食品检验理化实验室规划设计方案.docx
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食品检验理化实验室规划设计方案
食品检验检测理化
实验室规划方案
一、前言
二、实验室布局规划
1、实验室功能性房间规划
2、实验室上下水规划
3、实验室配电规划
4、实验室通风系统规划
5、实验室集中供气系统规划
6、实验室消防系统规划
三、实验室仪器设备规划
1、大型分析仪器规划
2、样品前处理仪器设备规划
3、实验室常用玻璃器皿
4、实验室常用标准品、对照品、试剂药品
四、实验室三废处理
五、实验室家具设计
一、前言
食品检验监测实验室在专业上涉及到食品化学、物理学、微生物学、分子生物学和食品感官品评等多个学科，在功能上又涉及到给水、排水、通风、排风、强电、弱电、空调、消防、废气废液处理、集中供气等复杂的工艺技术，同时还要考虑到环保、安全、可持续性发展等诸多因素，因此是一个复杂的系统工程。
如图所示：
图1：
现代化专业食品检验实验室主要涉及到工艺技术
1.合理定位，科学规划。
在构建专业实验室的流程中，“构”的部分至关重要，它包括了实验室的定位和规划，是整个实验室建设的基础和灵魂。
实验室定位是指：
实验室实用性要求及相关国标要求要达到一个什么样的水准；实验室在行业（系统）内的定位；实验室在社会中的定位（行使政府职能、通用实验室）实验室在所处地理区域的定位。
实验室规划包括两个方面：
一是实验室建筑规划，二是实验室工艺规划。
实验室建筑规划包括建筑外观、风格、高度、园区布局等；实验室建设之前，调查实验室需求的过程实际上就是确定整个实验室3～5年规划的过程，因此需要进行大量前期调研工作，既要明晰自身的需求和未来的发展方向又要广泛地考察相关单位已建成的实验室，学习其经验和教训。
图2：
实验室建设流程
此外，还应该从理念上充分认识到专业实验室建设是一个复杂的系统工程，是对工作环境的构建以及环境造就出的工作方式，而不是仪器和家具的简单组合。
2.实验室设计应先于土建设计。
“构”应先于“建”，只有“构”清楚了，才可以开始“建”。
就是用专业的手段将抽象构思进行具体实现的过程，包括实验室设计、安装、调试、维护和升级等。
目前，由于我国对实验室的建设没有相关的建筑规范，因此很多实验室在土建设计阶段，没有充分考虑到实验室对建筑的特殊要求。
正确的实验室建设流程是首先进行实验室的工艺设计，然后在满足实验室工艺要求的前提下，进行实验室的土建设计。
这就要求建设单位咨询专业的实验设计方，在项目的土建设计阶段，就及时介入。
比较典型的土建设计问题包括：
1）未设计风井，或者风井的位置、大小、数量不能满足要求；
2）未考虑气瓶室，仅按消防用气瓶室设计；
3）未对实验室进行整体的平面规划，分区过于简单或不合理；
4）未考虑仪器的使用情况；
5）未考虑特殊房间功能，如恒温恒湿室等；
6）净层高过低，影响管线布局，装修后空间低矮。
二、实验室布局规划
1、实验室功能性房间规划
依据仪器配置及实验室房间功能划分，需要如下独立实验室及使用面积基本要求：
1.1理化室（综合实验室）
理化实验室分：
无机理化室、有机理化室
占用面积不小于（30㎡）/间
通风橱最好（1800mm*850mm*2350mm）2台/间；
不低于（1500mm*850mm*2350mm）尺寸的
设有中央台、边台、独立于生活用水的上下水管道，利于废水收集处理；
设有独立的排风管道（外排连接）
1.2理化分析室
分有色谱室：
气相色谱室、气质联用仪室；可联用，以单台计算面积不小于10㎡以单台计算）
液相色谱室、液质联用仪室；可联用，面积不小于20㎡/间（以单台计算）
标准化的至少需要3台液相色谱仪，两台共用一个实验室，至少2个房间
离子色谱室；可以与液相室联用；
单独实验室房间建议：
15㎡以上
光谱室：
（建议配置独立三相380V电源）
原子吸收室：
独立排风（外排）通道，上下水
原子荧光室：
独立排风（外排）通道
原吸与原子荧光室可联用
条件好的可配备ICP-MS室
单独实验室房间建议：
15㎡以上
1.3样品前处理室
需要通风橱不低于（1500mm*850mm*2350mm）尺寸的1台
工作台
条件允许的情况下，有机、无机前处理可分开，
设有独立的排风管道（外排连接）
建议：
15㎡以上
1.4高温室
需要动力电源三相380V、高温台
建议：
15㎡以上
1.5洗消纯水制备室
独立上下水，下水分生活用水（例如洗墩布、打扫卫生取水）、实验室洗涤废水（需要收集专门处理排放）
220V/50HZ独立电源
工作台、水池（耐酸碱）滴水架、洗眼器等配套配件
建议：
15㎡以上
1.6天平室
专用天平台：
至少3台天平（十万分之一、万分之一、千分之一）
防震标准：
十万级，大理石台面、减震装置
工作台
建议：
8㎡以上
1.7小型仪器室
紫外分光光度计、显微镜等小型仪器的观察
工作台、220V电源
建议：
15㎡以上
1.8药品室
区隔强酸碱、易挥发性药品的保存需要通风良好、具有外排管路
及普通药品储存
耐酸碱的试剂柜带排风功能
建议：
20㎡以上
1.9留样室
样品柜、工作台
建议：
20㎡以上
1.11办公室
作为实验室管理及数据报告填写等工作要求，根据实验室人员设定
建议：
20㎡以上
1.12气瓶房
建议：
10㎡以上
如果统一供气4路气（高纯乙炔、氮气、氢气、氩气）（实验室仪器设备需要的载气）的情况下设定，不统一供气载气需要送到需要载气操作的实验室内，该实验室还需要配置气瓶柜；
需要通风顺畅及防爆预警装置
备注：
以上空间面积均以有效内容积核算
楼层空高不低于3.3m，便于吊顶处理
2、实验室上下水规划
上水：
在实验室用房装修前，按照实验室功能性布局图，上水接到指定点位，应采用PPR材质
下水：
分普通废水、实验室废水两套排放管网
普通废水直接排出（生活用水排污管网即可）连接生活排水管网
实验室废水需要进行专门收集处理，达标后方可排放；单独管网收集由实验室废水处理设备处理达标排放；
排水系统的管道应耐酸碱腐蚀及有机试剂对材质的融解，应采用PPR或其他材质，而不能用普通的PVC管材，
3、实验室配电规划
实验室的配电系统是根据实验仪器和设备的具体要求，经过专业的设计人员综合多方面因素设计完成的，与普通建筑有很大区别。
因为实验室仪器设备对电路的要求比较复杂，并不是通常人们所认为的那样，只要满足最大电压和最大功率的要求就可以了。
事实上有很多仪器设备对电路都有特殊的要求（例如静电接地、断电保护、等电位连接等）。
对配电系统的设计，不但要考虑现有的仪器设备情况，同时也要考虑实验室几年的发展规划，充分考虑配电系统的预留问题及日后的电路维护等问题。
为了保证电力的可靠保障，还应考虑不间断电源或双线路设计，不间断电源的容量应符合实际所需并保证一定可扩增区间以满足未来的发展所需。
此外对于某些特殊的区域，如气瓶间则应采用防爆电器元件以确保无安全隐患。
墙上的插座应充分考虑需求，例如样品室应留足冰箱的插座、前处理室应预备离心机的插座、门口应预留自动鞋套机的插座、走廊两侧也应考虑到分布一些插座。
3.1实验室用电：
需要独立的供电、静电接地
3.2从主电源线引进实验室用电，
A、楼层需要配置独立的主配电箱、断电/过载保护装置，需要不小于10平方毫米的铜芯线作为主线；
B、从主配电箱分出各实验室配电箱、各路实验室用电需配置断电/过载保护装置，需要不小于6平方毫米的铜芯线作为主线；
C、从实验室配电箱分出各仪器设备用电预留端、各路仪器预留用电需配置断电/过载保护装置，需要不小于4平方毫米的铜芯线作为主线；
D、个别大型仪器需要独立供电及静电接地（原子吸收、ICP-MS等）或三相380V电源需要设计进入楼层配电箱，并从楼层配电箱直接引入仪器设备设定的实验室房间预留端口
E、实验室用电要严格与实验室照明用电区分开来；
4、实验室通、排风系统规划
4.1通风系统分为保持实验室要求的恒温状态的空调系统、实验室废气排出系统
4.2实验室空调系统不仅仅是控制实验室的温湿度，同时还应实验室通风系统配合，才能真正有效地保证实验室的温湿度和房间压差，令人员和精密仪器有一个良好的工作环境。
实验室所在的整栋大楼若采用中央空调则一定要能够进行分区域、分时段的模块式管理，以避免加班时因不能正常使用空调而影响仪器的检测性能。
中央空调管线的布局应结合实验室通排风管道的设计，避免施工的时候交错重叠，影响层高。
极端天气情况下，应能确保样品室、气瓶室、超低温冰箱室、精密仪器室、不间断电源室等对温度要求高的区域保持24小时的恒定温度调节。
4.3实验室通风系统区别于普通环境下的通风系统，主要涉及到有毒有害气体的排出因素，应采用以下示意图工艺所示方案，集中抽风、活性炭吸附处理排出；既按照国家废气排放标准处理排放，有效的减少污染，也有利于实验室随时保持在有害气体低污染环境下，实验室人员的安全工作、生存环境；并能降低实验室噪音污染
实验室供排风系统是整个实验室设计和建设过程中规模最大、影响最广泛的系统之一。
供排风系统完善与否，直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。
图一
图二
图三
通排风系统完善的实验室，应该是环境和谐、安全、健康的工作场所。
实验室噪音、房间的换气次数、压差、通风柜有毒气体残留等都是值得关注的问题。
另外，样品室和试剂室也应考虑有通排风设备，以免样品带来的异味影响环境；一个现代化的实验室，应设计新风系统；通风柜前方的新风口散流器应采用可以调节方向活动室百叶设计，以避免冬夏季节外界冷热空气直接吹响操作者。
5、实验室集中供气系统
实验室的很多设备的运行都需要各种各样的载气气体供应，目前来说以集中供气作为主流设计方案得到广泛使用。
实验室气体管路工程包括气体管路的设计、供货、安装和验收等方面的内容。
本工程“气体管路”包括从气瓶房各路气体总阀门到实验室内各用气点，涉及的所有气体切换装置、管路、二次减压装置等。
如条件允许建议加装泄露报警装置，报警器采用灵敏度高的声光报警，报警联动强排风装置。
实验室气体均由高压气瓶形式供应。
实现气体不间断供应和安全输送。
实验室气体管路工程主要材质为316LBA等级的不锈钢无缝钢管，所有气体管路的连接采用无缝焊接技术。
管道和阀件的连接方式采用双卡套连接以便维修。
所有的气体管路在工作台上配备合适的控制阀门，便于试验人员的控制。
从高压钢瓶出来用一段盘管连接到汇流排上的各个控制阀，再配备手动或自动切换装置，实现在用气瓶和备用气瓶之间的气体切换和不间断供应。
气源处设置排空尾气处理以防止残留有毒有害气体的溢出。
可燃气排空装置及进气主管路上配置回火防止器。
实验室气体管路系统配备安全压力释放和调节阀门，配备压力表直观反应气体入口和出口压力。
排空管道有易燃、助燃气体需要分开排放。
排空管道要能有足够的流量空间，选用1/4“以上口径的管道。
盘管由不锈钢BA材料制成，有足够的韧性。
连接钢瓶的一端需用自动焊接，防止更换钢瓶时的摆动影响接头的严密性而导致气体泄漏。
安全减压阀要有标示，标明压力释放级别。
所有管件阀门、调压装置、切换装置等都由高质量的不锈钢材料制成，
气瓶室的安全性必须得到保障，必须采用防爆门、泄爆窗、气体泄漏感应报警装置、所有电器电路均应采用防爆型的、还应考虑防雷、防静电以及空调设备。
6、实验室消防系统规划
实验室是一个特殊环境，对消防的要求相对于普通的办公楼来说要高很多。
实验室设计要根据实验室的具体情况（设备投资及工艺特点、实验工艺要求、储存样品和试剂的种类、实验室建筑物的特点等），采用不同的消防措施来保障实验室的消防安全。
如对于精密仪器室和无菌室、配电室、不间断电源室而言，其消防就不能采用自动喷淋装置，而应采用气体灭火装置，以避免自动喷淋装置损坏仪器设备或破坏洁净环境
设立专用消防安全通道及警示标志装置
三、实验室仪器设备规划（方案一）
1、分析仪器部分
序号
名称
主要用途
仪器基本性能要求及配置
配置数量（台套）
预算单价（万元）
预算合价
（万元）
建议品牌
1
生物显微镜（带成像系统）
食品检验过程中细胞和微生物样本的观察
放大倍数范围：
100×-400×配置4X、10X、40X、100X物镜；不少于三种荧光模块；配置CCD成像系统
1
8
8
重庆奥特
2
液相色谱（建议买进口）
食品中营养成分或污染物等的分离测定
四元低压梯度泵；配置在线脱气、自动进样器、DAD检测器、电脑打印机、3K不间断电源延时1小时
1
45
45
美国热电
3
液相色谱（进口）
食品中营养成分或污染物等的分离测定（检测黄曲霉毒素、氨基甲酸酯）
二元高压梯度泵；配置在线脱气、自动进样器、荧光检测器、柱后衍生系统（SSI）、电脑打印机、5K不间断电源延时1小时
1
60
50
美国热电
4
气相色谱（国产的能达到检测要求）
食品中挥发性营养成分或污染物等的分离测定
主机、自动进样器、FID、ECD检测器，自动进样器、中文工作台、电脑打印机、氢气发生器、空气发生器、氮气钢瓶及减压阀、UPS延时1小时（3K）
1
23
23
北京东西仪器
5
气相色谱（国产的能达到检测要求）
食品中挥发性营养成分或污染物等的分离测定
主机、自动进样器、FPD、检测器，带顶空进样器、中文工作台、电脑打印机、氢气发生器、空气发生器、氮气钢瓶及减压阀、UPS延时1小时（4K）
1
23
23
北京东西仪器
6
离子色谱仪
亚硝酸盐含量等
ICS-900主机
带自动进样器
带检测阴阳离子装置、
商用电脑打印机、
UPS延时1小时
高纯氩气带减压阀1套
45
45
美国热电
进口
气相色谱-质谱联用仪（国产）
有机磷、有机氮、氨基甲酸酯类等农药残留和瘦肉精等激素类兽药残留检测和确证
质谱仪、气相色谱仪主机、分流/不分流进样口含高精度电子压力控制器、气相色谱启动工具包、NIST11谱库、工作台、55样品位+5溶剂位液体自动进样器、2年常用备品备件及耗材、氦气钢瓶及减压阀、电脑打印机、UPS延时1小时
1
60
60
北京东西仪器
7
原子吸收光谱仪（国产的基本能达到检测要求）
食品中微量元素的测定
配置主机火焰石墨一体机、自动进样器、火焰光度、石墨炉检测器、氢化物发生器、空气压缩机、制冷式循环水系统、长寿命石墨管10根、元素空心阴极灯6个、乙炔、氩气钢瓶及减压阀、电脑打印机
1
20
20
北京东西仪器
8
原子荧光光谱仪（只有国产）
食品样品中可形成氢化物微量元素的测定
配置火焰或电热原子化器；光电倍增检测器自动进样器、三种元素等（砷、汞、铅）
1
19
19
北京吉天
9
全自动凯氏定氮仪
带滴定功能、带石墨消解、中和排废系统
1
17
17
济南精锐
总计
310
2、样品前处理仪器设备
序号
名称
主要用途
仪器基本性能要求及配置
配置数量（台套）
预算单价（万元）
预算合价
（万元）
建议品牌
1
电子天平
食品检验用试剂、样品和标准品的称量
称量范围（g）：
千分之一
1
0.7
0.7
奥豪斯
万分之一
1
0.9
0.9
奥豪斯
十万分之一
1
2.85
2.85
奥豪斯
2
酸度计
食品检验过程中pH值的测定
精度：
±0.01pH
2
0.3
0.6
世纪方舟
3
高速冷冻离心机
食品检验过程中营养成分或者污染物等的提取分离
最高转速不小于16000rpm；温度设置范围：
-20～40℃
配置24*1.5/2.2ml角转子
6*50ml角转子
1
5
5
中科中佳
4
高速离心机
食品检验过程中营养成分或者污染物等的提取分离
转速介于200～15000rpm之间
配置24*1.5/2.2ml角转子
6*50ml角转子
2
0.8
1.6
中科中佳
8
磁力搅拌器
食品检验过程中目的物质提取或反应过程中的搅拌混匀
加热温度范围：
5～300℃；温度控制精确度：
±1℃
1
0.5
0.5
大龙
9
冷藏柜
食品样品和试剂的存放
带冷冻和冷藏室，温度范围：
2～8℃
1
0.5
0.5
美菱
10
冰箱
食品样品和试剂的存放2-8℃
带冷冻和冷藏室
2
1
2
美菱
12
高压灭菌器
食品检验中灭菌试剂的制备
工作温度范围：
50～135℃
内容积：
75L
1
1.3
1.3
江阴滨江
13
马弗炉
食品检验过程中食品的灰分测定及干法消解（陶瓷纤维）
额定温度大于1000℃；配置数字温控系统
1
2.5
2.5
上海一恒
14
真空干燥箱
样品及器皿干燥
内容积：
≥6L
1
1.5
1.5
上海一恒
15
超声波清洗器
食品检验过程中样品的提取、脱气、混匀、细胞粉碎、实验器皿的清洗等
清洗器内槽采用耐酸碱不锈钢板
内容积：
22.5L
1
1.3
1.3
宁波新芝
16
电热鼓风干燥箱
食品检验过程中样品的干燥
控温范围：
室温+10～300℃；恒温波动度：
±1℃；不锈钢内胆
1
1.3
1.3
上海一恒
17
电热恒温培养箱
食品检验过程中微生物的培养
温度精确度不大于0.1℃
1
1
1
上海一恒
18
可控温振荡箱
食品检验中微生物的培养
旋转频率：
40～400rpm；温控范围：
4～60℃；温控精度：
±0.1℃
1
0.8
0.8
上海博迅
20
超纯水机（纯水、高纯水、超纯水都具备）
食品检验用超纯水的制备
出水量不小于1.5L/min；电阻率：
18.2MΩ.cm（25℃）
1
4.5
4.5
上海力新
21
匀浆器
食品检验过程中样品的粉碎、均质和乳化。
调速范围：
0～28000rpm
1
1.5
1.5
弗鲁克
22
均质器
食品检验过程中样品的均一化处理
时间范围：
30～210秒或连续运转；拍击速度不大于9次/秒；有效容量不大于400mL
1
1.68
1.68
宁波新芝
23
除湿器
食品检验环境的湿度控制
除湿量不小于30升/天
2
0.5
1
仟岛
24
恒温摇床
食品检验过程中微生物的控温振荡培养
温度控制范围：
室温+5～50℃；转速：
30～300rpm
1
3.4
3.4
上海智诚
29
恒温水浴
食品检验过程中样品前处理
温度控制范围：
室温～100℃；体积不小于3L
2孔、4孔、6孔各2台
6
0.2
1
常州国华
30
旋转蒸发仪
食品检验过程中样品浓缩处理
0.25-6L
2
1.98
3.96
上海亚荣
31
微波消解仪（高压）
食品检验过程中样品的消解
微波输出功率介于0～1600W之间
16罐以上（24罐）
1
15
15
上海新仪
34
紫外可见分光光度计
食品检测过程中紫外可见分光光度法的测定
波长范围：
190～1100nm带PC软件
1
2.6
2.6
上海元析
36
纤维测定仪
食品中纤维含量的测定
测量样品数不小于6个/次；测量范围：
0.1%～100%
1
1.3
1.3
上海纤检
37
阿贝折射仪
食品样品的折射率和相关物质的浓度测定
测量范围：
1.3000～1.7000nD；蔗糖溶液质量分数读数范围：
0～95%；准确度：
±0.00002nD
1
2
2
上海申光
38
电导率仪
食品样品中电导率值的测量
检测范围：
0.10μS/cm～500mS/cm；分辨率：
0.01μS/cm～1mS/cm；精度：
≤±0.5%
1
0.5
0.5
世纪方舟/雷磁
39
水分测定仪
食品中水分含量值的测量
测量范围：
0.001%～100%
1
4
4
奥豪斯
40
温湿度计
食品加工环境、实验室温度和湿度的测量
测量温度：
-20～60℃；分辨率：
0.1℃；测量相对湿度：
5%～95%
10
0.003
0.03
总计
66.82
3、实验室常用玻璃器皿及消耗品
根据检测项目配置实验室常用预算/年度
4、实验室常用标准品、对照品、试剂药品
根据检测项目配置实验室常用预算/年度
四、实验室三废处理
1、废气处理
通过楼顶安装的大功率风机（1.2KW以上）由排风管道直接抽到楼顶，通过消音装置进入活性炭吸附塔，对有毒有害气体进行吸附过滤处理后排出；
2、废水处理
实验室综合废水处理设备由废水收集单元、废水调节单元、废水深度处理单元、沉降分离单元、过滤吸附单元、物理处理单元、化学反应处理单元、生化反应处理单元、废水终端综合深度处理单元等构成。
通过先进的PH、ORP自控仪、全自动搅拌混凝调节装置、沉淀反应槽、全自动投药组件、固液分离装置和终端PH调节等工艺,形成一个完整的实验室综合废水处理系统。
实验室综合废水处理设备通过化学预处理、化学深度处理、斜管沉淀、过滤沉淀分离、多程强氧化处理、多级分解降解处理、高低电位差微电解技术、电化学氧化还原专利技术、两级有机生物净化处理、新型生化反应处理、有机废水新型填充床光波催化反应专利技术、更新液选择性传质及菌丝体表面分子印迹专利技术等处理工艺对实验室内产生的有机、无机、生物废水进行综合处理，可有效去除废水中的COD、BOD、SS、色度和重金属离子等，针对不同实验废水的组成成分，采用不同的处理技术及控制系统进行废水处理。
设备通过人机界面操作系统进行操作，设备运行按照PLC控制器设定好的程序和PH/ORP仪表设定的参数进行全自动运行，自动多级在线监测、针对不同废水的成分和浓度，控制系统自动进行计算然后按比例进行自动投放药品，更加科学化和合理化，确保废水的处理效果，同时节省药品耗量，无须专人职守。
废水处理工艺设计流程示意
液位控制器
实验室、化验室废水处理，经过处理后废水达到废水综合排放标准【GB8978-1996】中的一、二、三级标准，处理后的污水可排入市政污水管网或地表、河水，也可以通过再处理工艺把处理后的废水进行再利用。
日处理量500L的预算价：
18万
300L的预算价：
14万
含废水收集管道、无其他费用
3、固体处理：
经收集集中处理:
焚烧处理
五、实验室家具设计规划
实验是家具的设计规划必须结合实验室房间布局以及与相关功能（仪器设备安装使用要求及标准）相结合而定，价格根据用户对材质要求而定，选材不一样价格不一样；
一般分：
全木、钢木、全钢材质
台面分：
实芯理化板、环氧树脂板、千思板、进口环氧树脂板等材质
中央台计算以边台报价*2计算
试剂架独立计算
水盆、水龙头、滴水架、洗眼器单独计算
5.1实验室家具标准尺寸：
实验台
边台：
（长*宽*高）延米*750mm*850mm；长度以延米计算
中央台：
（长*宽*高）延米*1500mm*850mm；长度以延米计算
天平台：
（长*宽*高）900mm*600mm*800mm；单台尺寸
功能柜：
（长*宽*高）900mm*450mm*1800mm；（器皿柜、试剂柜、样品柜外尺寸）
试剂架：
（根据中央台或边台及用户实际要求而定）
通风橱：
（长*宽*高）1800mm*850mm*2350
升级会员 