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食品实验室的设计建设思路
2023-09-20
食品实验室的设计建设思路(图1)

食品实验室的设计建设是一个非常复杂的系统工程,作为实验人员虽然不用我们亲自动手进行设计建设,但是一些实验室设计建设的基本知识还是必须掌握,掌握这些知识可以帮助我们更好地了解自己的实验室,工作起来事半功倍。
食品检测实验室在专业上涉及到食品化学、物理学、微生物学、分子生物学和食品感官品评等多个学科,在功能上又涉及到给水、排水、通风、排风、强电、弱电、空调、消防、废气、废液处理、集中供气等复杂的工艺技术,同时还要考虑到环保、安全、可持续性发展等诸多因素,因此是一个复杂的系统工程。
按照实验室建筑的设计、建设要求不同,食品检测实验室分为通用实验室和特殊实验室。特殊实验室一般包括:食品感官检测实验室、食品微生物检测实验室、食品分子生物学检测实验室、食品毒理学实验室等。食品检测实验室按照下面要求设计就对了。


食品实验室的设计建设思路(图2)




食品实验室的设计建设思路(图3)




食品实验室的设计建设思路(图4)

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食品实验室的设计建设思路(图4)

食品实验室布局原则


食品实验室的设计建设思路(图1)

一是科学性原则。考虑到食品检测实验室的专业性,在食品检测实验室布局过程中,应该根据食品检测实验的特点。正确分析食品检测实验室的结构构成及组成部分,掌握科学性原则,在食品安全检测实验室的整体结构和具体功能区的划分中,考虑到实际使用的因素,确保食品检测实验室整体布局能够在科学性上达标,确保食品安全实验室布局需要。
二是合理性原则。基于对食品检测实验室的了解,食品安检测实验室在建设过程中合理的布局,是提高食品安全检测实验室利用效果的关键。根据当前食品安全检测实验室的构建实际,在具体的布局过程中,掌握合理性原则是十分必要的。合理性原则主要是指食品安全检测实验室在布局中应保证每个设备和每个区域的布局都能够做到科学合理,并提高功能区的作用,确保实验设备能够得到充分使用。
三是节约性原则。基于成本考虑和空间考虑,食品检测实验室的总体空间是有限的,如何在有限空间内实现各项功能区和实验设备的优化,对食品检测实验室的布局而言具有重要意义。


食品实验室的设计建设思路(图7)


食品实验室的设计建设思路(图4)

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食品实验室的设计建设思路(图4)

食品实验室设计要求


食品实验室的设计建设思路(图4)

1、食品检测实验室选址要求


食品实验室的设计建设思路(图1)

(1)实验室应选择在清洁安静的场所,远离生活区,锅炉房与交通要道;
(2)实验室应选择在光线充足,通风良好的场所,要与生产加工车间有一定距离;
(3)实验室应选择在方便扦样与检验,距离车间较近的工作场所。


食品实验室的设计建设思路(图2)


食品实验室的设计建设思路(图4)

2、环境要求通风


食品实验室的设计建设思路(图1)

实验室经常由于实验时间长,人员多和实验过程中产生一些有害气体,造成空气污浊,对人体不利。为了防止实验室工作人员吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机气体,实验室中应有良好的通风,必要时应设空调。

通风设备:通风柜、通风罩或局部通风装置。

温度和湿度:实验室要求适宜的温度和湿度。室内的小气候,包括气温、湿度和气流速度等,对在实验室工作的人员和仪器设备有影响。夏季的适宜温度应是18~28℃,冬季为16~20℃,湿度最好在30%(冬季)~70%(夏季)之间。
洁净度:经常保持实验室的清洁是非常重要的。室外大气中的尘埃,借通风换气过程会进入实验室,实验内含尘量过高,空气不净,不但影响检测结果,而且,其微粒落在仪器设备的元件表面上,可能构成障碍,甚至造成短路或其他潜在危险。



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食品实验室的设计建设思路(图4)

3、设施要求供水与排水、排污


食品实验室的设计建设思路(图1)

实验室都应有供排水装置,排水装置最好用聚氯乙烯管,接口用焊枪焊接。化学检验实验台有可能都应安装水管、水龙头、水槽、紧急冲淋器、洗眼器等,一般实验室的废水无须处理就可排入城市下水网道,而实验室的有害废水必须净化处理后才能排入下水网道。
供电:电力是实验室重要动力。为保障实验室的正常工作,电源的质量、安全可靠性及连续性必须保证。一般用电和实验用电必须分开;对一些精密、贵重仪器设备,要求提供稳压、恒流、稳频、抗干扰的电源;必要时须建立不中断供电系统,还要配备专用电源,如不间断电源(UPS)等。
供气与排气:实验室使用的压缩气体钢瓶,应保持最少的数量,必须牢牢固定,或用金属链栓牢,绝不能靠近火源,直接日晒,高温房间等温度可能升高的地方使用。实验室的废气的处理,如量少,可直接排出室外;但排出管必须高出附近房顶3m左右,对毒性较大或数量多的废气,可参考工业废气处理方法如用吸附,吸收,氧化,分解等方法来处理。


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食品实验室的设计建设思路(图4)

注意事项


食品实验室的设计建设思路(图1)

1、若实验用房包含不同性质的实验室,在实验楼中自上而下应按毒理、理化、微生物依次布置,以便合理设置工程管网,同时有利于有毒有害气体的排放。
2、对于容易造成交叉干扰又难以有效隔离的实验室不能设置在同一楼层内。
3、实验室若要求洁净、安静,应尽量设置在高层。
4、大型仪器间应避免阳光直射,需要供气的仪器在满足工作流程的情况下尽量集中摆放。用于滴定、比色等操作的化学分析间要求房屋的光线良好。
5、样品处理间与仪器分析间分开设置;有机前处理间与无机前处理间分开设置。
6、气瓶间尽量设在少人走动的阴凉角落位置,可燃气体和不可然气体分开放置,可燃气体与助燃气体分开


食品实验室的设计建设思路(图2)


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食品实验室的设计建设思路(图4)

实验室废气


食品实验室的设计建设思路(图24)

1.废气的组成与危害


食品实验室的设计建设思路(图1)

化学实验室室内空气污染物种类很多,成分复杂,排放具有间歇性,主要空气污染物包括有机空气和无机空气两大类。有机气体包括四氧化碳、甲烷、乙醚、乙硫醇、苯、醛类等。无机气体包括一氧化碳、二氧化碳、卤化氢、硫化氢、二氧化碳等。


食品实验室的设计建设思路(图2)


食品实验室的设计建设思路(图4)

2.实验室废气处理方法


食品实验室的设计建设思路(图1)

目前对气态污染物的处理方法一般可分为湿法和干法两大类,具体需要根据化学实验室废气特点来选择高效、低成本的方法。


食品实验室的设计建设思路(图2)


食品实验室的设计建设思路(图24)

(1)湿法废气处理。


食品实验室的设计建设思路(图1)

湿法废气处理采用酸雾化塔进行废气处理,适于净化氯化氢气体、氟化氢气体、氨气、硫酸雾、铬酸雾、氰化氢气体、硫化氢气体、低浓度的NOx废气等水溶性气体,具备净化效果好、结构紧凑、占地面积小、耐腐蚀、抗老化性能好、安装、运输、维修管理方便、设备结构较为简单、一次性投资少等特点,因而广泛适用于对气态污染物的处理。
酸雾净化塔适用于高层建筑面上安装,工作原理是酸雾废气有由风机压入净化塔,经过喷雾及填料层,废气与氢氧化钠吸收中和液进行气液两相充分接触吸收中和反应,酸雾废气经过净化后,再经脱液层脱液处理,然后排入大气。净化后的酸雾废气可低于国家排放标准。


食品实验室的设计建设思路(图2)


食品实验室的设计建设思路(图24)

(2)干法废气处理。


食品实验室的设计建设思路(图1)

干法废气处理是指气体混合物与多孔性固体接触时,利用固体表面存在的未平衡的分子引力或者化学健力,把混合物种某一组分或某些组分吸附在固体表面上的过程。具有吸附作用的固体称为吸附剂,该方法的优点是设备简单,操作方便,易于实现自动化控制。但是因吸附剂的物化性质不同,具有较强的针对性,所以处理含不同有害物质的废气必须配置不同理化性能的吸附剂,才能起到良好的气体净化作用;如果废气通过吸附剂的时间较短,废气中有害物质含量过高,废气净化的效果就会不理想;在废气通过吸附介质时,由于气流受固体介质的阻挡作用,须增加风机的功率才能保证通风系统的正常风速。吸附剂需要定期更换或作再生处理才能保证吸收装置的正常运行。
所以,该方法在实际应用中需要投入一定的费用和人力,此种方法一般用于废气中还物质的种类相对稳定且含量较低的废气处理,这样便于采用一种有针对性的吸附剂。
干法废气处理一般采用有机气体活性炭吸附装置,其原理是活性炭具有很多微孔及很大的比表面积,依靠分子引力和毛细管作用,能够使溶剂蒸汽和挥发性物质吸附于其表面,有根据不同位置的的沸点,用蒸汽将吸附物质析出。当采用蒸汽为解除吸介质时,洗出的有机溶剂蒸汽与水蒸气一起通过冷凝器凝结,进入分离桶经分离后回收有机溶剂。


食品实验室的设计建设思路(图2)


食品实验室的设计建设思路(图4)

实验室废水


食品实验室的设计建设思路(图4)

1.废水的组成与危害


食品实验室的设计建设思路(图1)

实验室产生的废水包括多余的样品、标准曲线及样品分析残液、失效的贮藏液和洗液、大量洗涤水等。几乎所有的常规分析项目都不同程度存在着废水污染问题。这些废水中成分包罗万象,包括最常见的有机物、重金属离子和有害微生物等及相对少见的氰化物、细菌、毒素、各种农药残留、药物残留等。
有超标重金属的废水一旦排到干净的下游,就会污染大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有差别,一旦用这些水源来灌溉,必然会让土壤及农作物成为重金属污染对象。人食用在重金属污染的土壤上种出来的农作物,很容易受到重金属的毒害。


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食品实验室的设计建设思路(图4)

2.废水的处理方法


食品实验室的设计建设思路(图1)

一般有物理法、化学法、生物法。物理法主要利用物理作用一分离废水中的悬浮物;化学法主要利用化学反应来处理废水中的溶解物质或胶体物质;生物法是去除废水中的胶体和溶解中的有机物质。上述三种基本处理方法各有其特点和适用条件。在废水排入地面水中要按排放要求来确定处理程度,同时应结合水体的自净能力,通常根据有害物质和溶解氧的指标来确定水体的容许负荷,即排入水体的容许浓度。


食品实验室的设计建设思路(图2)


食品实验室的设计建设思路(图4)

(1)对酸性废水的处理。


食品实验室的设计建设思路(图1)

利用碱性废水进项中和,是废水的pH接近中性;在酸性废水中投入中和剂,酸性废水通过碱性滤层过滤中和。


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(2)对碱性废水的处理。


食品实验室的设计建设思路(图1)

利用酸性废水进行中和,在碱性物质中投放酸性中和剂;向碱性废水中鼓入烟道废气(酸性气体二氧化碳或二氧化硫);利用水中二氧化碳中和碱性废水。


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食品实验室的设计建设思路(图4)

(3)对综合废液的处理。


食品实验室的设计建设思路(图1)

采用“水质均化+中和过滤→中和混凝→置换内电解→生物吸附池→沉淀池和清水池“”工艺进行处理。在废水处理中,为了保护pH值的在线控制系统,采用中和过滤技术,保证酸碱废水能稳定达标,并节省了药剂,采用了组合式填料实现泥污固定化;消毒处理工段采用先进的臭氧发生器消毒;污泥消化采用脉冲布水器布实现污泥减量化。该工艺可以对复杂的有机物进行分解,能稳定处理实验废水中产生药剂对废水的影响。并且该工艺运行费用低,管理方便,适应范围广。
通过合理布局,尽量减少占地面积;做好绿化设计,对污水站进行合理的规划,使之成为实验室中心的一处景观。


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食品实验室的设计建设思路(图4)

实验室固体废物






食品实验室的设计建设思路(图1)

实验室产生的固体废物包括多余的样品、分析产物、消耗或破损的实验用品、残留或失效的化学试剂等。这些固体废物的成分复杂,涵盖各类化学、生物污染物,尤其是不少过期失效的化学试剂,处理稍有不慎,很容易导致严重的污染事故。


食品实验室的设计建设思路(图2)


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