Русский

Системы очистки воздуха и проектирование воздушных потоков в животноводческих комплексах: Ключевые технологии для контроля давления и предотвращения распространения патогенов

Создано 02.05
Исследовательские учреждения для животных являются критически важной инфраструктурой для исследований в области наук о жизни и разработки биофармацевтических препаратов. Качество окружающей среды напрямую влияет на благополучие животных, надежность и воспроизводимость экспериментальных данных, а также на общую биобезопасность. Разработка эффективной системы воздушного потока, интегрирующей очистку воздуха, контроль давления и изоляцию патогенов, является краеугольным камнем безопасной и стабильной работы учреждения для животных.
В данной статье представлен углубленный анализ трех ключевых технологий: высокоэффективная подача воздуха в сочетании с ламинарным (однонаправленным) потоком, контроль градиента давления в помещении и стратегии предотвращения перекрестного распространения патогенов.
Проходная камера из нержавеющей стали с цифровым дисплеем и запираемой стеклянной дверью.

I. Высокоэффективная подача воздуха и ламинарный / однонаправленный поток: «Магистраль» чистого воздуха

1. Системы высокоэффективной подачи воздуха

Животноводческие помещения требуют непрерывной подачи высокофильтрованного чистого воздуха. Обычно используется трехступенчатая система фильтрации: предварительный фильтр, средний фильтр и высокоэффективный воздушный фильтр (HEPA). Эта конфигурация эффективно удаляет частицы размером ≥0,3 мкм с эффективностью 99,99% или выше, устраняя большую часть переносимой по воздуху пыли, микроорганизмов и аэрозолей.
Основные цели высокоэффективной подачи воздуха:
  • Обеспечение стабильной, равномерной и достаточной подачи чистого воздуха
  • Быстрое разбавление и удаление внутренних загрязнителей, таких как запахи, волосы и микроорганизмы

2. Ламинарный поток и однонаправленный поток

  • Ламинарный поток:
Воздух движется параллельными потоками с равномерной скоростью и в одном направлении, образуя «воздушную завесу». Он широко применяется в критических зонах чистых помещений, таких как станции смены клеток IVC и операционные столы для животных, создавая локализованные ультрачистые микросреды для защиты как животных, так и операторов.
  • Однонаправленный поток:
Более широкое понятие, относящееся к направлению общего воздушного потока в заранее определенном направлении путем стратегического размещения выпускных и возвратных вентиляционных отверстий — обычно из чистых зон в загрязненные зоны. В планировках всего объекта однонаправленный воздушный поток предотвращает обратный ток и короткое замыкание.
Ключевые преимущества:
  • Эффективное удаление загрязнителей: Загрязнители удаляются по спроектированной траектории воздушного потока, предотвращая диффузию в помещении.
  • Улучшенная защита животных: Снижение риска перекрестного заражения, что особенно важно для содержания животных SPF (свободных от специфических патогенов).
  • Энергосберегающий потенциал: Оптимизированная организация воздушных потоков позволяет поддерживать чистоту при одновременном снижении объема воздуха и энергопотребления
Лабораторная кладовая с полками, заполненными желтыми контейнерами.

II. Контроль градиента давления в помещениях: Невидимый «изолирующий барьер»

Перепады давления являются фундаментальным методом предотвращения перекрестного загрязнения воздуха. Контролируя разницу давлений между смежными помещениями, воздушный поток вынужден двигаться только из чистых зон в потенциально загрязненные зоны.

1. Принципы проектирования давления

  • Положительное и отрицательное давление:
    • Зоны положительного давления (например, чистые коридоры, помещения для содержания животных) предотвращают попадание внешнего загрязненного воздуха
    • Зоны отрицательного давления (например, карантинные палаты, комнаты для инфекционных экспериментов, грязные коридоры) предотвращают выход внутренних загрязнителей наружу
  • Градиенты давления: Типичный каскад давления в виварии:
Чистая зона подготовки (самое высокое давление) → Коридор → Помещение для содержания животных → Грязный коридор → Зона мойки и дезинфекции (самое низкое давление)
Соседние помещения обычно поддерживают разницу давлений в 10–15 Па.

2. Ключевые технические меры

  • Автоматические системы управления: Интеграция датчиков давления, вентиляторов с регулируемой частотой вращения и моторизованных заслонок обеспечивает мониторинг в реальном времени и автоматическую регулировку объемов приточного и вытяжного воздуха для поддержания стабильных перепадов давления.
  • Герметичная конструкция: Двери, окна, проходы в стенах и стыки должны быть тщательно герметизированы для предотвращения утечек воздуха, которые могут нарушить контроль давления.
  • Шлюзы / буферные помещения: Устанавливаются между зонами с большой разницей давлений для минимизации колебаний давления и воздухообмена при открытии дверей.

III. Предотвращение перекрестного переноса патогенов: Систематическая стратегия контроля

Патогены могут распространяться по воздуху, при контакте и перемещении персонала. Поэтому проектирование воздушных потоков должно работать в координации с операционными и управленческими мерами.

1. Блокирование передачи по воздуху

  • Проектирование направленного воздушного потока: Обеспечьте, чтобы воздух всегда двигался из зон здоровых животных в зоны карантина или инфекционных экспериментов, без обратного потока.
  • Обработка вытяжного воздуха: Вытяжной воздух из инфекционных помещений для животных должен проходить через HEPA-фильтрацию или термическую инактивацию перед выбросом.
  • Индивидуально вентилируемые клетки (IVC): Обеспечение независимой подачи и вытяжки воздуха для каждой клетки создает микроизоляцию, эффективно предотвращая перекрестное заражение от клетки к клетке.

2. Контроль потока персонала и материалов

  • Разделение людей, материалов и животных: Специальные маршруты разработаны для предотвращения пересечения путей
  • Принцип однонаправленного движения: Персонал и материалы должны перемещаться из чистых зон в грязные; возвращение требует тщательной дезинфекции или передачи через передаточные шлюзы или тамбуры

3. Мониторинг и техническое обслуживание

  • Непрерывный мониторинг: круглосуточный мониторинг и запись перепадов давления, температуры, влажности и уровня чистоты
  • Регулярная валидация: включает визуализацию воздушного потока (дымовые тесты), тестирование герметичности HEPA-фильтров и тесты восстановления давления для обеспечения соответствия работы систем проектным параметрам
  • Строгое техническое обслуживание: Периодическая замена фильтров, очистка воздуховодов и обслуживание вентиляторов для предотвращения снижения производительности

Заключение

Система очистки воздуха и воздушного потока в виварии представляет собой высокотехнологичный проект по контролю окружающей среды. Высокоэффективная подача воздуха и ламинарный/однонаправленный поток составляют основу, обеспечивая чистый воздух; контроль градиента давления действует как центральная «система управления», упорядоченно направляя воздушный поток. Вместе они служат конечной цели предотвращения перекрестного распространения патогенов.
Только путем интеграции этих технологий с строгим операционным управлением может быть создана безопасная, надежная и эффективная среда для исследований на животных, обеспечивающая прочную поддержку научных исследований и развития биофармацевтической промышленности.
Контакт
Оставьте вашу информацию, и мы свяжемся с вами.
WhatsApp