מונה חלקיקים באוויר הוא מכשיר מדידה שנועד לספור ולנתח חלקיקים מוצקים או נוזליים התלויים באוויר. חלקיקים אלו, אשר בלתי נראים לעין האנושית, עשויים להיות תוצאה של תהליכי ייצור, זיהום תעשייתי, חיידקים, עובש, אבק או תרסיסים.
המכשיר נמצא בשימוש נרחב בתעשיות כמו פארמה, אלקטרוניקה, מזון, בריאות, וכן בניטור סביבתי ותחזוקת חדרים נקיים.
איך זה עובד
מוני חלקיקים באוויר פועלים לרוב לפי עקרון פיזור אור. תהליך הפעולה כולל את השלבים הבאים:
1. המכשיר שואב כמות מדויקת של אוויר באמצעות משאבת דגימה פנימית.
2. קרן לייזר מאירה את זרם האוויר.
3. חלקיקים העוברים דרך קרן הלייזר מפזרים אור בזוויות שונות.
4. חיישן אור רגיש קולט את האור המפוזר.
5. לפי עוצמת האור והזווית, ניתן להסיק את גודל החלקיק.
6. התוכנה הפנימית מסווגת את החלקיקים לפי גודל וריכוז.
רוב המכשירים סופרים חלקיקים לפי קטגוריות נפוצות כמו 0.3, 0.5, 1.0, 5.0 ו-10 מיקרון.
שימושים עיקריים
פארמה וחדרים נקיים
מונה חלקיקים הוא חלק בלתי נפרד מתהליך בקרת האיכות במפעלי ייצור תרופות. הוא משמש לאימות עמידה בתקן ISO 14644 ולבקרה לפי דרישות GMP של משרד הבריאות וה-FDA. בחדרים נקיים, הוא מזהה חריגות שעלולות להעיד על כשל בתהליך הסינון או זיהום חיצוני.
מעבדות מחקר וביוטכנולוגיה
המכשיר מאפשר ניטור סביבת עבודה סטרילית, במיוחד כאשר עובדים עם תרביות רגישות או חומרים ביו-פעילים.
תעשיית השבבים והאלקטרוניקה
חלקיקים באוויר עלולים לגרום לפגמים בלתי נראים במעגלים חשמליים וברכיבים רגישים. לכן יש חובה למדוד את כמות החלקיקים בצורה מדויקת בשטחי ייצור.
בתי חולים וחדרי ניתוח
מונה חלקיקים משמש ככלי לבחינת סטריליות אוויר באזורים כירורגיים או במחלקות טיפול נמרץ.
תחבורה ואיכות אוויר עירונית
בשימוש על ידי רשויות לאומיות או מכוני מחקר לניטור חלקיקי PM10 ו-PM2.5 – גורמי סיכון בריאותי משמעותיים במרחבים עירוניים ותעשייתיים.
יתרונות עיקריים
* מדידה בזמן אמת
* דיוק גבוה גם בגודל חלקיקים זעירים
* תיעוד מידע אוטומטי ויכולת הפקת דוחות
* התאמה לתקנים בינלאומיים
* אינטגרציה עם מערכות בקרת סביבה
הנזקים של חלקיקים באוויר
חלקיקים (אבק) הם חומרים במצב מוצק המרחפים באוויר ואשר עלולים יכולים להיכנס לתוך הריאות ומשם למערכת הדם ולגרום למחלות ולבעיות בריאותיות קשות.
מונה חלקיקים מודד את ריכוז החלקיקים באוויר.
קיימים סוגים שונים של חלקיקים (אבק) מזיקים .
חלקיקי האסבסט וחלקיקי טלק אשר הוכחו כמסרטנים - זאת מכיוון שהם חודרים עמוק לתוך הריאות ונשארים שם.
יש חלקיקים מזיקים נוספים מסוג : מתכות קשות, אבק אורגני, סיבי כותנה, , סיבי פישטן, . אבק מגרפיט, פחם וכדומה.
נהוג לחלק לכמה קטגוריות של חלקיקים :
חלקיקים המרחפים באוויר בקוטר עד 100 מיקרון ,אלו הם "החלקיקים "הגדולים" הנתפשים באף ובפה, ומסולקים עוד כשהם בקנה הנשימה מחוץ לריאות.
- PM10חלקיקים בגודל 10 מיקרון הנקראים "אבק בר נשימה" , אלו מצטברים בתוך הסמפונות ואינם מסולקים על ידי מחזור הדם , אשר עלולים לגרום לפגמים בריאות, לברונכיטיס ולסרטן ריאות.
PM4- חלקיקים בגודל 4 מיקרון אשר חודרים ונשארים בחלק התחתון של הריאות.
PM2.5 - חלקיקים בגודל 2.5 מיקרון אשר חודרים לעומק דרכי הנשימה והריאות ומשם למחזור הדם.
האזורים בהם עלולים להיחשף לזמן רב לחלקיקים מסוכנים לבריאות , הינם בעיקר במקומות אשר סמוכים ל: מתקני ייצור, מפעלי מלט, ייצור ואחסנת אבקות, מעבדות, ארובות, מחצבות, עשן ממפעלים , שריפות , מדורות וכדומה.
גורם נוסף שכיח לחלקיקים מסוכנים באוויר, הוא סופות אבק וזיהומי אויר למיניהם .
חשוב להבדיל בין מדידת גודל חלקיקים לבין ריכוז (כמות) חלקיקים.
ריכוז חלקיקים הוא מספר החלקיקים בנפח מסוים של אוויר, לדוגמה חלקיקים למטר מעוקב.
גודל חלקיקים הוא הקוטר האופייני של כל חלקיק, לרוב נמדד במיקרונים (μm), והוא משפיע על התנהגות החלקיק באוויר, חדירות לריאות, וסינון.
איך בודקים גודל חלקיק באוויר?
שיטה 1: פיזור אור
זו השיטה הנפוצה ביותר. החלקיקים נחשפים לקרן לייזר. כל חלקיק מפזר אור בהתאם לגודלו – ככל שהחלקיק גדול יותר, הוא מפזר יותר אור בזוויות שונות. חיישן אור קולט את האור המפוזר ומעריך את הגודל לפי עוצמת הפיזור.
מדובר במדידה עקיפה, שמניחה שהחלקיקים עגולים וצפופים באופן אחיד.
שיטה 2: מיון אווירודינמי
בשיטה זו מודדים את הגודל לפי ההתנהגות האווירודינמית של החלקיק. חלקיקים שונים חווים שינויי מהירות שונים במעבר בזרימת אוויר. ציוד מתקדם כמו Aerodynamic Particle Sizer של TSI מאפשר מדידה מדויקת יותר של גודל אווירודינמי.
שיטה 3: מיקרוסקופיה
החלקיקים נאספים על גבי מסנן, נבדקים במיקרוסקופ אופטי או מיקרוסקופ אלקטרוני, ונמדדים ישירות בעזרת תוכנה. זו שיטה מדויקת אך איטית ויקרה, ומתבצעת במעבדה בלבד.
