HEPA Filter là một trong những thành phần quan trọng nhất trong các hệ thống kiểm soát chất lượng không khí hiện đại, đặc biệt trong các môi trường yêu cầu tiêu chuẩn sạch nghiêm ngặt như phòng sạch dược phẩm, thiết bị y tế, sản xuất vi điện tử, phòng thí nghiệm và trung tâm nghiên cứu. Hãy cùng LFS chúng tôi tìm hiểu qua bài viết này để viết rõ về nó nhé !
Mục lục
HEPA Filter là gì?
HEPA (High Efficiency Particulate Air) là loại bộ lọc không khí hiệu suất cao, có khả năng giữ lại ít nhất 99,97% các hạt bụi có kích thước từ 0,3 micromet trở lên – đây là kích thước được coi là “khó lọc nhất” do tính chất khí động học đặc biệt.
HEPA được phát triển lần đầu vào thập niên 1940 nhằm phục vụ dự án Manhattan, và đến nay đã trở thành tiêu chuẩn toàn cầu trong kiểm soát bụi mịn, vi khuẩn, phấn hoa, bào tử nấm và các hạt ô nhiễm trong môi trường.
Cấu tạo tấm lọc HEPA
Một tấm lọc HEPA đạt chuẩn thường bao gồm 4 thành phần chính:
- Vật liệu lọc: Là lớp sợi thủy tinh hoặc sợi tổng hợp siêu mảnh, có đường kính khoảng 0.5–2 µm, được xếp nếp theo hình zích zắc để tăng diện tích tiếp xúc và nâng cao hiệu suất lọc.
- Khung lọc: Làm bằng nhôm định hình, thép không gỉ hoặc nhựa chịu nhiệt, đảm bảo độ cứng và độ kín trong lắp đặt.
- Separator (tấm ngăn): Thường bằng nhôm hoặc keo nóng, giữ cố định các nếp gấp, đồng thời ổn định luồng khí.
- Gioăng làm kín (gasket): Làm từ EPDM, silicone hoặc polyurethane, giúp ngăn khí rò rỉ qua các khe tiếp giáp khi lắp đặt vào khung thiết bị.
HEPA không hoạt động như một màng lọc “sàng hạt”, mà dựa trên 3 cơ chế vật lý:
- Khuếch tán (Diffusion): Với các hạt siêu nhỏ (<0.1 µm), chuyển động ngẫu nhiên (Brownian motion) khiến chúng va vào sợi lọc và bị giữ lại. Hiệu quả nhất khi vận tốc khí thấp.
- Chặn (Interception): Các hạt trung bình theo dòng khí đi qua và bị chạm vào sợi lọc, từ đó dính lại.
- Va chạm quán tính (Inertial impaction): Các hạt lớn có quán tính, không kịp đổi hướng theo dòng khí dẫn tới va chạm trực tiếp với sợi lọc và bị giữ lại.
Nhờ kết hợp 3 cơ chế này, HEPA lọc được hiệu quả cả các hạt siêu mịn và hạt có kích thước lớn hơn.
Phân loại HEPA Filter theo EN 1822:2009
Tấm lọc HEPA được phân loại theo tiêu chuẩn EN 1822 (Châu Âu) thành 3 nhóm chính dựa trên hiệu suất lọc nhằm phục vụ các môi trường có mức độ, yêu cầu kiểm soát không khí khác nhau:
EPA – Efficient Particulate Air
- E10: Lọc được 85% các hạt bụi có kích thước lớn
- E11: Hiệu quả 95%
- E12: Hiệu suất đạt 99.5%, mức độ lý tưởng cho các hệ thống cao cấp hơn
Sử dụng rộng rãi trong văn phòng, HVAC, máy lọc không khí tiêu chuẩn.
HEPA – High Efficiency Particulate Air
- H13: Mức độ lọc đạt 99.95%
- H14: Hiệu suất từ 99.995% đổ lên đáp ứng các môi trường khắt khe
Ứng dụng trong phòng sạch dược phẩm, bệnh viện, phòng mổ, tủ an toàn sinh học các phòng đòi hỏi mức độ lọc không khí cao.
ULPA – Ultra Low Penetration Air
- U15: Đạt 99.9995% hiệu suất lọc
- U16: Mức độ lọc từ 99.99995% đổ lên, ứng dụng có các môi trường siêu nghiêm ngặt
- U17: Hiệu suất 99.999995%, đáp ứng các tiêu chuẩn siêu sạch
Được sử dụng trong sản xuất chip bán dẫn, môi trường siêu sạch ISO 1–3. Đây chính là giải pháp tối ưu cho các môi trường đặc thù yêu cầu mức độ kiểm soát chất lượng không khí nghiêm ngặt.
Ứng dụng thực tế của HEPA Filter
HEPA được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong các môi trường yêu cầu kiểm soát hạt bụi, vi sinh và tạp nhiễm:
- Phòng sạch công nghiệp: FFU, AHU, HEPA Box cho nhà máy dược, thực phẩm, mỹ phẩm, điện tử.
- Y tế: Bệnh viện, ICU, phòng mổ, hệ thống khí sạch trung tâm, tủ cấy vi sinh.
- Phòng thí nghiệm & nghiên cứu: Phòng vi sinh, PCR, tủ an toàn sinh học cấp II–III.
Bên cạnh đó, HEPA Filter cũng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đời sống như máy lọc không khí, máy khử khuẩn, hệ thống điều hòa tại các trung tâm, các tòa nhà thương mại.
Một số lưu ý khi lựa chọn và sử dụng tấm lọc HEPA
Việc lựa chọn đúng loại tấm lọc HEPA không chỉ dựa vào hiệu suất danh định, mà còn cần xem xét yếu tố liên quan đến lưu lượng khí, áp suất chênh lệch, thời gian sử dụng, nhiệt độ – độ ẩm vận hành và khả năng kiểm định tại chỗ.
Trong vận hành thực tế, màng lọc HEPA cần được kiểm tra định kỳ bằng các phương pháp như kiểm tra rò rỉ (DOP/PAO test), đo chênh áp hoặc đếm hạt tại đầu ra, nhằm đảm bảo hiệu suất lọc vẫn duy trì theo thiết kế. Thời gian thay lọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng thông thường từ 6 đến 12 tháng đối với môi trường sạch trung bình, và có thể thay sớm hơn nếu phát hiện hiện tượng suy giảm áp lực hoặc tăng mật độ hạt bụi đầu ra.
Xem thêm: Kiểm tra độ sạch của HEPA Box
Kết luận
HEPA Filter không chỉ là một tấm lọc thông thường mà là thiết bị bảo vệ cốt lõi của môi trường sạch. Hiểu đúng về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của tấm lọc này sẽ giúp các kỹ sư, nhà đầu tư và người vận hành lựa chọn và triển khai hệ thống lọc khí hiệu quả, an toàn và đạt chuẩn kiểm định quốc tế.
