Màng lọc Hepa filter là gì? Cấu tạo và ứng dụng

Bộ lọc Hepa filter là gì ? tại sao lại màng lọc Hepa lại được ứng dụng  trong môi trường phòng sạch hoặc các dòng sản phẩm không nhạy cảm với bụi, vi khuẩn trong không khí, môi trường khí và hơi hóa chất mà chúng được sử dụng.

 Công ty Phòng Sạch CWS là nhà thiết kế và sản xuất các loại  thiết bị phòng sạch với chất lượng cao. Màng lọc Hepa filter có vẻ phức tạp nhưng thực tế không phải vậy. Cùng Phòng Sạch CWS giải đáp các thông tin theo bài viết dưới đây nhé.

Hepa filter là gì ? 

Hepa filter là bộ lọc không không khí trong phòng sạch bộ lọc không khí Hepa filter là chúng có khả năng lọc hay hấp thụ gần như bất kỳ kích thước hạt nào một cách đáng kinh ngạc. Chúng có thể hấp thụ vi rút, vi khuẩn, phấn hoa, PM2.5, chất gây dị ứng, v.v.

Hepa filter là từ viết tắt và có tên tiếng anh đầy đủ  là High efficiency particulate air filter.

Xem thêm bài viết liên quan :

• Air filter là gì ? 6 loại air filter được ứng dụng trong phòng sạch
• Bag filter là gì ? Phân loại và ứng dụng trong phòng sạch

 

Cấu tạo của bộ lọc hepa

Bộ lọc Hepa filter được phát minh vào những năm 1940 khi các nhà khoa học đang chế tạo bom nguyên tử, và chúng chỉ là một tấm thảm được làm ngẫu nhiên hơn từ các sợi làm từ thủy tinh hoặc vật liệu tổng hợp. Vật liệu tổng hợp được sử dụng trong bộ lọc không khí Hepa filter tương tự như vật liệu được sử dụng trong áo phông nhanh khô.

Màng lọc  Hepa filter là bộ phận quan trọng nhất không thể thiếu của bất kỳ máy lọc không khí air purifier nào. Để xem các sợi có được căn chỉnh ngẫu nhiên hay không, đây là hình ảnh cận cảnh của màng lọc Hepa filter được sử dụng để lọc không khí, cùng với chế độ xem ở cấp độ nano bằng kính hiển vi.

Nguyên lý hoạt động của màng lọc hepa là gì ? 

Câu trả lời cho câu hỏi này là điều thú vị nhất về màng lọc HEPA. Nhiều người trong chúng ta có thể nghĩ rằng bộ lọc Hepa filter hoạt động giống như một mạng lưới, như thế này. Nếu một hạt nhỏ hơn các lỗ trong lưới, nó sẽ đi qua nó. 

Màng lọc Hepa filter Phương pháp 1: Các hạt lớn

Trực giác này đúng với các hạt lớn. Khi chúng ta sử dụng từ “lớn”, chúng ta thường nói lớn hơn 1 micron. Để hiểu rõ hơn và so sánh chính xác hơn, một sợi tóc người rộng khoảng 50 micron. Vì vậy, 1 micron thực sự là khá nhỏ.

Nhưng những hạt “lớn” này đi vào một bộ lọc HEPA, chúng quá lớn để đi qua, vì vậy chúng bị mắc kẹt. Các nhà khoa học gọi đó là “sự mệt mỏi” khi các hạt bị kẹt giữa hai sợi.

 

 

Phương pháp lọc Hepa filter 2: Các hạt nhỏ hơn

Bây giờ chúng ta giải thích điều gì xảy ra với các hạt nhỏ hơn 1 micron? Hãy giảm khoảng tiếp theo: 0,3 – 1 micron. Chúng ta đang nói về kích thước của một loại vi khuẩn.

Chúng ta biết rằng có những hạt có kích thước này trong không khí và có thể được đặt giữa các khe lọc. Nhưng họ có một vấn đề, họ cố gắng đi theo không khí xung quanh các sợi lọc HEPA, nhưng chúng hơi nặng. Vì vậy, một số người trong số họ không di chuyển đủ nhanh và kết quả là bị mắc kẹt. Các nhà khoa học gọi đây là “sự đánh chặn”.

 

Bộ lọc Hepa filter Phương pháp 3: Các hạt rất nhỏ

Vì vậy, các hạt đi qua nhỏ hơn kích thước đó? Đối với các hạt rất nhỏ (nhỏ hơn 0,3 micron), khoa học trở nên kỳ lạ. Những hạt nhỏ bé này có khối lượng nhỏ thực sự trông giống như một quả cầu pin khi tiếp xúc với các phân tử khí (chuyển động này được gọi là Chuyển động Brown). Vì vậy, chúng di chuyển theo kiểu ngoằn ngoèo ngẫu nhiên.

 

Các hạt này rất nhỏ nên có thể dễ dàng di chuyển qua các màng lọc HEPA. Nhưng may mắn thay (đối với phổi của chúng ta), chúng không bay theo đường thẳng. Vì chúng bay theo hình zíc zắc nên cuối cùng chúng sẽ va chạm vào các sợi vải và bị mắc kẹt. Các nhà khoa học gọi nó là sự khuếch tán.

Đây là cách hoạt động của cả ba cơ chế 

 

Có ba cơ chế khác nhau cho các kích thước hạt khác nhau. Hấp thụ độ mịn và tác động của các hạt lớn. Chụp các hạt trung gian. Và sự khuếch tán lấy những hạt nhỏ nhất.

 

 

Thông số kỹ thuật màng lọc hepa

Chà, vậy nếu bộ lọc Hepa filter được phát minh vào những năm 1940 và không có gì hấp dẫn, thì điều gì tạo nên màng lọc Hepa filter cũ? Việc sử dụng thuật ngữ “HEPA” dường như ngụ ý một bộ yêu cầu chính xác.Ở Châu Âu, màng lọc Hepa filter phải loại bỏ 99,95% (theo tiêu chuẩn ISO) các hạt. Còn tại Mỹ, họ phải loại bỏ 99,97% các hạt.

Tốc độ lọc tiêu chuẩn MPPS

Tiêu chuẩn	Tỷ lệ lọc của MPPS
ISO / Châu Âu (ISO29463 / EN 1822)	≥ 99,95%
Tiêu chuẩn Hoa Kỳ (MIL-STD-282)	≥ 99,97%

Khi tuân thủ các quy định của ISO hoặc Châu Âu, các bộ lọc hấp thụ các hạt ≥85% nhưng dưới 99.95% được gọi là bộ lọc EPA hoặc bộ lọc không khí dạng hạt hiệu quả. Những bộ lọc không khí này không có yêu cầu lọc Hepa filter để được coi là “bộ lọc không khí HEPA”.

Mặt khác, các bộ lọc vượt quá yêu cầu của “Bộ lọc không khí HEPA” và hấp thụ hơn 99,999% các hạt được gọi là “Bộ lọc ULPA” hoặc “Bộ lọc không khí có độ thâm nhập cực thấp”.

 Xác định số lượng lọc

• EPA (Bộ lọc không khí hiệu quả) 85% – 99,95%
• Hepa filter(Bộ lọc không khí hiệu quả cao) 99,95% – 99,999%
• ULPA (bộ lọc không khí thâm nhập rất thấp) .99,999

 Hepa filter dường như đã được thử nghiệm đối với “Kích thước hạt thấm nhiều nhất” (MPPS).

Tên loại màng lọc	Tiêu chuẩn EN 1822	Tiêu chuẩn ISO 29463	Hiệu suất ( tính trung bình )	Hiệu suất
EPA	E10	–	≥ 85%	–
	E11	ISO 15 E ISO 20 E	≥ 95% ≥ 99%	–
	E12	ISO 25 E ISO 30 E	≥ 99,5% ≥ 99,9%	–
HEPA	H13	ISO 35 H ISO 40 H	≥ 99,95% ≥ 99,99%	≥ 99,75% ≥ 99,95%
	H14	ISO 45 H ISO 50 H	≥ 99,995% ≥ 99,999%	≥ 99,975% ≥ 99,995%
ULPA	U15	ISO 55 U ISO 60 U	≥ 99,9995% ≥ 99,9999%	≥ 99,9975% ≥ 99,9995%
	U16	ISO 65 U ISO 70 U	≥ 99,99995% ≥ 99,99999%	≥ 99,99975% ≥ 99,9999%
	U17	ISO 75 U	≥ 99,999995%	≥ 99,9999%

Kích thước hạt dễ thấm nhất đối với bộ lọc không khí Hepa filter là bao nhiêu?

Vậy hạt càng lớn thì màng lọc Hepa filter lọc hạt càng tốt ? Không ! Bạn có nhận thấy sự sụt giảm trong biểu đồ cuối cùng không? Điều này là do lượng khí thải có kích thước khoảng 0,3 micron hoạt động thực sự tốt. Độ mịn và các cơ học khác trực quan hơn thực tế cao hơn nhiều so với 0,3 micron.

Nơi hai cơ học này giao nhau là kích thước hạt khó nắm bắt nhất. Điều này là do lượng phát xạ không quá nhỏ để hoạt động hết công suất và không đủ lớn để chịu áp lực. Gọi nó là “điểm yếu” của bộ lọc HEPA. Sự ngâm trong đồ thị này được gọi là kích thước hạt xuyên qua nhiều nhất.

Sự sụt giảm trong biểu đồ thường xảy ra xung quanh mốc 0,3 micron, đó là lý do tại sao mọi người liên tục đề cập đến 0,3 micron.

Bộ lọc Hepa filter có thể hấp phụ các hạt nano.

Xem đường ở bên trái của độ dốc trong biểu đồ đi lên như thế nào. Đây là chuyển động Brown và sự lan truyền trong hành động. Sự khuếch tán cực kỳ hiệu quả trong việc bắt giữ các hạt nano. Điều này có nghĩa là các bộ lọc Hepa filter trong việc bắt các hạt nano cũng rất đáng kinh ngạc.

Độ an toàn của Hepa filter

Bộ lọc HEPA filter sẽ  gặp khó khăn nhất trong việc bắt các hạt có kích thước ngoài từ 0,15 đến 0,2 µm (rất nhỏ).Màng lọc HEPA hoạt động bằng phương pháp cơ học, khác với các công nghệ xử lý ion và ozone , sử dụng ion âm và khí ozone tương ứng. Vì vậy, khả năng gây ra các tác dụng phụ cho con người ở  phổi như hen suyễn  và dị ứng thấp hơn nhiều.

Để đảm bảo rằng màng lọc HEPA đang hoạt động hiệu quả, các bộ lọc này nên được kiểm tra và thay đổi ít nhất sáu tháng một lần đối với  phòng sạch hoặc trung tâm thương mại. Nên được thay đổi sau mỗi hai đến ba năm đối với môi trường dân dụng còn tùy thuộc chất lượng không khí tại khu vực làm việc. 

Không thay màng lọc HEPA kịp thời sẽ dẫn đến việc bộ lọc này gây căng phồng cho máy hoặc hệ thống HVAC và không loại bỏ các hạt khỏi không khí đúng cách. Ngoài ra, tùy thuộc vào vật liệu tiếp khí được chọn trong thiết kế của hệ thống, bộ lọc HEPA bị tắc có thể dẫn đến việc bỏ qua nhiều luồng không khí xung quanh.

Ứng dụng của màng lọc Hepa

 

Ngoài máy bay , các bộ lọc này được sử dụng trong Airlock, phòng mổ, phòng sạch tiệt trùng khác, bên trong máy hút bụi, máy điều hòa không khí , tủ lạnh, mặt nạ, mặt nạ phòng độc và tất nhiên, được bao gồm bên trong máy sấy tay điện tốc độ cao để đảm bảo các hạt nhỏ đó bị bắt và không bị bay trở lại tay người sau khi rửa.

 

Ứng dụng trong phòng sạch y tế 

Bộ lọc hepa filter cực có vai trò quan trọng khi ngăn chặn lây nhiễm của các vi sinh vật vi khuẩn trong không khí. được ứng dụng rộng rãi trong phòng sạch bệnh viện, phòng mổ, phòng sạch tiệt trùng, Phòng đệm. Hệ thống lọc hepa được sử dụng trong y tế sẽ được kết hợp với đèn uv diệt khuẩn. Để tiêu diệt vi khuẩn và vi rút còn sống bị mắc kẹt dính trên bộ  lọc. 

Một số đơn vị HEPA được xếp hạng tốt nhất có xếp hạng hiệu quả là 99,995%, đảm bảo mức độ bảo vệ rất cao chống lại sự lây truyền bệnh qua đường không khí .

Màng lọc hepa chống lại COVID-19 

Trong trường hợp của Covid-19, kích thước của nó được ước tính là từ 0,12 đến 0,16 micron. May mắn thay, vi rút không di chuyển tự động và thường liên kết với các loại hạt khác (đặc biệt là dung dịch nước), bao gồm các giọt đường hô hấp, là cơ chế chính của sự lây truyền giữa người và người được mô tả trong tài liệu này tài liệu của WHO.

 Các hạt hô hấp này có kích thước lớn hơn 5 micron. Do đó, chúng tôi thấy rằng trong trường hợp này, kích thước lớn hơn rất nhiều so với kích thước tối thiểu được lọc bởi bộ lọc HEPA (từ 0,12 đến 0,25 micron) và đây là nơi mà bộ lọc HEPA thực sự làm công việc của mình: chúng giữ lại các giọt nhiễm trùng đường hô hấp ( hoặc các phần tử khác) mà vi rút đã bám vào và ngăn không cho chúng ở lại.

 

Sử dụng bộ lọc chính trong máy hút bụi 

Nhiều máy hút bụi cũng sử dụng bộ lọc HEPA như một phần của hệ thống lọc của họ. Điều này có lợi cho những người bị hen suyễn và dị ứng, vì bộ lọc HEPA giữ lại các hạt mịn (như phấn hoa và phân mạt bụi nhà ) gây ra các triệu chứng dị ứng và hen suyễn. 

 

Để bộ lọc HEPA trong máy hút bụi hoạt động hiệu quả, máy hút bụi phải được thiết kế sao cho toàn bộ không khí hút vào máy được đẩy ra ngoài qua bộ lọc, không có không khí nào lọt qua bộ lọc. Điều này thường được gọi là “HEPA niêm phong” hoặc đôi khi là “HEPA thật” mơ hồ hơn. 

Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí 

Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) là công nghệ sử dụng các bộ lọc không khí, chẳng hạn như bộ lọc HEPA, để loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi không khí trong nhà hoặc trong xe cộ. Các chất ô nhiễm bao gồm khói, vi rút, bột , v.v., và có thể bắt nguồn từ bên ngoài hoặc bên trong. HVAC được sử dụng để cung cấp sự thoải mái cho môi trường và ở các thành phố ô nhiễm để duy trì sức khỏe.

Sử dụng trong hệ thống lọc không khí trên máy bay 

 Hệ thống thông gió trên máy bay di chuyển không khí trong khoang hành khách, nhưng nếu chúng tôi cung cấp cho các sản phẩm này một hệ thống lọc hepa filter , chúng tôi sẽ đạt được rằng phần lớn các hạt được hấp thụ bởi các đơn vị bị mắc kẹt trong bộ lọc và không được đưa trở lại khoang hành khách .

 Chúng tôi không thể nói rằng các đơn vị đã tiêu diệt vi rút, nhưng chúng tôi có thể nói rằng một lượng lớn các hạt mang nó đã tích tụ trong bộ lọc và do đó, đã được làm biến mất khỏi khu vực mà người dùng hít thở. Vì lý do này, việc bảo trì bộ lọc tốt là điều cần thiết, đặc biệt là hiện nay chúng ta đang phải hứng chịu đại dịch khủng khiếp này.

Kết luận

Các chuyên gia của Công ty PHÒNG SẠCH CWS  đã thử nghiệm rửa bộ lọc Hepa filter trong phòng thí nghiệm. Không nên làm sạch bộ lọc Hepa filter bằng nước hoặc hút chân không hoặc khuấy chúng, vì chúng có thể làm hỏng các sợi của bộ lọc HEPA. Việc xây dựng và cung cấp các thiết bị phòng sạch để có một  phòng sạch không bị ô nhiễm và trang bị, chất lượng của vật liệu và thiết bị sử dụng trong phòng sạch cũng như sự cập nhật của thiết bị này là rất quan trọng.