原位自動掃描式袋進袋出空氣過濾設備

王新杰

摘 要：依據GB19489-2008《實驗室生物安全通用要求》[1]中“應可以在原位對排風高效過濾器進行滅菌滅菌和檢漏”的規定，袋進袋出空氣過濾設備由氣溶膠上游取樣口、濾材凈化密封單元、自動掃描檢漏單元、滅菌取樣口等功能部分組成。可在設備安裝好濾材后直接對濾材安裝縫及濾材本身進行自動掃描檢測泄漏率。

關鍵詞：空氣過濾;掃描

1 產品設計

結構組成

袋進袋出空氣過濾設備內部安裝HEPA過濾單元，上游設置（氣溶膠）混勻裝置，下游設置線型掃描檢漏機構，側壁設置掃描驅動機構、過濾器壓緊機構、生物安全防護袋、過濾單元阻力檢測表、傳感器接口、滅菌口、滅菌驗證口、滅菌泄壓口、氣溶膠發生口、掃描采樣口，設備后部設置上游氣溶膠混勻檢測口。如圖

過濾器阻力監測裝置：由壓力采樣口（過濾器前、后端）、截止閥、（生物膜）過濾器、壓差表、管路組成，壓力表兩端連接截止閥門，（生物膜）過濾器一端連接截止閥、一端接箱體壓力采樣口，壓力表和過濾器中間安裝球閥。

過濾單元凸輪壓緊機構：由壓力桿軸承座、壓力桿、凸輪、聯軸器、手柄球組成。凸輪在轉動時，將HEPA過濾單元壓緊在箱體密封刀口上，從而起到密封作用。此處采用聯軸器連接壓桿與壓緊手柄是便于調整凸輪壓緊力度。

自動掃描機構：由掃描驅動電機、聯動軸、掃描桿、采樣口、PU氣管、密閉快插接頭組成。

2 已裝過濾器系統掃描檢漏規程

檢測上風向氣溶膠，驗證氣溶膠濃度和分布的均勻性符合要求。（上風向氣溶膠濃度隨時間的變化不應超過平均測量值的±15%）

按照掃描速度Sr進行往復掃描，采樣探頭距過濾器和框架結構約3cm。

氣溶膠條件：數量中值粒徑（CMD）在0.1-0.5μm，計數器的小粒徑閥值小于氣溶膠的平均粒徑。

若計數器在小閥值至0.5μm的粒徑范圍內的粒徑通道不只一個，應選擇下風向計數中讀書最高的那個通道。

2.1氣溶膠濃度Cc與驗證

測量高濃度氣溶膠，可能要為計數器增設一個稀釋裝置，以便使氣溶膠濃度不至高出計數器的濃度限值（重疊誤差），每期使用前和使用后，都要驗證稀釋裝置的性能。

濃度低時探測小滲漏的靈敏度低，濃度高時探測小滲漏的靈敏度高。因此，掃描期間最好同時檢測上風向濃度

具體濃度根據Sr與Ca計算，Sr=5 cm/s 。

2.2被試過濾器標準滲漏透過率PL

標準滲漏透過率PL的定義為：采樣頭停在滲漏上方靜止不動時，計數器以標準采樣流量檢測出的透過率。此處規定標準采樣流量qva=472cm?/s。

PL由供需雙方協商確定，或根據表B.1和一下公式確定。

PL=K*PS

B.1

最大允許透過率PS ≤5*10-4 ≤5*10-5 ≤5*10-6 ≤5*10-7 ≤5*10-8

系數K 10 10 30 100 300

PS定義為制造商規定的被試過濾器最大允許整體MPPS（最易透過粒子）透過率，如果沒有這個MPPS透過率數據，可使用規定粒徑的額定透過率。

某些場合，局部透過率可能大于整體透過率。

若想與光度計法驗收限值相關，可設定氣溶膠的平均粒徑應為0.8（±0.2）μm，對整體透過率0.05%和0.005%的過濾器，最大允許透過率取0.01%。

H14濾材凈化效率為：99.995%（最大允許整體透過率PS：0.0005%）

根據上表K取10

PL=K*PS=5×10-3

2.3期望粒子計數NP和驗收限值Ca

統計計算中，觀測計數Ca對應置信上限NP。根據表B.2中給出部分Ca和NP的成對值。NP值較小，可使用較快的掃描速度或較低的上風向濃度。

若偽計數可忽略不計，應選擇Ca=0，NP=3.7這組值。

若偽計數不可不計，應選擇Ca≥1。

3掃描頭尺寸確定

儀器采樣口風速接近過濾器出風面的風速，采樣口為正方形或矩形時，應考慮采樣口的入口風速分布。

3.2靜止時間Tr和對應的Npa、Ca

觀測到有大于Ca的計數時，應按照探頭靜止時間Tr進行靜止復檢。若使用的是市售常規計數器，應將Tr設為1倍或數倍于計數器固定間隔時間。在大于等于采樣時間Ts內，若觀測計數不大于Ca，則認為無泄漏。若遇到任何觀測點大于Ca，應將掃描桿停止1min聯系檢測。

4 滅菌、掃描檢測流程

4.1 滅菌作業程序

關閉袋進袋出高效過濾器兩端生物氣密隔離閥，以及壓力表兩端的截止閥，打開壓力表的旁通閥。

使用軟連接風管將滅菌劑發生器和氣體循環滅菌裝置依次與袋進袋出高效過濾單元的氣體滅菌口連接，將儀表過濾器滅菌管路分別連接至氣體循環滅菌裝置與儀表過濾器滅菌口。

將生物指示劑（如枯草芽孢菌片）置入滅菌驗證網杯中，然后將網杯放入高效空氣過濾單元的滅菌驗證口，以驗證滅菌效果。安裝滅菌驗證口封蓋。

4.2 掃描作業程序

將氣溶膠發生器連接至氣溶膠上游發生口，然后打開氣溶膠發生口閥門;將掃描檢漏儀的電器接口連接至高效空氣過濾單元的電氣接口，并與粒子計數器和檢測儀進行連接。打開氣溶膠發生器，待上游氣溶膠濃度穩定后，根據掃描軟件的操作提示對高效過濾器進行掃描檢漏，根據掃描結構判斷高校過濾器是否存在泄漏。

5 結論

該設備采用自動線掃描檢漏技術，對高效過濾器進行原位掃描檢漏，并實現單獨對HEPA濾材進行滅菌滅菌，采用偏心壓緊方式對過濾器進行裝卸和袋進袋出方式更換，安全、便捷。并可實時監測顯示過濾器阻力，滿足生物安全標準要求，便于操作維護，滿足我國高等級生物安全實驗室建設的需要。

參考文獻：

[1]中國國家標準化管理委員會. GB19489-2008《實驗室生物安全通用要求》

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