Wann Sie Ihren HEPA-Filter austauschen sollten – laut einem Reinraumexperten

Eines der wichtigsten Elemente beim Betrieb von Rein- und Sterilräumen ist der Einsatz von HEPA-Filtern, die Partikel nahezu aller Größen wirksam auffangen. Mit der Zeit verlieren HEPA-Filter jedoch ihre Filterkapazität, was die Sauberkeit von Rein- und Sterilräumen beeinträchtigt oder die Betriebskosten erhöht; daher ist ihr Austausch unerlässlich. Die Frage ist, wann? Darauf gibt es keine genaue Antwort, aber die Reinraumexperten von COOCASZ haben ihre nützlichen Erfahrungen geteilt.

COOCASZ ist seit 2015 an der Einrichtung von Reinräumen beteiligt. Sie arbeiten mit Hunderten von Kunden zusammen, die ihre Produkte ständig bewerten. Ihre Ingenieure nutzen dieses Feedback und arbeiten damit, um die Produkte weiter zu verbessern. In diesem Artikel teilen sie ihre Erfahrungen darüber, wann es ratsam ist, einen HEPA-Filter auszutauschen, um die Sauberkeit von Reinräumen zu gewährleisten, ohne die Betriebskosten unnötig zu erhöhen.

Saubere und sterile Räume

Zunächst einmal sind Reinräume streng kontrollierte Innenräume, in denen die Anzahl der in der Luft befindlichen Partikel und Schadstoffe, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck durch vordefinierte Standards geregelt sind, einschließlich der Anzahl der Partikel im Mikron- und Submikrometerbereich.

In der Praxis wird die in die saubere Umgebung eintretende Luft mithilfe einer mit HEPA-Filtern ausgestatteten Luftaufbereitungsanlage gemäß dieser Parameter gefiltert und überwacht.

Sterile Umgebungen gehen noch einen Schritt weiter und sind völlig frei von Bakterien und Mikroorganismen. Eine sterile Herstellung ist normalerweise für sehr spezielle Aufgaben erforderlich, wie z. B. das Abfüllen von Impfstoffen.

HEPA-Filter und ihre Anwendungen

Um den ordnungsgemäßen Betrieb von Reinräumen zu gewährleisten, ist der Einsatz spezieller HEPA-Filter erforderlich. HEPA-Luftfilter sind besonders wichtig, da sie Partikel nahezu aller Größen unglaublich effektiv auffangen.

Diese Luftfilter bestehen entweder aus Kunststoff (PP + PET) oder Glasfaser und können

• Viren,
• Bakterien,
• Pollen,
• PM2,5-Partikel,
• Allergene,

und sind auch beim Auffangen von Nanopartikeln äußerst effektiv.

Filter mit Aktivkohle oder Katalysator können Gerüche und gasförmige Schadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen oder Ozon entfernen. HEPA-Filter sind außerdem die wichtigsten Komponenten aller Luftreiniger.

Vorschriften für HEPA-Filter

HEPA-Filter müssen strenge Anforderungen erfüllen. In Europa müssen HEPA-Filter 99,95 % der Partikel (ISO) entfernen, während sie in den USA 99,97 % der Partikel mit einer Größe von 0,3 μm oder mehr entfernen müssen.

Filter, die mehr als 85 %, aber weniger als 99,95 % der Partikel auffangen, werden als EPA-Filter oder effiziente Partikelluftfilter bezeichnet. Diese Luftfilter erfüllen nicht die Filteranforderungen von HEPA-Filtern. Filter, die die HEPA-Anforderungen übertreffen und mehr als 99,999 % der Partikel auffangen, werden dagegen als ULPA-Filter oder Ultra-Low-Penetration-Luftfilter bezeichnet. Diese sind aufgrund ihrer höheren Effizienz und moderaten Widerstandsstufen teurer.

Zum Schutz von HEPA-Filtern werden Vorfilter verwendet: normalerweise Feinpartikelfilter wie F7- und F9-Filter (EN779). Diese müssen regelmäßig ausgetauscht werden und schützen die HEPA-Filter vor Verstopfungen.

Auch die Reinheitsklasse des Reinraums kann Einfluss auf die Lebensdauer des Filters haben, da „kontaminiertere“ Umgebungen eine höhere Belastung für die Filter bedeuten.

Wie oft sollte ich HEPA-Filter wechseln?

Die Integrität von HEPA-Filtern ist entscheidend, um den erforderlichen Sauberkeitsgrad sowohl für Reinräume als auch für Durchlaufkästen sicherzustellen. Bei der Bestimmung der Filteraustauschhäufigkeit sollten jedoch auch andere relevante Aspekte berücksichtigt werden.

Dazu gehören Filterlast und Druckabfall. Wenn der Druckabfall zu hoch wird, arbeitet das Belüftungssystem mit höheren Geschwindigkeiten, um die erforderlichen Luftaustauschraten aufrechtzuerhalten, was zu einem höheren Energiebedarf führt. Wenn erhöhte Betriebskosten zu beobachten sind, kann es sich lohnen, die HEPA-Filter auszutauschen.

Die Integrität von HEPA-Filtern ist entscheidend, um den erforderlichen Sauberkeitsgrad eines Reinraums und von Durchlaufkästen sicherzustellen.

Die Integrität von HEPA-Filtern ist entscheidend, um den erforderlichen Sauberkeitsgrad eines Reinraums und von Durchreicheboxen sicherzustellen.

GMP- und ISO-Richtlinien

Die maximale Lebensdauer von HEPA-Filtern ist in den GMP- und ISO-Richtlinien nicht festgelegt. Allerdings schreiben sowohl die GMP- als auch die ISO 14644-3-Richtlinien Dichtheitsprüfungen mindestens alle 6-12 Monate vor.

Laut GMP muss der Filter dicht sein. Dichtheitsprüfungen müssen in ISO 1-5-Zonen alle sechs Monate und in ISO 6-9-Umgebungen jährlich durchgeführt werden. Wenn der Filter den Test nicht besteht, muss er natürlich ausgetauscht werden.

Praktischer Austausch von HEPA-Filtern

Bestimmen Sie, wie stark der Reinraum verunreinigt ist. Die empfohlene Austauschhäufigkeit von HEPA-Filtern hängt weitgehend vom Verschmutzungsgrad des Reinraums ab.

Beispielsweise benötigen Reinräume der ISO-8-Klasse keine Umkleideräume und sind daher viel stärker verunreinigt als Räume der ISO-5-Klasse, da sie in Bezug auf die Reinheitsklassifizierung am wenigsten sauber sind. Die Filterbelastung ist in einem Reinraum der ISO-8-Klasse auch höher als in einer Umgebung der ISO-5-Klasse. In einigen Reinräumen kann diese zusätzliche Belastung dazu führen, dass HEPA-Filter jährlich ausgetauscht werden müssen.

Bedenken Sie auch, dass eine erhöhte Filterbelastung zu einem höheren Energiebedarf führen kann, da das Belüftungssystem zum Ausgleich mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten muss.

Allgemeine Ersetzungsregel

Manche Firmen schwören darauf, HEPA-Filter alle drei Jahre auszutauschen. Die maximale Lebensdauer von HEPA-Filtern beträgt laut unseren Kundenangaben etwa acht Jahre, was jedoch nicht bedeutet, dass sie ihre maximale Lebensdauer erreicht haben. Solange die Filter regelmäßig überprüft werden und sich als effizient erweisen, müssen sie nicht ausgetauscht werden.

Verlängern Sie die Lebensdauer Ihres Filters

Zu den Faktoren, die die Filterlebensdauer beeinflussen, gehören

• Zu den Faktoren, die die Lebensdauer des Filters beeinflussen, gehören:
• Menge und Verschmutzung der gefilterten Außenluft,
• Menge der gefilterten Umluft,
• Häufigkeit und Dauer der Aerosolbelastung,
• die Wirksamkeit der angewandten Vorfiltermethoden.

Bedenken Sie, dass bei Sonderanfertigungen die Lieferzeit nach der Bestellung länger dauern kann und höhere Kosten entstehen. Regelmäßige Inspektionen und vorbeugende Maßnahmen lohnen sich daher auf lange Sicht.

In den letzten Jahren hat sich die Fertigungsindustrie von der vorbeugenden Wartung zur zustandsorientierten Wartung (CBM) verlagert. Zahlreiche Sensoren überwachen den Zustand verschiedener Komponenten, und die Wartung wird nur dann durchgeführt, wenn bestimmte Indikatoren einen Leistungsabfall oder einen Ausfall anzeigen. Diese Technologie ermöglicht eine optimale Nutzung der Luftfilter.

Nachverfolgung von Ersetzungen

Die Person, die den Filter ersetzt, sollte den Filter immer unterschreiben und datieren, um einen klaren Arbeitsablauf zu gewährleisten. Auf diese Weise hat eine neue Person, die den Filter ersetzt, auf sehr transparente Weise vollen Zugriff auf die Daten.

Reinraumbetreiber gehen zunehmend von der vorbeugenden Wartung zur wirtschaftlicheren zustandsorientierten Wartung über

Testen des HEPA-Filtersystems

Das Testen der Leistung von Luftfiltersystemen in sauberen Bereichen ist entscheidend, um die Sauberkeit der Produktionsumgebung aufrechtzuerhalten.

Der Dispersed Oil Particulate (DOP)-Scan-Test, auch bekannt als Filterintegritätstest oder Dichtheitsprüfung, ist eine der gängigsten Methoden gemäß Industriestandards. Der Test sollte in regelmäßigen Abständen wiederholt werden, um die kontinuierliche Effizienz des Filters sicherzustellen. Während des Tests wird der Filter einer Aerosolbelastung ausgesetzt, d. h. es werden Partikel in die Luft eingeführt und die Leistung gemessen.

Herausforderung räumliche Einheitlichkeit von Aerosolen

Für eine genaue Filterdichtheitsprüfung muss die Aerosolkonzentration auf der gesamten Oberfläche des/der getesteten Filter(s) gleichmäßig sein. Mit anderen Worten: Der Aerosoltest muss räumlich gleichmäßig sein.

Andernfalls können hohe oder niedrige lokale Konzentrationen fälschlicherweise zu einem fehlgeschlagenen oder erfolgreichen Test führen. Die Richtlinie ISO 14644-3 empfiehlt, dass die zeitliche Schwankung der Testaerosolkonzentration ±15 % nicht überschreiten sollte.

Dichtheitsprüfung zwischen Filterrahmen und Gehäuse

Zwischen Filterrahmen und Gehäuse besteht ein Spalt. Bei der Leckageprüfung zwischen Filterrahmen und Gehäusedichtung wird die Sonde in diesen Bereich eingeführt und der Bereich abgetastet, um die lokale Abscheideleistung zu ermitteln.

Basierend auf diesen Messungen werden die Leckagerate und die Gesamtleistung des Filters, der sogenannte Integralwert, berechnet. Wird ein Leck im Filter gefunden, kann dieses mit einem Flickverfahren repariert werden.

Wenn Sie Fragen haben

Obwohl dieser Artikel versucht hat, alle Probleme im Zusammenhang mit dem Austausch von HEPA-Filtern abzudecken, gibt es sicherlich Einzelfälle. Wenn Sie weitere Fragen haben, wenden Sie sich bitte an die Experten von COOCASZ, die über ein Jahrzehnt Erfahrung verfügen und Ihnen auch bei spezifischen Problemen helfen können.