工廠實驗室設計

工廠實驗室設計是設計工作中一個重要內容，好的實驗室設計方案可以為將來工廠運行提供高效、可靠的質量保證。產品質量的好壞直接影響到人們的健康，所以廣大消費者對產品的質量十分關注著。產品檢測是一項要求高、技術性強的的工作，為了確保食品檢測工作的順利進行，產品檢測實驗室的建設非常重要。

1）實驗室家具系統(tǒng)

對實驗室進行規(guī)劃設計，就不能不了解實驗室家具的尺寸參數(shù)和實驗臺的設計模式，如坐式工作臺的高度通常在750-850mm之間，如果男性實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(最小不應小于1000mm)，而有機化學實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1800-2000mm等。實驗臺的設計模式的重點是安全性和方便性，有以下幾種常用的設計模式：

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

2．半島型：這也是一種比較典型的應用方式，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（即側邊實驗臺）布局也較常用。

在設計化學分析實驗時，通常在實驗室中央配置從兩面都能夠操作的中央實驗臺，兩邊配置邊實驗臺、測試臺、通風柜、藥品柜、干燥柜等，根據(jù)需要配備凈化臺、恒溫恒濕設備，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，應該盡量接近分析儀器。

在生物實驗室中，考慮從一般實驗到檢查、測試、照相、洗相等數(shù)據(jù)處理工作流程的特殊要求。通?？稍谶M口處設水池臺和干燥臺，便于實驗室器皿的清洗。

2）實驗室通風系統(tǒng)

實驗室通風空調系統(tǒng)設計的主要目的是為了保證實驗室操作人員的安全，維持實驗室適當?shù)臏?、濕度。因為實驗室通風空調系統(tǒng)24小時運行，且為全新風系統(tǒng)，所以，實驗室通風空調系統(tǒng)的節(jié)能，也是一個重要方面。

1 選用適宜的實驗室通風柜

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

實驗室通風柜通常應配監(jiān)控器。監(jiān)控器主要功能包括1）通風柜調節(jié)門進風面風速實時顯示。2）通風柜前有人操作、無人操作模式控制（無人操作時降低風量，按60%風量運行）。也可采用區(qū)域存在傳感器，自動探測通風柜前有無操作人員。3）緊急情況按鈕（有試劑泄漏等緊急情況時，加大通風柜排風量）。

2 實驗室氣流組織，送、排風控制閥設置

實驗室通風柜內氣流組織由通風柜設備結構實現(xiàn)，通風柜排風支管安裝變風量閥，應保證通風柜排量與通風柜運行狀態(tài)相適應，有人操作時,通風柜調節(jié)門進風面風速始終為0.5m/s±20%。無人操作時為0.3m/s。在通風柜調節(jié)門關閉時，應保證通風柜保持適當?shù)淖钚∨棚L量,一般為額定風量的20%，通風柜下部有試劑柜時，試劑柜排風量約75m3/h。實驗室內萬向排風罩排風匯總管裝定風量閥，保證萬向排風罩排風量。為保證實驗室排風效果及維持室內溫、濕度，應設置實驗室最小排風換氣次數(shù)，白天有人操作時8-10次/h，夜間無人操作時4-6次/h；若實驗室各通風柜及萬向排風罩最小排風量不能滿足實驗室最小換氣次數(shù)要求時，應在實驗室增設室內排風口，在排風支管裝變風量閥，保證實驗室達到最低排風換氣次數(shù)要求。為避免實驗室氣流滲出實驗室，造成交叉污染。應控制實驗室相對走廊或辦公區(qū)為負壓。在實驗室送風支管裝變風量閥，控制實驗室送風量與實驗室各排風量差值始終為定值，維持實驗室壓差恒定。

3）實驗室電路系統(tǒng)

溫濕度測量模塊：采用單總線數(shù)字溫濕度傳感器DHT11，測量當前環(huán)境的溫濕度，通過接口電路送到單片機的I/O口。
光照強度檢測模塊：根據(jù)光敏電阻隨光照強度的不同阻值不同的特性，設計了電路來檢測光線的強弱。
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，當沒人達到六分鐘時關閉實驗室總的電源，從而達到安全、節(jié)省資源的目的。
液晶顯示模塊：使用液晶顯示器1602顯示當前的溫度值、濕度值以及溫度、濕度的上限值、下限值。
人機接口：采用獨立式鍵盤，通過I/O口把用戶的要求傳到單片機從而對溫濕度域值進行調節(jié)。體現(xiàn)系統(tǒng)得人性化特點。
模擬控制模塊：采用繼電器模擬實驗室的空調，照明等設備。通過給單片機的P3.0～P3.3賦值控制繼電器的吸合，斷開，并且用發(fā)光二極管來控制設備的打開，關閉。

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

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

在實驗室內設置地漏，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，以免實驗室被浸泡，損壞實驗室器材。

5）實驗室辦公系統(tǒng)

工廠實驗室的辦公系統(tǒng)主要包括：辦公室、通用實驗室、滅菌室、準備室、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，其面積應為20㎡左右，通風采光良好，內設基本的辦公桌椅、電腦。存放資料和留樣的儲物柜等。

通用實驗室主要在進行微生物學實驗檢驗準備工作和非無菌操作實驗時使用，也可供理化檢驗及科研工作使用。通用實驗室應設有長方形工作臺作為操作臺，臺下設計各類專用儀器柜，臺面采用不易腐蝕和穩(wěn)固耐用的材料，并設置專用置物架。通用實驗室為了方便實驗工作的開展，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試劑、藥品。

滅菌室是培養(yǎng)基及有關的檢驗材料滅菌的場所。滅菌設備是高壓設備，具有一定的危險性，所以滅菌室應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檢驗時進入無菌室之前的工作人員更衣、洗手的地方，室內設置無菌室及緩沖室的電源控制開關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，可設裝有鼓風機的小型房間，其作用是減少工作人員帶入的雜菌。

緩沖室是進入無菌室之前要經過的房間，安裝有鼓風機，以減少操作人員進入無菌室時的污染，保證實驗結果的準確性。進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檢驗項目如致病菌的檢測，應設有多個緩沖室。

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

培養(yǎng)室是為衛(wèi)生區(qū)學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)箱等設備，或整個房間安裝保溫、控溫設備。房間要求保持清潔，有防塵、隔噪音等功能。