Phòng Phân Tích Thiết Bị Là Gì? Thiết Kế Ra Sao?

Phòng phân tích thiết bị là khu vực trong phòng thí nghiệm dùng máy móc để xác định thành phần và đặc tính của mẫu, nơi chỉ một nhịp rung từ máy ly tâm bên cạnh hay vài độ nhiệt tăng thêm cũng đủ làm lệch kết quả. Nhiều đơn vị đầu tư thiết bị giá trị cao rồi mới phát hiện phòng chưa đủ điều kiện lắp đặt, máy nằm kho chờ sửa mặt bằng trong khi tiến độ kiểm nghiệm vẫn phải chạy.

Bài viết giải thích khái niệm, vị trí của phòng trong dòng chảy mẫu, ba nhóm phòng thường gặp là phòng cân, phòng quang phổ và phòng sắc ký, cùng điều kiện môi trường, nội thất và cách rà soát trước khi đầu tư. Nội dung được đúc kết từ kinh nghiệm tư vấn, thiết kế và thi công phòng lab trọn gói của Lý Sơn Sa Kỳ, đơn vị có xưởng sản xuất riêng và đã đồng hành cùng hàng chục đối tác lớn nhỏ cho đến khi phòng lab vận hành trơn tru.

Phòng phân tích thiết bị là gì?

Hiểu một cách toàn diện, phòng phân tích thiết bị là gì được trả lời như sau: phòng phân tích thiết bị là khu vực của phòng thí nghiệm đặt các máy phân tích để xác định thành phần, hàm lượng và đặc tính của mẫu, trong đó người dùng chủ yếu vận hành máy và ghi nhận dữ liệu thay vì thao tác trực tiếp với dung dịch.

Cách gọi này xuất phát từ phương pháp phân tích bằng thiết bị (instrumental analysis). Máy quang phổ đo mức hấp thụ hoặc phát xạ ánh sáng của mẫu. Máy sắc ký tách hỗn hợp thành từng chất để định lượng. Cân phân tích xác định khối lượng với độ phân giải rất nhỏ. Mỗi nhóm máy cho kết quả nhanh và nhạy hơn phương pháp thủ công, đổi lại đòi hỏi môi trường làm việc ổn định hơn nhiều.

Tên gọi thay đổi theo từng đơn vị. Có nơi gọi là phòng máy, phòng hóa lý, có nơi tách riêng theo từng nhóm máy như phòng quang phổ hay phòng sắc ký. Điểm nhận diện chung nằm ở công việc: máy là trung tâm, còn nhiệt độ, độ ẩm, rung động và chất lượng điện là những yếu tố quyết định máy có cho ra kết quả đáng tin hay không. Đây là điểm khác biệt cốt lõi so với phòng hóa nghiệm ướt, nơi rủi ro lớn nhất là đổ tràn và hơi hóa chất.

Phòng phân tích thiết bị thường gặp ở phòng kiểm nghiệm thực phẩm, môi trường, dược phẩm, hóa chất, vật liệu, trung tâm kiểm định và phòng QA QC của nhà máy. Những đơn vị này có chung nhu cầu trả kết quả đúng hạn và đủ độ tin cậy để khách hàng hoặc cơ quan quản lý chấp nhận.

Phòng phân tích thiết bị nằm ở đâu trong phòng phân tích hóa lý?

Theo cách phân loại mà Lý Sơn Sa Kỳ trình bày ở bài phòng phân tích hóa lý là gì, phòng phân tích thiết bị là khâu cuối của chuỗi xử lý mẫu. Mẫu đi qua phòng tiếp nhận và xử lý mẫu, sang khu phá mẫu nếu cần hòa tan hoặc phân hủy, rồi qua phòng hóa nghiệm ướt để chuẩn bị dung dịch trước khi vào phòng máy. Cách sắp xếp này bám theo Dòng chảy mẫu một chiều: mẫu và người đi từ khu bẩn sang khu sạch, không quay ngược.

Vị trí cuối chuỗi kéo theo một nguyên tắc bố trí quan trọng. Khu phá mẫu có axit đậm đặc và nhiệt cao nên hơi ăn mòn có thể làm hỏng bộ phận quang học hoặc điện tử của máy nếu hai khu quá gần nhau. Vì vậy phòng phân tích thiết bị nên nằm cách xa khu phá mẫu và kho hóa chất, nhưng vẫn liền kề đủ để người dùng không phải mang dung dịch qua nhiều khu. Kho hóa chất thuốc thử đặt ở vị trí trung tâm sẽ giúp cân bằng hai yêu cầu này.

Phòng phân tích thiết bị gồm những phòng nào?

Một hệ thống phòng phân tích thiết bị đầy đủ thường chia theo nhóm máy, vì mỗi nhóm có yêu cầu môi trường và nội thất khác nhau. Ba nhóm phổ biến nhất là phòng cân, phòng quang phổ và phòng sắc ký. Đơn vị có nhu cầu đặc thù còn có thể bổ sung khu phân tích nhiệt với các kỹ thuật như DSC và TGA, thường dùng để đánh giá chất lượng vật liệu.

Phòng cân đặt ở đâu và cần gì?

Phòng cân là nơi cân mẫu và chất chuẩn trước mọi phép phân tích sau đó, nên sai lệch ở đây sẽ đi theo kết quả đến cuối chuỗi. Cân phân tích nhạy với rung động, luồng gió và dao động nhiệt, vì vậy cần đặt xa tủ hút, máy ly tâm và lối đi lại đông người. Một số tài liệu thiết kế phòng lab môi trường khuyến nghị bàn cân bằng đá granite hoặc marble dày khoảng 50 mm đặt ở vị trí góc tường ổn định nhất.

Phòng quang phổ gồm những thiết bị nào?

Phòng quang phổ đặt các máy đo bằng ánh sáng như UV Vis cho phân tích định lượng thông thường, AAS và ICP cho kim loại. Theo ví dụ trong hướng dẫn áp dụng điều 6.3 của ISO/IEC 17025:2017, phân tích kim loại nặng bằng AAS cần tủ hút để xử lý khí thải độc phát sinh. Điều này nhắc rằng phòng máy không hoàn toàn tách khỏi bài toán thông gió.

Phòng sắc ký khác phòng quang phổ ở điểm nào?

Phòng sắc ký đặt các hệ thống tách chất như HPLC cho hợp chất hữu cơ và GC hoặc GC/MS cho chất bay hơi. Điểm đặc trưng của nhóm này là phụ thuộc vào khí mang và dung môi, nên cần tính từ đầu vị trí bình khí, đường dẫn khí và nơi chứa dung môi. Hướng dẫn tiền lắp đặt của nhà sản xuất thường yêu cầu khí và bộ điều áp được chuẩn bị xong trước ngày lắp máy.

Cấu trúc phòng phân tích thiết bị

Điều kiện nào quyết định phòng phân tích thiết bị đạt yêu cầu?

Điều 6.3 của ISO/IEC 17025:2017 yêu cầu phòng thử nghiệm kiểm soát cơ sở vật chất và điều kiện môi trường, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, độ bụi, độ rung, tiếng ồn và ánh sáng. Khi áp dụng cho thiết bị, đơn vị cần xác định yêu cầu về vị trí, nguồn điện, nhiệt độ và độ ẩm theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Bài ISO/IEC 17025 là gì phân tích kỹ hơn phần yêu cầu cơ sở vật chất.

Từ kinh nghiệm tư vấn, Lý Sơn Sa Kỳ đúc kết các yêu cầu này thành Bốn lớp nền cho máy đo: khí hậu, rung động, điện và khí kèm thông gió. Mỗi lớp là một câu hỏi kiểm tra riêng. Thiếu một lớp thì máy vẫn bật lên được nhưng kết quả không còn ổn định, còn người dùng thường chỉ nhận ra sau nhiều tuần chạy mẫu.

Lớp khí hậu: nhiệt độ và độ ẩm bao nhiêu là phù hợp?

Các tài liệu trong nước thường nêu khoảng 20 đến 25 °C và độ ẩm tương đối khoảng 30 đến 60% cho phòng thí nghiệm hóa học và vật lý nói chung, còn phòng cân thường được kiểm soát chặt hơn, quanh 20 ± 3 °C. Với từng thiết bị cụ thể, khoảng cho phép phụ thuộc nhà sản xuất. Hướng dẫn của Shimadzu cho dòng ICP MS nêu nhiệt độ phòng từ 18 đến 28 °C và độ ẩm từ 20 đến 70%. Hướng dẫn của Thermo Fisher cho một dòng LC/MS nêu từ 15 đến 27 °C và độ ẩm từ 40 đến 80%.

Các khoảng trên chênh nhau nên không thể dùng một con số chung cho mọi máy. Cách làm đúng là lấy khoảng chặt nhất trong số máy đặt cùng phòng. Hướng dẫn của Agilent còn lưu ý khi nhiệt độ phòng tăng thì độ tin cậy của hệ thống giảm, đồng thời khuyến nghị lắp thiết bị theo dõi nhiệt độ và độ ẩm để chứng minh phòng luôn nằm trong giới hạn.

Lớp nền rung: bàn đặt máy cần đáp ứng điều gì?

Nhiều hướng dẫn tiền lắp đặt cùng yêu cầu bàn đặt máy không rung. Hướng dẫn của Agilent cho hệ HPLC nêu rõ bề mặt đỡ máy phải không có rung động, còn tài liệu của PerkinElmer cho ICP MS khuyến cáo không đặt máy trên cùng bàn với thiết bị phụ trợ phát rung như bơm. Một hướng dẫn tiền lắp đặt khác cho GC MS/MS khuyến nghị dùng hai bàn chống rung riêng cho các cụm thiết bị.

Bàn còn phải chịu tải. Một hệ ICP MS như iCAP RQ của Thermo Fisher có kích thước khoảng 772 × 665 × 1102 mm (dài × rộng × cao), chưa kể bơm và các khối phụ trợ. Vì vậy cần cộng khối lượng của toàn bộ cụm máy trước khi chọn bàn, đồng thời chừa khoảng trống phía sau và phía trên theo yêu cầu của nhà sản xuất.

Lớp điện: nguồn cấp cần ổn định ở mức nào?

Máy phân tích nhạy với dao động điện hơn thiết bị thông thường. Tài liệu tiền lắp đặt cho ICP MS nêu nguồn 200 đến 240 V AC, 50 hoặc 60 Hz, một pha và phải có nối đất bảo vệ đúng chuẩn. Dòng iCAP RQ có công suất biểu kiến 3000 VA và công suất hiệu dụng 2200 W. Hướng dẫn của Thermo Fisher còn đề cập kiểm tra nguồn không có xung đột biến, sụt áp hay nhiễu, cùng khả năng dùng bộ lưu điện (UPS) và thiết bị chống dòng rò (RCD).

Trong thực tế thiết kế, mỗi máy nên có ổ cắm riêng đặt đúng vị trí. Hướng dẫn chuẩn bị mặt bằng của Agilent cũng nêu mỗi thiết bị cần một ổ cắm điện riêng. Đơn vị cần chốt công suất và vị trí ổ cắm trước khi hoàn thiện tường và bàn, vì sửa lại sau đó vừa tốn kém vừa làm gián đoạn lịch lắp máy.

Lớp khí và thông gió: bình khí, khí thải và tản nhiệt

Nhóm máy sắc ký và ICP dùng nhiều loại khí như argon, heli, hydro và nitơ. Hướng dẫn của Thermo Fisher yêu cầu nguồn nitơ, đường ống và bộ điều áp đã sẵn sàng trước khi kỹ sư lắp máy. Một tài liệu thiết kế phòng lab môi trường khuyến nghị đặt tủ bình khí ở tường ngoài phòng hoặc kho riêng, đồng thời cố định bình bằng dây xích chống đổ theo NFPA 55.

Máy cũng tỏa nhiệt và phát khí thải. Hướng dẫn tiền lắp đặt cho ICP MS và GC MS/MS nêu cần tính lượng nhiệt tỏa ra phòng từ máy và bơm, đồng thời khuyến nghị phòng có kích thước khoảng 12 ft × 12 ft (xấp xỉ 3,7 × 3,7 m). Đây là con số tham khảo cho một cấu hình cụ thể nên cần đối chiếu lại với thiết bị thật của từng đơn vị. Hướng dẫn Princeton EHS về thông gió phòng lab, được tóm tắt trong bài phân tích hóa lý, khuyến nghị thay khí tối thiểu 8 đến 10 lần mỗi giờ khi có người làm việc.

Lưu ý quan trọng: nhà sản xuất có thể tính phí thời gian của kỹ sư nếu mặt bằng chưa đạt yêu cầu vào ngày lắp. Hướng dẫn của Thermo Fisher cho một dòng máy nêu rõ điều này trong biểu mẫu kiểm tra tiền lắp đặt.

Cấu tạo phòng phân tích thiết bị gồm những khu vực nào?

Dù chia theo nhóm máy nào, phòng phân tích thiết bị thường được tổ chức thành các khu chức năng có nhiệm vụ riêng. Cách tổ chức này giúp người dùng đi đúng đường, hạn chế nhiễm chéo và dễ mở rộng khi mua thêm máy.

Chú ý đến khu đặt máy: bàn không nên có ngăn kéo phía dưới vì một tài liệu thiết kế phòng sắc ký cho rằng kết cấu rỗng có thể gây cộng hưởng rung. Khu chuẩn bị mẫu nên ở ngay cạnh để người dùng không phải mang dung dịch đi xa, nhưng vẫn cách máy đủ khoảng cho hơi hóa chất không lan vào vùng đặt máy.

Nội thất phòng phân tích thiết bị làm từ nguyên liệu nào?

Nguyên tắc cốt lõi vẫn là phân vùng vật liệu: khu chuẩn bị mẫu có tiếp xúc hóa chất cần vật liệu kháng hóa chất, khu đặt máy ưu tiên độ cứng vững và chịu tải, khu khô dùng vật liệu tiết kiệm hơn. Bảng dưới đây tổng hợp các nguyên liệu thường dùng.

Phenolic HPL và khung thép dùng ở khu nào?

Phenolic HPL là vật liệu ép cao áp từ nhiều lớp giấy kraft tẩm nhựa phenolic. Dòng Phenolic HPL ReLab dày 18 mm của Lý Sơn Sa Kỳ được dùng cho bàn thí nghiệm áp tường với các kích thước 1200, 1500, 1800 và 2000 × 750 × 800 mm (D × R × C) và bàn trung tâm chịu tải 200 kg mỗi modul. Khung bàn bằng thép mạ kẽm sơn tĩnh điện.

Chi tiết vật liệu có trong bài Phenolic HPL là gì và bàn thí nghiệm là gì.

Khi nào cần thiết kế bàn đặt máy theo kích thước riêng?

Mỗi máy có kích thước, tải trọng và khoảng trống kỹ thuật khác nhau nên mẫu bàn có sẵn nhiều khi không khớp. Khi đó đơn vị có thể đặt bàn gia công theo bản vẽ, từ chiều sâu mặt bàn, vị trí khoét lỗ đi dây đến chiều cao phù hợp với người vận hành. Yêu cầu chống rung của từng máy do nhà sản xuất thiết bị quy định, vì vậy cần thống nhất thông số này với nhà cung cấp máy trước khi chốt bản vẽ bàn.

MFC chống ẩm là ván dăm lõi xanh phủ Melamine, ổn định trong khí hậu nóng ẩm nhưng không nên tiếp xúc trực tiếp và kéo dài với axit hay dung môi mạnh, nên chỉ dùng cho khu khô.

Giới hạn sử dụng được giải thích trong bài gỗ MFC chống ẩm là gì.

Chọn và bố trí phòng phân tích thiết bị như thế nào cho đúng nhu cầu?

Biết phòng phân tích thiết bị là gì mới là bước đầu, quyết định đầu tư còn cần đi qua năm bước rà soát:

1. Liệt kê thiết bị và chỉ tiêu phân tích: xác định nhóm máy, số lượng và kế hoạch mở rộng để biết cần phòng cân, phòng quang phổ hay phòng sắc ký.
2. Thu thập tài liệu tiền lắp đặt của từng máy: lấy nhiệt độ, độ ẩm, điện, khí, tải trọng và khoảng trống kỹ thuật từ nhà sản xuất, rồi lấy khoảng chặt nhất làm chuẩn thiết kế.
3. Vẽ dòng chảy mẫu: kiểm tra mẫu đi một chiều và phòng máy cách xa khu phá mẫu cùng kho hóa chất.
4. Tính Bốn lớp nền cho máy đo: chốt khí hậu, rung động, điện, khí và thông gió trước khi hoàn thiện tường, sàn và bàn.
5. Phân vùng vật liệu và yêu cầu hồ sơ kiểm chứng: dùng vật liệu kháng hóa chất ở khu chuẩn bị mẫu, vật liệu cứng vững cho khu đặt máy, đồng thời đề nghị nhà cung cấp gửi báo cáo thử nghiệm vật liệu.

Hai sai lầm thường gặp là đặt phòng máy sát khu phá mẫu để “cho gần”, cùng với việc chỉ tính bàn khi máy đã về. Với đơn vị đang lập dự toán, bài chi phí xây dựng phòng thí nghiệm và tiêu chuẩn xây dựng phòng lab giúp hình dung ngân sách và hạng mục cần có. Phòng kiểm nghiệm môi trường có thể tham khảo thêm bài tiêu chuẩn phòng thí nghiệm môi trường.

Vì sao nên chọn Lý Sơn Sa Kỳ cho phòng phân tích thiết bị và phòng lab trọn gói?

Phòng phân tích thiết bị nằm ở cuối dòng chảy mẫu và chịu ảnh hưởng của mọi khu phía trước, nên một đơn vị chỉ bán sản phẩm rời rất khó xử lý bài toán mặt bằng tổng thể. Lý Sơn Sa Kỳ kết hợp ba lợi thế mà doanh nghiệp, cơ quan đang tìm đơn vị thi công phòng thí nghiệm uy tín thường cần:

• Có xưởng sản xuất riêng: chủ động chất lượng, tiến độ và khả năng gia công theo bản vẽ.
• Tư vấn và thi công phòng lab trọn gói: từ khảo sát thiết bị, thiết kế mặt bằng đến lắp đặt và hỗ trợ vận hành cho đến khi phòng hoạt động ổn định.
• Thiết kế dụng cụ theo nhu cầu riêng: phù hợp bàn đặt máy theo kích thước thiết bị và các vị trí đi dây, đi ống đặc thù mà mẫu có sẵn khó đáp ứng.

Danh mục hiện có gồm bàn thí nghiệm áp tường và bàn thí nghiệm trung tâm, tủ hút khí độc, kệ lưu mẫu cùng các phụ kiện như chậu rửa, vòi rửa và chụp hút. Đơn vị sản xuất trong hệ thống đạt các chứng nhận ISO 9001:2015, ISO 14001:2015 và ISO 45001:2018, các công trình đã triển khai được cập nhật tại trang dự án. Với kinh nghiệm đồng hành cùng hàng trăm đối tác, đội ngũ kỹ thuật luôn nhắc khách hàng cân nhắc kỹ trước khi đầu tư, vì thiết bị phân tích là tài sản giá trị cao và căn phòng quyết định máy có phát huy được độ chính xác trong nhiều năm hay không.

Tóm lược

• Phòng phân tích thiết bị là gì: khu vực đặt máy để xác định thành phần và đặc tính của mẫu, nơi người dùng chủ yếu vận hành máy và ghi nhận dữ liệu. Đây là cách gọi theo thực tế vận hành, mỗi đơn vị có thể đặt tên khác nhau.
• Vị trí trong dòng chảy mẫu: nằm cuối chuỗi tiếp nhận, phá mẫu, hóa nghiệm ướt, vì vậy cần cách xa khu có hơi axit.
• Ba nhóm phòng phổ biến: phòng cân, phòng quang phổ và phòng sắc ký, mỗi nhóm có yêu cầu riêng.
• Bốn lớp nền cho máy đo: khí hậu, rung động, điện, khí kèm thông gió. Thông số cụ thể lấy từ tài liệu tiền lắp đặt của từng máy và theo khoảng chặt nhất.
• Nội thất phân vùng: Phenolic HPL ReLab 18 mm cho khu chuẩn bị mẫu, thép sơn tĩnh điện cho khung, bàn cân và bàn đặt máy chọn theo yêu cầu chống rung, MFC chống ẩm chỉ cho khu khô.
• Chọn đúng từ đầu: liệt kê thiết bị, đọc tài liệu tiền lắp đặt và chốt điện khí trước khi hoàn thiện để tránh sửa chữa và chậm tiến độ.

Cần tư vấn thiết kế phòng phân tích thiết bị phù hợp?

Mỗi đơn vị có nhóm máy, chỉ tiêu phân tích, mặt bằng và kế hoạch mở rộng khác nhau, vì vậy cấu hình phòng cần được tính theo nhu cầu thực tế thay vì áp dụng một mẫu chung. Lý Sơn Sa Kỳ có xưởng sản xuất riêng, tư vấn và thi công phòng lab trọn gói, đồng thời hỗ trợ thiết kế dụng cụ theo yêu cầu, mang lại giải pháp tốt nhất cho doanh nghiệp, cơ quan đang tìm đơn vị thi công phòng lab uy tín. Đội ngũ kỹ thuật sẵn sàng khảo sát, tư vấn và báo giá theo phạm vi dự án. Để nắm bức tranh tổng thể trước khi chốt mặt bằng, bài phòng phân tích hóa lý là gì và các loại phòng thí nghiệm là điểm khởi đầu phù hợp.

• Hotline: 0934 517 576 hoặc 0931 458 247
• Email: info@lysonsakylab.vn
• Xưởng: 22A Đường 26, Khu phố 83, Phường Hiệp Bình, TP. Hồ Chí Minh
• Xem sản phẩm: Bàn thí nghiệm | Tủ hút khí độc | Kệ lưu mẫu | Yêu cầu báo giá

Nguồn tham khảo: ISO/IEC 17025:2017 yêu cầu 6.3 cơ sở vật chất và điều kiện môi trường; Shimadzu, ICPMS 2040/2050 Pre Installation Requirements; Thermo Fisher, Surveyor MSQ Plus Preinstallation Requirements Guide; Thermo Fisher, iCAP RQ ICP-MS Pre-Installation Requirements Guide; Pre-Installation Requirements for ICP, GC, LC; Agilent, 1220 Infinity LC Site Preparation Checklist; Agilent, 1200 GC/MS và LC/MS Site Preparation; Mettler Toledo, Phân tích nhiệt cho phòng thí nghiệm thử nghiệm; Thiết kế phòng thí nghiệm môi trường đạt chuẩn TCVN ISO/IEC 17025; Tiêu chuẩn nhiệt độ phòng thí nghiệm, Probuy; Phòng phân tích hóa lý là gì, Lý Sơn Sa Kỳ; Phòng hóa nghiệm ướt là gì, Lý Sơn Sa Kỳ.