازی تخصصی برای مواد قابل اشتعال یا خورنده است.

توصیه می‌شود که این کابینت‌ها مستقیماً به سیستم تخلیه هود تهویه شوند تا ذخیره‌سازی ایمن و محلی برای مواد شیمیایی مورد استفاده در آن هود خاص فراهم شود.

۲.۲. مجموعه سش (پنجره متحرک): رابط کاربری و سپر محافظ

سش پانل شفاف و متحرکی در جلوی هود شیمیایی آزمایشگاهی است که به عنوان رابط اصلی بین کاربر و منطقه کار عمل می‌کند.

این قطعه دو نقش اساسی و در هم تنیده را ایفا می‌کند:

دسترسی به داخل هود را برای راه‌اندازی و دستکاری آزمایش‌ها فراهم می‌کند و به عنوان یک سپر ایمنی حیاتی عمل کرده

و کاربر را از پاشش مواد شیمیایی و پرتابه‌های احتمالی ناشی از واکنش‌های پرانرژی محافظت می‌کند.

سش‌ها در چندین پیکربندی برای پاسخگویی به نیازهای عملیاتی مختلف موجود هستند:

● سش عمودی: این یک صفحه واحد است که در هود شیمیایی آزمایشگاهی به بالا و پایین حرکت می‌کند. این نوع سش دیدی بدون مانع از کل منطقه کار را ارائه می‌دهد و یک سپر گسترده فراهم می‌کند.

اکثر سش‌های عمودی مجهز به یک توقف‌دهنده سش هستند، یک دستگاه مکانیکی که از بالا رفتن سش بیش از یک ارتفاع کاری ایمن از پیش تعیین شده،

که معمولاً ۱۸ اینچ (۴۵ سانتی‌متر) بالاتر از سطح کار تنظیم می‌شود، جلوگیری می‌کند.

این امر تضمین می‌کند که سرعت سطح مقطع در طول عملیات در محدوده ایمن و مؤثر باقی بماند.

● سش افقی: این طراحی شامل دو یا چند صفحه همپوشان است که در یک قاب ثابت به طرفین می‌لغزند.

این پیکربندی به کاربر اجازه می‌دهد تا یک دهانه کوچکتر و هدفمند را مستقیماً در جلوی منطقه کار در هود شیمیایی آزمایشگاهی ایجاد کند.

با به حداقل رساندن مساحت باز، سش‌های افقی می‌توانند حجم هوای تخلیه شده از آزمایشگاه را کاهش دهند و منجر به صرفه‌جویی در انرژی شوند.

آنها همچنین یک مانع فیزیکی قابل توجه‌تری فراهم می‌کنند، زیرا کاربر می‌تواند با دستان خود از طریق دهانه کار کند در حالی که تنه و سر او توسط پانل‌های شیشه‌ای محافظت می‌شود.

● سش ترکیبی: این طراحی پیشرفته ویژگی‌های سش‌های عمودی و افقی را ترکیب می‌کند، معمولاً با گنجاندن پانل‌های کشویی افقی در یک قاب متحرک عمودی.

این امر بیشترین انعطاف‌پذیری را در هود شیمیایی آزمایشگاهی ارائه می‌دهد و به کاربران اجازه می‌دهد تا مناسب‌ترین پیکربندی را برای کار خود انتخاب کنند.

یک رویه ایمنی حیاتی این است که فقط یک حالت حرکت را در یک زمان فعال کنید—یا عمودی یا افقی—اما نه هر دو به طور همزمان.

۲.۳. اجزای مدیریت جریان هوای داخلی

عملکرد ایمن و مؤثر یک هود بخار بیش از مکش ساده است؛ این به یک سیستم “میکرو-آیرودینامیکی” داخلی پیچیده بستگی دارد که برای مدیریت دقیق جریان هوا و جلوگیری از فرار آلاینده‌ها طراحی شده است.

یک مدل ساده‌انگارانه از هود بخار به عنوان صرفاً یک جعبه با یک فن، به طور خطرناکی ناقص است.

اصول دینامیک سیالات حکم می‌کند که هوای در حال حرکت بر روی لبه تیز سطح کار یا به داخل یک جعبه بزرگ و باز، تلاطم قابل توجه و گرداب‌های جریان معکوس ایجاد خواهد کرد.

این جریان‌های متلاطم می‌توانند به راحتی بخارات خطرناک را به دام انداخته و آنها را مستقیماً از هود شیمیایی آزمایشگاهی به ناحیه تنفسی کاربر پرتاب کنند.

اجزای زیر به طور خاص برای مقابله با این اثرات مهندسی شده‌اند:

● ایرفویل (یا آستانه): ایرفویل که در لبه جلویی سطح کار قرار دارد، یکی از حیاتی‌ترین اجزای ایمنی یک هود بخار مدرن است.

شکل منحنی و آیرودینامیکی آن هوای ورودی را به آرامی به داخل هود هدایت می‌کند و از تشکیل تلاطم مخرب در لبه جلویی جلوگیری می‌کند.

این عمل برای حفظ مهار حیاتی است.

علاوه بر این، یک شکاف به طور عمدی در زیر ایرفویل طراحی شده است که به هوا اجازه می‌دهد

حتی زمانی که سش کاملاً بسته است به داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی کشیده شود و تهویه مداوم محفظه را تضمین کند.

عملکرد حیاتی ایرفویل تأکید می‌کند که چرا پروتکل‌های ایمنی به شدت مسدود کردن آن با تجهیزات یا کاغذ جاذب را ممنوع می‌کنند،

زیرا چنین اقدامی مستقیماً یک کنترل مهندسی اولیه را خنثی کرده و مهار را به خطر می‌اندازد.

● بافل‌ها: اینها پانل‌های شکاف‌داری هستند که در عقب داخلی هود قرار دارند.

هدف آنها توزیع یکنواخت مکش از کانال تخلیه در سراسر پشت هود است، و یک جریان هوای یکنواخت و لایه‌ای از جلو به عقب ایجاد می‌کند.

بدون بافل‌ها، مکش در محل یقه تخلیه متمرکز می‌شد و منجر به جریان هوای ضعیف و نقاط مرده در سایر مناطق هود شیمیایی آزمایشگاهی می‌شد.

بسیاری از هودها دارای بافل‌های قابل تنظیم هستند که به کاربر اجازه می‌دهد الگوی جریان هوا را برای فرآیند خاص بهینه کند.

به عنوان مثال، هنگام کار با بخاراتی که سنگین‌تر از هوا هستند، شکاف بافل پایینی را می‌توان بازتر کرد تا مکش نزدیک سطح کار افزایش یابد.

همانند ایرفویل، ضروری است که شکاف‌های بافل هرگز توسط تجهیزات بزرگ مسدود نشوند، زیرا این کار الگوی جریان هوای مهندسی شده را مختل کرده و می‌تواند منجر به از دست دادن مهار شود.

● چارچوب‌های هوا Air Jambs) ): اینها ستون‌های عمودی در دو طرف دهانه هود شیمیایی آزمایشگاهی هستند.

در بسیاری از طراحی‌های با کارایی بالا، این چارچوب‌ها نیز به صورت مخروطی یا آیرودینامیکی شکل داده شده‌اند تا جریان هوای روان به داخل هود از طرفین را تقویت کنند و عملکرد ایرفویل را تکمیل کنند.

۲.۴. سیستم تخلیه

سیستم تخلیه نیروی محرکه و مسیر را برای حذف هوای آلوده از آزمایشگاه فراهم می‌کند. این سیستم از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است که با هم کار می‌کنند:

● پلنوم تخلیه: پلنوم تخلیه که در پشت بافل‌ها قرار دارد، یک محفظه باز است که به یکسان‌سازی جریان هوای جمع‌آوری شده از شکاف‌های مختلف بافل قبل از ورود به محدوده‌های باریک کانال کمک می‌کند.

این امر به ثبات و یکنواختی کلی عملکرد هود شیمیایی آزمایشگاهی کمک می‌کند.

● کانال تخلیه: این کانال فیزیکی است، که معمولاً از فلز یا یک ماده مقاوم در برابر مواد شیمیایی مانند PVC ساخته شده است، که بدنه هود را به فن تخلیه متصل می‌کند.

این به عنوان مسیر امن برای انتقال هوای آلوده از آزمایشگاه و از طریق ساختمان به نقطه تخلیه عمل می‌کند.

● فن/دمنده تخلیه: این قلب سیستم هود بخار است. فن یک دستگاه موتوردار است که تقریباً همیشه روی سقف ساختمان قرار دارد و فشار منفی لازم برای کشیدن هوا از طریق کل سیستم را ایجاد می‌کند.

اندازه و قدرت آن بر اساس حجم هوای مورد نیاز برای هود(های) تحت پوشش و افت فشار استاتیک در کانال‌کشی به دقت محاسبه می‌شود.

3. گونه‌شناسی هودهای شیمیایی

حوزه ایمنی آزمایشگاهی از رویکرد “یک اندازه برای همه” برای کنترل‌های مهندسی فراتر رفته است.

این بلوغ در تنوع گسترده هود شیمیایی آزمایشگاهی موجود امروز مشهود است،

که هر یک برای پاسخگویی به نیازهای عملیاتی خاص، چالش‌های ایمنی و اولویت‌های سازمانی مانند صرفه‌جویی در انرژی طراحی شده‌اند.

انتخاب یک هود بخار دیگر یک تصمیم خرید ساده نیست، بلکه یک گام حیاتی در یک استراتژی ایمنی مبتنی بر ریسک و کاربرد خاص است.

یک تحلیل خطر کامل از کار شیمیایی مورد نظر باید قبل از فرآیند انتخاب انجام شود تا اطمینان حاصل شود که کنترل مهندسی انتخاب شده برای خطرات موجود کافی است.

عدم تطابق نوع هود با خطر—به عنوان مثال، استفاده از اسید پرکلریک گرم شده در یک هود شیمیایی آزمایشگاهی عمومی استاندارد—

نشان‌دهنده یک نقص ایمنی شدید است که می‌تواند منجر به خرابی فاجعه‌بار تجهیزات و آسیب به پرسنل شود.

این بخش یک طبقه‌بندی سیستماتیک از هودهای بخار را بر اساس طراحی اصلی، اصول تهویه و کاربردهای تخصصی آنها ارائه می‌دهد.

۳.۱. هودهای کانال‌دار در مقابل هودهای بدون کانال (چرخشی): یک تحلیل مقایسه‌ای

اساسی‌ترین تمایز در طراحی هود بخار، روش مدیریت هوای آلوده است: تخلیه آن از ساختمان یا فیلتر کردن و گردش مجدد آن در داخل آزمایشگاه.

● هودهای بخار کانال‌دار: اینها نوع متداول و پرکاربردترین نوع هود بخار هستند.

آنها به طور فیزیکی در زیرساخت ساختمان ادغام شده‌اند و از طریق کانال‌کشی اختصاصی به یک سیستم تخلیه روی سقف متصل هستند که هوای آلوده را مستقیماً به اتمسفر تخلیه می‌کند.

مزیت اصلی آنها تطبیق‌پذیری و سطح بالای حفاظت است؛ زیرا آنها آلاینده‌ها را به طور کامل از محیط آزمایشگاه حذف می‌کنند،

برای طیف وسیعی از مواد شیمیایی، از جمله مواد بسیار سمی، فرار یا ناشناخته مناسب هستند و می‌توانند عملیات سنگین و مداوم را با خیال راحت مدیریت کنند.

با این حال، این استحکام در هود شیمیایی آزمایشگاهی با هزینه قابل توجهی همراه است. نصب آنها پیچیده و گران است و نیاز به کانال‌کشی گسترده و ادغام با سیستم HVAC ساختمان دارد.

آنها تأسیسات ثابت و غیرمتحرک هستند. مهمتر از همه، آنها بسیار انرژی‌بر هستند، زیرا به طور مداوم حجم زیادی از هوای مطبوع (گرم یا سرد شده) را حذف می‌کنند،

که باید توسط سیستم HVAC ساختمان جایگزین شود و منجر به هزینه‌های عملیاتی بالا می‌شود.

● هودهای بخار بدون کانال: اینها که به عنوان هودهای چرخشی نیز شناخته می‌شوند، واحدهای مستقل و قابل حملی هستند که مستقل از کانال‌کشی ساختمان کار می‌کنند.

آنها با کشیدن هوای آلوده از منطقه کار از طریق مجموعه‌ای از فیلترها—معمولاً ترکیبی از کربن فعال برای بخارات و گازها،

و/یا فیلترهای هوای با راندمان بالا (HEPA) یا هوای با ذرات بسیار کم (ULPA) برای ذرات—و سپس گردش مجدد هوای تصفیه شده هود شیمیایی آزمایشگاهی به داخل آزمایشگاه عمل می‌کنند.

مزایای آنها قانع‌کننده است: نصب آنها ساده و ارزان است (اغلب “plug-and-play”)، بسیار متحرک هستند و به طور استثنایی از نظر انرژی کارآمد هستند زیرا هوای مطبوع را تخلیه نمی‌کنند.

با این حال، کاربرد آنها به شدت توسط ملاحظات ایمنی محدود شده است.

آنها فقط برای فرآیندهایی مناسب هستند که شامل مقادیر کمی از تعداد محدودی از مواد شیمیایی شناخته شده است که فیلتر نصب شده به طور خاص برای آنها مؤثر است.

نگرانی اصلی ایمنی، عملکرد فیلتر است.

فیلترها در هود شیمیایی آزمایشگاهی ظرفیت محدودی دارند و می‌توانند اشباع شوند، که در آن نقطه دیگر آلاینده‌ها را جذب نمی‌کنند، پدیده‌ای که به آن “نفوذ” (breakthrough) می‌گویند.

همچنین خطر “واچسبی” (desorption) وجود دارد، که در آن مواد شیمیایی قبلاً جذب شده دوباره به آزمایشگاه آزاد می‌شوند.

در نتیجه، یک برنامه نظارت و تعویض فیلتر دقیق و بدون نقص ضروری است که نشان‌دهنده یک بار نگهداری مداوم و هزینه عملیاتی قابل توجه است.

به دلیل این خطرات ذاتی، بسیاری از مؤسسات تحقیقاتی و نهادهای ایمنی استفاده از هودهای بدون کانال را برای کار با مواد شیمیایی خطرناک ممنوع یا به شدت محدود می‌کنند

و آنها را فقط برای بوهای مزاحم یا سایر کاربردهای کم‌خطر مجاز می‌دانند.

جدول زیر مقایسه مستقیمی از ویژگی‌های کلیدی و مزایا و معایب بین هودهای بخار کانال‌دار و هود شیمیایی آزمایشگاهی بدون کانال ارائه می‌دهد.

جدول ۳.۱: تحلیل مقایسه‌ای هودهای کانال‌دار و بدون کانال

. سیستم‌های حجم هوای ثابت (CAV) در مقابل حجم هوای متغیر (VAV) در هود شیمیایی آزمایشگاهی

دومین طبقه‌بندی اصلی هودهای بخار مربوط به استراتژی کنترل سیستم تخلیه است که پیامدهای عمیقی برای ایمنی و مصرف انرژی دارد.

● حجم هوای ثابت CAV) ): این رویکرد سنتی و از نظر مکانیکی ساده‌تر برای کنترل تهویه است.

یک سیستم CAV برای تخلیه یک حجم هوای ثابت و مشخص از هود بخار در همه زمان‌ها، صرف نظر از موقعیت سش، مهندسی شده است.

نتیجه این حجم ثابت این است که سرعت سطح مقطع—سرعت هوای ورودی به هود—به طور معکوس با اندازه دهانه سش متناسب است.

همانطور که کاربر سش را پایین می‌آورد، همان مقدار هوا از طریق یک دهانه کوچکتر کشیده می‌شود و باعث افزایش سرعت سطح مقطع، گاهی به طور چشمگیری، می‌شود.

سرعت‌های سطح مقطع بیش از حد بالا می‌تواند تلاطم در داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی ایجاد کند، که به طور بالقوه آزمایش‌های حساس را مختل می‌کند یا حتی باعث ریختن آلاینده‌ها به بیرون می‌شود.

برای کاهش این اثر، اکثر هودهای CAV مدرن هودهای بای‌پس هستند. اینها دارای یک توری یا دهانه در بالای سش هستند که با پایین آمدن سش به تدریج باز می‌شود.

این “بای‌پس” اجازه می‌دهد بخشی از هوای تخلیه از بالای سش به جای از طریق دهانه جلویی کشیده شود، که به تعدیل افزایش سرعت سطح مقطع کمک می‌کند و آن را در محدوده ایمن‌تری نگه می‌دارد.

سیستم‌های CAV به طور کلی برای خرید و نصب ارزان‌تر هستند و به دلیل عدم وجود کنترل‌های الکترونیکی پیچیده، نگهداری آنها ساده‌تر است.

● حجم هوای متغیر VAV) ): این طراحی مدرن‌تر و کارآمدتر از نظر انرژی است. یک سیستم VAV هود شیمیایی آزمایشگاهی برای حفظ یک سرعت سطح مقطع ثابت

و بهینه در همه زمان‌ها، صرف نظر از موقعیت سش، مهندسی شده است.

این کار را با تعدیل فعال حجم هوای تخلیه شده انجام می‌دهد. یک سنسور موقعیت سش را ردیابی کرده و سیگنالی را به سیستم کنترل ساختمان ارسال می‌کند.

همانطور که سش پایین می‌آید، سیستم با کاهش سرعت فن تخلیه (با استفاده از یک درایو فرکانس متغیر یا VFD) یا با بستن جزئی یک دمپر در کانال تخلیه پاسخ می‌دهد.

این کار حجم کل هوای حذف شده از آزمایشگاه را کاهش می‌دهد.

مزیت اصلی این رویکرد کاهش چشمگیر مصرف انرژی است، زیرا سیستم فقط مقدار هوای لازم برای حفظ سرعت سطح مقطع ایمن را تخلیه می‌کند.

سیستم‌های VAV همچنین با جلوگیری از سرعت‌های سطح مقطع بالای بالقوه خطرناک که می‌تواند با هود شیمیایی آزمایشگاهی CAV رخ دهد،

ایمنی را افزایش می‌دهند و کنترل پایدارتری بر دما و فشار اتاق فراهم می‌کنند.

معایب آن هزینه سرمایه‌ای اولیه بالاتر به دلیل نیاز به سنسورها، کنترلرها و دمپرهای فعال یا VFDها، و همچنین افزایش پیچیدگی در نصب، راه‌اندازی و نگهداری است.

با این حال، در تأسیساتی با هزینه‌های انرژی بالا یا تعداد زیادی هود بخار، بازگشت این سرمایه‌گذاری اولیه از طریق صرفه‌جویی در انرژی اغلب در عرض چند سال محقق می‌شود.

جدول زیر مقایسه مستقیمی از ویژگی‌های کلیدی و مزایا و معایب بین سیستم‌های تهویه CAV و VAV ارائه می‌دهد.

جدول ۳.۲: تحلیل مقایسه‌ای هود شیمیایی آزمایشگاهی سیستم‌های CAV و VAV

۳.۳. هود شیمیایی آزمایشگاهی تخصصی و کاربردی خاص

برای مقابله با خطرات منحصر به فرد و شدید ناشی از برخی فرآیندهای شیمیایی، طیف وسیعی از هودهای بخار تخصصی توسعه یافته‌اند.

اینها ارتقاءهای اختیاری نیستند، بلکه کنترل‌های مهندسی اجباری برای کاربردهای خاص هستند.

● هودهای اسید پرکلریک: اینها برای فرآیندهایی که شامل اسید پرکلریک گرم شده هستند، ساخته شده‌اند.

هنگام گرم شدن، این اسید بخاراتی تولید می‌کند که می‌تواند در داخل کانال‌کشی متراکم شده و کریستال‌های پرکلرات فلزی بسیار انفجاری را تشکیل دهد که می‌تواند بر اثر ضربه یا لرزش منفجر شود.

برای جلوگیری از این خطر فاجعه‌بار، این هود شیمیایی آزمایشگاهی با مواد غیرواکنش‌دهنده (فولاد ضد زنگ یا PVC) ساخته شده‌اند

و دارای یک سیستم تخلیه اختصاصی هستند که با هودهای دیگر مشترک نیست.

ویژگی مشخصه آنها یک سیستم شستشوی آبی یکپارچه است که سطوح داخلی هود و کل طول کانال تخلیه را به طور کامل شستشو می‌دهد،

فرآیندی که باید پس از هر بار استفاده برای حل کردن و حذف هرگونه باقیمانده پرکلرات انجام شود.

● هودهای رادیوایزوتوپ: این هود شیمیایی آزمایشگاهی که به طور خاص برای کار ایمن با مواد رادیواکتیو طراحی شده‌اند، مهار و سهولت ضدعفونی را در اولویت قرار می‌دهند.

فضای داخلی از یک قطعه یکپارچه و بدون درز از فولاد ضد زنگ نوع ۳۱۶ با گوشه‌های گرد (coved) ساخته شده است.

این طراحی ترک‌ها، شکاف‌ها و اتصالات را که آلودگی رادیواکتیو می‌تواند در آنجا جمع شود، حذف می‌کند و تمیز کردن مؤثر سطوح را آسان می‌سازد.

ساختار هود و سطح کار اغلب برای تحمل وزن قابل توجه آجرهای سربی یا سایر مواد محافظتی مورد نیاز برای حفاظت در برابر تشعشع، تقویت شده‌اند.

● هودهای هضم اسیدی / پلی‌پروپیلن: این هودها برای مقاومت در برابر محیط‌های بسیار خورنده ایجاد شده در طی فرآیندهایی مانند هضم اسیدی طراحی شده‌اند،

که اغلب شامل گرم کردن اسیدهای قوی مانند اسید هیدروفلوئوریک (HF)، آکوا رجیا یا اسید نیتریک است.

کل فضای داخلی هود شیمیایی آزمایشگاهی، و گاهی اوقات کل بدنه هود، از موادی با مقاومت شیمیایی شدید،

معمولاً پلی‌پروپیلن، ساخته شده است تا از تخریب سریعی که با مواد استاندارد رخ می‌دهد، جلوگیری کند.

● هودهای واک-این / نصب شده روی زمین: اینها محفظه‌های بزرگ و به اندازه اتاق هستند که از کف تا سقف امتداد دارند.

آنها برای قرار دادن قطعات بزرگ تجهیزات، دستگاه‌های شیمیایی در مقیاس پایلوت، واکنش‌های در مقیاس بشکه، یا فرآیندهایی که نیاز به فضای قابل توجهی دارند

و نمی‌توانند در یک هود رومیزی استاندارد جای گیرند، طراحی شده‌اند.

● هودهای تقطیر: این یک نوع از هود رومیزی استاندارد است که با ارتفاع داخلی افزایش یافته طراحی شده است.

این فضای عمودی اضافی برای جای دادن ظروف شیشه‌ای بلند، مانند ستون‌های جزء به جزء و کندانسورها، که معمولاً در فرآیندهای تقطیر استفاده می‌شوند، ضروری است.

۳.۴. طبقه‌بندی‌های دیگر هود شیمیایی آزمایشگاهی

علاوه بر این دسته‌های اصلی، هودهای بخار را می‌توان بر اساس سایر ویژگی‌های عملکردی و طراحی‌ها طبقه‌بندی کرد:

● هودهای با کارایی بالا / جریان پایین: این یک دسته جدیدتر از هودهای بخار است که دارای ویژگی‌های آیرودینامیکی پیشرفته است.

اینها ممکن است شامل ایرفویل‌ها و چارچوب‌های با شکل دقیق، سیستم‌های بافل خودکار و توقف‌دهنده‌های سش باشند که اندازه دهانه را محدود می‌کنند.

این بهبودهای طراحی، کارایی مهار هود را بهبود می‌بخشد و به آن اجازه می‌دهد تا با سرعت سطح مقطع پایین‌تری (به عنوان مثال، ۶۰ یا ۷۰ فوت در دقیقه [fpm] به جای ۱۰۰ fpm سنتی) با خیال راحت کار کند.

با کاهش حجم کل هوایی که باید تخلیه شود، این هود شیمیایی آزمایشگاهی می‌توانند در مقایسه با مدل‌های استاندارد، صرفه‌جویی قابل توجهی در انرژی داشته باشند.

● هودهای نمایشی / دو طرفه: این هودها که عمدتاً در محیط‌های دانشگاهی یا آموزشی استفاده می‌شوند، دارای پانل‌های شفاف (سش) در هر دو طرف جلو و عقب هستند.

این امر به گروهی از ناظران اجازه می‌دهد تا دیدی واضح و ۳۶۰ درجه از فرآیند در حال انجام در داخل داشته باشند و آنها را برای نمایش‌های آموزشی ایده‌آل می‌سازد.

● هودهای سایبانی Canopy) ): اینها هودهای بخار واقعی نیستند و هیچ گونه حفاظت پرسنلی در برابر خطرات استنشاق مواد شیمیایی ارائه نمی‌دهند.

آنها دریچه‌های تخلیه ساده و سقفی هستند، شبیه به هود اجاق گاز در یک آشپزخانه تجاری، بدون یک منطقه کار محصور.

تنها هدف آنها جذب و تخلیه بارهای حرارتی غیرسمی و با حجم بالا، مانند گرما، بخار و بوهای مزاحم، از قطعات خاص تجهیزات مانند اجاق‌ها، اتوکلاوها یا حمام‌های بخار است.

4. معیارهای عملکرد، استانداردها و گواهی‌نامه‌ها

ایمنی یک هود شیمیایی آزمایشگاهی را نمی‌توان تنها بر اساس طراحی آن فرض کرد؛ بلکه باید از طریق آزمایش‌های دقیق و استاندارد شده به صورت تجربی تأیید شود.

تکامل علم ایمنی منجر به یک تغییر حیاتی از اتکا به پارامترهای طراحی ساده به سمت یک رویکرد جامع‌تر و مبتنی بر عملکرد برای تأیید شده است.

پروتکل‌های ایمنی اولیه تقریباً به طور انحصاری بر یک معیار واحد، یعنی سرعت سطح مقطع، تمرکز داشتند و بر این فرض عمل می‌کردند که اگر یک هود هوا را با سرعت معینی بکشد، ایمن است.

با این حال، تحقیقات گسترده و تحلیل حوادث نشان داد که یک هود شیمیایی آزمایشگاهی می‌تواند مشخصات سرعت سطح مقطع را برآورده کند

اما به دلیل آیرودینامیک داخلی ضعیف، جریان‌های هوای مخرب اتاق یا تعامل نامناسب کاربر، در مهار آلاینده‌ها شکست بخورد.

این درک باعث توسعه استانداردهای تست جامعی شد که قابلیت مهار واقعی هود را به عنوان یک سیستم یکپارچه در محیط آزمایشگاهی خاص خود ارزیابی می‌کند.

این استانداردها صرفاً نمی‌پرسند: “سرعت حرکت هوا چقدر است؟” بلکه سؤال اساسی‌تری را مطرح می‌کنند: “آیا هود به طور مؤثر خطر را در شرایط واقعی مهار می‌کند؟”.

این فلسفه مبتنی بر عملکرد به این معنی است که یک هود بخار “ایمن” صرفاً هودی نیست که بر اساس یک مشخصات طراحی شده باشد،

بلکه هود شیمیایی آزمایشگاهی است که عملکرد آن از طریق راه‌اندازی، گواهی‌نامه‌های منظم و درک تعامل آن با سیستم HVAC ساختمان و کاربرانش اثبات شده است.

۴.۱. نقش حیاتی سرعت سطح مقطع (Face Velocity)

سرعت سطح مقطع همچنان یک معیار اصلی و ضروری برای ارزیابی عملکرد هود بخار است.

این به عنوان سرعت متوسط هوا در حین حرکت از اتاق آزمایشگاه، از طریق صفحه دهانه سش (“سطح مقطع”) و به داخل محفظه هود تعریف می‌شود.

این معمولاً در ایالات متحده با واحد فوت در دقیقه (fpm) یا در مناطقی که از استانداردهای اروپایی پیروی می‌کنند با متر بر ثانیه (m/s) اندازه‌گیری و بیان می‌شود.

اهمیت سرعت سطح مقطع در رابطه مستقیم آن با توانایی هود شیمیایی آزمایشگاهی برای جذب و مهار آلاینده‌های هوابرد و جلوگیری از فرار آنها به داخل آزمایشگاه نهفته است.

سرعت باید در یک محدوده بهینه خاص حفظ شود.

● اگر سرعت سطح مقطع خیلی پایین باشد (معمولاً زیر ۷۵-۸۰ fpm)، کشش داخلی هود ممکن است برای غلبه بر جریان‌های هوای محیطی اتاق (جریان‌های متقاطع) یا انتشار طبیعی بخارات آلاینده کافی نباشد.

این می‌تواند باعث فرار بخارات خطرناک از جلوی هود و ورود به ناحیه تنفسی کاربر شود.

● اگر سرعت سطح مقطع خیلی بالا باشد (معمولاً بالای ۱۲۰-۱۵۰ fpm)، می‌تواند تلاطم ایجاد کند، هم در داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی و هم در ایرفویل.

این تلاطم می‌تواند فرآیندهای آزمایشی حساس (مانند کار با پودرهای ریز) را مختل کند و مهمتر از آن، می‌تواند گرداب‌هایی ایجاد کند که باعث ریختن آلاینده‌ها از دهانه هود شود.

برای اطمینان از ایمنی و کارایی، اکثر نهادهای نظارتی، سازمان‌های استاندارد و برنامه‌های ایمنی سازمانی یک محدوده عملیاتی بهینه برای سرعت سطح مقطع مشخص می‌کنند.

رایج‌ترین استاندارد، هدف ۱۰۰ fpm است، با تلرانس قابل قبول ۱۰-۲۰٪، که منجر به محدوده عملیاتی ۸۰ تا ۱۲۰ fpm می‌شود.

این اندازه‌گیری معمولاً در یک ارتفاع کاری سش مشخص و تعیین شده، معمولاً ۱۸ اینچ، انجام می‌شود.

همانطور که قبلاً ذکر شد، هود شیمیایی آزمایشگاهی جدید با کارایی بالا یا جریان پایین به طور خاص

برای کار ایمن در سرعت‌های سطح مقطع پایین‌تر، مانند ۷۰ fpm، برای صرفه‌جویی در انرژی طراحی و آزمایش شده‌اند.

۴.۲. استانداردهای تست بین‌المللی: ASHRAE 110 و EN 14175

برای استانداردسازی روش‌های تأیید عملکرد هود بخار، چندین پروتکل تست جامع ایجاد شده است.

دو مورد از برجسته‌ترین و شناخته‌شده‌ترین آنها استاندارد ASHRAE 110 در آمریکای شمالی و EN 14175 در اروپا هستند.

این استانداردها یک روش چندوجهی و کمی برای ارزیابی عملکرد هود شیمیایی آزمایشگاهی “همانطور که نصب شده” و “همانطور که استفاده می‌شود” ارائه می‌دهند.

تست گواهی‌نامه رسمی بر اساس این استانداردها در بسیاری از حوزه‌های قضایی یک الزام قانونی و در همه جا یک رویه برتر است.

تست باید پس از نصب اولیه، پس از هرگونه تعمیر یا اصلاح قابل توجه در هود یا سیستم تهویه آزمایشگاه، و به صورت دوره‌ای منظم،

معمولاً سالانه یا هر ۱۵ تا ۱۸ ماه، برای اطمینان از ادامه عملکرد ایمن انجام شود.

یک تست عملکرد کامل تحت این استانداردها شامل سه روش مجزا است:

１. اندازه‌گیری سرعت سطح مقطع: این تست فراتر از یک بررسی نقطه‌ای هود شیمیایی آزمایشگاهی است.

یک الگوی شبکه‌ای در صفحه دهانه سش ایجاد می‌شود و خوانش‌های سرعت در مرکز هر مربع شبکه گرفته می‌شود.

این خوانش‌ها سپس برای تعیین سرعت سطح مقطع کلی میانگین‌گیری می‌شوند.

نکته مهم این است که این تست همچنین یکنواختی جریان هوا را ارزیابی می‌کند؛ هیچ اندازه‌گیری نقطه‌ای نباید بیش از مقدار مشخصی (مثلاً ۲۰٪) از میانگین انحراف داشته باشد،

زیرا تغییرات قابل توجه می‌تواند نشان‌دهنده توزیع ضعیف جریان هوا و مشکلات بالقوه مهار باشد.

２. تجسم جریان هوا (تست‌های دود): این یک تست کیفی است که برای تجسم الگوهای جریان هوا در و داخل هود بخار طراحی شده است.

یک منبع دود قابل مشاهده (مانند تتراکلرید تیتانیوم یا بخار گلیکول) برای به چالش کشیدن قابلیت مهار هود شیمیایی آزمایشگاهی استفاده می‌شود.

دود در امتداد محیط دهانه هود آزاد می‌شود تا هرگونه “خروج” یا فرار هوا از محفظه بررسی شود.

همچنین در داخل هود آزاد می‌شود تا تأیید شود که هوا به آرامی و به طور یکنواخت به سمت بافل‌های عقب کشیده می‌شود بدون ایجاد مناطق راکد یا تلاطم بیش از حد.

این تست تأیید بصری فوری عملکرد آیرودینامیکی هود شیمیایی آزمایشگاهی را فراهم می‌کند.

３. تست مهار گاز ردیاب: این تست قطعی و کمی عملکرد یک هود بخار است. این به طور مستقیم توانایی هود را برای مهار یک گاز چالش‌برانگیز در شرایط دینامیکی اندازه‌گیری می‌کند.

در این تست، غلظت مشخصی از یک گاز ردیاب—معمولاً هگزافلوراید گوگرد (SF6) به دلیل بی‌اثری و سهولت تشخیص—در داخل هود بخار از یک انژکتور آزاد می‌شود.

یک مانکن در جلوی هود در مکان معمولی یک کاربر قرار می‌گیرد و یک آشکارساز گاز در “ناحیه تنفسی” مانکن قرار داده می‌شود.

آشکارساز به طور مداوم هوا را برای هرگونه گاز ردیابی که ممکن است از هود فرار کرده باشد، نمونه‌برداری می‌کند.

این تست اغلب هم در شرایط استاتیک و هم در حین حرکت سش برای شبیه‌سازی استفاده در دنیای واقعی انجام می‌شود.

نتایج یک اندازه‌گیری دقیق و کمی از مهار را ارائه می‌دهند که به صورت غلظت گاز فرار کرده در واحد قسمت در میلیون (ppm) بیان می‌شود.

این تست تأیید نهایی را در مورد اینکه آیا هود شیمیایی آزمایشگاهی واقعاً از کاربر محافظت می‌کند، فراهم می‌کند.

۴.۳. نظارت و هشدارها

برای اطمینان از اینکه کاربران به طور مداوم از وضعیت عملیاتی هود بین تست‌های گواهی‌نامه رسمی آگاه هستند،

استانداردهای مدرن ایجاب می‌کنند که هر هود بخار به یک دستگاه نظارت مداوم جریان هوا مجهز باشد.

این دستگاه هود شیمیایی آزمایشگاهی باید یک هشدار بصری و/یا صوتی فوری برای آگاه کردن کاربر در صورتی که جریان هوا از محدوده عملیاتی ایمن خود منحرف شود، ارائه دهد.

این مانیتورها از نظر پیچیدگی متفاوت هستند:

● فشارسنج‌های دیفرانسیل: سیستم‌های ساده‌تر، مانند مانومترهای شیب‌دار یا گیج‌های Magnehelic®، اختلاف فشار استاتیک بین آزمایشگاه و کانال تخلیه را اندازه‌گیری می‌کنند.

در حالی که آنها سرعت سطح مقطع را مستقیماً اندازه‌گیری نمی‌کنند، خوانش فشار با جریان هوا همبستگی دارد و یک محدوده عملیاتی ایمن را می‌توان در طول گواهی‌نامه روی گیج مشخص کرد.

● مانیتورهای دیجیتال: سیستم‌های پیشرفته‌تر از آنمومترهای حرارتی یا سنسورهای دیگر برای اندازه‌گیری مستقیم سرعت هوا استفاده می‌کنند.

این مانیتورها یک نمایشگر دیجیتال بی‌درنگ هود شیمیایی آزمایشگاهی از سرعت سطح مقطع را در fpm یا m/s ارائه می‌دهند و مجهز به نقاط تنظیم هشدار قابل برنامه‌ریزی هستند.

صرف نظر از نوع، عملکرد یکسان است: ارائه یک هشدار بدون ابهام از یک وضعیت ناامن. هشدارها معمولاً برای فعال شدن زمانی که جریان هوا به تقریباً ۸۰٪ سرعت طراحی کاهش می‌یابد، پیکربندی می‌شوند.

نادیده گرفتن، بی‌صدا کردن بدون بررسی، یا غیرفعال کردن هشدار هود بخار توسط کاربر یک تخلف ایمنی حیاتی است.

یک هشدار فعال نشان‌دهنده یک نقص بالقوه در سیستم تهویه است و مستلزم آن است که تمام کارهای خطرناک متوقف شود،

ظروف بسته شوند، سش بسته شود و پرسنل تأسیسات یا ایمنی مناسب فوراً مطلع شوند.

5. پروتکل‌های عملیاتی ایمن و بهترین رویه‌ها

مهندسی پیشرفته یک هود شیمیایی می‌تواند سطح بالایی از حفاظت را فراهم کند، اما اثربخشی آن مطلق نیست.

ایمنی ارائه شده توسط هود شیمیایی آزمایشگاهی یک وضعیت شکننده است که به شدت به اقدامات و آگاهی کاربر بستگی دارد.

توانایی هود برای مهار آلاینده‌ها به حفظ یک محیط آیرودینامیکی پایدار و کنترل شده بستگی دارد و این محیط می‌تواند به راحتی توسط عوامل داخلی و خارجی مختل شود.

رویه‌های کاربر به اندازه طراحی مکانیکی سیستم برای ایمنی حیاتی هستند. بنابراین، آموزش مؤثر کاربر باید فراتر از حفظ کردن قوانین باشد و درک مفهومی عمیق‌تری از اصول عملیاتی هود را القا کند.

کاربران باید یاد بگیرند که خود را در حال کار در یک “حباب” ظریف از جریان هوای کنترل شده تصور کنند، جایی که هر عمل—

از قرار دادن یک بشر تا سرعت حرکت خودشان—پتانسیل به خطر انداختن یکپارچگی آن حباب محافظ را دارد.

پایبندی به بهترین رویه‌های تثبیت شده صرفاً رویه‌ای نیست؛ بلکه یک فرآیند فعال برای حفظ شرایط آیرودینامیکی پایدار لازم برای ایمنی است.

۵.۱. تأیید قبل از استفاده و رویه‌های کاری با هود شیمیایی آزمایشگاهی

قبل از شروع هر کار خطرناکی در یک هود بخار، باید یک سری تأییدیه‌های سریع برای اطمینان از اینکه در وضعیت عملیاتی ایمن قرار دارد، انجام شود.

● بررسی گواهی‌نامه: کاربر باید ابتدا برچسب بازرسی روی هود بخار را پیدا کرده و تأیید کند که دستگاه توسط یک متخصص واجد شرایط در بازه زمانی مورد نیاز،

که معمولاً ۱۲ ماه گذشته است، آزمایش و تأیید شده است.

اگر تاریخ گواهی‌نامه گذشته باشد، هود نباید برای کارهای خطرناک استفاده شود و باید با دفتر ایمنی مربوطه تماس گرفته شود.

● تأیید جریان هوا: کاربر باید تأیید کند که هود شیمیایی آزمایشگاهی به طور فعال در حال تهویه است.

این شامل بررسی مانیتور جریان هوای مداوم برای اطمینان از اینکه در حالت هشدار نیست و یک خوانش عادی و ایمن را نشان می‌دهد، است.

به عنوان یک تأیید فیزیکی ساده، می‌توان یک تکه کاغذ سبک، مانند یک دستمال کاغذی یا دستمال، را به پایین سش چسباند.

اگر هود به درستی هوا را بکشد، دستمال به داخل کشیده شده و در جریان هوا به لرزه در می‌آید.

● موقعیت سش: موقعیت سش مهمترین کنترل ایمنی قابل تنظیم توسط کاربر است.

تمام کارها با هود شیمیایی آزمایشگاهی باید با سش در پایین‌ترین ارتفاع ممکن که هنوز امکان دستکاری راحت و ایمن آزمایش را فراهم می‌کند، انجام شود.

تحت هیچ شرایطی، به جز در هنگام راه‌اندازی اولیه یا برداشتن دستگاه‌های بلند، سش نباید بالاتر از ارتفاع کاری ایمن مشخص شده

(که اغلب با فلش‌ها یا یک برچسب در سطح ۱۸ اینچ نشان داده می‌شود) بالا برده شود.

سش باید همیشه به عنوان یک مانع محافظ بین صورت کاربر و فرآیند شیمیایی قرار گیرد.

● “قانون ۶ اینچ”: این یک اصل اساسی استفاده ایمن از هود بخار است. تمام ظروف شیمیایی، دستگاه‌ها و فعالیت‌های آزمایشی باید حداقل شش اینچ (۱۵ سانتی‌متر) پشت صفحه سش نگهداری شوند.

ناحیه نزدیک به دهانه هود از نظر آیرودینامیکی حساس‌ترین است و مستعد تلاطم و گرداب است.

با کار کردن در عمق بیشتر داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی، آلاینده‌ها در ناحیه پایدارتر و لایه‌ای جریان هوا تولید می‌شوند و اطمینان حاصل می‌شود که به طور مؤثر جذب و جاروب می‌شوند.

● تجهیزات حفاظت فردی PPE)): هود بخار یک کنترل مهندسی است که خطر قرار گرفتن در معرض را کاهش می‌دهد،

اما آن را از بین نمی‌برد و در برابر همه راه‌های قرار گرفتن در معرض (مانند تماس پوستی) محافظت نمی‌کند.

بنابراین، استفاده از هود بخار هرگز نیاز به PPE مناسب را نفی نمی‌کند. حداقل، کاربران باید از محافظ چشم مناسب (عینک ایمنی یا گاگل)،

روپوش آزمایشگاهی و دستکش‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی مناسب برای مواد مورد استفاده استفاده کنند.

۵.۲. کاهش اختلال در جریان هوا

عملکرد مهار یک هود بخار به شدت به اختلالات در الگوی جریان هوای آن حساس است. کاربران باید اقدامات فعالی برای جلوگیری از چنین اختلالاتی انجام دهند.

● قرار دادن تجهیزات: قرار دادن تجهیزات در داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی می‌تواند تأثیر عمیقی بر جریان هوا داشته باشد.

قطعات بزرگ و جامد تجهیزات می‌توانند به عنوان مانع عمل کرده،

جریان روان هوا به سمت بافل‌های عقب را مسدود کرده و دنباله‌های متلاطم بزرگی در پشت خود ایجاد کنند که آلاینده‌ها می‌توانند در آنجا جمع شده و فرار کنند.

برای کاهش این امر، باید از اقلام بزرگ در صورت امکان اجتناب شود.

هنگامی که استفاده از آنها ضروری است، باید تا حد امکان در عقب هود قرار گیرند و مهمتر از همه، باید روی بلوک‌ها یا پایه‌ها حداقل یک تا دو اینچ (۲.۵ تا ۵ سانتی‌متر) از سطح کار بلند شوند.

این به هوا اجازه می‌دهد تا از زیر تجهیزات و همچنین اطراف آن جریان یابد، عمل جاروب را حفظ کرده و از ایجاد نقاط مرده بزرگ هود شیمیایی آزمایشگاهی جلوگیری می‌کند.

● اجتناب از موانع: همانطور که در بخش ۲.۳ توضیح داده شد، ایرفویل و بافل‌ها اجزای آیرودینامیکی حیاتی هستند. کاربران باید اطمینان حاصل کنند که اینها هرگز مسدود نمی‌شوند.

ایرفویل در جلوی هود نباید توسط تجهیزات مسدود یا با کاغذ جاذب پوشانده شود و شکاف‌های تخلیه در بافل‌های عقب باید از هرگونه اقلامی که مانع جریان هوا می‌شوند، پاک نگه داشته شوند.

● به حداقل رساندن اختلالات خارجی: جریان هوای نسبتاً ملایم ورودی یک هود بخار (معمولاً حدود ۱ مایل در ساعت) می‌تواند به راحتی توسط جریان‌های هوای قوی‌تر در اتاق آزمایشگاه غلبه شود.

این “جریان‌های متقاطع” یک علت اصلی شکست مهار هستند. برای جلوگیری از آنها، درها و پنجره‌های آزمایشگاه باید در حین استفاده از هود بسته نگه داشته شوند.

هود شیمیایی آزمایشگاهی باید دور از مسیرهای پرتردد قرار گیرد و تردد عابران پیاده در مجاورت آن باید به حداقل برسد.

دیفیوزرهای تأمین هوای سیستم HVAC اتاق نیز باید به گونه‌ای قرار گیرند که هوا را مستقیماً به دهانه هود ندمند.

● حرکت کاربر: بدن و حرکات خود کاربر می‌تواند تلاطم هوای قابل توجهی ایجاد کند. حرکت سریع بازوها به داخل و خارج از هود،

یا راه رفتن سریع از کنار دهانه هود، می‌تواند اختلال کافی برای بیرون کشیدن آلاینده‌ها از محفظه ایجاد کند.

تمام حرکات باید آهسته و عمدی باشند. هنگام کار در هود شیمیایی آزمایشگاهی،

کاربران باید از انجام حرکات جاروبی با بازوهای خود اجتناب کنند و باید به گونه‌ای بایستند که مانع از مسدود شدن دهانه جلویی شوند.

۵.۳. محدودیت‌ها و استفاده صحیح از هود بخار

درک اینکه یک هود بخار برای چه کاری طراحی نشده است به اندازه دانستن نحوه استفاده صحیح از آن مهم است.

● عدم استفاده برای ذخیره‌سازی: هود شیمیایی یک قطعه تجهیزات ایمنی فعال است، نه یک کابینت ذخیره‌سازی.

استفاده از آن برای ذخیره‌سازی طولانی مدت ظروف شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی یک سوء استفاده خطرناک و گسترده است.

شلوغی داخل هود به شدت جریان هوا را مختل می‌کند، مهار را به خطر می‌اندازد و بار سوخت بالقوه را در صورت آتش‌سوزی افزایش می‌دهد.

فقط مواد و تجهیزاتی که برای فرآیند در حال انجام ضروری هستند باید در هود شیمیایی آزمایشگاهی وجود داشته باشند. تمام اقلام دیگر باید برداشته شده و در کابینت‌های ایمنی مناسب ذخیره شوند.

● عدم استفاده برای دفع زباله: استفاده از هود بخار برای تبخیر عمدی حلال‌های ناخواسته یا سایر زباله‌های شیمیایی فرار اکیداً ممنوع است.

این عمل به منزله انتشار کنترل نشده آلاینده‌ها به اتمسفر است و نقض مقررات زیست‌محیطی است.

تمام زباله‌های شیمیایی باید در ظروف برچسب‌دار و بسته جمع‌آوری شده و از طریق یک برنامه مدیریت زباله‌های خطرناک تأیید شده دفع شوند.

● شناخت محدودیت‌ها: هود شیمیایی آزمایشگاهی به طور خاص برای کار با خطرات شیمیایی طراحی شده است. این جایگزینی برای انواع دیگر محفظه‌های مهار تخصصی نیست.

این یک کابینت ایمنی بیولوژیکی نیست و نباید برای کار با میکروارگانیسم‌ها یا سایر عوامل بیولوژیکی استفاده شود، زیرا محیط استریل و فیلتر شده با HEPA لازم برای حفاظت از محصول و محیط را فراهم نمی‌کند.

به طور مشابه، برای کار با مواد بسیار سمی، حساس به اکسیژن یا پیروفوریک که نیاز به یک محیط کاملاً ایزوله دارند، باید به جای هود بخار از یک گلاو باکس استفاده شود.

6. نگهداری، بازرسی و ضدعفونی

هود شیمیایی آزمایشگاهی یک سیستم مکانیکی پیچیده است که عملکرد آن می‌تواند با گذشت زمان به دلیل فرسودگی قطعات، انسداد یا تغییرات در دینامیک تهویه ساختمان کاهش یابد.

بنابراین، یک برنامه قوی و مستند از نگهداری، بازرسی و گواهی‌نامه منظم نه تنها یک رویه برتر، بلکه یک ضرورت مطلق برای تضمین ایمنی مداوم پرسنل آزمایشگاه است.

مسئولیت این برنامه معمولاً بین چندین گروه مجزا تقسیم می‌شود:

کاربر نهایی، که بررسی‌های روزانه را انجام می‌دهد و مشکلات را گزارش می‌دهد؛ بخش‌های بهداشت، ایمنی و محیط زیست (EHS) و تأسیسات مؤسسه،

که برنامه کلی را مدیریت کرده و تعمیرات را هماهنگ می‌کنند؛ و اغلب متخصصان خارجی و تأیید شده، که تست عملکرد رسمی را انجام می‌دهند.

یک نقص در ارتباط یا مسئولیت در هر نقطه از این زنجیره می‌تواند کل سیستم ایمنی را به خطر اندازد.

بنابراین، یک برنامه موفق هود شیمیایی آزمایشگاهی نیازمند یک ساختار مدیریتی کاملاً تعریف شده است

که به وضوح نقش‌های هر طرف را مشخص کرده و پروتکل‌های یکپارچه‌ای برای گزارش‌دهی، سرویس‌دهی و تأیید مجدد تجهیزات ایجاد کند.

۶.۱. برنامه‌های بازرسی و نگهداری روتین

یک برنامه نگهداری جامع شامل وظایفی است که در فرکانس‌های مختلف انجام می‌شود،

از تأییدیه‌های روزانه کاربر تا گواهی‌نامه‌های حرفه‌ای سالانه. این رویکرد لایه‌ای تضمین می‌کند که مشکلات بالقوه به سرعت شناسایی و برطرف شوند.

● گواهی‌نامه سالانه/دوره‌ای: این سنگ بنای یک برنامه ایمنی هود شیمیایی آزمایشگاهی است.

هر هود بخار باید به طور رسمی توسط پرسنل واجد شرایط، که ممکن است بخشی از یک بخش EHS داخلی یا یک پیمانکار شخص ثالث متخصص در تست تهویه باشند، آزمایش و تأیید شود.

این گواهی‌نامه باید حداقل سالانه انجام شود، اگرچه برخی حوزه‌های قضایی یا مؤسسات ممکن است از یک چرخه ۱۵ یا ۱۸ ماهه پیروی کنند.

یک گواهی‌نامه کامل حداقل شامل یک تست کمی سرعت سطح مقطع، تجسم جریان هوا با دود و یک بررسی عملکردی مانیتور جریان هوا و هشدارهای آن است.

یک برچسب تاریخ‌دار که سرعت سطح مقطع متوسط و تاریخ گواهی‌نامه مورد نیاز بعدی را نشان می‌دهد باید روی هود چسبانده شود.

● بررسی‌های روتین کاربر (هفتگی): پرسنل آزمایشگاهی که از هود شیمیایی آزمایشگاهی استفاده می‌کنند، اولین خط دفاعی در شناسایی مشکلات هستند.

به صورت هفتگی، کاربران باید یک بازرسی اولیه انجام دهند که شامل تمیز کردن سطح کار، دیوارهای داخلی و شیشه سش؛

بررسی بصری اینکه مانیتور جریان هوا روشن است و یک خوانش عادی را نشان می‌دهد؛ و اطمینان از اینکه بافل‌ها توسط تجهیزات ذخیره شده مسدود نشده‌اند، است.

● نگهداری دوره‌ای (فصلی): بازرسی‌های دقیق‌تر باید به صورت دوره‌ای منظم، مانند فصلی، انجام شود.

این بررسی‌ها، که ممکن است توسط یک مدیر آزمایشگاه یا پرسنل تأسیسات انجام شود، باید شامل یک بازرسی دقیق‌تر برای هرگونه آسیب فیزیکی به بدنه هود شیمیایی آزمایشگاهی یا سش؛

تست سش برای عملکرد روان و مناسب در کل محدوده حرکت آن؛ و بازرسی کنترل‌های خدمات آزمایشگاهی (مانند گاز، آب) متصل به هود باشد.

برای هودهای بدون کانال، این همچنین زمان بررسی وضعیت عملیاتی فن‌ها، موتورها و یاتاقان‌ها است.

جدول زیر این وظایف را در یک برنامه نگهداری پیشنهادی ادغام می‌کند و یک راهنمای واضح و قابل اجرا برای مدیران آزمایشگاه و متخصصان ایمنی ارائه می‌دهد.

جدول ۶.۱: برنامه پیشنهادی نگهداری هود شیمیایی آزمایشگاهی

۶.۲. رویه‌های ضدعفونی

ضدعفونی مناسب یک رویه ایمنی حیاتی است که باید توسط پرسنل آزمایشگاه قبل از اینکه هر هود شیمیایی آزمایشگاهی

یا تجهیزات مرتبط سرویس، تعمیر، از آزمایشگاه منتقل یا برای دفع آماده شود، انجام شود.

این برای محافظت از کارکنان نگهداری، تکنسین‌های خدمات و حمل‌کنندگان از قرار گرفتن در معرض خطرات شیمیایی، بیولوژیکی یا رادیواکتیو باقیمانده ضروری است.

فرآیند ضدعفونی استاندارد شامل حذف دقیق تمام مواد خطرناک، از جمله مواد شیمیایی، دستگاه‌ها و زباله‌ها، از داخل هود است.

پس از این، تمام سطوح بالقوه آلوده—از جمله سطح کار، دیوارهای داخلی، بافل‌ها و داخل و خارج سش—باید با یک عامل تمیز کننده و ضدعفونی کننده مناسب به طور کامل تمیز شوند.

رویه‌های تخصصی برای مواد به ویژه خطرناک هود شیمیایی آزمایشگاهی مورد نیاز است.

برجسته‌ترین مثال اسید پرکلریک است. اگر یک هود بخار استاندارد به طور نامناسب برای گرم کردن اسید پرکلریک استفاده شده باشد، یا اگر تاریخچه استفاده از آن ناشناخته باشد، باید فوراً از سرویس خارج شود.

سپس هود باید برای آلودگی پرکلرات توسط یک فروشنده خارجی واجد شرایط آزمایش شود.

اگر تست‌ها مثبت باشند، هود و کانال‌کشی مرتبط با آن باید تحت یک فرآیند اصلاح تخصصی، که آن هم توسط یک پیمانکار واجد شرایط انجام می‌شود، قرار گیرند

قبل از اینکه برای سرویس یا بازگشت به استفاده پاکسازی شود.

مسئولیت مالی این تست و اصلاح معمولاً بر عهده محقق اصلی یا بخش مسئول هود شیمیایی آزمایشگاهی است.

7. بهره‌وری انرژی و پایداری در تهویه آزمایشگاهی

آزمایشگاه‌ها محیط‌های بسیار انرژی‌بری هستند و سیستم‌های تهویه آنها عامل اصلی این مصرف هستند.

هود شیمیایی آزمایشگاهی، به ویژه، یکی از بزرگترین و مهمترین بارهای انرژی در هر ساختمان تحقیقاتی یا دانشگاهی را تشکیل می‌دهند.

این نتیجه مستقیم اصل عملکرد اساسی آنها است: آنها به طور مداوم حجم زیادی از هوا را از آزمایشگاه به خارج تخلیه می‌کنند.

این هوای تخلیه شده رایگان نیست؛ قبلاً توسط سیستم HVAC ساختمان به آزمایشگاه عرضه شده است،

به این معنی که فیلتر شده، گرم یا سرد شده و مرطوب یا خشک شده است تا استانداردهای راحتی و عملیاتی را برآورده کند.

هر فوت مکعب از این هوای مطبوع که تخلیه می‌شود باید با یک فوت مکعب جدید از هوای بیرون جایگزین شود که نیاز به همان فرآیند تهویه انرژی‌بر دارد.

مقیاس این مصرف انرژی سرسام‌آور است؛ یک هود شیمیایی آزمایشگاهی استاندارد می‌تواند روزانه به اندازه سه تا سه و نیم خانه متوسط آمریکایی انرژی مصرف کند

و سیستم‌های تهویه یک ساختمان آزمایشگاهی می‌تواند تا نیمی از کل مصرف انرژی تأسیسات را به خود اختصاص دهد.

با شناخت این هزینه عظیم زیست‌محیطی و مالی، تمرکز قابل توجهی از طراحی و مدیریت آزمایشگاه مدرن

بر اجرای استراتژی‌ها و فناوری‌هایی برای کاهش ردپای انرژی هودهای بخار بدون به خطر انداختن ایمنی است.

۷.۱. هم‌افزایی ایمنی و پایداری

یک اصل قابل توجه و قدرتمند هنگام بررسی روش‌های بهبود کارایی هود شیمیایی آزمایشگاهی پدیدار می‌شود: یک هم‌افزایی عمیق و ذاتی بین بهترین رویه‌ها برای ایمنی و بهترین رویه‌ها برای پایداری وجود دارد.

مؤثرترین اقدامی که یک کاربر می‌تواند برای به حداکثر رساندن ایمنی شخصی خود هنگام کار در یک هود بخار انجام دهد—پایین نگه داشتن سش تا حد امکان—

همچنین مؤثرترین اقدام برای صرفه‌جویی در انرژی در یک آزمایشگاه مجهز به سیستم‌های VAV مدرن است.

این همسویی اهداف یک ابزار قدرتمند برای برنامه‌های ایمنی و پایداری سازمانی است.

هنگامی که یک کاربر سش را پایین می‌آورد، یک مانع فیزیکی بین خود و خطرات بالقوه آزمایش خود قرار می‌دهد و حفاظت بیشتری در برابر پاشش، آتش‌سوزی و انفجار ارائه می‌دهد.

همزمان، در یک سیستم VAV، پایین آوردن سش به کنترل‌های تهویه سیگنال می‌دهد تا حجم تخلیه را کاهش دهند و مستقیماً و بلافاصله مصرف انرژی را کاهش دهند.

این بدان معناست که ایمن‌ترین هود بخار همچنین کارآمدترین هود بخار (هود شیمیایی آزمایشگاهی) از نظر انرژی است.

این سناریوی “برد-برد” به مؤسسات اجازه می‌دهد تا ابتکاراتی مانند کمپین‌های “سش را ببندید” را هم به عنوان یک دستور ایمنی حیاتی و هم به عنوان یک ابتکار سبز و صرفه‌جویی در هزینه معرفی کنند.

با توسل به انگیزه‌های مختلف—برخی پرسنل ممکن است بیشتر توسط ایمنی، دیگران توسط نظارت زیست‌محیطی یا کاهش هزینه انگیزه داشته باشند—

این برنامه‌ها می‌توانند مشارکت بیشتر و انطباق مداوم‌تری را به دست آورند و منجر به دستیابی همزمان به اهداف ایمنی و صرفه‌جویی در انرژی شوند.

۷.۲. استراتژی‌های کاهش انرژی

یک رویکرد چندوجهی، ترکیبی از تغییرات رفتاری، کنترل‌های مهندسی پیشرفته و طراحی‌های نوآورانه هود شیمیایی آزمایشگاهی، برای کاهش مصرف انرژی سیستم‌های تهویه آزمایشگاهی به کار گرفته می‌شود.

● برنامه‌های “سش را ببندید”: این سنگ بنای استراتژی رفتاری برای صرفه‌جویی در انرژی است.

این کمپین‌های سازمانی از آموزش، علائم و گاهی اوقات مسابقات یا مشوق‌ها برای تشویق پرسنل آزمایشگاه

به ایجاد عادت آگاهانه بستن کامل سش هود بخار VAV خود در زمانی که از آن استفاده فعال نمی‌شود، استفاده می‌کنند.

صرفه‌جویی در انرژی از این اقدام ساده قابل توجه است و پتانسیل کاهش مصرف انرژی هود شیمیایی آزمایشگاهی VAV را تا ۴۰٪ یا بیشتر دارد.

حتی در آزمایشگاه‌هایی با سیستم‌های CAV قدیمی‌تر، بستن سش ایمن‌ترین رویه عملیاتی باقی می‌ماند و مزیت دوگانه این رفتار را تقویت می‌کند.

● سیستم‌های حجم هوای متغیر VAV)): همانطور که در بخش ۳.۲ توضیح داده شد، اتخاذ فناوری VAV استراتژی مهندسی اولیه برای کاهش مصرف انرژی هود بخار است.

با تطبیق هوشمندانه حجم هوای تخلیه با نیاز عملیاتی که توسط دهانه سش دیکته می‌شود،

سیستم‌های VAV اتلاف انرژی عظیم مرتبط با تخلیه یک حجم ثابت و حداکثری هوا را که عیب اصلی سیستم‌های CAV است، از بین می‌برند.

● هودهای با کارایی بالا / جریان پایین: این هود شیمیایی آزمایشگاهی نشان‌دهنده پیشرفت در طراحی آیرودینامیکی هستند.

با بهینه‌سازی شکل محفظه، ایرفویل‌ها و بافل‌ها، آنها می‌توانند آلاینده‌ها را با خیال راحت مهار کنند

در حالی که با سرعت سطح مقطع پایین‌تری (به عنوان مثال، ۶۰-۷۰ fpm) نسبت به هودهای سنتی (۱۰۰ fpm) کار می‌کنند.

از آنجایی که حجم کل تخلیه حاصلضرب مساحت سطح مقطع و سرعت سطح مقطع است،

کاهش سرعت مستقیماً به کاهش متناسب در حجم هوای مطبوع تخلیه شده ترجمه می‌شود و منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در انرژی می‌شود.

● هودهای بدون کانال: با فیلتر کردن و گردش مجدد هوا در داخل آزمایشگاه به جای تخلیه آن،

هودهای بخار بدون کانال چشمگیرترین صرفه‌جویی در انرژی را در بین هر نوع هود شیمیایی آزمایشگاهی ارائه می‌دهند.

آنها هزینه انرژی مرتبط با تهویه هوای جایگزین را به طور کامل حذف می‌کنند.

با این حال، همانطور که قبلاً بحث شد، استفاده از آنها به دلیل خطرات ذاتی اشباع و نفوذ فیلتر، به کاربردهای خاص و کم‌خطر محدود می‌شود.

● سیستم‌های بازیابی حرارت: در تأسیساتی با تعداد زیادی هود کانال‌دار، طراحی‌های پیشرفته HVAC می‌توانند فناوری‌های بازیابی انرژی را در خود جای دهند.

این سیستم‌ها، مانند حلقه‌های گردشی یا چرخ‌های آنتالپی، برای جذب بخشی از انرژی حرارتی از جریان هوای گرم تخلیه در فصل گرمایش و استفاده از آن برای پیش‌گرم کردن هوای سرد ورودی طراحی شده‌اند.

این کار بار روی سیستم گرمایش اولیه ساختمان را کاهش می‌دهد و می‌تواند کارایی انرژی کلی تأسیسات آزمایشگاهی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

8. آینده فناوری هود بخار: نوآوری‌ها و روندها

هود شیمیایی آزمایشگاهی در حال تحول فناورانه عمیقی است و از یک قطعه تجهیزات ایمنی منفعل و مستقل به یک مرکز داده هوشمند

و شبکه‌ای تبدیل می‌شود که یک شرکت‌کننده فعال در اکوسیستم ایمنی و مدیریت آزمایشگاه است.

این تحول توسط ادغام اتوماسیون، سنسورهای پیشرفته و اینترنت اشیاء (IoT) هدایت می‌شود که به طور جمعی باعث ظهور آزمایشگاه “هوشمند” می‌شوند.

این تغییر پارادایم پیامدهای قابل توجهی برای نحوه مدیریت ایمنی آزمایشگاه دارد و امکان انتقال از یک مدل سنتی مبتنی بر انطباق که به بازرسی‌های دوره‌ای

و شاخص‌های تأخیری (مانند گزارش‌های حوادث) متکی است به یک مدل مدیریت ریسک مبتنی بر داده و پیش‌بینی‌کننده را فراهم می‌کند.

با ارائه داده‌های بی‌درنگ در مورد عملکرد، الگوهای استفاده و شرایط محیطی، هود شیمیایی آزمایشگاهی هوشمند به متخصصان ایمنی و مدیران تأسیسات اجازه می‌دهد تا به سمت نظارت فعال حرکت کنند،

خطرات را بر اساس شاخص‌های پیشرو—مانند هودی که به طور مداوم باز گذاشته می‌شود یا هودی که کاهش تدریجی در جریان هوا را نشان می‌دهد—

شناسایی و کاهش دهند و مداخلات ایمنی هدفمندتر و مؤثرتری را امکان‌پذیر سازند. هود بخار دیگر فقط یک جعبه نیست؛ بلکه در حال تبدیل شدن به یک عضو حسی برای آزمایشگاه مدرن و هوشمند است.

۸.۱. ظهور هودهای بخار “هوشمند” و یکپارچه‌سازی با اینترنت اشیاء (IoT)

هسته مفهوم هود بخار هوشمند، ادغام حسگر و اتصال برای افزایش ایمنی، بهبود بهره‌وری انرژی و ساده‌سازی عملیات است.

● تنظیم خودکار سش: یکی از تأثیرگذارترین نوآوری‌ها، استفاده از سنسورهای حضور (مانند آشکارسازهای مادون قرمز یا اولتراسونیک) برای خودکارسازی حرکت سش است.

این سیستم‌ها می‌توانند تشخیص دهند که کاربر به طور فعال در جلوی هود شیمیایی آزمایشگاهی کار می‌کند و چه زمانی از آنجا دور شده است.

هنگامی که کاربر می‌رود، سیستم می‌تواند به طور خودکار سش را به موقعیت کاملاً بسته خود پایین بیاورد.

این اتوماسیون “ایمن در برابر خطا” تضمین می‌کند که هود همیشه در ایمن‌ترین و کارآمدترین حالت انرژی خود قرار دارد، عنصر خطای انسانی یا فراموشی را حذف می‌کند

و تضمین می‌کند که پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی سیستم‌های VAV به طور کامل محقق می‌شود.

● نظارت بی‌درنگ محیطی: هودهای هوشمند به مجموعه گسترده‌ای از سنسورهای یکپارچه مجهز می‌شوند که فراتر از اندازه‌گیری ساده جریان هوا هستند.

اینها می‌توانند شامل سنسورهایی برای تشخیص ترکیبات آلی فرار (VOCs) باشند که می‌توانند هشدار اولیه‌ای از نشت شیمیایی یا شکست در مهار را ارائه دهند.

سنسورهای دیگر می‌توانند دما و رطوبت داخل هود شیمیایی آزمایشگاهی را نظارت کنند و داده‌های حیاتی برای آزمایش‌های حساس و کنترل کلی محیط را فراهم کنند.

در هودهای بدون کانال، سنسورهای شیمیایی پیشرفته می‌توانند وضعیت فیلتر کربن را به صورت بی‌درنگ نظارت کنند

و هشدار قطعی را زمانی که فیلتر به اشباع نزدیک می‌شود و نیاز به تعویض دارد، ارائه دهند و در نتیجه خطر نفوذ را کاهش دهند.

● نظارت و هشدارهای از راه دور: ادغام فناوری IoT به هودهای بخار هوشمند اجازه می‌دهد تا به شبکه آزمایشگاه متصل شوند.

این به مدیران آزمایشگاه، محققان اصلی و پرسنل EHS امکان می‌دهد تا وضعیت هر هود بخار را در تأسیسات خود از راه دور، از یک داشبورد مرکزی یا یک دستگاه تلفن همراه، نظارت کنند.

اگر یک وضعیت ناامن رخ دهد—مانند هشدار جریان پایین، هشدار اشباع فیلتر یا باز ماندن سش برای مدت طولانی—سیستم می‌تواند به طور خودکار هشداری را به پرسنل مسئول

از طریق ایمیل یا پیام متنی ارسال کند و امکان پاسخ سریع و هدفمند را حتی زمانی که هیچ کس به طور فیزیکی در آزمایشگاه حضور ندارد، هود شیمیایی آزمایشگاهی فراهم کند.

۸.۲. نگهداری پیش‌بینانه و تحلیل داده‌ها

با جمع‌آوری و ثبت مداوم داده‌ها در مورد پارامترهای عملیاتی خود (مانند سرعت فن، موقعیت دمپر، حرکات سش، تاریخچه هشدار)،

هود شیمیایی آزمایشگاهی هوشمند یک مجموعه داده غنی ایجاد می‌کنند که می‌توان از آن برای تحلیل‌های پیشرفته استفاده کرد.

● نگهداری پیش‌بینانه: به جای اتکا به یک برنامه ثابت برای نگهداری، الگوریتم‌های تحلیل پیش‌بینانه می‌توانند داده‌های عملیاتی را برای شناسایی روندهای ظریفی

که ممکن است نشان‌دهنده خرابی قریب‌الوقوع قطعات باشند، تحلیل کنند.

به عنوان مثال، افزایش تدریجی سرعت فن مورد نیاز برای حفظ یک سرعت سطح مقطع تنظیم شده می‌تواند نشان‌دهنده یک فیلتر مسدود شده یا یک یاتاقان موتور در حال خرابی باشد.

با پیش‌بینی این خرابی‌ها قبل از وقوع، سیستم می‌تواند به کارکنان نگهداری هشدار دهد تا خدمات پیشگیرانه را برنامه‌ریزی کنند،

زمان توقف غیرمنتظره را به حداقل برسانند، هزینه‌های کلی تعمیر هود شیمیایی آزمایشگاهی را کاهش دهند و قابلیت اطمینان و ایمنی بلندمدت تجهیزات را افزایش دهند.

● ادغام با سیستم‌های ساختمان و آزمایشگاه: داده‌های هودهای بخار هوشمند را می‌توان با پلتفرم‌های مدیریت تأسیسات گسترده‌تر،

مانند سیستم مدیریت ساختمان (BMS) یا سیستم مدیریت اطلاعات آزمایشگاهی (LIMS)، ادغام کرد.

این امکان بهینه‌سازی جامع و در سطح ساختمان مصرف انرژی و پروتکل‌های ایمنی را فراهم می‌کند.

به عنوان مثال، BMS می‌تواند از داده‌های مربوط به استفاده از هود بخار برای بهینه‌سازی نرخ تهویه کلی برای کل آزمایشگاه استفاده کند،

در حالی که LIMS می‌تواند داده‌های موجودی مواد شیمیایی را با الگوهای استفاده از هود شیمیایی آزمایشگاهی برای ارزیابی بهتر ریسک مرتبط کند.

۸.۳. پیشرفت‌ها در طراحی، قابلیت استفاده و پایداری

در کنار این نوآوری‌های دیجیتال، طراحی فیزیکی هودهای بخار برای پاسخگویی به نیازهای آزمایشگاه مدرن به تکامل خود ادامه می‌دهد.

● طراحی کاربر-محور: طراحی‌های آینده به طور فزاینده‌ای بر بهبود تجربه کاربر و شهودی‌تر کردن ایمنی متمرکز شده‌اند.

این شامل اتخاذ رابط‌های صفحه لمسی با وضوح بالا است که بازخورد واضح و بی‌درنگ در مورد عملکرد هود شیمیایی آزمایشگاهی را ارائه می‌دهند و امکان کنترل آسان روشنایی و خدمات را فراهم می‌کنند.

بهبودهای ارگونومیک، مانند سش‌هایی که حرکت آنها آسان‌تر است و روشنایی داخلی بهتر، نیز برای کاهش خستگی کاربر و بهبود محیط کاری کلی در حال اجرا هستند.

● فیلتراسیون پیشرفته: تحقیق و توسعه در فناوری فیلتراسیون ادامه دارد.

هدف ایجاد مواد جاذب و طراحی‌های فیلتر جدید است که بتوانند طیف وسیع‌تری از مواد شیمیایی را با ظرفیت بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتر با خیال راحت جذب کنند.

همراه با سنسورهای نفوذ پیچیده‌تر، این پیشرفت‌ها ممکن است دامنه کاربرد ایمن برای هود شیمیایی آزمایشگاهی بدون کانال و چرخشی را در آینده گسترش دهند.

● مواد پایدار: تأکید فزاینده‌ای بر تأثیر زیست‌محیطی چرخه عمر تجهیزات آزمایشگاهی وجود دارد.

تولیدکنندگان هود بخار با گنجاندن مواد پایدارتر و بازیافتی، مانند فولاد بازیافتی، در محصولات خود و با طراحی برای جداسازی و بازیافت آسان‌تر در پایان عمر محصول، به این امر پاسخ می‌دهند.

این تمرکز بر پایداری به آزمایشگاه‌ها کمک می‌کند تا به اهداف گواهی‌نامه‌های ساختمان سبز مانند LEED (رهبری در انرژی و طراحی محیطی) دست یابند.

● طراحی ماژولار و انعطاف‌پذیر: با شتاب گرفتن سرعت تحقیقات علمی، آزمایشگاه‌ها به انعطاف‌پذیری و سازگاری بیشتری نیاز دارند.

طراحی‌های هود شیمیایی آزمایشگاهی ماژولار که نصب، پیکربندی مجدد و جابجایی آنها آسان‌تر است، رایج‌تر می‌شوند.

این سیستم‌های “plug-and-play” به آزمایشگاه‌ها اجازه می‌دهند تا طرح‌بندی و قابلیت‌های خود را برای پاسخگویی

به تقاضاهای در حال تحول تحقیقات خود بدون نیاز به بازسازی‌های سنتی پرهزینه و مخرب تغییر دهند.