هود آزمایشگاهی

هود آزمایشگاهی (Laboratory Fume Hood) یکی از تجهیزات ضروری در هر آزمایشگاه است که برای ایمنی کاربر و محیط در هنگام کار با مواد شیمیایی، بخارات سمی، یا ذرات خطرناک استفاده می‌شود.

در ادامه، به‌صورت کامل و ساده هود آزمایشگاهی را توضیح می‌دهیم:

تعریف کلی

هود آزمایشگاهی محفظه‌ای است با تهویه‌ی کنترل‌شده که هوای آلوده را از فضای کاربر دور می‌کند

و به بیرون می‌فرستد یا فیلتر می‌کند تا از استنشاق بخارات، گازها یا ذرات مضر جلوگیری شود.

انواع اصلی هود آزمایشگاهی

هود شیمیایی (Fume Hood)

مخصوص کار با مواد شیمیایی فرّار، اسیدها، حلال‌ها و بخارات سمی.

دارای فن خروجی است که هوا را به بیرون از ساختمان تخلیه می‌کند.

معمولاً از شیشه سکوریت متحرک در قسمت جلو برای محافظت کاربر استفاده می‌شود.

هود میکروبی یا بیولوژیک (Biological Safety Cabinet – BSC)

هود آزمایشگاهی برای کار با عوامل میکروبی و بیولوژیک (مثل باکتری‌ها یا ویروس‌ها) طراحی شده است.

هوای داخل آن فیلتر می‌شود (با فیلتر HEPA) و از آلودگی محیط و نمونه جلوگیری می‌کند.

بر اساس سطح ایمنی به کلاس I، II و III تقسیم می‌شود.

هود لامینار (Laminar Flow Hood)

برای کارهایی که نیاز به محیط استریل دارند (مثل کشت سلولی یا نمونه‌گیری میکروبی).

هوا از طریق فیلتر HEPA به صورت افقی یا عمودی و یکنواخت روی سطح کار هود آزمایشگاهی جریان دارد.

از نمونه محافظت می‌کند، نه از کاربر (برخلاف هود شیمیایی).

هود بی‌بو یا کربن‌فیلتر (Ductless Fume Hood)

هوای آلوده را از فیلتر کربن اکتیو عبور می‌دهد و مجدد به محیط بازمی‌گرداند.

هود آزمایشگاهی مناسب برای مکان‌هایی که امکان نصب کانال خروجی وجود ندارد.

اجزای اصلی هود شیمیایی

بدنه مقاوم در برابر مواد شیمیایی (PVC، فولاد رنگ‌شده یا استیل)

شیشه جلویی متحرک (Sash)

سطح کار از جنس سرامیک، استیل یا سنگ ضد اسید

فن یا اگزاست

روشنایی داخلی هود آزمایشگاهی (معمولاً LED)

سیستم کنترل سرعت هوا و هشدار ایمنی

نکات ایمنی هنگام کار با هود آزمایشگاهی

همیشه شیشه جلویی را تا حد مناسب پایین نگه دارید (برای حفاظت و تهویه بهتر).

وسایل را بیش از حد داخل هود قرار ندهید تا جریان هوا مختل نشود.

قبل و بعد از کار، فن را چند دقیقه روشن بگذارید.

هر چند وقت یک‌بار فیلترها را بررسی و تعویض کنید.

کاربردهای عمومی هود آزمایشگاهی

کار با اسیدها، بازها و حلال‌های آلی

ذوب یا تبخیر مواد شیمیایی

انجام واکنش‌های گازی یا بخاردار

تحقیقات میکروبی و مولکولی

مقایسه‌ی انواع هود آزمایشگاهی

راهنمای انتخاب هود آزمایشگاهی مناسب

برای انتخاب هود درست، باید چند سؤال کلیدی از خود بپرسید:

1. با چه نوع مواد یا نمونه‌هایی کار می‌کنید؟

مواد شیمیایی خطرناک → هود شیمیایی

باکتری، ویروس یا نمونه زیستی → هود بیولوژیک (BSC)

محیط استریل بدون خطر زیستی → هود آزمایشگاهی لامینار

مواد شیمیایی سبک یا در محیط آموزشی → هود بی‌بو (فیلترکربن)

2. آیا نیاز به خروج هوای آلوده به بیرون دارید؟

اگر بله → مدل کانال‌دار (Ducted Fume Hood)

اگر نه → مدل بی‌بو با فیلتر داخلی

3. محیط آزمایشگاه شما چه محدودیت‌هایی دارد؟

فضای کوچک یا بدون تهویه مرکزی → هود آزمایشگاهی بی‌بو

فضای بزرگ با تهویه مناسب → هود شیمیایی استاندارد

4. سطح ایمنی مورد نیاز چیست؟

کارهای ساده آموزشی → لامینار یا بی‌بو

آزمایشگاه تشخیصی یا تحقیقاتی → BSC کلاس II

کار با ویروس‌های خطرناک → BSC کلاس III

نکات نگهداری و سرویس هود آزمایشگاهی

هر ۶ ماه تا یک سال فیلتر HEPA یا کربن باید تست و تعویض شود.

فن، لامپ و سیستم تهویه باید مرتب بازبینی شوند.

سطح کار و شیشه با مواد ضدعفونی‌کننده‌ی مناسب تمیز شود (بدون ایجاد خوردگی).

برای هودهای بیولوژیک، کالیبراسیون جریان هوا توسط تکنسین مجاز ضروری است.

جمع‌بندی

هود آزمایشگاهی در واقع سپر ایمنی اصلی در برابر آلودگی شیمیایی یا میکروبی است.
انتخاب درست نوع هود باعث می‌شود:

کاربر در معرض بخارات یا عوامل خطرناک قرار نگیرد،

آزمایش‌ها دقیق‌تر و تمیزتر انجام شوند،

طول عمر تجهیزات و سلامت محیط حفظ شود.

هود آزمایشگاهی چیست؟

هود آزمایشگاهی (Laboratory Fume Hood) یکی از مهم‌ترین تجهیزات ایمنی در هر آزمایشگاه مدرن است.

هدف اصلی از به‌کارگیری این دستگاه، حفاظت از کاربر، محیط آزمایشگاه و نمونه‌ها در برابر بخارات، گازها، ذرات معلق یا عوامل بیولوژیکی خطرناک است.

در واقع، هود آزمایشگاهی همانند یک محفظه تهویه‌کننده هوشمند عمل می‌کند که با ایجاد جریان هوای کنترل‌شده، مانع از خروج مواد آلوده به محیط می‌شود.

این دستگاه بخش جدایی‌ناپذیر از آزمایشگاه‌های شیمی، میکروبیولوژی، داروسازی، صنایع غذایی، دانشگاهی و تحقیقاتی است.

عملکرد کلی هود آزمایشگاهی

اصل عملکرد هود آزمایشگاهی بر پایه‌ی ایجاد جریان هوا و فیلتر کردن یا تخلیه آن است.

هنگام کار با مواد خطرناک، هوای آلوده از سطح کار به درون هود مکیده می‌شود.

بسته به نوع هود، این هوا یا از فیلترهای مخصوص عبور می‌کند و سپس به محیط بازمی‌گردد، یا از طریق سیستم خروجی (Duct) به بیرون از ساختمان هدایت می‌شود.

در بیشتر مدل‌ها، قسمت جلویی هود از شیشه سکوریت متحرک ساخته شده که به کاربر اجازه می‌دهد در حالی‌که از مواد محافظت می‌شود، به راحتی به فضای داخل هود دسترسی داشته باشد.

انواع هود آزمایشگاهی

۱. هود شیمیایی (Fume Hood)

هود شیمیایی برای کار با بخارات، گازها و مواد شیمیایی فرّار طراحی شده است.

این نوع هود هوا را از محیط کاربر به درون خود می‌کشد و از طریق لوله یا کانال به بیرون ساختمان می‌فرستد.

سطح داخلی هود آزمایشگاهی معمولاً از فولاد ضدزنگ یا PVC ضد اسید ساخته می‌شود تا در برابر خوردگی مقاوم باشد.

هود شیمیایی در دو نوع وجود دارد:

هود شیمیایی کانال‌دار (Ducted): متصل به سیستم تهویه‌ی مرکزی و مناسب برای کارهای سنگین شیمیایی.

هود شیمیایی بدون کانال (Ductless): مجهز به فیلتر کربن اکتیو برای جذب بو و بخارات سبک، مناسب برای فضاهای کوچک یا آموزشی.

۲. هود بیولوژیک (Biological Safety Cabinet – BSC) هود آزمایشگاهی

هود بیولوژیک برای کار با نمونه‌های عفونی، باکتری‌ها و ویروس‌ها استفاده می‌شود.

این دستگاه علاوه بر حفاظت از کاربر، از آلودگی نمونه نیز جلوگیری می‌کند.

درون این هودها از فیلتر HEPA استفاده می‌شود که ذرات معلق تا ۰.۳ میکرون را با راندمان ۹۹.۹۷٪ حذف می‌کند.

هودهای بیولوژیک بسته به سطح ایمنی هود آزمایشگاهی، به سه کلاس تقسیم می‌شوند:

کلاس I: فقط از کاربر محافظت می‌کند.

کلاس II: از کاربر، نمونه و محیط محافظت می‌کند (رایج‌ترین نوع در آزمایشگاه‌های میکروبی).

کلاس III: کاملاً بسته و ایزوله، مخصوص کار با پاتوژن‌های بسیار خطرناک.

۳. هود لامینار فلو (Laminar Flow Hood)

این هود آزمایشگاهی برای کارهایی طراحی شده که نیاز به محیط کاملاً استریل و بدون آلودگی دارند.
در هود لامینار، هوای تمیز از فیلتر HEPA عبور کرده و به صورت یکنواخت و مستقیم (افقی یا عمودی) روی سطح کار جریان می‌یابد.

برخلاف هود شیمیایی، لامینار فلو از کاربر محافظت نمی‌کند، بلکه از نمونه در برابر آلودگی محیطی محافظت می‌کند.

کاربرد آن در کشت سلولی، تهیه محیط کشت، ساخت دارو و مونتاژ تجهیزات حساس است.

اجزای اصلی هود آزمایشگاهی

هر هود از چند بخش کلیدی تشکیل شده است:

بدنه: ساخته‌شده از فولاد ضدزنگ، PVC یا ورق گالوانیزه با پوشش اپوکسی مقاوم در برابر خوردگی.

سطح کار: معمولاً از سرامیک ضداسید، استیل یا سنگ گرانیت شیمی‌مقاوم.

شیشه جلویی (Sash): متحرک، برای کنترل جریان هوا و محافظت کاربر.

فن یا اگزاست: ایجادکننده جریان مکش هود آزمایشگاهی.

فیلترها: HEPA برای ذرات معلق یا کربن فعال برای گازها و بوها.

نور داخلی: لامپ فلورسنت یا LED با پوشش محافظ.

کنترلر و مانیتور سرعت هوا: جهت اطمینان از تهویه صحیح.

استانداردها و الزامات ایمنی

هود آزمایشگاهی باید بر اساس استانداردهای جهانی مانند ASHRAE 110، EN 14175 و NSF49 طراحی و تست شوند.

مهم‌ترین شاخص عملکرد، سرعت جریان هوا (Face Velocity) است که معمولاً بین ۰.۴ تا ۰.۶ متر بر ثانیه تنظیم می‌شود.

پایداری جریان هوا، صدای کم، روشنایی مناسب و کاربری آسان از ویژگی‌های ضروری هر هود ایمن محسوب می‌شود.

نکات نصب و مکان‌یابی

هود آزمایشگاهی باید در محلی نصب شود که جریان هوای اتاق ثابت و بدون اغتشاش باشد.

از نصب آن در کنار درها، پنجره‌ها یا مسیر کولر اجتناب شود.

فاصله‌ی حداقل ۳۰ سانتی‌متر از دیوار پشتی و سقف رعایت شود.

ارتفاع میز و شیشه باید متناسب با قد کاربر تنظیم شود تا تهویه مؤثر باقی بماند.

نگهداری و سرویس دوره‌ای

برای عملکرد ایمن و مؤثر، هود آزمایشگاهی باید به طور منظم سرویس شود:

بازرسی فیلترها: هر ۶ تا ۱۲ ماه بسته به نوع کار.

تست جریان هوا: سالیانه با دستگاه آنمومتر.

تمیزکاری منظم: سطح کار و جداره‌ها با مواد ضدعفونی‌کننده‌ی مناسب.

بررسی عملکرد فن و هشداردهنده‌ها.

سهل‌انگاری در سرویس دوره‌ای ممکن است باعث نشت بخارات یا کاهش ایمنی کاربر شود.

کاربردهای هود آزمایشگاهی

هودها در طیف وسیعی از صنایع و مراکز علمی کاربرد دارند، از جمله:

آزمایشگاه‌های تحقیقاتی دانشگاهی

مراکز داروسازی و تولید واکسن

صنایع شیمیایی و پتروشیمی

آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت مواد غذایی و بهداشتی

مراکز پزشکی، بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌های تشخیص طبی

جمع‌بندی

هود آزمایشگاهی یکی از حیاتی‌ترین اجزای ایمنی در فضای تحقیق و آزمایش است.

عملکرد صحیح آن نه تنها از بروز حوادث شیمیایی و آلودگی‌های میکروبی جلوگیری می‌کند، بلکه باعث افزایش دقت و کیفیت نتایج آزمایش نیز می‌شود.

انتخاب نوع مناسب هود بر اساس ماهیت کار، فضای موجود و سطح ایمنی مورد نیاز انجام می‌شود.

رعایت استانداردها، تهویه صحیح و سرویس منظم، تضمین‌کننده‌ی سلامت کاربران و پایداری تجهیزات خواهد بود.

اصول فنی عملکرد هود آزمایشگاهی

هود آزمایشگاهی بر اساس اصل ساده‌ی ایجاد اختلاف فشار و جهت‌دهی جریان هوا عمل می‌کند.

فن تعبیه‌شده در بالای هود، هوای آلوده را از محل کار مکش می‌کند و به بیرون هدایت یا فیلتر می‌کند.

این مکش باعث می‌شود که هیچ بخار یا ذره‌ای از سطح کار به سمت کاربر بازنگردد.

جریان هوای ورودی از جلوی هود آزمایشگاهی (ناحیه‌ی شیشه متحرک یا sash) وارد می‌شود و پس از عبور از محفظه، از مسیر خروجی تخلیه می‌گردد.

در برخی مدل‌ها، برای افزایش ایمنی، سیستم به گونه‌ای طراحی می‌شود که در صورت بالا بودن بیش از حد شیشه، سرعت هوا کاهش نیابد و هشدار ایمنی فعال شود.

سرعت جریان هوا (Face Velocity) هود آزمایشگاهی

سرعت جریان هوایی که از دهانه‌ی جلویی هود وارد می‌شود، یکی از مهم‌ترین پارامترهای ایمنی است.

سرعت استاندارد در بیشتر هودهای شیمیایی: ۰.۴ تا ۰.۶ متر بر ثانیه (۸۰ تا ۱۲۰ فوت بر دقیقه)

در هودهای بیولوژیک یا لامینار، سرعت باید یکنواخت و کمتر باشد (حدود ۰.۳ تا ۰.۴ متر بر ثانیه) تا از آشفتگی جریان جلوگیری شود.

اگر سرعت هوا خیلی کم باشد، بخارات به محیط نشت می‌کنند؛ اگر خیلی زیاد باشد، جریان آشفته (Turbulent Flow) ایجاد می‌شود و آلودگی به سمت بیرون هود آزمایشگاهی بازمی‌گردد.

بنابراین، تعادل جریان هوا کلید ایمنی و کارایی است.

الگوی جریان هوا

سه نوع الگوی اصلی برای جریان هوا در هودها وجود دارد:

جریان افقی (Horizontal Flow):

هوا از پشت هود آزمایشگاهی به سمت جلوی آن حرکت می‌کند.

معمولاً در هودهای لامینار استفاده می‌شود.

جریان عمودی (Vertical Flow):

هوا از سقف هود آزمایشگاهی به سمت پایین جریان می‌یابد.

برای کار با نمونه‌های حساس یا خطرناک ایمن‌تر است.

جریان ترکیبی (Mixed Flow):

ترکیب افقی و عمودی برای تعادل بهتر جریان در حجم‌های بزرگ‌تر.

تست عملکرد هود (Hood Performance Test)

برای اطمینان از عملکرد صحیح، هود آزمایشگاهی باید به‌طور منظم تست شود.
مهم‌ترین تست‌های استاندارد عبارتند از:

۱. تست دود (Smoke Test)

در این آزمایش، با استفاده از ژنراتور دود یا قرص دودزا، مسیر حرکت هوا قابل مشاهده می‌شود.

اگر دود به بیرون نشت کند، نشانه‌ی نقص در جریان هوا یا تهویه است.

۲. تست سرعت هوا (Face Velocity Test)

با دستگاه آنمومتر، سرعت جریان در چند نقطه از دهانه‌ی هود آزمایشگاهی اندازه‌گیری می‌شود.

میانگین آن نباید کمتر از حد استاندارد (معمولاً ۰.۵ m/s) باشد.

۳. تست فیلتر HEPA یا کربن

در هودهای بیولوژیک یا بدون کانال، راندمان فیلترها بررسی می‌شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ نشتی از ذرات یا گاز وجود ندارد.

سیستم تهویه و اگزاست (Exhaust System)

تهویه‌ی مناسب، مهم‌ترین عامل در ایمنی هود آزمایشگاهی است.

سیستم خروج هوا باید از جنس مقاوم در برابر خوردگی و قابل شست‌وشو باشد.

در هودهای شیمیایی، مسیر خروجی معمولاً از PVC سخت یا فولاد ضد اسید با روکش اپوکسی ساخته می‌شود.

فن‌ها معمولاً در دو موقعیت نصب می‌شوند:

فن داخلی (Built-in): درون خود هود تعبیه شده و برای فضاهای کوچک مناسب است.

فن سقفی یا مرکزی: برای آزمایشگاه‌های بزرگ با چند هود آزمایشگاهی به کار می‌رود.

در برخی سیستم‌های پیشرفته، کنترلر هوشمند جریان (VAV – Variable Air Volume) به کار می‌رود که بسته به وضعیت شیشه‌ی جلو، سرعت فن را تنظیم می‌کند تا مصرف انرژی کاهش یابد.

خطرات احتمالی و خطاهای رایج در استفاده از هود

کارکرد نادرست هود آزمایشگاهی می‌تواند خطرناک‌تر از نداشتن آن باشد.

برخی از اشتباهات رایج عبارتند از:

بالا نگه داشتن بیش از حد شیشه جلویی

چیدن وسایل زیاد درون هود و مسدود کردن جریان هوا

خاموش کردن فن هنگام انجام واکنش شیمیایی

عدم تعویض به‌موقع فیلترهای HEPA یا کربن

استفاده از هود لامینار برای مواد شیمیایی (اشتباهی بسیار خطرناک)

نکات طراحی و بهینه‌سازی هود آزمایشگاهی

در طراحی مدرن هودها، چند اصل کلیدی رعایت می‌شود:

طراحی آیرودینامیک دهانه: برای هدایت یکنواخت هوا و کاهش تلاطم.

شیشه متحرک با تعادل وزنی: جهت باز و بسته شدن نرم و ایمن.

پروفیل خروجی ضد گرداب (Anti-Vortex): برای جلوگیری از بازگشت بخارات.

سیستم هشدار جریان (Airflow Alarm): اعلام در صورت افت سرعت هوا.

عایق صدا و لرزش: برای کاهش صدای فن و بهبود محیط کاری.

شرایط محیطی و انرژی هود آزمایشگاهی

هودهای آزمایشگاهی به‌ویژه مدل‌های کانال‌دار، مقدار زیادی هوا را از اتاق خارج می‌کنند.

این مسئله می‌تواند تعادل دمایی و فشار هوای محیط را برهم بزند.

برای کاهش مصرف انرژی، از سیستم‌های VAV، فن کم‌مصرف و سنسور حضور کاربر استفاده می‌شود تا هود آزمایشگاهی تنها هنگام فعالیت روشن باشد.

استانداردها و گواهینامه‌های معتبر

برای تضمین ایمنی و کارایی، هودهای معتبر باید دارای گواهی‌ها و استانداردهای بین‌المللی باشند، از جمله:

ASHRAE 110 (آمریکا): ارزیابی عملکرد و نشت بخارات.

EN 14175 (اروپا): طراحی، ساخت و تست هودهای شیمیایی.

NSF/ANSI 49: استاندارد اختصاصی برای هودهای بیولوژیک کلاس II.

ISO 14644: استاندارد اتاق‌های تمیز و هودهای لامینار.

آینده‌ی هود آزمایشگاهی هستاران طب

هودهای نسل جدید با بهره‌گیری از فناوری‌های هوشمند و مواد نوین در حال تحول هستند.
ویژگی‌های مدرن شامل:

کنترل لمسی و دیجیتال

حسگرهای گاز و هشداردهنده نشتی

سیستم فیلتر خودکار تشخیص آلودگی

طراحی ارگونومیک و بی‌صدا

اتصال به شبکه برای مانیتورینگ از راه دور

این تحولات، هود آزمایشگاهی را از یک تجهیز ساده‌ی تهویه به یک سیستم هوشمند ایمنی فعال تبدیل کرده است.

جمع‌بندی نهایی

هود آزمایشگاهی تنها یک ابزار نیست؛ بلکه یک لایه‌ی حیاتی از سیستم ایمنی آزمایشگاه است.

درک عملکرد آن، انتخاب نوع مناسب، رعایت اصول نصب، استفاده‌ی صحیح و سرویس منظم، نه‌تنها ایمنی کاربران را تضمین می‌کند بلکه کیفیت تحقیقات و دقت نتایج را نیز افزایش می‌دهد.

هود، مرز میان محیط ایمن و خطرناک است؛ مرزی که اگر درست طراحی، نصب و نگهداری شود، می‌تواند سال‌ها با اطمینان از شما و محیط کارتان محافظت کند.