工廠實(shí)驗室設(shè)計

工廠實(shí)驗室設(shè)計是設(shè)計工作中一個重要內(nèi)容，好的實(shí)驗室設(shè)計方案可以為將來工廠運(yùn)行提供高效、可靠的質(zhì)量保證。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響到人們的健康，所以廣大消費(fèi)者對產(chǎn)品的質(zhì)量十分關(guān)注著。產(chǎn)品檢測是一項要求高、技術(shù)性強(qiáng)的的工作，為了確保食品檢測工作的順利進(jìn)行，產(chǎn)品檢測實(shí)驗室的建設(shè)非常重要。

1）實(shí)驗室家具系統(tǒng)

對實(shí)驗室進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，就不能不了解實(shí)驗室家具的尺寸參數(shù)和實(shí)驗臺的設(shè)計模式，如坐式工作臺的高度通常在750-850mm之間，如果男性實(shí)驗員占較高比率也可考慮900mm高。站式高度則在850mm-920mm之間；工作臺的長度通常宜考慮每人1200mm(最小不應(yīng)小于1000mm)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗臺則須考慮長一些，可取1400-1600mm。試劑架高度為1200-1650mm之間；而高柜可達(dá)1800-2000mm等。實(shí)驗臺的設(shè)計模式的重點(diǎn)是安全性和方便性，有以下幾種常用的設(shè)計模式：

1．島型：是最常見的一種模式。常使用于大空間、成長方形的室內(nèi)形式。此模式的特點(diǎn)是人流順暢。

2．半島型：這也是一種比較典型的應(yīng)用方式，此模式適用于狹長的房間。

3．L型：L型適用于較為窄小的房間形式。

除以上三種外，還有U型與一字型（即側(cè)邊實(shí)驗臺）布局也較常用。

在設(shè)計化學(xué)分析實(shí)驗時，通常在實(shí)驗室中央配置從兩面都能夠操作的中央實(shí)驗臺，兩邊配置邊實(shí)驗臺、測試臺、通風(fēng)柜、藥品柜、干燥柜等，根據(jù)需要配備凈化臺、恒溫恒濕設(shè)備，為了盡可能多地增加使用空間，往往還需配備一些平面型實(shí)驗臺。

為了便于分析儀器的操作使用，分析儀器使用的特殊氣體的配管，應(yīng)該盡量接近分析儀器。

在生物實(shí)驗室中，考慮從一般實(shí)驗到檢查、測試、照相、洗相等數(shù)據(jù)處理工作流程的特殊要求。通常可在進(jìn)口處設(shè)水池臺和干燥臺，便于實(shí)驗室器皿的清洗。

2）實(shí)驗室通風(fēng)系統(tǒng)

實(shí)驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是為了保證實(shí)驗室操作人員的安全，維持實(shí)驗室適當(dāng)?shù)臏亍穸取Ｒ驗閷?shí)驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)24小時運(yùn)行，且為全新風(fēng)系統(tǒng)，所以，實(shí)驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，也是一個重要方面。

1 選用適宜的實(shí)驗室通風(fēng)柜

實(shí)驗室通風(fēng)柜是實(shí)驗室操作人員最重要的防護(hù)屏障，應(yīng)選用氣流組織較好的實(shí)驗室通風(fēng)柜。同樣的通風(fēng)柜排風(fēng)量,柜內(nèi)氣流組織差的通風(fēng)柜，通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)口面風(fēng)速不均勻，易泄漏有害氣體；柜內(nèi)有渦流區(qū)，造成柜內(nèi)有害氣體濃度積聚，排風(fēng)效果不好，對操作人員安全造成威脅。設(shè)計較好的實(shí)驗室通風(fēng)柜，在操作過程中，應(yīng)保證通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門從關(guān)閉到最大開啟度的過程中，調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速始終保持在0.5m/s±20%，并且面風(fēng)速均勻。實(shí)驗表明，面風(fēng)速過小，<0.3m/s，操作人員擾動易造成通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體外溢，對操作人員造成危害。通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速過大，>0.8m/s，也易造成柜內(nèi)有害氣體外溢。通風(fēng)柜內(nèi)排風(fēng)氣流應(yīng)均勻，減少渦流，避免有害氣體濃度積聚，及時排出有害氣體。通風(fēng)柜的形式、規(guī)格很多，還有一些滿足特殊要求的通風(fēng)柜，如防爆型等。根據(jù)實(shí)驗室具體要求選用。

實(shí)驗室通風(fēng)柜通常應(yīng)配監(jiān)控器。監(jiān)控器主要功能包括1）通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速實(shí)時顯示。2）通風(fēng)柜前有人操作、無人操作模式控制（無人操作時降低風(fēng)量，按60%風(fēng)量運(yùn)行）。也可采用區(qū)域存在傳感器，自動探測通風(fēng)柜前有無操作人員。3）緊急情況按鈕（有試劑泄漏等緊急情況時，加大通風(fēng)柜排風(fēng)量）。

2 實(shí)驗室氣流組織，送、排風(fēng)控制閥設(shè)置

實(shí)驗室通風(fēng)柜內(nèi)氣流組織由通風(fēng)柜設(shè)備結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)柜排風(fēng)支管安裝變風(fēng)量閥，應(yīng)保證通風(fēng)柜排量與通風(fēng)柜運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)，有人操作時,通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速始終為0.5m/s±20%。無人操作時為0.3m/s。在通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門關(guān)閉時，應(yīng)保證通風(fēng)柜保持適當(dāng)?shù)淖钚∨棚L(fēng)量,一般為額定風(fēng)量的20%，通風(fēng)柜下部有試劑柜時，試劑柜排風(fēng)量約75m3/h。實(shí)驗室內(nèi)萬向排風(fēng)罩排風(fēng)匯總管裝定風(fēng)量閥，保證萬向排風(fēng)罩排風(fēng)量。為保證實(shí)驗室排風(fēng)效果及維持室內(nèi)溫、濕度，應(yīng)設(shè)置實(shí)驗室最小排風(fēng)換氣次數(shù)，白天有人操作時8-10次/h，夜間無人操作時4-6次/h；若實(shí)驗室各通風(fēng)柜及萬向排風(fēng)罩最小排風(fēng)量不能滿足實(shí)驗室最小換氣次數(shù)要求時，應(yīng)在實(shí)驗室增設(shè)室內(nèi)排風(fēng)口，在排風(fēng)支管裝變風(fēng)量閥，保證實(shí)驗室達(dá)到最低排風(fēng)換氣次數(shù)要求。為避免實(shí)驗室氣流滲出實(shí)驗室，造成交叉污染。應(yīng)控制實(shí)驗室相對走廊或辦公區(qū)為負(fù)壓。在實(shí)驗室送風(fēng)支管裝變風(fēng)量閥，控制實(shí)驗室送風(fēng)量與實(shí)驗室各排風(fēng)量差值始終為定值，維持實(shí)驗室壓差恒定。

3）實(shí)驗室電路系統(tǒng)

溫濕度測量模塊：采用單總線數(shù)字溫濕度傳感器DHT11，測量當(dāng)前環(huán)境的溫濕度，通過接口電路送到單片機(jī)的I/O口。
光照強(qiáng)度檢測模塊：根據(jù)光敏電阻隨光照強(qiáng)度的不同阻值不同的特性，設(shè)計了電路來檢測光線的強(qiáng)弱。
辦公室人員監(jiān)測模塊：使用熱釋電人體紅外傳感器RE200B檢測辦公室的人員情況，當(dāng)沒人達(dá)到六分鐘時關(guān)閉實(shí)驗室總的電源，從而達(dá)到安全、節(jié)省資源的目的。
液晶顯示模塊：使用液晶顯示器1602顯示當(dāng)前的溫度值、濕度值以及溫度、濕度的上限值、下限值。
人機(jī)接口：采用獨(dú)立式鍵盤，通過I/O口把用戶的要求傳到單片機(jī)從而對溫濕度域值進(jìn)行調(diào)節(jié)。體現(xiàn)系統(tǒng)得人性化特點(diǎn)。
模擬控制模塊：采用繼電器模擬實(shí)驗室的空調(diào)，照明等設(shè)備。通過給單片機(jī)的P3.0～P3.3賦值控制繼電器的吸合，斷開，并且用發(fā)光二極管來控制設(shè)備的打開，關(guān)閉。

4）實(shí)驗室給排水系統(tǒng)
實(shí)驗室排水不同于一般生活污水的排放，實(shí)驗室中的化學(xué)實(shí)驗所涉及的酸性、堿性及各種腐蝕性廢液的排放回對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此實(shí)驗室的給排水系統(tǒng)設(shè)置須注重專業(yè)性。

實(shí)驗室內(nèi)由于化驗盆、洗滌盆等衛(wèi)生器具和其他用水設(shè)備數(shù)量較多且分散，所以相應(yīng)的應(yīng)的室內(nèi)排水支管、干管也較多。因此實(shí)驗室內(nèi)管道布置時，要求管道能相對集中，排放整齊，使施工安裝和操作維護(hù)方便：管道轉(zhuǎn)變較少，以減少管道內(nèi)阻塞的可能性；主干管道盡量靠近排水量最大、雜志較多的排水點(diǎn)設(shè)置；截止在管道內(nèi)工作要有良好的水力條件等。

在實(shí)驗室內(nèi)設(shè)置地漏，防止水管爆裂、水龍頭跑水等特殊情況發(fā)生時能夠及時排水，以免實(shí)驗室被浸泡，損壞實(shí)驗室器材。

5）實(shí)驗室辦公系統(tǒng)

工廠實(shí)驗室的辦公系統(tǒng)主要包括：辦公室、通用實(shí)驗室、滅菌室、準(zhǔn)備室、更衣室、緩沖室、無菌室、培養(yǎng)室等。

辦公室是檢驗工作人員辦公場所，其面積應(yīng)為20㎡左右，通風(fēng)采光良好，內(nèi)設(shè)基本的辦公桌椅、電腦。存放資料和留樣的儲物柜等。

通用實(shí)驗室主要在進(jìn)行微生物學(xué)實(shí)驗檢驗準(zhǔn)備工作和非無菌操作實(shí)驗時使用，也可供理化檢驗及科研工作使用。通用實(shí)驗室應(yīng)設(shè)有長方形工作臺作為操作臺，臺下設(shè)計各類專用儀器柜，臺面采用不易腐蝕和穩(wěn)固耐用的材料，并設(shè)置專用置物架。通用實(shí)驗室為了方便實(shí)驗工作的開展，通常配備了常用的儀器（分光光度計、PH計、烘箱、電爐等）及常用的各種玻璃器皿和常用的各種化學(xué)試劑、藥品。

滅菌室是培養(yǎng)基及有關(guān)的檢驗材料滅菌的場所。滅菌設(shè)備是高壓設(shè)備，具有一定的危險性，所以滅菌室應(yīng)與辦公室保持一定的距離以保證安全。

更衣室是為微生物學(xué)檢驗時進(jìn)入無菌室之前的工作人員更衣、洗手的地方，室內(nèi)設(shè)置無菌室及緩沖室的電源控制開關(guān)盒防止無菌操作時穿的工作服、鞋、帽子、口罩等。根據(jù)工廠條件，可設(shè)裝有鼓風(fēng)機(jī)的小型房間，其作用是減少工作人員帶入的雜菌。

緩沖室是進(jìn)入無菌室之前要經(jīng)過的房間，安裝有鼓風(fēng)機(jī)，以減少操作人員進(jìn)入無菌室時的污染，保證實(shí)驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。進(jìn)口和出口通常呈對角線位置，以減少空氣直接對流造成的污染。要求比較高的微生物學(xué)檢驗項目如致病菌的檢測，應(yīng)設(shè)有多個緩沖室。

無菌室是微生物學(xué)檢驗過程無菌操作的場所，要求密封、清潔，安裝紫外燈和空調(diào)設(shè)備（帶過濾設(shè)備）及傳遞物品的傳遞小窗。傳遞小窗應(yīng)向緩沖室內(nèi)開口以減少污染和方便工作。另外，無菌室內(nèi)還應(yīng)配備超凈工作臺和普通工作臺，有條件的工廠可設(shè)置生物安全柜。

培養(yǎng)室是為衛(wèi)生區(qū)學(xué)檢驗時配以微生物的房間，通常要配備恒溫培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋及震蕩培養(yǎng)箱等設(shè)備，或整個房間安裝保溫、控溫設(shè)備。房間要求保持清潔，有防塵、隔噪音等功能。