Боксы.

Попытки применения изолирующих устройств при выполнении лабораторных операций стали пред­приниматься уже в 40—50-х годах, причем они были направлены главным образом на защиту операторов от различных продуктов.

Из многих методов, применяемых для предотвраще­ния загрязнения внешней среды, использование изоли­рующих устройств оказалось наиболее эффективным. К. таким устройствам часто относят разнообразное обо­рудование: от простого вытяжного шкафа до вентили­руемых костюмов и систем герметичных боксов с рези­новыми перчатками.

Для микробиологической промышленности несомнен­ный интерес представляют технические устройства, ко­торые боксируют оборудование, генерирующее аэрозо­ли целевых микроорганизмов, например сепараторы. Описан герметичный бокс для центрифуги периодиче­ского действия [163].

Центрифуга размещена в специально сконструированном боксе размером 180x140X90 см, изготовленном из стали, покрытой эма­лью. Центрифуга находится в нижней части бокса и отделена от верхней части перегородкой, выполняющей функцию рабочей по­верхности. Такая конструкция считается более предпочтительной, чем установка бокса в верхней части центрифуги, поскольку послед­ний вариант не обеспечивает достаточной степени защиты окру­жающей среды в случае поломки ротора, приводящей к утечке про­дукта через приводной механизм.

Точки крепления центрифуги приварены к основанию бокса с тем, чтобы в случае неисправности ротора легче было распреде­лить энергию движения. Все соединения между боксом и связан­ным с ним оборудованием изготовлены из гибких шлангов. Окна с ■трех сторон обеспечивают хороший обзор рабочей поверхности, а большая дверь спереди — доступ в бокс. В потолке бокса вмонти­рованы флюоресцентная и ультрафиолетовая лампы. Для выполне­ния каких-либо операций вручную бокс снабжен шестью рукавами с неопреновыми перчатками. Ввод и удаление проб из полости бокса производятся через транспортное отверстие.

Ежемесячно бокс испытывают на герметичность путем запол­нения его фреоном-12 и создания избыточного давления до 490— 500 Па. Как и при проверке оборудования (см. раздел И), места утечки определяют с помощью галоидного течеискателя, а затем их заделывают специальными пластиками (состав не указан). Ско­рость утечки менее 0,5% от общего объема бокса в час при избы­точном давлении до 490 Па считают допустимой. Бокс соединен с центральной системой удаления отработанного воздуха из лабора­тории, и в нем поддерживается разрежение около 372 Па во время работы центрифуги и деконтаминации. В случае утечек это обеспечивает предотвращение выхода биологически активных аэрозолей в помещение.

Во время работы центрифуги воздух нагнетается в бокс со скоростью 11,32 м³/мин. Воздух фильтруется как до поступления в бокс, так и перед выпуском путем пропускания его через высо­коэффективные фильтры, защищенные предфильтрами. Высокая скорость воздушного потока гарантирует быстрое осаждение аэро­золей на фильтре и обеспечивает дополнительно охлаждение цент­рифуги. Перепад давления на фильтрах контролируется маномет­рами, и в случае, если показания в 2 раза превысят первоначаль­ное значение, фильтр автоклавируют и заменяют.

По окончании работы центрифуги и после удаления проб через транспортное отверстие бокс стерилизуют ■ химическим методом. Для этого в нижнюю часть бокса через теплообменник для обес­печения полного испарения подается смесь, состоящая из 12% окиси этилена и 88% фреона-12. Необходимая концентрация стерилизую­щей смеси в боксе поддерживается автоматически.

Во внутренние стенки бокса вмонтированы электрические мас­ляные радиаторы. В начале цикла деконтаминации к ним подается энергия, в результате температура в боксе повышается до 55° С и регулируется двумя последовательно установленными термоста­тами. Увлажнитель, расположенный в верхней части бокса, генери­рует достаточное количество пара для поддержания относительной влажности на уровне 50+5%. Когда бокс заполнен смесью окиси этилена с фреоном, автоматически включаются четыре вентилятора, установленные горизонтально на рабочей поверхности.

После экспонирования в смеси окиси этилена и фреона в те­чение 16 ч при 55° С и 50% относительной влажности бокс венти­лируют воздухом, который вытесняет смесь через дно бокса. При этом деконтаминирующий газ проходит через струю воды, которая поглощает окись этилена, фреон выпускается в атмосферу через си­стему удаления отработанного воздуха из лаборатории. Для опо­рожнения бокса требуется 30 мин. Затем через бокс пропускается воздух еще в течение 15 мин для удаления остаточных следов окиси этилена. Обычно бокс очищают в течение ночи. Во время стерили­зации в различных местах бокса распределяются биологические ин­дикаторы.

Особенности устройства и эксплуатации бокса рас­смотрены достаточно подробно для того, чтобы показать сложности решения задач по локализации БАЧ в усло­виях микробиологических производств. Бокс является, по существу, одной из элементарных ячеек, в которых осуществляется комплекс процессов, обеспечивающих защиту персонала и окружающей среды от БАЧ (гер­метизация и оценка ее эффективности, очистка воздуха методом фильтрации, химические методы деконтамина­ции, эффективная вентиляция, в том числе и с примене­нием ламинарного потока воздуха).

В последние годы появилось много различных кон­струкций боксов. Поэтому предпринимаются попытки их классификации по разным признакам. Например, боксы разделяют на три класса. К классу I относится бокс с открытой передней частью, скорость прохождения воз­духа через отверстие около 23—30 м/мин. Бокс класса II аналогичен боксу класса I, но рабочее отверстие закры­то перегородкой с отверстиями, которые могут быть или открытыми, или с вмонтированными резиновыми пер­чатками. Боксы класса III герметичные, с так называе­мой абсолютной изоляцией. Подаваемый в них воздух проходит через высокоэффективные воздушные фильт­ры. Боксы всех типов соединены через такие фильтры или устройства для термической стерилизации с вытяж- 247

ными вентиляторами.

Как отмечалось выше, удалить загрязнения из ло­кальной и общей зон контаминации можно наиболее быстро и эффективно с помощью методов, основанных на использовании ламинарного потока воздуха. В гори­зонтальном или вертикальном воздушном потоке, пере­мещающемся без сильного возмущения, поперечный по­ток аэрозоля либо незначителен, либо отсутствует вовсе, поскольку частицы быстро увлекаются с рабочей по­верхности в систему высокоэффективных фильтров, со­ставляющих часть системы рециркуляции воздуха. Бокс с ламинарным потоком воздуха стал одним из элемен­тов изолирующего оборудования, способного обеспечи­вать предотвращение контаминации продукта и защиту оператора. На рис. 44 показано движение воздуха в

Рис. 44. Принципиальная схема воздушного потока в микробиологи­ческом боксе.

Скачкообразное снижение давления обозначено знаком +.

типичном микробиологическом боксе с ламинарным по­током. Боксы такого типа имеют некоторые особенности {158]. Например, горизонтальный поток воздуха являет­ся, на первый взгляд, экономически более выгодным, чем вертикальный, поскольку требует небольшой филь­трующей поверхности. Однако вертикальный поток обеспечивает более эффективное удаление всех частиц из бокса. Если при требуемой скорости потока 0,45 м/с гарантируется расход воздуха около 1600 м³/ч на 1 м² фильтрующей поверхности, то этот режим является оп­тимальным.

При разработке конструкции бокса особое внимание было уделено тому, чтобы стенки бокса не имели вы­ступов и все клапаны и регуляторы давления в подво­дящей магистрали монтировались вне помещения. Там, где это возможно, использовали стенки с двойным остеклением до самого пола с тем, чтобы у работающе­го персонала не появлялось чувства изолированности. Освещается бокс снаружи. Желательно бесшовное по­крытие пола (поливинилхлорид, эпоксидные смолы и др.), однако в боксе сделаны стойкие к истиранию ке­рамические полы, поскольку осколки разбитой посуды на таком полу не оставляют царапин.

Для обеспечения максимальных требований произ­водственной санитарии воздух, выбрасываемый из мик­робиологических боксов с ламинарным потоком, должен отводиться по трубам из лаборатории в системы окон­чательной очистки.

Современные микробиологические боксы с ламинар­ным потоком воздуха имеют и определенные недостат­ки, которые следует учитывать на практике. Рецирку­ляция около 75% воздуха, подаваемого в бокс, пре­пятствует использованию бокса для изоляции воспла­меняющихся растворителей. В устройствах, в которых выпускаемый из бокса воздух попадает вновь в окру­жающую среду помещения, нельзя надежно изолиро­вать вещества с неприятным запахом. Подобные недо­статки сводят применение такого бокса лишь для изо­ляции контаминантов в виде частиц. Существенным не­достатком является и трудность контроля рабочего ре­жима. Опыт показал, что большинство проверяемых в рабочих условиях боксов не отвечает требованиям воз­душного баланса и эффективности фильтрации.

Из данных табл. 40 следует, что в результате испы­таний 94 боксов различных типов, изготовленных раз­личными фирмами, 52% оказались дефектными из-за пропуска фильтров, 64% забракованы из-за неприемле- 249

Таблица 40. Результаты испытаний в рабочих условиях микробиологических боксов с ламинарным потоком [105]

мого профиля скоростей воздуха. Таким образом, су­ществующие конструкции боксов далеко не совершен­ны и не в полной мере отвечают требованиям микробио­логических производств.