Polprevodniški visoko učinkovit zračni filter za delce
Polprevodniški visoko učinkovit zračni filter za delceznan tudi kot visokoučinkovit filter za absorpcijo delcev [potreben citat] in visoko učinkovit filter za zadrževanje delcev, je standard učinkovitosti zračnih filtrov.
Filtri, ki ustrezajo standardu HEPA, morajo izpolnjevati določene stopnje učinkovitosti. Splošni standardi zahtevajo, da mora zračni filter HEPA iz zraka, ki gre skozenj, odstraniti najmanj 99,95 % (ISO, evropski standard) ali 99,97 % delcev, katerih premer je enak 0.3 μm, s filtracijo učinkovitost se povečuje pri premerih delcev, manjših in večjih od 0.3 μm. Filtri HEPA zajamejo cvetni prah, umazanijo, prah, vlago, bakterije ({{10}}.2–2.{{ 14}} μm), virus (0.02–{{20}}.3 μm) in submikronski tekoči aerosol (0,02–0,5 μm). Nekateri mikroorganizmi, na primer Aspergillus niger, Penicillium citrinum, Staphylococcus epidermidis in Bacillus subtilis ujamejo filtri HEPA s fotokatalitsko oksidacijo (PCO). Filter HEPA lahko zajame tudi nekatere viruse in bakterije, ki so manjši ali enaki 0,3 μm. Filter HEPA lahko zajame tudi talni prah, ki vsebuje bakteroidije, klostridije in bacile. HEPA je bila komercializirana v petdesetih letih prejšnjega stoletja, prvotni izraz je postal registrirana blagovna znamka in kasneje generična blagovna znamka za visoko učinkovite filtre. Filtri HEPA se uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo nadzor kontaminacije, kot je proizvodnja trdih diskov, medicinskih naprav, polprevodnikov, jedrske energije, živilskih in farmacevtskih izdelkov ter kot v bolnišnicah, domovih in vozilih.
Mehanizem:
Filtri HEPA so sestavljeni iz preproge naključno razporejenih vlaken. Vlakna so običajno sestavljena iz polipropilena ali steklenih vlaken s premeri med {{0}},5 in 2.0 mikrometra. Večino časa so ti filtri sestavljeni iz prepletenih snopov finih vlaken. Ta vlakna ustvarjajo ozko zavito pot, skozi katero prehaja zrak. Ko največji delci prehajajo skozi to pot, se snopi vlaken obnašajo kot kuhinjsko sito, ki delcem fizično prepreči prehod. Ko pa z zrakom prehajajo manjši delci, ko se zrak zvija in obrača, manjši delci ne morejo slediti gibanju zraka in tako trčijo ob vlakna. Najmanjši delci imajo zelo malo vztrajnosti in se vedno gibljejo okoli molekul zraka, kot bi jih te molekule bombardirale (Brownovo gibanje). Zaradi svojega gibanja se na koncu zaletijo v vlakna. Ključni dejavniki, ki vplivajo na njegove funkcije, so premer vlaken, debelina filtra in sprednja hitrost. Zračni prostor med vlakni filtra HEPA je običajno veliko večji od 0,3 μm. HEPA filtri na zelo visoki ravni za najmanjše delce. Za razliko od sit ali membranskih filtrov, skozi katere lahko prehajajo delci, manjši od odprtin ali por, so filtri HEPA zasnovani tako, da ciljajo na različne velikosti delcev. Ti delci so ujeti (prilepijo se na vlakno) s kombinacijo naslednjih treh.
mehanizmi:
1.Difuzija; delci pod 0.3 μm se ujamejo z difuzijo v filter HEPA. Ta mehanizem je posledica trka najmanjših delcev z molekulami plina, zlasti tistih s premerom pod 0.1 μm. Majhni delci se učinkovito razpihnejo ali odbijejo in trčijo ob vlakna filtrskega medija. To vedenje je podobno Brownovemu gibanju in poveča verjetnost, da bo delec ustavljen bodisi s prestrezanjem ali udarcem; ta mehanizem postane dominanten pri nižjem pretoku zraka.
2.Prestrezanje; delci, ki sledijo liniji toka v zračnem toku, pridejo znotraj enega polmera vlakna in se ga oprimejo. S tem postopkom se ujamejo delci srednje velikosti.
3. Vpliv; večji delci se ne morejo izogniti vlaknom, tako da sledijo ukrivljenim konturam zračnega toka, in so prisiljeni neposredno vgraditi v eno od njih; ta učinek se povečuje z manjšo ločitvijo vlaken in večjo hitrostjo pretoka zraka.
Difuzija prevladuje pod velikostjo delcev s premerom {{0}}.1 μm, medtem ko udarec in prestrezanje prevladujeta nad 0.4 μm. Vmes, blizu velikosti delcev z največjo prodornostjo (MPPS) {{6 }}.21 μm sta tako difuzija kot prestrezanje sorazmerno neučinkovita. Ker je to najšibkejša točka v delovanju filtra, specifikacije HEPA uporabljajo zadrževanje delcev blizu te velikosti (0,3 μm) za razvrstitev filtra. Vendar pa je možno za delci, manjši od MPPS, da nimajo večje učinkovitosti filtriranja od MPPS. To je posledica dejstva, da lahko ti delci delujejo kot mesta nukleacije za večinoma kondenzacijo in tvorijo delce v bližini MPPS.
Filtriranje plina:
Filtri HEPA so zasnovani tako, da učinkovito zadržijo zelo drobne delce, vendar ne filtrirajo plinov in molekul vonjav. Okoliščine, ki zahtevajo filtracijo hlapnih organskih spojin, kemičnih hlapov ali vonjav po cigaretah, hišnih ljubljenčkih ali napenjanju, zahtevajo uporabo aktivnega oglja (oglja) ali druge vrste filtra namesto ali poleg filtra HEPA.
Predfilter in HEPA filter:
Vrečasti filter HEPA lahko uporabite skupaj s predfiltrom (običajno aktiviranim z ogljikom), da podaljšate življenjsko dobo dražjega filtra HEPA. Pri takšni nastavitvi je prva stopnja v procesu filtracije sestavljena iz pred filter, ki iz zraka odstrani večino večjega prahu, dlak, delcev PM10 in cvetnega prahu. Visokokakovosten HEPA filter druge stopnje odstrani drobne delce, ki uidejo iz predfiltra. To je običajno pri klimatskih napravah.
Tehnični podatki:
Filtri HEPA, kot je opredeljeno v standardu Ministrstva za energijo Združenih držav Amerike (DOE), ki ga je sprejela večina ameriških industrij, odstranijo najmanj 99,97 % aerosolov 0. 3 mikrometra (μm) v premeru.Minimalni upor filtra proti pretoku zraka, ali padec tlaka, je običajno določen okoli 300 paskalov (0,044 psi) pri nazivnem volumetričnem pretoku.
Specifikacija, ki se uporablja v Evropski uniji: Evropski standard EN 1822-1:2019, iz katerega izhaja ISO 29463, opredeljuje več razredov filtrov glede na njihovo zadrževanje pri dani velikosti najbolj prodornih delcev (MPPS): Učinkoviti zračni filtri za delce ( EPA), HEPA in zračni filtri z ultra nizko vsebnostjo delcev (ULPA). Povprečna učinkovitost filtra se imenuje "celotna", učinkovitost na določeni točki pa se imenuje "lokalna":
ocena filtra HEPA velja za vse visoko učinkovite zračne filtre, ki lahko dosežejo najmanj iste standarde učinkovitosti filtra in je enakovredna novejši oceni Nacionalnega inštituta za varnost in zdravje pri delu P100 za filtre za dihala. Ministrstvo za energijo Združenih držav (DOE) ima posebne zahteve za filtre HEPA v aplikacijah, ki jih ureja DOE.
Trženje:
Nekatera podjetja uporabljajo tržni izraz, znan kot "True HEPA", da potrošnikom zagotovijo, da njihovi zračni filtri ustrezajo standardu HEPA, čeprav ta izraz nima pravnega ali znanstvenega pomena. Izdelki, ki se tržijo kot "tip HEPA", "HEPA- na primer, "HEPA-style" ali "99% HEPA" ne izpolnjujejo standarda HEPA in morda niso bili testirani v neodvisnih laboratorijih. Čeprav se lahko takšni filtri dokaj približajo standardom HEPA, drugi bistveno manjkajo.
Učinkovitost in varnost:
Na splošno (in z dopuščanjem nekaterih variacij glede na dejavnike, kot so hitrost pretoka zraka, fizikalne lastnosti delcev, ki se filtrirajo, kot tudi inženirske podrobnosti celotne zasnove filtrirnega sistema in ne samo lastnosti filtrskega medija) imajo filtri HEPA največ težav pri zajemanju delcev velikosti od 0.15 do 0.2 µm. Filtracija HEPA deluje z mehanskimi sredstvi, v nasprotju s tehnologijami obdelave z ioni in ozonom, ki uporabljajo negativne ione in ozon. Torej je verjetnost morebitnega sprožitve pljučnih neželenih učinkov, kot sta astma in alergije, veliko manjša pri čistilnikih HEPA.
Da bi zagotovili učinkovito delovanje filtra HEPA, je treba filtre pregledati in zamenjati vsaj vsakih šest mesecev v komercialnih okoljih. V stanovanjskih okoljih in glede na splošno kakovost zunanjega zraka lahko te filtre zamenjate vsaki dve do tri leta. Če filtra HEPA ne boste zamenjali pravočasno, bo povzročil obremenitev stroja ali sistema in ne bo pravilno odstranil delcev iz zraka. Poleg tega lahko zamašen filter HEPA povzroči obsežen obvod zračnega toka okoli filtra, odvisno od tesnilnih materialov, izbranih pri načrtovanju sistema.
Aplikacije:
Bolnišnično osebje modelira električni respirator za čiščenje zraka (PAPR), opremljen s filtrom HEPA, ki se uporablja za zaščito pred patogeni v zraku ali v obliki aerosola.
Biomedicinski:
Polprevodniški visoko učinkovit zračni filter za delceso ključnega pomena pri preprečevanju širjenja bakterijskih in virusnih organizmov v zraku in s tem okužbe. Običajno filtrirni sistemi HEPA za medicinsko uporabo vključujejo tudi visokoenergijske ultravijolične svetlobne enote ali plošče s protimikrobno prevleko za ubijanje živih bakterij in virusov, ki jih ujamejo filtrirni mediji. Nekatere najbolje ocenjene enote HEPA imajo oceno učinkovitosti 99,995 %, kar zagotavlja zelo visoko stopnjo zaščite pred prenosom bolezni po zraku.
visoko učinkovit hepa čistilec zraka zračni filter za delce visoko učinkovit hepa filter visoko učinkovit hepa čistilec zraka hepa visoko učinkovit zračni filter za delce visoko učinkovit zračni filter za delce hepa
