نکات ایمنی ضروری کار با سانتریفیوژ

سانتریفیوژها از جمله قدرتمندترین و در عین حال خطرناک‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی هستند که به دلیل سرعت چرخش بسیار بالا، پتانسیل تبدیل شدن به یک پرتابه مخرب را دارند. اگر به دنبال پاسخ سریع برای حفظ امنیت خود هستید: مهم‌ترین نکات ضروری کار با سانترفیوژ شامل تراز کردن دقیق لوله‌ها (Balancing) با اختلاف وزن کمتر از ۰.۱ گرم، بازرسی دائمی روتور برای اطمینان از عدم وجود خوردگی یا ترک، و هرگز باز نکردن درب دستگاه تا توقف کامل موتور است. نادیده گرفتن حتی یکی از این موارد می‌تواند منجر به انفجار روتور، انتشار آئروسل‌های سمی یا آسیب‌های شدید فیزیکی شود. اما ایمنی در سانتریفیوژ فراتر از یک تراز ساده است؛ جزئیاتی مانند انتخاب لوله مناسب برای نیروی G مشخص و مدیریت صحیح نمونه‌های عفونی، مرز میان یک آزمایش موفق و یک فاجعه آزمایشگاهی را تعیین می‌کنند. در ادامه این مقاله جامع از کیان پرتو تجهیز، تمامی استانداردهای ایمنی بین‌المللی و پروتکل‌های اضطراری را بررسی خواهیم کرد تا امنیت شما و تجهیزاتتان به طور کامل تضمین شود.

چرا رعایت نکات ایمنی در سانتریفیوژ حیاتی است؟

دستگاه سانتریفیوژ که یکی از حیاتی‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی است، با استفاده از نیروی گریز از مرکز، ذرات را بر اساس چگالی جدا می‌کند. در سرعت‌های بالا، روتور این دستگاه انرژی جنبشی عظیمی ذخیره می‌کند؛ برای درک بهتر، یک روتور کوچک که با سرعت ۲۰,۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد، انرژی معادل یک خودروی در حال حرکت دارد. اهمیت ایمنی در این دسته از تجهیزات آزمایشگاهی زمانی مشخص می‌شود که بدانیم اگر روتور از تعادل خارج شده یا بشکند، این انرژی به صورت آنی آزاد شده و می‌تواند بدنه دستگاه را شکافته و به محیط اطراف پرتاب شود. علاوه بر خطرات فیزیکی، خطر انتشار ذرات معلق (آئروسل) در محیط کار با این ابزارها، یکی از جدی‌ترین تهدیدات برای سلامت پرسنل محسوب می‌شود.

چک‌لیست و نکات ضروری کار با سانترفیوژ قبل از شروع

پیش از فشردن دکمه استارت، باید مجموعه‌ای از بازرسی‌ها را انجام دهید. بسیاری از حوادث به دلیل فرسودگی قطعات یا خطاهای کوچک در مرحله آماده‌سازی رخ می‌دهند. رعایت موارد زیر از جمله نکات ضروری کار با سانترفیوژ در مرحله پیش‌عملیاتی است:

• بررسی سلامت روتور: روتور را از نظر وجود خط و خش، خوردگی شیمیایی یا تغییر رنگ بررسی کنید. کوچک‌ترین ترک در فلز روتور تحت نیروی G بالا به یک شکاف عمیق تبدیل می‌شود.

• انطباق لوله و روتور: اطمینان حاصل کنید که لوله‌های آزمایش برای سرعت مورد نظر شما رتبه‌بندی شده‌اند. استفاده از لوله‌های پلاستیکی معمولی در دورهای بالا باعث متلاشی شدن لوله و خروج نمونه می‌شود.

• تمیزی محفظه: هرگونه باقی‌مانده شیشه، پودر یا مایع از عملیات‌های قبلی باید پاک شود تا از عدم تعادل و لرزش جلوگیری گردد.

• سلامت واشرها (O-rings): در سانتریفیوژهای یخچال‌دار یا بیولوژیک، واشرهای درب و روتور باید چرب و سالم باشند تا از نشت هوا و نمونه جلوگیری کنند.

قانون طلایی: نحوه صحیح تراز کردن (Balancing)

عدم تعادل، شایع‌ترین علت خرابی سانتریفیوژ است. لرزش ناشی از ناهماهنگی وزن، باعث فشار مضاعف به شفت موتور و در نهایت شکستن آن می‌شود. برای رعایت دقیق این بخش از نکات ضروری کار با سانترفیوژ، مراحل زیر را دنبال کنید:

مراحل ۵ گانه تراز کردن روتور

1. توزین دقیق: لوله‌ها را جفت‌جفت با ترازوی دیجیتال وزن کنید. اختلاف وزن نباید از حد مجاز دستگاه (معمولاً ۰.۱ گرم) فراتر رود.

2. تقارن هندسی: لوله‌ها را دقیقاً روبروی هم در روتور قرار دهید. اگر تعداد لوله‌ها فرد است، از یک لوله "Dummy" حاوی آب با وزن دقیقاً مشابه استفاده کنید.

3. توزیع یکنواخت در روتورهای زاویه‌دار: در روتورهای ثابت (Fixed-angle)، علاوه بر وزن، توزیع جرم در داخل لوله نیز باید مشابه باشد (مثلاً ارتفاع مایع در هر دو لوله برابر باشد).

4. استفاده از آداپتور مناسب: اگر لوله کوچک‌تر از حفره روتور است، حتماً از آداپتور مخصوص استفاده کنید تا لوله در حین چرخش تکان نخورد.

5. چک کردن نهایی: پیش از بستن درب، یک بار دیگر به صورت بصری تقارن چیدمان را کنترل کنید.

مدیریت خطرات بیولوژیک و شیمیایی

در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی یا تحقیقاتی، سانتریفیوژ کردن نمونه‌های حاوی ویروس یا باکتری می‌تواند منجر به تولید آئروسل شود. اگر لوله‌ای در حین چرخش بشکند، این ذرات در فضای محفظه پخش شده و به محض باز شدن درب، در کل آزمایشگاه منتشر می‌شوند.

• استفاده از Safety Cups: برای نمونه‌های پرخطر، حتماً از روتورهایی با درب ایمنی (Aerosol-tight) استفاده کنید.

• توقف ۳۰ دقیقه‌ای: در صورت مشکوک شدن به شکستن لوله در حین کار، دستگاه را خاموش کرده و حداقل ۳۰ دقیقه صبر کنید تا ذرات معلق ته‌نشین شوند، سپس درب را باز کنید.

• ضدعفونی مداوم: روتورها را با محلول‌های غیرخورنده (مانند الکل ۷۰ درصد) تمیز کنید. استفاده از سفیدکننده‌های قوی (وایتکس) باعث خوردگی آلومینیوم روتور و کاهش ایمنی آن می‌شود.

جدول مقایسه مخاطرات و اقدامات پیشگیرانه در سانتریفیوژ

در جدول زیر، مهم‌ترین حوادث احتمالی و روش‌های مقابله با آن‌ها برای رعایت نکات ضروری کار با سانترفیوژ آورده شده است:

محاسبات فنی و اهمیت نیروی $RCF$

بسیاری از کاربران به اشتباه تنها به $RPM$ (دور بر دقیقه) توجه می‌کنند، در حالی که نیروی واقعی وارد بر نمونه و روتور، $RCF$ (نیروی نسبی سانتریفیوژ) یا همان نیروی G است. محاسبه این نیرو برای رعایت ایمنی لوله‌ها ضروری است:

$$RCF = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times (RPM)^2$$

در این فرمول، $r$ شعاع روتور بر حسب سانتی‌متر است. اگر لوله‌ای برای $5000g$ طراحی شده باشد اما شما آن را در دستگاهی با شعاع بزرگتر با همان دور همیشگی بچرخانید، ممکن است لوله تحت فشار متلاشی شود. همیشه پیش از تنظیم سرعت، دفترچه راهنمای لوله‌ها و دستگاه را تطبیق دهید.

نگهداری و بازرسی‌های دوره‌ای

ایمنی سانتریفیوژ یک فرآیند مستمر است. نباید منتظر بمانید تا دستگاه صداهای غیرعادی تولید کند.

• روغن‌کاری شفت: به صورت هفتگی شفت موتور و نقاط اتصال روتور را با روغن مخصوص تمیز و روان‌کاری کنید.

• کالیبراسیون سرعت: سالی یک بار سرعت واقعی را با تاکومتر خارجی چک کنید تا از دقت سنسورهای داخلی مطمئن شوید.

• ثبت گزارش کارکرد (Logbook): برای هر روتور یک دفترچه یادداشت داشته باشید و تعداد ساعات کارکرد و سرعت‌های استفاده شده را بنویسید. روتورها عمر مفیدی دارند (مثلاً ۱۰ سال یا ۱۰۰,۰۰۰ ساعت کارکرد) و پس از آن باید از رده خارج شوند.

• بررسی کابل برق: اطمینان حاصل کنید که دستگاه به سیستم اتصال به زمین (Earth) متصل است تا از شوک الکتریکی جلوگیری شود.

نتیجه‌گیری

رعایت نکات ضروری کار با سانترفیوژ تنها برای محافظت از یک دستگاه گران‌قیمت نیست، بلکه مستقیماً با جان و سلامت شما در ارتباط است. سانتریفیوژ دستگاهی نیست که بتوان در کار با آن بی‌دقتی کرد؛ حتی یک میلی‌گرم اختلاف وزن یا یک ترک میکروسکوپی روی بدنه روتور می‌تواند در سرعت‌های بالا به فاجعه منجر شود. با آموزش صحیح پرسنل، استفاده از تجهیزات حفاظتی فردی، کالیبراسیون دوره‌ای و پایبندی به پروتکل‌های تراز کردن، می‌توان ریسک کار با این تجهیزات را به حداقل رساند. به یاد داشته باشید که در صورت شنیدن هرگونه صدای ناهنجار، لرزش غیرعادی یا بوی سوختگی، بلافاصله عملیات را متوقف کرده و تا زمان بازرسی فنی توسط متخصص، از دستگاه استفاده نکنید. ایمنی در آزمایشگاه با آگاهی شروع و با تکرار رفتارهای درست نهادینه می‌شود. همچنین در پایان اگر به مواد شیمیایی آزمایشگاهی نیاز دارید کلیک کنید.

سوالات متداول