2026-09-14
クリーンルーム CRO ラボ用の多成分動的ガス混合 - 要件、エンジニアリング上の課題、および構成
北京Airppb環境保護設備有限公司
2026 年 9 月 | www.airppb.com | www.militarygasdetector.com
コンテンツ
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世界をリードする受託研究機関 (CRO) は、研究室用の精密ガス混合システムを必要としていました。これは、完全なデータ管理とアラーム保護機能を備え、制御された比率で空気、酸素、二酸化炭素を混合できる、クリーンルーム準拠の多成分動的ガス希釈システムです。 北京 Airppb は、MR-DF2 マルチコンポーネント ダイナミック ガス混合システムを供給しました。これは、3 ~ 6 個のガス チャネル、シラン不動態化チューブ、±0.5% FS 制御精度、切り替え可能なデュアル出力、および IQ/OQ/PQ 検証サービスなど、すべての仕様を満たす定置型の国内設計ソリューションです。 このケーススタディでは、顧客の要件、エンジニアリング上の課題、およびそれらを満たすために MR-DF2 がどのように構成されたかを説明します。これは、動的ガス混合 / ガス希釈装置を評価する研究室、クリーンルーム、研究施設にとって実用的な参考資料となります。 |
このソリューションには、お客様の技術要件に基づいた 3 つの重要な最適化が組み込まれています。
1.最適化された MFC 構成: 空気および酸素チャネルは 10 L/min の MFC を使用しますが、CO₂ は 5 mL/min の最小制御可能流量を備えた 1 L/min の高精度 MFC を使用し、1:1000 の要件を超える 2000:1 の希釈比を達成します。
1.明確化されたデュアル出力の実装: 現在の設計では、リレー制御の交互デュアル出力 (出力 1 または出力 2) が提供されます。同時デュアル出力には設計の変更が必要となるため、保留中の確認項目としてリストされています。
1.検証済みパラメータのコンプライアンス: すべての仕様の主張は再計算され、実際のパフォーマンスに対して検証されており、該当する場合は条件付き準拠が明確に記載されています。
お客様は、精度とコンプライアンスの両方が要求されるクリーンルーム実験室環境を運用しています。主要な要件:
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要件 |
仕様 |
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設備の種類 |
国産(中国製)、据え置き型 |
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衛生レベル |
クリーンルーム対応。日常的な有機/無機消毒剤に耐性のあるシラン不動態化チューブ |
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ガス源 |
少なくとも 3 つのチャネル (空気、酸素、二酸化炭素)。供給圧力0.3MPa |
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出力 |
少なくとも 1 つの混合出力、できれば 2 つ |
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混合比 |
最高流量と最低流量の比 ≤ 1:1000 |
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流量能力 |
チャンネルあたり ≥ 10 L/分。合計出力 20 L/min 以上 |
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制御精度 |
フルスケールの少なくとも0.5% |
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アラーム |
ガス流量警報、出力過圧警報 |
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HMI |
ログイン、権限管理、監査証跡を備えたカラータッチスクリーン |
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データ管理 |
ダイナミックカーブの表示、印刷、エクスポート、保存、バックアップ、復元 |
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サービス |
IQ/OQ/PQ 資格。計量証明書 |
図 2. 希釈率の設計。 1 L/min の高精度 CO2 MFC は、最小制御可能流量 5 mL/min に達し、1:1000 の要件に対して 1:2000 を実現します。
お客様は、1 台の機器で 2 台のワークステーションまたは 2 台のインキュベーターに対応できるように、2 つの独立した混合ガス出力を希望していました。
現在の解決策:MR-DF2自体はデュアル出力機能を備えて設計されており、お客様の使用要件を完全に満たします。
接液部は、75% エタノールと次亜塩素酸ナトリウムによる定期的な消毒に耐える必要がありました。
解決:
· すべてのガス経路コンポーネント (MFC バルブ本体、継手) は 316L ステンレス鋼で、電解研磨されています。
· ガスチューブはシラン不動態化チューブ設計を採用し、CO₂ の吸着を最小限に抑え、微量ガスの精度を向上させます。
· シールは EPDM/PTFE を使用しており、日常的な消毒剤に耐性があります。
· この構成は、微量ガスのパフォーマンスを最適化しながら、クリーンルームで使用するための衛生基準を満たしています。
図 3. クリーンルーム接液部材料スタック: 316L ステンレス鋼、シラン不動態化チューブおよび EPDM/PTFE シール。
純粋な CO₂ から 1,000 ppm CO₂ を生成するには、希釈率は 1000:1 です。制御可能な最小流量は ≤ 10 mL/min である必要があります。
最適化されたソリューション:
· 空気および酸素チャネル: 各 10 L/min MFC、「チャネルあたり ≥10 L/min」および「合計 20 L/min 以上の出力」を満たします。
· CO₂ チャネル: 1 L/min 高精度 MFC、最小制御可能流量 ≈ 0.5% FS = 5 mL/min
· 希釈率: 10 L/min air ÷ 5 mL/min CO₂ = 2000:1、1:1000 の要件を超える
· 総合出力: 空気 10 L/min + 酸素 10 L/min = 20 L/min (CO₂ 微量添加は無視できる程度)
計算例:
· エアー(希釈剤):10L/min
· 酸素 (フィード/バランスガス): 10 L/min
· CO₂ (フィードガス): 5 mL/min (0.5% FS で動作する MFC は 1 L/min)
· CO₂ 対空気比 = 5 mL ÷ 10,000 mL = 1:2000 ≥ 1:1000 ✓
図 1. CRO アプリケーションの MR-DF2 ガス パス構成: 3 つのガス チャネル、3 つの MFC、混合チャンバー、およびデュアル出力。
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チャネル |
ガス |
MFC範囲 |
材料 |
役割 |
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チャンネル1 |
空気 |
10L/分 |
316L SS + PTFE チューブ |
希釈剤 |
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チャンネル2 |
酸素 |
10L/分 |
316L SS + シラン不動態化チューブ |
供給ガス |
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チャンネル3 |
二酸化炭素 |
1L/min(高精度) |
316L SS + シラン不動態化チューブ |
供給ガス |
注記:シラン不動態化チューブは全金属チューブと比較して CO₂ の吸着を低減し、耐薬品性を維持しながら微量ガスの精度を向上させます。
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出力 |
流量範囲 |
材料 |
コントロール |
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出力1 |
0~20L/分 |