HEPA-Filter - Präzisionstechnologie für reine Luft und höchste Standards
1. Warum saubere Luft zählt: Die Bedeutung von HEPA-Filtern
Saubere Luft ist ein entscheidender Faktor, sei es in der Forschung oder bei der Produktion sensibler Bauteile, wo höchste Reinheitsstandards unerlässlich sind. In diesen Bereichen können bereits winzige Verunreinigungen in der Luft die Qualität von Produkten oder die Genauigkeit von Experimenten beeinträchtigen. Insbesondere Reinräume, die durch HEPA-Filtertechnik geschützt sind, bieten die nötige Luftqualität, um empfindliche Prozesse ohne Gefahr von Kontaminationen durch Staub oder andere Partikel durchzuführen. Die Forschung und Entwicklung neuer Technologien in der Photonik oder Mikroelektronik erfordert eine präzise Kontrolle der Umgebungsbedingungen. In diesen sensiblen Bereichen sind HEPA-Filter unverzichtbar, um Partikel, die die Produktion von Halbleitern oder optischen Komponenten stören könnten, zu entfernen. 【1】【3】So schützt man nicht nur die Gesundheit von Menschen, sondern auch die Qualität von Hightech-Produkten und Forschungsergebnissen.
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2. Die Wissenschaft hinter den HEPA-Filtern
HEPA-Filter basieren auf vier primären Mechanismen, um die Luft zu reinigen:
- Trägheitsabscheidung: Größere Partikel werden durch die Trägheit der Luftströmung direkt an den Fasern des Filters abgehängt.
- Direktes Abfangen: Partikel, die ausreichend groß sind, werden durch den direkten Kontakt mit den Filterfasern eingefangen.
- Brownsche Diffusion: Sehr kleine Partikel bewegen sich zufällig und kollidieren so oft mit den Fasern, dass sie schließlich eingefangen werden.
- Elektrostatische Kräfte: Winzige, geladene Partikel werden durch die Anziehungskraft der Filterfasern eingefangen.【2】
Die 0,3 µm-Teilchen stellen dabei die größte Herausforderung dar – diese Größe gilt als die „am schwierigsten zu filternde“ (most penetrating particle size, MPPS). Dies liegt daran, dass diese Partikel zu groß sind, um vollständig durch den Filter zu diffundieren, aber auch klein genug, um nicht sofort an den Fasern haften zu bleiben. Dies ist der Grund, warum HEPA-Filter, die speziell diese Partikelgröße effektiv filtern können, als besonders effizient gelten.
3. HEPA- und ULPA-Klassen im Überblick
HEPA- und ULPA-Filter sind in verschiedene Klassen unterteilt, die ihre Filtrationsleistung beschreiben. HEPA-Filter reichen von H10 bis H14, während ULPA-Filter (Ultra Low Penetration Air) die noch strengeren Klassen 15 und 16 umfassen. Diese Filter sind entscheidend für die Erreichung höchster Reinheitsstandards in Reinräumen. Ein Überblick über die Filterklassen und ihre Leistung:
- H10: Filtrationsrate von 85 %
Fakt: H10-Filter werden oft in einfachen Luftreinigern verwendet und sind für Anwendungen mit moderaten Anforderungen an die Luftreinheit geeignet. - H11: Filtrationsrate von 95 %
Fakt: H11-Filter entfernen viele Pollen, Staub und grobe Partikel und finden Anwendung in der Gebäude- und Fahrzeugbelüftung. - H12: Filtrationsrate von 99,5 %
Fakt: Diese Filterklasse bietet einen guten Schutz gegen Feinstaub und Allergene, was sie ideal für anspruchsvollere Luftreinigungsaufgaben macht. - H13 : Filtrationsrate von 99,95 %
Fakt: H13-Filter werden häufig in Reinräumen der ISO-Klasse 7 eingesetzt und garantieren eine signifikante Reduktion von Partikeln in der Luft. - H14 (z. B. in Nordair-Systemen verwendet): Filtrationsrate von 99,995 %
Fakt: H14-Filter können bis zu 99,995 % aller Partikel ≥0,3 µm entfernen und werden in Reinräumen der ISO-Klasse 5 und höher verwendet, die für die Mikroelektronik und Photonik entscheidend ist. - ULPA 15: Filtrationsrate von 99,9995 %
Fakt: Diese Filterklasse wird in Reinräumen der ISO-Klasse 4 eingesetzt, wo selbst die geringste Partikelkonzentration zu Schäden führen könnte, wie in der Halbleiterfertigung. - ULPA 16: Filtrationsrate von 99,99995 %
Fakt: ULPA-16-Filter sind die leistungsfähigsten Filter und werden in Reinräumen eingesetzt, in denen Partikelkontamination absolut minimiert werden muss, wie in Forschungseinrichtungen mit hochsensiblen Prozessen.
4. Was HEPA-Filter leisten – und was nicht
HEPA-Filter sind äußerst effizient bei der Entfernung von Partikeln aus der Luft, jedoch haben sie ihre Grenzen. Sie können keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) oder Gase wie Ozon filtern, da diese Moleküle zu klein sind, um von den Fasern des Filters erfasst zu werden. Dies ist besonders in Umgebungen wie Operationssälen oder pharmazeutischen Labors wichtig, wo neben der Partikelentfernung auch die Beseitigung von Keimen und Gasen eine Rolle spielt .【4】【3】【5】
5. Nordair Systems: Warum wir auf HEPA-H14 setzen
Bei Nordair Systems setzen wir primär auf HEPA-H14-Filter, da sie eine Filtrationsrate von 99,995 % bieten und somit höchste Reinheitsanforderungen erfüllen. Höhere Filtrationsraten, wie die der ULPA 15-Filter, bieten zwar eine noch höhere Reinheit, bedeuten jedoch auch einen höheren Stromverbrauch durch Druckverlust. In HEPA 14-Filtern sehen wir bei Nordair Systems die perfekte Kombination aus Effektivität und Energieeffizienz für unsere Kunden.
Die Flexibilität und Vorteile von HEPA-H14-Filtern sind vielschichtig: Sie bieten nicht nur eine extrem hohe Filtrationsleistung, sondern auch eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit, wodurch sie ideal für den kontinuierlichen Einsatz in anspruchsvollsten Umgebungen sind. Dank ihrer hohen Effizienz und der Erfüllung internationaler Normen wie ISO 14644-1 und EN 1822 können unsere Kunden sicher sein, dass ihre Reinräume den höchsten Standards entsprechen.
Quellenangaben:
- ISO 14644-1: Cleanrooms and associated controlled environments – Part 1: Classification of air cleanliness by particle concentration.
- ISO 14644-4: Cleanrooms and associated controlled environments – Part 4: Design, construction, and start-up.
- Perry, J., Agui, J., & Vijayakumar, R. (2016). Removal of submicron and nanoparticle contaminants by HEPA-rated media filters and packed beds of granular materials. Journal of Aerosol Science.
- Dubey, S., Rohra, H., & Taneja, A. (2021). Evaluation of the effectiveness of air purifiers (HEPA) in controlling particle pollution indoors. Heliyon, 7(9), e02079.
- Sanalife. (2022). True HEPA vs. HEPA Filter: What's the difference?
