Buồng cân nguyên liệu – Thông số kỹ thuật và Ứng dụng

Trong nhà máy dược phẩm việc cân chia mẫu các nguyên liệu là công đoạn không thể thiếu. Và hoạt động đó đặc biệt phải được làm trong các buồng cân mới đảm bảo được các tiêu chuẩn. Vậy buồng cân nguyên liệu có gì đặc biệt? Cùng VCR tìm hiểu ngay sau đây nhé.

Buồng cân là thiết bị gì

Buồng cân là một loại thiết bị tạo ra môi trường sạch sử dụng trong việc pha chế, lấy mẫu, cân bột và hóa chất trong các ngành công nghiệp dược phẩm, công nghệ sinh học và hóa chất.

Buồng cân còn được gọi là Buồng pha chế, Buồng cân dược phẩm, Buồng cân nguyên liệu, RLAF, LAF cân, Dispensing Booth, Weighing Booth. Thiết bị này giúp bảo vệ người dùng và môi trường bên ngoài khỏi các tác nhân gây hại từ mẫu vật.

Đặc biệt, theo hướng dẫn GMP của EU, nguyên liệu thô tốt nhất nên được cân trong một buồng cân riêng. Mục đích là để đạt được sự tách biệt về không gian đối với môi trường sản xuất trực tiếp hoặc phòng thí nghiệm.

Vị trí của buồng cân đóng một vai trò đặc biệt trong quá trình này. Chúng ta phải xem xét việc kiểm soát tiếp cận đối với nhân viên, dòng nguyên liệu không bị gián đoạn, có thể cần làm sạch các nguyên liệu phụ trước khi cân, cũng như việc thải bỏ có kiểm soát các vật chứa rỗng và các vật tư tiêu hao khác. Các biện pháp này được sử dụng, cùng với những thứ khác, để tránh nhầm lẫn, trộn lẫn và nhiễm bẩn vật phẩm được cân.

Thông số kỹ thuật của buồng cân nguyên liệu

• Kích thước ngoài: Là kích thước tổng thể của Dispensing Booth
• Kích thước khu vực làm việc: Là khu vực làm việc bên trong buồng cân chia
• Vật liệu: Toàn bộ được làm bằng vật liệu Inox 304 hoặc Inox 316
• Rèm chắn: Rèm không khí hoặc Rèm PVC
• Lọc: Buồng cân nguyên liệu cần có 3 bộ lọc để phục vụ cho hoạt động của nó.
  • Bộ lọc thô – thường dùng lọc G4 lọc các hạt bụi có kích thước lớn hơn 10 µm;
  • Bộ lọc hiệu suất trung bình – Lọc túi F8 dùng để lọc các hạt bụi có kích thước lớn hơn 5 µm;
  • Bộ lọc hiệu suất cao – Lọc Hepa H13 – H14, dùng để lọc các hạt bụi có kích thước lớn hơn 0.3 µm.
• Tốc độ gió: Tốc độ của luồng không khí xả xuống khu vực làm việc, thường vào khoảng 0.45±20% m/s

• Độ ồn: Thường phải dưới 70 dB
• Công suất quạt: Kích thước càng lớn thì công suất của quạt phải càng lớn. Với thiết bị này, nó cần loại quạt có công suất cực lớn lên đến hàng trăm Wat.
• Đèn chiếu sáng: Đèn chiếu cho khu vực làm việc
• Cảm biến tốc độ gió
• Ổ cắm điện chống bụi, nước đạt IP 55
• Cổng kiểm tra DOP TEST
• Đồng hồ chênh áp
  • Đồng hồ đo chênh áp 0 – 125 Pa
  • Đồng hồ đo chênh áp 0 – 250 Pa
  • Đồng hồ đo chênh áp 0 – 500 Pa

Xem thêm: Chức năng của Đồng hồ chênh áp trên Buồng cân

Kích thước và thông số của một số loại Buồng Cân từ VCR

Nguyên lý hoạt động của Buồng cân

Buồng cân sẽ tạo ra luồng không khí một chiều thẳng đứng bên trong khu vực làm việc của nó. Không khí hồi trước tiên phải được lọc qua bộ lọc sơ cấp để loại bỏ các hạt bụi lớn. Không khí được xử lý trước sau đó được lọc qua bộ lọc hiệu suất trung bình để bảo vệ hoàn toàn bộ lọc HEPA. Dưới áp suất do quạt ly tâm cung cấp, qua bộ lọc HEPA, không khí sẽ được làm sạch.

Luồng không khí sạch được đưa đến hộp cấp khí, 85 - 90% trong số đó sẽ được đi qua tấm tản khí để tạo thành dòng chảy tầng đồng nhất xuống khu vực làm việc. 10 - 15% còn lại sẽ được thải ra khỏi thiết bị ở phía trước của phần trên, nguyên lý này sẽ giúp tạo áp suất âm cho môi trường làm việc.

Video: Cấu tạo và Hoạt động của LAF Cân

Không khí đi vào khu vực làm việc hay đi ra khỏi thiết bị đều được xử lý bằng các bộ lọc HEPA, do đó sẽ không có bụi dư trong quá trình cấp và thải không khí, giúp tránh ô nhiễm thứ cấp. Do dòng không khí một chiều ổn định được hình thành trong khu vực làm việc nên bụi thải ra từ khu vực này sẽ bị giữ lại bởi các bộ lọc sơ cấp và bộ lọc trung cấp dưới sự tác động của dòng khí một chiều.

Ưu điểm của việc sử dụng buồng cân

Từ nguyên lý hoạt động của buồng cân nguyên liệu, chúng ta có thể thấy nó có các ưu điểm khiến nó phù hợp cho việc cân chia thuốc như sau:

• Bảo vệ nhân viên khỏi tiếp xúc với chất gây dị ứng: Với thiết kế tạo dòng không khí thẳng đứng từ trên xuống, khi người vận hành làm việc trong LAF cân sẽ không bị các loại bột bay ngược lên khiến họ có thể hít phải chúng, gây ảnh hưởng tới sức khỏe.
• Bảo vệ môi trường xung quanh: Không khí tuần hoàn và áp suất âm giúp loại bỏ sự lây lan của các hạt bụi ra môi trường bên ngoài
• Nhân viên không bị giới hạn bởi không gian làm việc hạn chế
• Ngăn ngừa ô nhiễm chéo giữa các khu vực
• Tiết kiệm Thời gian
• Điều kiện làm việc thoải mái

Ứng dụng của buồng cân nguyên liệu

Trong khi thao tác rất dễ xảy ra hiện tượng bụi bẩn, khói bụi, môi trường dung hợp, hóa chất, hạt kim loại nặng, nước… bay từ khu vực này sang khu vực khác. Việc này rất dễ dẫn tới sự việc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, hiệu quả của công trình nghiên cứu, thậm chí gây nguy hại cho người dùng nếu trong trường hợp kết hợp lại với nhau tạo nên độc tố, mốc ...

Do vậy buồng cân thường được sử dụng trong các nhà máy sản xuất Thực phẩm, Mỹ phẩm, Thuốc, Vacxin cho người, động vật, Thiết bị y tế, Linh kiện điện tử, Bo mạch, Phòng mổ, Phòng thí nghiệm, Viện nghiên cứu… nhằm tạo những khu vực có yêu cầu cao về cấp độ sạch để đảm bảo an toàn cho nhân viên, chuyên gia, người thao tác, nguyên vật liệu, sản phẩm...

Trên đây là một vài kiến thức về buồng cân nguyên liệu hay chúng ta còn gọi là LAF cân. Mong rằng nó sẽ giúp bạn hiểu hơn về loại thiết bị này cũng như lựa chọn được thiết bị tốt cho phòng sạch của mình.

Các thông số kỹ thuật cần quan tâm khi chọn buồng cân nguyên liệu

Khi lựa chọn buồng cân nguyên liệu, doanh nghiệp không nên chỉ dựa vào kích thước ngoài hoặc giá thiết bị. Buồng cân là thiết bị có ảnh hưởng trực tiếp đến thao tác cân chia, kiểm soát bụi, bảo vệ người vận hành và hạn chế nhiễm chéo. Vì vậy, các thông số kỹ thuật cần được xem xét dựa trên loại nguyên liệu, đặc điểm thao tác, yêu cầu GMP, cấp sạch khu vực và điều kiện vận hành thực tế.

Kích thước khu vực làm việc là thông số đầu tiên cần quan tâm. Buồng cân phải đủ không gian cho cân, bàn thao tác, thùng nguyên liệu, dụng cụ, bao bì và người vận hành thao tác thuận tiện. Nếu khu vực làm việc quá nhỏ, nhân sự dễ che chắn dòng khí, đặt vật dụng chắn cửa hồi gió hoặc thao tác khó khăn, làm giảm hiệu quả kiểm soát bụi. Ngược lại, nếu chọn buồng quá lớn so với nhu cầu, thiết bị có thể chiếm nhiều diện tích và tăng chi phí đầu tư không cần thiết.

Vật liệu chế tạo cũng rất quan trọng. Buồng cân nguyên liệu thường sử dụng inox 304 hoặc inox 316 tùy yêu cầu môi trường và mức độ ăn mòn của nguyên liệu. Bề mặt bên trong cần nhẵn, dễ vệ sinh, hạn chế khe hở, góc chết và điểm tích bụi. Với các khu vực GMP, vật liệu không chỉ cần bền mà còn phải hỗ trợ quá trình vệ sinh, khử khuẩn và hạn chế nguy cơ phát sinh tạp chất trong quá trình vận hành.

Tốc độ gió ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cuốn bụi và sự ổn định của vùng thao tác. Tốc độ gió cần đủ để thu hồi bụi phát sinh, nhưng không nên quá cao đến mức làm bay nguyên liệu, gây khó cân chính xác hoặc tạo nhiễu trong thao tác. Vì vậy, tốc độ gió cần được thiết kế và kiểm tra phù hợp với loại nguyên liệu, kích thước buồng, hướng dòng khí và yêu cầu bảo vệ người vận hành.

Cấp lọc là yếu tố quyết định khả năng kiểm soát bụi của thiết bị. Buồng cân thường có nhiều cấp lọc như lọc thô, lọc trung gian và HEPA. Lọc thô giúp giữ lại bụi lớn và bảo vệ các cấp lọc phía sau. Lọc trung gian giúp giảm tải cho HEPA. HEPA là cấp lọc quan trọng để kiểm soát các hạt nhỏ trước khi không khí được tuần hoàn hoặc thải ra ngoài. Việc lựa chọn cấp lọc cần phù hợp với yêu cầu sản xuất và nguy cơ từ nguyên liệu.

Chênh áp là thông số cần được theo dõi trong quá trình vận hành. Đồng hồ chênh áp giúp nhận biết tình trạng của bộ lọc và khả năng duy trì áp suất âm trong buồng cân. Khi chênh áp qua lọc tăng cao bất thường, có thể lọc đã bẩn hoặc bị tắc. Khi chênh áp không đạt, hệ thống có thể không còn kiểm soát bụi hiệu quả. Vì vậy, buồng cân nên có thiết bị hiển thị hoặc cảnh báo chênh áp để người vận hành dễ theo dõi.

Độ ồn cũng cần được xem xét, đặc biệt với các khu vực thao tác thường xuyên. Buồng cân sử dụng quạt để tạo dòng khí và áp suất âm, do đó nếu thiết kế không tối ưu, tiếng ồn có thể ảnh hưởng đến sự tập trung và sức khỏe của người vận hành. Một thiết bị phù hợp cần cân bằng giữa lưu lượng gió, hiệu quả kiểm soát bụi và mức ồn chấp nhận được.

Chiếu sáng trong buồng cân cần đủ để nhân sự đọc nhãn, kiểm tra nguyên liệu, quan sát dụng cụ và thực hiện thao tác cân chính xác. Ánh sáng không phù hợp có thể làm tăng nguy cơ nhầm lẫn trong cân chia, đặc biệt với các nguyên liệu có tên gọi, mã lô hoặc bao bì tương tự nhau. Vì vậy, đèn chiếu sáng cần được bố trí hợp lý, dễ vệ sinh và phù hợp với môi trường phòng sạch.

Cổng DOP/PAO Test là chi tiết kỹ thuật rất quan trọng với các buồng cân sử dụng HEPA. Cổng này hỗ trợ việc kiểm tra rò rỉ và hiệu suất lọc HEPA trong quá trình nghiệm thu hoặc thẩm định định kỳ. Nếu thiết bị không có vị trí kiểm tra phù hợp, việc đánh giá HEPA có thể khó thực hiện hoặc không đầy đủ.

Hệ thống điều khiển cũng cần được xem xét theo mức độ yêu cầu của từng nhà máy. Buồng cân có thể sử dụng điều khiển cơ bản hoặc tích hợp cảm biến tốc độ gió, cảnh báo lọc bẩn, màn hình HMI, PLC và các chức năng giám sát nâng cao. Với các khu vực yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt, khả năng theo dõi và cảnh báo giúp phát hiện bất thường sớm hơn, giảm nguy cơ vận hành sai mà không được nhận biết.

FAQ - Câu hỏi thường gặp về buồng cân nguyên liệu

Buồng cân nguyên liệu là gì?

Buồng cân nguyên liệu là thiết bị phòng sạch tạo vùng thao tác sạch để cân, chia, lấy mẫu hoặc pha chế nguyên liệu. Thiết bị sử dụng luồng khí sạch, hệ thống lọc nhiều cấp và cơ chế áp suất âm để hạn chế bụi phát tán. Buồng cân thường được dùng trong nhà máy dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm chức năng, công nghệ sinh học, hóa chất và phòng thí nghiệm.

Buồng cân nguyên liệu còn gọi là gì?

Buồng cân nguyên liệu còn được gọi là LAF cân, RLAF, Dispensing Booth, Weighing Booth, buồng pha chế hoặc buồng cân dược phẩm. Các tên gọi này đều chỉ nhóm thiết bị tạo vùng thao tác sạch cho quá trình cân chia, lấy mẫu hoặc xử lý nguyên liệu. Trong môi trường GMP, thiết bị này thường được bố trí tại khu vực cân chia riêng để kiểm soát bụi và giảm nguy cơ nhiễm chéo.

Buồng cân có tác dụng gì?

Buồng cân giúp bảo vệ người vận hành khỏi bụi nguyên liệu, bảo vệ sản phẩm khỏi nhiễm bẩn và hạn chế bụi phát tán ra môi trường xung quanh. Thiết bị đặc biệt hữu ích khi thao tác với nguyên liệu dạng bột, hoạt chất, hóa chất hoặc vật liệu có nguy cơ phát tán hạt. Nhờ hệ thống lọc và dòng khí được kiểm soát, buồng cân giúp quá trình cân chia an toàn và ổn định hơn.

Buồng cân có cần lọc HEPA không?

Có. Buồng cân nguyên liệu thường sử dụng nhiều cấp lọc, trong đó HEPA là cấp lọc quan trọng để kiểm soát các hạt bụi nhỏ trước khi không khí được tuần hoàn hoặc thải ra ngoài. Tùy yêu cầu thiết kế, HEPA có thể là H13 hoặc H14. Việc kiểm tra rò rỉ HEPA bằng DOP/PAO Test nên được thực hiện định kỳ để đảm bảo hiệu quả lọc.

Tốc độ gió buồng cân bao nhiêu là phù hợp?

Tốc độ gió buồng cân thường được thiết kế quanh mức 0,45 m/s với dung sai phù hợp theo yêu cầu kỹ thuật của từng thiết bị. Tốc độ gió cần đủ để tạo dòng khí ổn định, cuốn bụi phát sinh và bảo vệ vùng thao tác. Nếu tốc độ quá thấp, bụi có thể không được thu hồi hiệu quả; nếu quá cao, thao tác cân chia có thể bị ảnh hưởng hoặc gây nhiễu bột.

Buồng cân có dùng cho phòng sạch GMP không?

Có. Buồng cân nguyên liệu thường được sử dụng trong các nhà máy GMP để kiểm soát công đoạn cân chia, lấy mẫu hoặc pha chế nguyên liệu. Thiết bị giúp hỗ trợ kiểm soát bụi, giảm nguy cơ nhiễm chéo và tạo vùng thao tác có điều kiện môi trường ổn định hơn. Tuy nhiên, để đáp ứng GMP, buồng cân cần được kết hợp với SOP vận hành, vệ sinh, bảo trì và thẩm định phù hợp.

Buồng cân khác gì tủ hút hóa chất?

Buồng cân tập trung vào kiểm soát bụi nguyên liệu trong vùng thao tác sạch, đặc biệt là nguyên liệu dạng bột hoặc hoạt chất dễ phát tán. Tủ hút hóa chất chủ yếu dùng để bảo vệ người thao tác khỏi hơi hóa chất, khí độc hoặc mùi khó chịu. Vì vậy, với thao tác cân chia nguyên liệu trong phòng sạch, buồng cân thường phù hợp hơn nếu mục tiêu là kiểm soát bụi, sản phẩm và nhiễm chéo.

Khi nào cần thay lọc buồng cân?

Lọc buồng cân cần được thay khi chênh áp vượt giới hạn cho phép, tốc độ gió không còn đạt yêu cầu, lọc bị hư hỏng hoặc đến chu kỳ thay thế theo kế hoạch bảo trì. Với HEPA, ngoài thời gian sử dụng, cần kiểm tra rò rỉ và hiệu suất lọc định kỳ. Doanh nghiệp không nên chỉ thay lọc theo cảm tính, mà nên dựa trên chênh áp, kết quả kiểm tra và hồ sơ vận hành.

Buồng cân có giúp chống nhiễm chéo không?

Buồng cân giúp giảm nguy cơ nhiễm chéo bằng cách kiểm soát bụi phát sinh tại khu vực cân chia, duy trì áp suất âm và lọc khí trước khi tuần hoàn hoặc xả ra ngoài. Tuy nhiên, thiết bị chỉ là một phần của hệ thống kiểm soát. Để chống nhiễm chéo hiệu quả, doanh nghiệp cần kết hợp buồng cân với SOP vệ sinh, phân luồng nguyên liệu, kiểm soát bao bì, đào tạo nhân sự và đánh giá rủi ro cho từng nhóm nguyên liệu.

Nên đặt buồng cân ở đâu trong nhà máy?

Buồng cân nên được đặt tại khu vực cân chia riêng, thuận tiện cho luồng di chuyển của nguyên liệu từ kho đến sản xuất và hạn chế giao cắt với bao bì rỗng, dụng cụ bẩn hoặc khu vực sản xuất khác. Vị trí đặt cũng cần thuận tiện cho vệ sinh, bảo trì, thay lọc và kiểm tra định kỳ. Trong nhà máy GMP, vị trí buồng cân nên được xem xét cùng với layout tổng thể, luồng người, luồng nguyên liệu và nguy cơ nhiễm chéo.