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흄 후드 및 층류 캐비닛

Overview

로버트 M. 리우 & 윌리엄 A. 엘리엇, 펜실베이니아 주립 대학, 유니버시티 파크, 펜실베이니아

연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛은 유사한 원칙에 따라 작동하는 엔지니어링 제어입니다. 둘 다 실험실 환경과 그 주민의 오염을 방지하기 위해 공기의 일정한 흐름을 사용합니다. 연기 후드는 유해 물질이 후드 작업 공간을 빠져나가는 것을 방지하고, 라미나르 플로우 캐비닛은 오염 물질이 캐비닛 작업 공간에 들어가는 것을 방지합니다.

연기 후드는 위험한 증기, 연기 및 입자에 대한 노출을 최소화하도록 설계된 환기 시스템입니다. 공기의 일정한 흐름은 증기, 연기 및 입자의 탈출을 제한하는 후드 개구부에 그려지고 배기를 통해 꺼낸다. 라미나르 플로우 캐비닛은 고효율 미립자 체포(HEPA)-여과된 공기를 바깥쪽으로 지속적으로 흐르어 오염된 공기를 최소화하여 멸균/깨끗한 환경을 유지하는 데 사용됩니다. HEPA 여과 공기는 유해한 화학 물질이나 입자가 실험실에 유입될 기회를 줄입니다. HEPA 필터는 0.3 μm 입자의 99.97% 이상을 제거합니다.

Principles

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연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛은 위험과 오염에 대한 노출을 줄이는 것을 목표로 하는 엔지니어링 제어입니다. 연기 후드는 사용자의 유해 증기, 연기 및 입자에 대한 노출을 줄이며 라미나르 플로우 캐비닛은 오염 물질에 대한 작업 공간 노출을 줄입니다. 난류 흐름은 부피가 벌크 흐름에 따라 모든 방향으로 이동하는 로컬 흐름패턴의 불규칙한 흐름 패턴을 따릅니다. 라미나르 의 흐름은 교차하지 않는 병렬 유선형으로 이동합니다. 라미나르 유량 캐비닛은 작업 공간 내의 교차 오염을 방지하고 난류 흐름으로 발생하는 후드 외부에서 오염 된 공기의 역류를 방지하기 위해 공기의 라미나르 스트림을 유지합니다.

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Procedure

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1. 연기 후드

  1. 사용
    1. 연기 후드는 물질이 미세 실리카 분말 또는 벤젠과 같은 휘발성 발암 물질과 같은 유해한 증기, 연기 또는 공기 중 입자를 생성할 때 사용됩니다.
  2. 수술
    1. 공기는 사용자가 작동하는 후드의 오프닝 얼굴에도 그려지며 배기 가스를 통해 꺼집니다. 얼굴을 향해 끊임없이 흐르는 공기는 유해 증기, 연기 및 입자가 후드 개구부를 통해 빠져나가는 것을 방지하여 사용자와 다른 실험실 작업자를 안전하게 보호합니다.
  3. 얼굴 흐름 속도는 후드가 효과적일 만큼 충분히 높아야 합니다. 낮은 유동 속도는 유해한 연기, 증기 또는 입자가 사용자를 향해 후드의 개구부를 통해 탈출 할 수 있습니다. 낮은 유동 속도의 한 가지 원인은 새시라고 하는 후드 개구부에서 조정 가능한 창을 갖는 것입니다. 연기 후드는 낮은 유동 속도 경보및 띠 높이 경보를 갖는 것이 일반적입니다. 일반적인 유동 속도는 0.41에서 0.51 m/s(ANSI/AIHA/ASSE Z9.5) 사이입니다. 후드는 새시의 최대 안전 작동 높이가 명확하게 표시되어야 합니다.
  4. 연기 후드의 안전한 사용에 대 한 몇 가지 규칙이 있습니다.
    1. 후드 내부에 머리를 삽입하면 유해한 물질에 노출 될 수 있기 때문에 결코 후드 공간에 머리를 넣지 마십시오. 후드는 제대로 활용될 때만 화학 적 노출로부터 사용자를 보호하도록 설계되었습니다. 사용자의 팔만 후드에 있어야 합니다. 연기 후드에 의해 제공되는 보호에 관계없이 항상 적절한 개인 보호 장비 (PPE)를 착용하십시오. 알 수 없는 경우 적절한 PPE 권장 사항에 대해 조직의 환경 보건 및 안전(EHS) 사무소에 문의하십시오.
    2. 항상 최대 안전 높이 또는 그 이하의 띠로 작업하십시오.
    3. 사용하지 않을 때는 새시를 닫아야 합니다. 새시를 닫으면 모든 실험실 거주자에게 보다 안전한 작업 환경을 보장합니다. 또한 부적절한 연기 후드 작동과 관련된 에너지 비용은 엄청날 것입니다. 새시 높이를 최소한으로 유지 관리하는 비작업 수준은 에너지 효율이 높습니다.
    4. 화학 적 저장에 후드를 사용하지 마십시오. 인화성 캐비닛과 같은 적절한 위치에 화학 물질을 저장하고 필요할 때만 연기 후드에 넣습니다.
    5. 연기 후드 얼굴의 가장자리에서 적어도 6 인치 떨어진 연기 후드에 모든 재료를 놓습니다. 가장자리의 6인치 이내에 작업이 수행되면 증기, 연기 및 입자가 빠져나갈 가능성이 더 높습니다.
    6. 실험실 벤치에 좋은 하우스 키핑 원칙이 적용되는 것처럼, 연기 후드 내에서 동일한 원칙을 수행해야합니다.
  5. 연기 후드에 정기적인 유지 보수를 수행하여 안전하게 작동합니다. 유지 보수에는 설계 작동 sash 위치에서 경보 테스트 및 테스트 흐름 속도 테스트가 포함되어야 합니다. 후드가 위치한 실내의 흐름 패턴과 배기 통풍구의 장애물 등 많은 요인이 유동 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 설계 작동 띠 위치에서 흐름 속도가 낮으면 흐름 속도가 필요한 속도로 될 때까지 새시를 낮춥시킵니다. 많은 현대 연기 후드에는 실시간으로 유동 속도를 모니터링하는 공기 흐름 속도 모니터가 있습니다. 새시가 연기 후드에서 수행 될 효과적인 작업에 대한 너무 낮아지면 문제의 루트가 해결 될 때까지 작업을 중단합니다.
  6. 연기 후드 변형
    1. 발생할 수 있는 더 전문적인 연기 후드의 종류가 있다. 여기에는 과염소산 후드, 방사성 동위원소 후드, 덕트없는 후드 및 기타가 포함됩니다. ANSI/AIHA/ASSE Z9.5에서 이러한 후드에 대한 요구 사항에 대해 자세히 확인할 수 있습니다.

2. 라미나르 플로우 캐비닛

  1. 사용
    1. 라미나르 플로우 캐비닛은 입자 나 생물학적 오염 물질이없는 깨끗한 환경이 필요할 때 사용됩니다. 일반적인 예로는 조직 배양 또는 반도체 웨이퍼로 작업하는 것이 있습니다. 라미나르 플로우 캐비닛은 공중 오염이 캐비닛 작업 공간으로 유입되는 것을 방지합니다. 공기의 라미나르 흐름(난류 흐름과는 달리)은 캐비닛 내의 시료의 교차 오염을 최소화합니다.
  2. 공기는 HEPA 필터에 의해 필터링되고 작업 영역을 통해 날아가 사용자를 향해 날아올 수 있습니다. 깨끗한 공기의 일정한 외부 흐름은 오염되지 않은 작업 공간을 유지합니다. 일부 라미나르 플로우 캐비닛에는 UV-C 램프가 장착되어 사용 전에 작업 공간을 소독합니다.
  3. 라미나르 유량 캐비닛에는 수평 흐름과 수직 흐름(그림 1)의두 가지 유형이 있습니다. 수평 흐름 캐비닛은 캐비닛의 뒤쪽 면에서 깨끗한 공기를 사용자를 향해 수평으로 불어오는 반면, 수직 흐름 후드는 캐비닛 천장에서 작업 공간의 바닥으로 깨끗한 공기를 날려 베이스에 부딪히고 사용자를 향해 수평 방향으로 흐릅니다. 수직 흐름 캐비닛은 새시와 함께 아래로 당겨져 사용됩니다. 수평 흐름 캐비닛에는 띠가 없습니다. 두 유형의 라미나르 플로우 캐비닛은 장점과 단점을 가지고 있습니다.

Figure 1
그림 1. 수평 및 수직 라미나르 플로우 후드의 다이어그램.

수평 라미나르 플로우 후드
장점 단점
손/장갑은 일반적으로 캐비닛에 있는 품목의 하방이기 때문에 덜 오염됩니다. 사용자의 얼굴에 공기 스트림 이 불면
공기 흐름 난기류 감소 작업 공간의 대형 물체는 깨끗한 공기의 흐름을 방해하여 효율성을 감소시킬 수 있습니다.
수직 라미나르 플로우 후드
장점 단점
사용자의 얼굴에 공기 스트림이 불지 않습니다. 물체 위에 손과 팔을 배치할 수 없습니다.
작업 영역의 항목에서 교차 오염 감소 공기 흐름 난기류 증가

표 1. 수평 및 수직 라미나르 유량 후드의 장점과 단점.

  1. 팁은 라미나르 플로우 캐비닛의 효과적인 사용을 보장하기 위해.
    1. 교차 오염으로 이어질 수있는 품목의 하류에 항목을 두지 않도록 항상주의하십시오. 이것은 생물학 견본을 사용할 때 특히 관련있습니다.
    2. 혼란을 최소화합니다. 캐비닛에 있는 항목이 많을수록 오염이 발생할 가능성이 높습니다. 큰 항목은 흐름을 방해할 수 있습니다.
    3. 캐비닛에 들어가기 전에 손/장갑과 캐비닛에 반입된 물품이 오염되지 않도록 하십시오.
    4. 모든 항목은 캐비닛 개구부 가장자리에서 6인치 이상 이상 배치해야 합니다. 가장자리의 6인치 이내의 공기는 외부 공기와 혼합될 가능성이 높으며, 이는 6인치 이내의 물체가 오염될 가능성이 더 높다는 것을 의미합니다.
    5. 라미나르 플로우 캐비닛에서 정기적인 유지 보수를 수행하여 안전하게 작동해야 합니다. 유지관리에는 HEPA 필터 확인 및 교체, 캐비닛의 누출 확인, 공기 흐름 속도 테스트 등이 포함되어야 합니다. HEPA 필터의 무결성은 필터를 통과하는 파티클 수를 테스트하여 확인해야 합니다. 필터는 0.3 μm 입자의 99.97% 이상을 제거해야 합니다. 유동 속도가 너무 낮으면 캐비닛은 오염 물질을 막는 데 효과가 없습니다. 흐름 속도가 너무 크면 흐름이 난류가 될 것이며 오염가능성이 높아집니다.

연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛은 위험한 상황과 오염을 방지하는 실험실 장비의 필수 부분입니다.

연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛에서는 공기 흐름을 사용하여 위험요소 나 오염물질이 줄어듭니다. 연기 후드는 작업 공간을 가로질러 공기에 그려위험한 연기와 미세 입자를 제거하고, 라미나르 플로우 캐비닛은 먼지 나 생물학적 물질에 의한 샘플오염을 방지하기 위해 필터를 통해 공기를 날려 버릴 수 있습니다.

이 비디오는 연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛이 어떻게 작동하는지, 어떻게 사용하는지, 유지 보수를 수행하는 방법을 보여줍니다.

연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛은 라미나르 공기 흐름을 사용하여 작동하며, 이는 교차하지 않는 병렬 유선형으로 진행되는 흐름입니다. 라미나르 흐름은 난류 흐름과 는 달리, 유해 입자를 제거하는 물체 주위를 흐르면 샘플 간의 교차 오염을 방지합니다.

연기 후드에는 새시가 있는 개구부 면, 작업 공간 및 배기의 세 가지 주요 부분이 있습니다. 배기의 팬은 오프닝 페이스를 통해, 작업 공간을 가로 질러, 배기 가스를 통해 밖으로 공기를 그립니다. 이 흐름은 차례로 배기가스와 입자를 배출하고 실험실에서 멀리 끌어낸다.

적절한 높이에서 새시는 개구부 크기를 제한하여 높은 공기 흐름을 유지합니다. 이 높은 흐름은 연기의 탈출을 방지하기 위해 필요합니다.

한편, 라미나르 플로우 캐비닛의 두 가지 유형이 있습니다, 수평 및 수직. 둘 다, 공기는 먼지와 박테리아 같이 작은 입자의 지워지는 섭취및 정화 필터를 통해 그려집니다.

수평 캐비닛은 작업 공간을 통해 수평으로 공기를 지시합니다. 이러한 유형의 캐비닛은 샘플의 하류이기 때문에 손과 장갑에 의한 오염을 줄입니다. 그러나, 에어스트림은 사용자에게 직접 불어지 않으며 큰 물체는 흐름을 방해할 수 있습니다.

수직 캐비닛에서 공기는 위에서 작업 공간으로 이동한 다음 새시를 지나 나아간다. 이러한 유형의 흐름이 작업 영역 재료의 표면에 직접 접촉하므로 교차 오염을 방지하는 데 도움이 됩니다. 그러나, 띠는 손의 움직임을 제한할 수 있고 공기 흐름은 수평 캐비닛에 있는 보다는 더 난류입니다.

이제 실험실 환경에서 이러한 작업 영역을 사용하는 방법과 기본 유지 관리를 수행하는 방법을 보여 드립니다.

연기 후드를 안전하게 사용하려면 항상 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 새시를 표시된 최대 안전 작동 높이로만 올려 후드를 통해 충분한 공기 흐름을 보장합니다.

유해한 연기 나 입자에 노출되지 않도록하려면 후드 내부에 팔만 가지고 작업하고 머리가 작업 공간에 들어가지 못하게하십시오. 또한 후드 전체에 속도가 충분한지 확인하고 작업 공간을 깔끔하게 유지하고 모든 항목을 후드 얼굴에서 적어도 6 인치 떨어진 곳에 이동하십시오.

후드에서 작업을 완료하면 모든 재료를 꺼내십시오. 후드에 화학 물질을 저장하지 말고 인화성 캐비닛과 같은 전용 저장 위치에 보관하십시오. 마지막으로, 더 안전한 실험실 환경을 보장하고 에너지 사용량을 줄이기 위해 새시를 닫습니다.

최대 띠 높이에서 경보 및 유량 속도를 테스트하여 정기적인 유지 관리를 수행합니다.

속도가 낮으면 필요한 속도로 될 때까지 띠를 낮춥춥습니다. 새시가 후드에서 작업을 수행하기에 너무 낮아지면 문제의 근본이 해결될 때까지 작업을 중단합니다.

라미나르 유량 캐비닛은 생물학 실험실과 같이 오염이 우려되는 장소에서 일반적으로 사용되므로 자신과 실험실 공기에 의한 오염에 주의해야 합니다. 오염을 방지하기 위해 캐비닛을 사용하거나 새시를 열기 전에 에탄올을 사용하여 장갑과 장비를 살균하십시오.

새시가 충분한 공기 흐름을 보장하기 위해 허용된 최대 높이를 초과하지 않았는지 확인합니다. 캐비닛을 혼란스럽게 하지 않도록 하고, 실험실 공기에 의해 오염될 가능성이 가장 높은 영역이기 때문에 물체가 가장자리에서 적어도 6인치 이상 배치되는지 확인합니다. 또한, 서로 교차 오염의 위험에 항목을 배치하지 마십시오.

작업이 완료되면 작업 공간에서 모든 항목을 제거하여 혼란을 방지하고 새시를 닫아 오염을 방지합니다. 그런 다음 캐비닛에 UV-C 라이트가 장착되어 있으면 작업 공간을 소독하도록 켭니다.

라미나르 플로우 캐비닛에서 정기적인 유지 보수를 수행합니다. 비누 용액으로 새시 가장자리와 같은 민감한 부위를 코팅하여 누출을 확인하여 공기를 피하는 현장에서 거품을 피하십시오.

연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛에 대한 JoVE의 소개를 방금 시청했습니다. 이제 작동 방식, 사용 방법 및 유지 관리 수행 방법을 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛은 실험실에서 유해 물질로 인한 피해를 방지하고 민감한 재료를 사용할 때 깨끗한 작업 공간을 유지하는 데 유용한 도구입니다. 그러나 연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛은 제대로 사용할 때만 효과적입니다. 간단한 운영 지침에 따라 정기적인 유지 보수를 수행하면 연기 후드와 라미나르 플로우 캐비닛이 실험실에서 효과적인 도구가 될 수 있습니다.

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References

  1. American National Standard for Laboratory Ventilation," American National Standards Institute, Inc./ American Industrial Hygiene Association, ANSI/AIHA Z9.5, 2012.

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