HEPA-suodatin

HEPA-hengityssuojain

HEPA-suodatin on ilmansuodatintyyppi, jolla on ollut suuri merkitys puhdastilojen kehityksessä. HEPA on lyhenne sanoista High Efficiency Particulate Air filter. Nykyään näitä suodattimia on myös pölynimureiden poistoilmapuolella huolehtimassa huoneeseen palaavan ilman puhtaudesta.

HEPA-suodattimen tulisi poistaa vähintään 99,97 % pölystä, siitepölystä, bakteereista ja kaikista ilmassa syntyvistä partikkeleista, kuten aerosoleista, partikkelikoolla 0,3 mikrometriä (µm) ja ilmavirtauksella 85 litraa minuutissa (L/min) täyttääkseen HEPA-luokituksen. Partikkelikokoa 0,3 µm pidetään kaikkein tunkeutuvimpana. HEPA suodattaa tätä kokoa suuremmat tai pienemmät partikkelit vieläkin tehokkaammin. Mittaamalla kriittisen kokoisten partikkelien läpäisy saadaan samalla arvio muidenkin partikkelikokojen määrästä.

Historia

Ensimmäiset HEPA-suodattimet kehitettiin 1940-luvulla Manhattan-projektia varten estämään ilmaperäisten radioaktiivisten epäpuhtauksien leviäminen. Suodattimet kaupallistettiin 1950-luvulla ja alkuperäisestä nimityksestä tuli kauppamerkki ja yleisnimi tehokkaille suodattimille. HEPA-suodattimista on tullut tärkeitä kehittyneen tekniikan käytölle lentokoneiden valmistuksessa, lääketeollisuudessa, sairaaloissa, terveydenhoidossa, ydinvoimapolttoaineen käsittelyssä, ydinenergian tuotannossa ja puolijohdeteollisuudessa.

HEPA-luokituksen saavat nykyään kaikki suodattimet, joilla päästään puhdastilan tasoon 100 partikkelia kuutiojalassa.

Toiminta

HEPA-suodatin muodostuu sekaisin olevien kuitujen matriisista. Tärkeimmät toimintaan vaikuttavat tekijät ovat kuitujen tiheys, kuitujen paksuus ja suodattimen paksuus. Ilmatila kuitujen välissä on paljon suurempi kuin 0,3 µm. HEPA ei toimi kuten sihti, jossa reikien koko määräisi suurimman läpi tulevan partikkelin koon. Kuitujen välimatka ei selitä HEPAn toimintaa, sillä pienemmät partikkelit jäävät kiinni kuituihin jollakin seuraavista mekanismeista:

1. Interseptio, jossa partikkeli osuu suorassa liikkeessä kuitujen säteelle ja tarttuu siihen kiinni kuten vesipisarat puihin. Kiinni pitävänä voimana voi olla staattinen sähkö tai adheesio.
2. Törmäys, jossa partikkelit, vaikka voisivat ilmavirran mukana osittain kiertää kuituja, jollakin todennäköisyydellä törmäävät kuituun, kun näitä on riittävän tiheässä, ja jäävät siihen kiinni. Ilmavirran nopeuden kasvaessa ja kuitujen välisen etäisyyden laskiessa tämän mekanismin vaikutus kasvaa.
3. Diffuusio, jossa erityisesti pienimmät alle 0,1 µm:n partikkelit törmäilevät kaasumolekyyleihin, jolloin niiden liike hidastuu ja estyy. Tämä lisää partikkeleiden todennäköisyyttä jäädä kiinni kuituihin jommallakummalla edellisistä mekanismeista.

Diffuusio on ilmeisesti dominoiva mekanismi pienillä alle 0,1 μm:n partikkeleilla, ja interseptio sekä törmäys vaikuttavat eniten yli 0,4 μm:n partikkeleilla. Näiden välissä suurimmin läpäisyn partikkelikoolla 0,3 μm diffuusio ja interseptio vaikuttavat vähiten.

Suodattimen ilmanvastusta mitataan paineenputoamisella suodattimen yli.

Biologis-lääketieteelliset sovellukset

HEPA-suodattimia käytetään estämään ilman kantamien bakteereiden ja virusten leviäminen. Sairaaloiden ja laboratorioiden HEPA-suodattimissa on yleensä mukana myös ultraviolettilamput, jotka tappavat suodattimiin jääneet bakteerit. Parhailla HEPA-suodattimilla päästään silloin 99,995 % suodatukseen, joka takaa hyvän suojan ilmassa kulkeutuvilta taudinaiheuttajilta.

Lähteet

• yleistä HEPA suodattimista englanniksi (Arkistoitu – Internet Archive)

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta HEPA-suodatin Wikimedia Commonsissa