« L'air est comparable à un océan de micro-organismes invisibles, qui contaminent directement les substrats stérilisés exposés. Les contaminants de l'air pénètrent dans une boîte de Petri au moment de l'ouverture du couvercle; lors du transvasement, de l'inoculation ou pendant l'incubation »1)

     

Présentation

La hotte est une soufflerie d'air stérile. Les particules de l'air ambiant y sont séparées par un préfiltre, puis un filtre HEPA. Il en résulte de l'air presque pur, séparé à 99.97% des particules mesurant plus de 0.3 µm. Cet air exerce une pression positive sur le plan de travail, permettant de produire facilement des cultures axènes.

Prototypes 1 & 2

Le premier prototype à bien répondu aux attentes, mais plusieurs détails méritaient d'être améliorés. Les plans, les schémas et le budget de la seconde version sont disponibles ci-dessous.

Prototype 1

Améliorations

Structure & esthétisme:

  • Le ventilateur remplace les pattes et réduit la hauteur totale.
  • Les pré-filtres sont placés face à l'entré d'air du ventilateur.
  • Les pré-filtres sont plus accessible pour le nettoyage.
  • La profondeur de support des pré-filtres est doublée.
  • Le couvercle des pré-filtres et le couvercle des lampes sont retirés.
  • La profondeur de la chambre à air est réduite.
  • Les tablettes internes sont en verre.
  • L'ensemble nécessite moins de bois (plus léger, plus compact, moins cher).

Composants électroniques:

  • Les moteurs des agitateurs magnétiques sont remplacés par des 12V 0.5A 200RPM. Ils sont plus forts (peut agiter 2,8L), et n'ont plus besoin de gradateur.
  • Deux aimants par moteur plutôt qu'un (champs magnétiques renforcés).
  • Éclairage avec une bande de DEL préfabriquée. Plus uniforme, requiert moins de filage.
  • Transformateur 12V 3A, plutôt que 12V 1A.
  • Interrupteurs groupés et d'utilisation plus intuitive.

Instructions

Matériaux et assemblage

Contre-plaqué

Pour une des feuilles de contre-plaqué, choisissez la qualité select. Sur une de ses faces, les trous laissés par les noeuds sont remplis et le bois est sablé. Pour les parties intérieures du corps de la hotte, en particulier dans la zone de travail, le nettoyage sera facilité. Cette précaution évitera l'accumulation de particules dans les fissures.

Apprêt & Peinture

Avant de faire les coupes, peinturez les deux faces du contre-plaqué. Nettoyez d'abord la poussière avec un linge humide, et lorsque le bois est bien sec, appliquez un apprêt (primer). Un apprêt avant la première couche de peinture permet une meilleure adhérence, et accélère le séchage en l'empêchant de pénétrer dans le bois.

Donnez ensuite deux à trois couches de peinture époxy blanche. Quoique plutôt toxique, elle est durable et se nettoie bien. Utilisez des gants pour protéger votre peau, et appliquez la peinture dans un endroit bien aéré. Utilisez un corps gras pour nettoyer votre peau si nécessaire. Entre les couches, emballez le rouleau et le pinceau dans une pellicule plastique et entreposez-les au frais.

Ventilateur centrifuge (“cage d'écureuil”)

Le modèle choisi est le plus puissant de Fasco dans cette catégorie. Si vous choisissez un autre ventilateur, assurez-vous que sa force permette un débit d'air satisfaisant malgré la forte résistance exercée par la pression statique du filtre HEPA. Vous devrez probablement y faire souder un support (bracket)a) fabriqué sur-mesure.

Assemblage

  • Lorsque possible, prévoyez un espace de 1/8” entre chaque pièce afin de compenser la largeur du trait de scie.
  • (facultatif) Préassemblez tous les morceaux à l'aide d'une cloueuse à air.
  • Pour éviter de fendre le contre-plaqué, percez les trous une première fois avec une mèche de diamètre plus petit que les visses.
  • Scellez bien toutes les parties internes de la hotte en tirant un joint de silicone. La jonction entre les deux parties (filtre et moteur), et la périphérie des préfiltres sont scellés avec du ruban d'emballage, beaucoup plus facile à retirer que le silicone. Chaque préfiltre est ainsi scellé individuellement sur le support.

     

Outils nécessaires

  • Ensemble de peinture (bâche, bac, rouleau, pinceau, manchon)
  • Scie circulaire
  • Scie sauteuse
  • Perceuse & mèches (3/32”, 5/8”, 1 ½”)
  • Pistolet à calfeutrer
  • Pistolet à colle
  • Fer à souder
  • Ruban à mesurer, tournevis, pinces-étaux (4), équerre, crayon
  • (facultatif) Pinces, pince à dénuder, pinces à sertir, pistolet à air chaud, cloueuse à air

Agitateurs magnétiques

     

Note: L'intégration des agitateurs dans le plancher de la hotte cause des problèmes pour le transport et la maintenance. Il est plus judicieux de faire une ou des plaques amovibles. En remplacement, la construction de plaques agitatrices et chauffantes, avec un contrôle numérique de la vitesse et de la température sera détaillée prochainement.

Les agitateurs magnétiques commerciaux sont gros, dispendieux, et souvent plus fort que nécessaire. Pour brasser un à deux litres, on peut en construire un simplement en assemblant deux aimantsb) de disque dur au centre d'un moteur DC. Le résultat, très compact, est facile à intégrer directement en dessous de la zone de travail.

     

  • Alignez SF au centre de DF, puis serrez-les avec des pinces étaux. Vissez les deux pièces ensemble et retirez les étaux. Tel qu'illustré, alignez les deux SFa sous DF, placez les étaux, vissez, puis retirez les étaux. SF, DF et SFa 1-2 sont maintenant lié en une seule pièce.
  • Percer les trous de 1 1/2” à travers l'épaisseur de SF, puis les trous de 5/8” à travers l'épaisseur de DF+SFa+SFa.
  • Ajouter les pattes SFb et SFc et préparez les agitateurs;
  • Récupérez un vieux disque dur et prenez-y les aimants. Vous aurez probablement besoin d'un tournevis spécial (torx). Chaque aimant est collé sur une plaque de métal. Pour le récupérer sans le casser, avec deux pinces pliez la plaque dans la direction opposée à l'aimant.
  • Collez les deux aimants ensemble, puis préchauffez les aimants et le coupleur (avec un pistolet à air chaud ou dans un bain-marie…). Pendant ce temps, préchauffer un pistolet à colle chaude.
  • Déposez un peu de colle sur le coupleur, apposez-y les aimants, bien centrés. Laissez sécher.
  • Fixez l'assemblage sur un moteur, puis sécurisez le coupleur en serrant sa vis contre l'arbre (shaft).
  • Placez le moteur dans les trous préalablement percés.
  • Soudez le filage aux pôles des moteurs, tel qu'indiqué dans le schéma électrique.
  • Afin de conserver un espace de 1/16” entre les aimants et la surface de SF, placez un morceau de carton de 1/16” d'épaisseur sur une planche droite, et poussez-le contre les aimants.
  • Placez un morceau de ruban électrique sous les moteurs et stablisez-les avec de la colle chaude.
  • Soudez les fils au connecteur femelle 6 broches et isolez les connections.

     

Entretient

Nettoyage

Avant chaque utilisation, les surfaces intérieures de la zone de travail doivent être nettoyées avec de l'alcool isopropylique 70 %. Le “plancher” doit être particulièrement propre. Les pré-filtres sont nettoyés à l'aide d'un aspirateur, au besoin.

Huilage

Le moteur devrait être huilé une fois par an avec un lubrifiant approprié. À l'aide d'un tournevis, retirez le bouchon au centre du ventilateur puis appliquez-y quelques gouttes d'huile de machine à coudre.

Plans des coupes

Chaque plan représente une feuille de contre-plaqué (plywood) de 4' x 8' x 3/4”.

La hotte s'assemble en deux modules; les coupes présentées en gris composent la partie moteur, tandis que les celles en vert composent la partie filtre.

                    

Sommaire des coupes

Filtre (F)

u Description Code Pouces Centimètres
2 Côtés CF 18 ¾ x 38 47.625 x 96.52
1 Plafond PF 24 x 38 60.96 x 96.52
1 Dessous DF 20 x 25 ½ 50.8 x 64.77
1 Arrière AF 18 x 24 45.72 x 60.96
1 Agitateur SF 23 x 24 58.42 x 60.96
2 Agitateur-moteurs SFa 2 x 25 ½ 5.08 x 64.77
6 Agitateur-pattes avant SFb 1 x 5 2.54 x 12.7
2 Agitateur-pattes arrières SFc 1 x 2 2.54 x 5.08

Moteur (M)

u Description Code Pouces Centimètres
2 Avant/Arrière AM 24 x 27 60.96 x 68.58
2 Dessus/Dessous DM 18 x 25 ½ 45.72 x 64.77
2 Côtés CM 18 x 27 45.72 x 68.58
4 Côté-a CMa 2 x 9 ¾ 5.08 x 24.765
4 Côté-b CMb 2 x 23 ½ 5.08 x 59.69
2 Côté-c CMc 3 ¼ x 7 ¼ 8.255 x 18.415
2 Côté-d CMd 3 ¼ x 23 ½ 8.255 x 59.69

Schémas d'assemblage

Schéma électrique

La bande de DEL et les moteurs sont branchés en parallèle, tel qu'illustré. Un interrupteur principal permet de couper l'alimentation du transformateur AC/DC, et cinq interrupteurs secondaires rendent indépendants l'éclairage et chacun des agitateurs magnétiques. Un connecteur à six broches est employé afin de faciliter le désassemblage de la hotte en deux parties, dans l'éventualité où elle devrait être déplacée. Puisqu’un seul fil relit tous les pôles négatifs, il doit supporter l'intensité de tous les modules simultanément (2.6 A). Afin d'éviter tout risque de surchauffage, le filage doit donc avoir une qualité minimale de 16 AWG (3.7 A) par fil. Il a été difficile de trouver un connecteur générique qui ait à la fois le bon nombre de broches et une qualité de fil suffisante. Dans ce cas, des fils de 16 AWG ont été manuellement soudés sur un connecteurc). L'extrémité de chaque fil a été isolé avec un tube thermorétractable pour éviter tout court-circuit.

L'interrupteur à trois positions permet de sélectionner la vitesse du ventilateur. Il peut être remplacé par un interrupteur à deux positions, réglé sur la vitesse la plus élevée.

Budget

La plupart des pièces se trouvent aisément en quincaillerie. L'électronique provient de Ebay Canada, le filtre HEPA de Fungi Perfecti et le connecteur 6 broches de Sparkfun.

Structure u $/u $ Surfaces u $/u $
Ventilateur (Fasco™ A1200 + bracket) 1 450 450 Portes 2 ? ?
Filtre HEPA (18”x24”x6”) 1 175 175 Verre pour la zone de travail (24”x23”x¼”) 1 30 30
Pré-filtres (9 ¾”x19 ¾”) 2 5.75 11.5 Verre pour les tablettes (4 ½”x12”x¼”) 2 7 14
Interrupteur à 3 positions (115V, 15A) 1 6 6 Glass Shelf Clipd) 4 3.5 14
Fil d'alimentation (115V, 15A) 1 10 10 68
Connecteur AC (115V, 15A)e) 1 5 5 Électronique u $/u $
Contre-plaqué (qualité select, 4'x8'x¾”) 2 40 80 Switching Power Supplyf) (115V AC, 12V DC, 3Ag)) 1 11 11
Apprêt (1L) & peinture époxy (2L) 1 - 50 Dual Switch Wall (115V, 15A)h) 1 7 7
Poignées 6 18 108 LED Strip (50cm, 30 DEL, 12V, 0.6A, étanche)i) 1 3 3
Loquets 2 4 8 6-Pin Chassis Connectorj) 1 11 11
Vis ¾” et 1 ½” 2 8 16 4 Gang Button Wall Switchk) 1 7 7
Silicon 1 6 6 Moteurs (12V, 0.5A, 200RPM, 3mm shaft)l) 4 8 32
Ruban d'emballage 1 2 2 Shaft Coupler (3mm)m) 4 6 24
Pinceau, rouleau, bac & manchon 1 9 9 Fil (16AWG, 2 pin, rouge et noir) 1 ? 4
Crochets 2 2.5 5
973 99

Total: 1140

     


Note: Les photos de la plupart des composantes électroniques présentées dans la partie budget proviennent de différents vendeurs de Ebay Canada. L'anglais est utilisé pour faciliter la recherche de certaines pièces.



a)
b)
c) Image provenant de Sparkfun.com
d)
e)
f)
g) Ampérage pour l'ensemble des modules présentés (moteurs 4*0.5A + DEL 0.6A = 2.6A)
h)
i)
j) Image provenant de Sparkfun.com
k)
l)
m)