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Fluxo de Ar Laminar
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Introdução às Câmaras Limpas Horizontais

Uma câmara limpa de fluxo laminar horizontal é uma câmara de trabalho ou uma zona similar fechada que possui o seu próprio sistema de filtração de ar. O seu desenvolvimento derivou da tecnologia das salas limpas e, portanto, da necessidade de proteger o trabalho de contaminações.

Nos últimos anos, o uso das câmaras de fluxo laminar tem sido disseminado nas áreas de pesquisa, desenvolvimento e produção, até outros campos como o aeroespacial, biotecnologia, produção farmacêutica e processo alimentar.

Hoje em dia, as câmaras de fluxo laminar são utilizadas numa grande variedade de aplicações nos laboratórios de pesquisa médica, hospitais, instalações de produção e outros locais de investigação.

Funcionalidade das Câmaras de Fluxo Laminar Horizontais 

A câmara de fluxo laminar (CFL) horizontal confere protecção ao produto, uma vez que assegura que o trabalho dentro da câmara seja exposto apenas ao ar filtrado pelo filtro HEPA.

  • A CFL horizontal é recomendada para trabalhos com materiais não perigosos, quando for necessário que o ar esteja limpo e isento de partículas.
  • Não proporciona protecção ao operador ou ao ambiente envolvente.
  • Não é adequada à contenção de aerossóis gerados pelo procedimento do trabalho; o operador fica exposto a estes aerossóis.

O Filtro HEPA

O elemento comum a qualquer câmara limpa é o filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air). O filtro HEPA retém partículas, geralmente denominadas por aerossóis, tais como microrganismos provenientes do ar. O filtro HEPA não remove gases ou vapores.

  • Os filtros HEPA são constituídos por microfibras de silicato de boro formando uma superfície lisa obtida por um processo de fabrico similar ao da produção de papel.
  • As superfícies lisas filtrantes são pregueadas de forma a aumentar a sua área.
  • As pregas são separadas por umas estruturas em alumínio que direccionam o fluxo de ar pelo filtro.

Dependendo da sua qualidade, um filtro HEPA pode reter desde 9.997 até 9.999, de 10.000 partículas, com um diâmetro superior e inferior a 0,3 microns. Para a maioria das utilizações industriais, os 77,97% de performance são aceitáveis. No entanto, a sua utilização em trabalhos laboratoriais e farmacêuticos requerem um nível de performance de filtração de 99,99%.

Fluxo de Ar Laminar

Outro atributo comum das CFLs horizontais é o fluxo de ar laminar. Este possui  a definição que se segue:

  • Definição geral de fluxo de ar laminar: é um fluxo de ar no qual toda a quantidade de ar se encontra confinada a uma área e se move a uma velocidade unidireccional ao longo de linhas de fluxo paralelas.
  • Definição técnica de fluxo de ar laminar: é um fluxo fluido em que as velocidades do ar estão livres das flutuações macroscópicas que ocorrem quando o Número de Reynolds é inferior a 2000 (o Número de Reynolds é o rácio entre a inércia e a viscosidade num tubo).

Fluxo de Ar Laminar Horizontal

Uma câmara de fluxo laminar horizontal é uma área de trabalho com o seu próprio “gerador” de ar filtrado, através de um filtro HEPA. A protecção é conferida da seguinte forma: o ar da sala é capturado e passa pelo filtro HEPA; seguidamente, o ar filtrado é direccionado horizontalmente pela superfície de trabalho, a uma velocidade constante, até ao operador.

Turbulência

Criação de Backwash

Consegue-se que o ar, dentro de uma CFL horizontal fique livre de partículas através de um controlo preciso do volume e da velocidade do fluxo de ar. Qualquer obstrução terá um impacto significativo na performance do fluxo laminar. Estas obstruções incluem trabalho em processo ou materiais colocados dentro da câmara.

  • As obstruções provocam interrupções no fluxo de ar, permitindo que as partículas entrem na área de trabalho, aumentando claramente o seu número no interior da câmara.
  • Backwash é o termo geralmente utilizado para a entrada de ar não filtrado da sala, na zona de trabalho.
  • Pode ser criado backwash quando o operador coloca as suas mãos ou materiais no interior da câmara (devido à turbulência criada).

Classificação da Pureza do Ar

A norma Federal Standard No 209E (última revisão a 11 de Setembro de 1992) contém os requisitos enunciados pelo Governo norte-americano para três classes de pureza do ar. As classificações são baseadas em contagens de partículas realizadas dentro da CFL horizontal que terá uma determinada percentagem de partículas à medida que nos vamos aproximando da área de trabalho. É importante ter em atenção que estas classificações reflectem a performance da câmara quando esta se encontra em “repouso” ou livre de materiais ou com um trabalho a decorrer dentro da CFL.

Classes de Pureza do Ar; Federal Standard No. 209E

Classe 100

A contagem de partículas não excede um total de 100 partículas por pé cúbico (3-4 partículas por cm3).

Cada partícula tem um tamanho de 0,5 microns ou mais.

Classe 10. 000

A contagem de partículas não excede um total de 10.000 partículas por pé cúbico (353 partículas por cm3), com um tamanho de 0,5 microns ou mais; ou um total de 65 partículas por pé cúbico (2-3 partículas por cm3), com um tamanho de 5,0 microns ou mais.

Classe 100.000

A contagem de partículas não excede um total de 100.000 partículas por pé cúbico (531 partículas por cm3), com um tamanho de 0,5 microns ou mais; ou um total de 700 partículas por pé cúbico (25 partículas por cm3), com um tamanho de 5,0 microns ou mais.

Introdução às Câmaras de Segurança Biológica

A necessidade de protecção do operador, produto e ambiente relativamente aos perigos biológicos e contaminação cruzada, durante os procedimentos de rotina, nunca foi tão importante. A Interface disponibiliza, muitos tipos de câmaras de segurança biológica desenhadas para uma ampla gama de aplicações em laboratórios de ciências biológicas, clínicas, laboratórios farmacêuticos e indústria.

Devido à natureza crítica do trabalho destes laboratórios, estas câmaras foram desenhadas e construídas para cumprir requisitos específicos do local de trabalho, e para funcionar de modo a garantir a margem mais ampla de segurança e protecção do produto em condições laboratoriais exigentes.

A Interface encoraja a aprender o máximo possível sobre as possibilidades, limitações e uso adequado de câmaras de segurança específicas. A adequação de cada câmara de contenção para a segurança do operador deverá ser confirmada por um especialista de higiene industrial ou entidade de segurança qualificada.

Fazemos o convite para a colocação de perguntas e comentários via telefone, via e-mail, ou durante as nossas visitas.

Objectivo da Câmara

Uma câmara de fluxo laminar de segurança biológica é desenhada para fornecer três tipos básicos de protecção:

  • Protecção do operador relativamente a agentes perigosos, manipulados no interior da câmara.
  • Protecção do produto para evitar a contaminação do trabalho, ensaio ou processo.
  • Protecção do ambiente de contaminantes presentes no interior da câmara.

Como São Classificadas as Câmaras de Segurança Biológica

A classificação é um aspecto importante na selecção de qualquer câmara de segurança biológica. Ao longo dos anos, a comunidade científica adoptou uma lista de critérios de classificação, geralmente aceites, para diferenciar os atributos de capacidade e funcionamento. As câmaras de segurança biológica estão divididas em 3 categorias:

Classificação

Nível de segurança biológica

Aplicação

Classe I

1, 2, 3

Agentes biológicos de risco baixo e moderado

Classe II

1, 2, 3

Agentes biológicos de risco baixo e moderado

Classe III

4

Agentes biológicos de risco alto

NSF

A NSF Internacional (National Sanitation Foundation) efectua testes nas câmaras de segurança biológica para assegurar que os produtos cumprem padrões mínimos para as classificações de câmaras definidos pela NSF.

  • As normas NSF são revistas de 5 em 5 anos.
  • Os testes são efectuados em câmaras e submetidas à NSF pelos fabricantes.
  • Os produtos que cumprem as normas são certificados pela NSF.
  • Os testes nas câmaras são repetidos de 5 em 5 anos.

Classe I- Apenas protecção do operador e ambiente

A câmara de segurança biológica Classe I é desenhada para fornecer protecção apenas do operador e ambiente.

  • A câmara da Classe I não protege o produto de contaminação porque o ar “sujo” da sala entra continuamente através da zona frontal da câmara para passar pela zona de trabalho.
  • Como unidade de contenção parcial, a câmara de Classe I é adequada para trabalhos envolvendo agentes de risco baixo ou moderado (níveis de segurança biológica 1, 2 e 3) onde existe uma necessidade de contenção, mas não de protecção do produto.
  • Ao contrário das hottes convencionais, o filtro HEPA das câmaras de classe I protege o ambiente ao fitrar o ar anteriormente à sua eliminação por exaustão.
  • A protecção do operador é possível pelo movimento constante do ar para o interior da câmara e longe do operador.

Classe II- Protecção do Produto, Operador e Ambiente

A Interface comercializa marcas, internacionalmente reconhecidas pela sua actividade em pesquisa e desenvolvimento de equipamentos e produtos de Classe II oferecendo uma linha completa de produtos.

Uma câmara de Classe II deve cumprir os requisitos necessários à protecção do produto, operador e ambiente. Este tipo de câmara é usado largamente em clínicas, hospitais, life sciences, laboratórios farmacêuticos e de investigação.

Em geral, as câmaras são classificadas pelo método através do qual certos volumes de ar são recirculados ou eliminados por exaustão.

As câmaras de segurança biológica de Classe II possuem três características chave:

  • Uma abertura de acesso frontal com um fluxo cuidadosamente contínuo para o interior da câmara.
  • Um fluxo de ar que é filtrado por um filtro HEPA, vertical e unidireccional (em direcção à câmara).
  • Ar filtrado por um fitro HEPA ao ser eliminado por exaustão para a sala onde se encontra a câmara; ou eliminado por exaustão para um sistema de exaustão específico das instalações.

O  fluxo de ar vertical e unidireccional, assim como a abertura de acesso frontal são características comuns à maioria das câmaras de Classe II. No entanto, uma vez que os vários designs de Classe II permitem diferentes padrões de fluxo de ar, velocidades, posição do filtro HEPA, taxas de ventilação e métodos de exaustão, torna-se necessária uma sub-classificação de tipopara diferenciar os vários designs de câmaras de Classe II.

No ano 2002, a National Sanitation Foundation (NSF International) reestruturou o sistema de classificação de Classes de forma a que fossem reflectidos atributos quanto à performance e instalação das câmaras.

Nova Classificação NSF de 2002

Câmaras anteriormente classificadas como pertencentes à Classe II, Tipo A/B3, são, a partir do ano de 2002 classificadas como sendo de Tipo A2. Estas câmaras poderão eliminar o ar, por exaustão, para a sala ou estar ligadas a um sistema de exaustão das instalações, através de uma conexão via “canopy”. (A NSF recomenda uma conexão do tipo “canopy” para câmaras a eliminar o ar por exaustão para o exterior da sala). Deixou de existir a classificação Classe II, tipo B3, para novos produtos.

É importante compreender as diferenças entre os tipos de câmaras para que seja possível seleccionar a câmara mais apropriada para cada aplicação.

Tipos de Câmaras de Classe II

Nova Classificação NSF (adoptada em 2002)

Antiga Classificação NSF

Descrição Geral

A1

Classe II, Tipo A

O ar descendente que passa através do filtro HEPA é uma mistura de ar recirculado e ar novo, i.e. parte do ar da câmara é recirculado e o restante sai através do sistema de exaustão.

 Entrada de ar a 75 FPM (0,38 m/s).

Pode ter plenum, biologicamente contaminado, com pressão positiva.

A2

Classe II, Tipo A/B3

O ar descendente que passa através do filtro HEPA é uma mistura de ar recirculado e ar novo, i.e. parte do ar da câmara é recirculado e o restante sai através do sistema de exaustão.

Entrada de ar a 100 FPM (0,5 m/s)

Plenum, biologicamente contaminado, sob pressão negativa ou rodeado por pressão negativa.

B1

Classe II, Tipo B1

A maior parte do ar descendente que passa através do filtro HEPA sai pelo sistema de exautão, para a atmosfera, através de outro filtro HEPA.

O ar da exaustão é puxado para o sistema de exaustão através de uma conduta de exaustão.

Entrada de ar a 100 FPM (0,5 m/s).

Todos os plenos, biologicamente contaminados, com pressão negativa relativamente à sala ou rodeados por plenos com pressão negativa.

B2

Classe II, Tipo B2

0% de ar recirculado; 100% de ar eliminado por exaustão a partir da câmara.

O ar da exaustão é puxado para o sistema de exaustão através de uma conduta de exaustão.

Entrada de ar a 100 FPM (0,5 m/s).

Todos os plenos e condutas estão sob pressão negativa.

Todas as condutas contaminadas estão sob pressão negativa ou rodeadas por condutas ou plenos com pressão negativa e exaustão directa.

Protecção Classe II

Relativamente a partículas

Relativamente a Vapores e Gases

TipoA1

Tipo A2

Operador, área de trabalho (produtos) e ambiente

Se a exaustão for para a sala: nenhuma; não são indicadas para trabalhos com vapores e gases.

Se tiverem sistema de exaustão, protegem o operador.

Se a exaustão for feita através de um sistema de exaustão com tratamento, protege o operador, a área de trabalho e o ambiente.

Tipo B1

Operador, área de trabalho (produtos) e ambiente

Oferece um máximo de protecção ao operador e à área de trabalho, se a fonte de vapor estiver o mais próximo da parte de trás da câmara; (oferece protecção do ambiente se a exaustão for feita através de um sistema com tratamento).

Tipo B2

Operador, área de trabalho (produtos) e ambiente

Oferece protecção ao operador; (oferece protecção ao ambiente se a exaustão for feita através de um sistema com tratamento).

Câmaras de segurança biológica

Classe II, TipoA1 e Tipo A2

Nas câmaras tipo A1 e A2, após passagem pelo filtro HEPA, o ar de exaustão pode sair para a sala ou para o exterior através de sitema de exaustão com conexão tipo “canopy”.

  • Oferece protecção ao produto, operador e ambiente.
  • Velocidade mínima de entrada de ar:

Tipo A1 – 75 FPM (0,38 m/s);

Tipo A2 – 100 FPM (0,5 m/s).

  • O ar que passa pelo filtro HEPA, direccionado para o topo da câmara é uma mistura de ar recirculado e de ar que entra de novo, num plenum comum.
  • Condutas e plenos biologicamente contaminados:

Tipo A1 sob pressão positiva, com exaustão para a sala.

Tipo A2 sob pressão negativa ou rodeados por pressão negativa.

Câmara Tipo B3, Classe II

A Classe II, classificação Tipo B3 foi eliminada pela NSF. Estas câmaras são actualmente designadas TipoA2 e a exaustão é feita para o exterior.

Câmara Classe II Tipo B1

  • Oferece protecção a produtos, operador e ambiente.
  • A câmara faz a exaustão de aproximadamente 60% do ar, através de um filtro de exaustão HEPA.
  • Os restantes 40% do ar são recirculados para a área de trabalho, através do filtro HEPA de fornecimento de ar para a câmara.
  • O fluxo de ar descendente que passa pelo filtro HEPA contém ar recirculado não contaminado.
  • A velocidade mínima de entrada do ar é 100 FPM.
  • A maior parte do ar contaminado é eliminada por exaustão, através de uma conduta de exaustão para o exterior, após passagem por um filtro HEPA.
  • Todas as condutas e plenos biologicamente contaminados estão sob pressão negativa ou rodeado por condutas ou plenos com pressão negativa.
  • As câmaras Tipo B1 têm que ter uma conexão rígida para o sistema de exaustão.

Câmara Classe II, Tipo B2

  • As câmaras Classe II, Tipo B2 são câmaras de exaustão total, muito utilizadas em laboratórios de toxicologia e aplicações semelhantes onde o efluente químico está presente e o ar limpo é essencial.
  • Não há recirculação para a área de trabalho.
  • O ar da sala entra através de um ventilador/ motor no cimo da câmara e passa através de um filtro HEPA de fornecimento para a área de trabalho com fluxo de ar vertical unidireccional.
  • O ar que desce é puxado através da base da câmara através das grelhas perfuradas frontal e traseira.
  • Simultaneamente, o ar que entra através da entrada frontal perfurada é puxado através da grelha e vai imediatamente para a exaustão.
  • 100% do ar é puxado para a exaustão para tratamento apropriado.
  • As câmaras Tipo B2 devem ter conexão rígida para um sistema de exaustão.

Câmaras Classe III, Contenção Total

As câmaras de segurança biológica Classe III são “gas-tight”, desenhadas para uso com agentes biológicos de alto risco. As câmaras Classe III fornecem o mais alto nível de protecção do operador, produto e ambiente.

As aplicações típicas incluem:

  • Trabalho com doenças emergentes ou doenças assinaladas como próximas da erradicação.
  • Pesagem e diluição de químicos carcinogénicos.
  • Trabalho com concentrações altas ou agentes com risco baixo ou moderado.
  • Uso de equipamentos ou instrumentos geradores de grandes volumes de aerossóis.
  • Máxima contenção de agentes altamente infecciosos ou materiais experimentais perigosos
  • Constituem um nível extra de segurança não disponível nas câmaras de Classe I e II.
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