HEPA-Filterauswahl
Aktuell sind HEPA-Filter mit einem Wirkungsgrad von 99,9 % bis 99,999999 % erhältlich. Durch die gezielte Nutzung der Anströmgeschwindigkeit von HEPA-Filtern lassen sich Effizienz und Wirtschaftlichkeit optimieren.
Bei Filtern aus dem gleichen Material ist die Effizienz hoch, der Widerstand ebenfalls groß, die hohen Preise haben sich reduziert und umgekehrt: Wenn sich der Windwiderstand ändert, ändern sich Effizienz und Volumen je nach den spezifischen Umständen, sodass eine vernünftige Wahl getroffen werden kann.
(1) Der allgemeine Grundsatz ist, dass je höher die Effizienz von HEPA- oder ULPA-Filtern ist, desto geringer sind die optionalen Reinheitsanforderungen. Um hohe bzw. niedrige Reinheitsanforderungen zu erfüllen, werden weniger effiziente HEPA-Filter verwendet.
(2) Bei einer hohen Staubmenge ändert sich die Filtereffizienz, was sich nur geringfügig auf Reinräume auswirkt. Daher sollte bei weniger anspruchsvollen Reinräumen kein hocheffizienter HEPA-Filter verwendet werden.
(3) Bei geringem Staubgehalt ist die Effizienz des HEPA-Filters bei niedrigen Windgeschwindigkeiten für Reinräume deutlich höher, was offensichtliche Vorteile bietet. Daher sind strenge Reinraumanforderungen bei der Auswahl hocheffizienter Filter erforderlich, wobei gleichzeitig die Zufuhr und die Windgeschwindigkeit reduziert werden müssen.
Methoden zur Messung der Filtrationseffizienz
(1) Natriumflammenmethode:
Als Staubquelle dienen Aerosole aus zerstäubter NaCl-Lösung mit Partikelgrößen zwischen 0,02 und 2 μm und einer mittleren Partikelgröße von ca. 0,6 μm (in China gemessen ca. 0,5 μm). Die Messung erfolgt photometrisch. Dieses Verfahren wird international nicht mehr angewendet. Obwohl es in China noch nicht offiziell abgeschafft wurde, erfüllt es die aktuellen Anforderungen nicht mehr.
(2) Fluoreszenzmethode und Ölnebelmethode:
Diese Methoden werden nicht mehr angewendet.
(3) US-Militärstandard (Mil-Std 282) Methode:
Die Staubquelle besteht aus 0,3 μm großen, monodispersen DOP-Partikeln. Die Messung erfolgt mit einem Spezialinstrument, dem Penetrometer Q-107. Mit dieser Methode lässt sich auch der Filterwiderstand messen. Sie gilt jedoch mittlerweile als veraltet.
(4) Methode gemäß den US IEST-Richtlinien (IEST-RP-CC-007):
Ein diskreter Partikelzähler (OPC oder CNC) misst die Durchdringungsrate bestimmter Partikelgrößen durch den Filter und bestimmt dessen Effizienz. Als Staubquelle dient ein DOP-Aerosol, wobei die Quelle nicht auf DOP beschränkt ist, solange bestimmte optische Eigenschaften erfüllt sind. Das Aerosol kann monodispers oder polydispers sein.
(5) Europäische Norm EN 1822 (1998) Methode:
Dieses Verfahren nutzt ebenfalls einen diskreten Partikelzähler (OPC oder CNC), um die Penetrationsrate bei der Partikelgröße mit der höchsten Penetrationsrate (MPPS) zu messen und die Effizienz zu bestimmen. Daher wird es häufig als MPPS-Verfahren bezeichnet. Eine bewegliche Sonde scannt zeilenweise, um lokale Penetrationsraten und lokale Effizienzen zu ermitteln, aus denen anschließend die Gesamteffizienz berechnet wird. Als Staubquelle dient ein DOP-Aerosol oder eine alternative Substanz mit weitgehend ähnlichen Anforderungen wie in Verfahren (4).
Da der MPPS eines Filters vom Faserdurchmesser des Filtermediums, der Packungsdichte, der Luftströmungsgeschwindigkeit usw. abhängt, muss der MPPS des Filtermediums vor der Durchführung von Scanmessungen bestimmt werden (in der Regel zwischen 0,1 und 0,3 μm). Das Scanverfahren ermöglicht zudem die gleichzeitige Dichtheitsprüfung des Filters.
Auswertung:
Die Methoden (3) und (4) nutzen Partikelzähler zur Messung und können sowohl monodisperse als auch polydisperse Aerosole verwenden, sofern deren optische Eigenschaften den Anforderungen des Partikelzählers entsprechen. Dies entspricht dem aktuellen Trend. Methode (4) beinhaltet ein Scanverfahren, das auch die Leckageerkennung ermöglicht und daher vorteilhaft ist. Die praktische Bedeutung des Einsatzes von MPPS ist jedoch möglicherweise nicht sehr groß.
