ULPA- og HEPA-filtre: Hva er forskjellen, og hvorfor er det viktig?

Forstå når og hvorfor du bør velge HEPA eller ULPA.

HEPA-filteret nevnes ofte i denne bloggen fordi det er en effektiv teknologi som står sentralt i Coocasz' oppdrag: å beskytte pasienter på sykehus og i andre farlige miljøer mot støv og patogener.

Selv om alle HEPA-filtre (High-Efficiency Particulate Air) oppfyller ASME- og DOE-standardene på 99,97 %, er noen mer effektive. For eksempel har vår HEPA-filterfunksjon en effektivitet på 99,99 %. Vi kaller dette HEPA-filtrering av "medisinsk kvalitet".

Hepa	ULPA
99,97 % av partikler opp til 0,3 mikrometer i størrelse	99,999 % av partikler opp til en størrelse på 0,12 mikrometer

Du vet kanskje at det finnes et filter som fjerner enda mindre partikler: ULPA-filteret (Ultra-Low Particulate Air). ULPA-standarden krever fjerning av 99,999 % av alle partikler ned til 0,12 mikrometer i størrelse. Det høres mye mer effektivt ut enn HEPA, så det er grunn til å spørre: Når man sammenligner ULPA- og HEPA-filtre, hvorfor skal man holde seg til HEPA?

For å bruke Ricky Ricardos ord: Vi har en del å forklare.

Hvordan fungerer filtrering?

La oss først ta en avstikker for å forstå hvordan partikler beveger seg gjennom luftfiltre. Både HEPA- og ULPA-filtre består av utallige små tråder av tilfeldig arrangerte mikrofiber av borosilikatglass.

Når partiklene strømmer gjennom denne enorme labyrinten av fibre, holdes de tilbake av ulike fysiske mekanismer. De tre viktigste er intersepsjon, treghetsseparasjon og diffusjon.

Så langt fra å fungere som en enkel sil, trosser et fiberluftfilter faktisk sunn fornuft ved å fange opp mindre og større partikler mer effektivt enn mellomstore partikler. Den verste partikkelstørrelsen er 0,3 mikrometer, og dette faktumet var avgjørende for designparametrene til HEPA-filteret.

ULPA vs. HEPA-filtersystemer

OK, men hvis ULPA er bedre enn HEPA og fanger opp flere og mindre partikler (som bittesmå virus), hvorfor bruker vi fortsatt HEPA?

For "bedre" gjelder i dette tilfellet bare i en snever forstand. Selv om ULPA-filtre fanger opp flere partikler i det vanskelige 0,12 til 0,4-området, er de bare nødvendige for spesialiserte bruksområder som mikroelektronikkproduksjon eller medisinske laboratorier, for å fjerne partikler fra renrom eller filtrere giftige kirurgiske gasser som oppstår under elektrokirurgiske inngrep.

HEPA-filtre er derimot mye mer utbredt, ettersom de anses som optimale for de fleste biologiske bruksområder, inkludert helsevesenet. Et eksempel på hvorfor HEPA-filtre fungerer så godt på sykehus, er at virus som er mindre enn 0,3 mikrometer, og som i teorien kan passere gjennom et HEPA-filter, vanligvis bæres på større partikler som spytt eller svette, og derfor fanges opp.

Kort oppsummert er dette noen av ulempene ved bruk av ULPA-filtre.

Begrenset luftstrøm: Hovedgrunnen til at du ikke bare kan bytte ut et ULPA-filter med et HEPA-filter, er at ULPA-filteret er mer restriktivt. Som vi diskuterte i denne bloggen for noen år siden, er luftstrømmen en viktig forskjell mellom HEPA- og ULPA-filter. ULPA-filterets tettere medier reduserer luftstrømmen med 20 til 50 % for filtre av samme dimensjon. Dette større trykkfallet vil redusere et viktig mål, luftskifte per time, til et uakseptabelt lavt nivå, noe som resulterer i dårligere luftkvalitet i et rom.

Høyere kostnader: Ettersom ULPA-filtre har et tettere filtermedium og er vanskeligere å produsere enn HEPA-filtre, koster de rundt 35 prosent mer enn HEPA-filtre. Og kostnaden for filtrene er bare en del av forklaringen. For å utvikle et ULPA-system som gir samme ACH-ytelse som et HEPA-system, kreves det et større filter for å kompensere for den mer begrensede gjennomstrømningen og muligens en kraftigere vifte, noe som gjør hele filtreringssystemet større og dyrere.

Kortere levetid: En annen grunn til at ULPA-filtre er dyrere, er den kortere levetiden, som i gjennomsnitt er fem til åtte år sammenlignet med rundt ti år for HEPA-filtre i tilsvarende bruk. I tillegg brukes det ofte forfilter for å beskytte de finere filtrene nedstrøms, så det kan være nødvendig med ekstra forfiltrering for å beskytte ULPA-filteret.

Konklusjon

Selv om det i utgangspunktet kan virke som en god idé å bytte ut HEPA-filteret med et ULPA-filter, håper vi at du nå forstår hvorfor dette ikke vil fungere. Et filtreringssystem som er konstruert for en bestemt luftstrøm, må ta hensyn til filterelementets strømningsmotstand, og et ULPA-filter vil være for restriktivt i et system som er konstruert for HEPA. Enda viktigere er det at ULPA-filtrering vil være en dyr overkill i de fleste bruksområder hvis det brukes i stedet for HEPA.

Altfor ofte mislykkes prosedyrene, selv når riktig utstyr brukes. Derfor er det ekstremt viktig å følge smitteverntiltakene som er beskrevet i ICRA-matrisen, for eksempel å installere midlertidige barrierer på riktig måte, skape et undertrykksmiljø med HEPA-filtreringsmaskiner og rengjøre med HEPA-filtrerte støvsugere.

HEPA-filtre er fortsatt den anbefalte standarden for de som har som oppgave å minimere luftbårent støv og patogener i forbindelse med byggearbeid i helsevesenet.