半導体高性能微粒子エアフィルター
半導体高性能微粒子エアフィルター高効率微粒子吸収フィルター[要出典]および高効率微粒子アレスタンスフィルターとしても知られ、エアフィルターの効率基準です。
HEPA規格を満たすフィルターは、一定レベルの効率を満たさなければなりません。 一般的な規格では、HEPA エアフィルターは通過する空気から、直径が 0.3 μm に等しい粒子を少なくとも 99.95% (ISO、欧州規格)、または 99.97% 除去する必要があります。粒子径が 0.3 μm より小さい場合と大きい場合の両方で効率が向上します。HEPA フィルターは、花粉、汚れ、ほこり、湿気、細菌 ({{10}}) を捕捉します。2–2.{{一部の微生物、たとえば、黒色アスペルギルス、ペニシリウム・シトリナム、表皮ブドウ球菌、枯草菌は、光触媒酸化 (PCO) を備えた HEPA フィルターによって捕捉されます。 HEPA フィルターは、0.3 μm 以下の一部のウイルスや細菌も捕捉できます。HEPA フィルターは、バクテロイジウム、クロストリジウム、桿菌を含む床の塵も捕捉できます。HEPA は 1950 年代に商品化され、 HEPAフィルターは、ハードディスクドライブ、医療機器、半導体、原子力、食品、医薬品の製造など、汚染管理が必要な用途で使用されています。病院、家庭、車両など。
機構：
HEPA フィルターは、ランダムに配置された繊維のマットで構成されています。繊維は通常、直径が {{0}}.5 ～ 2.0 マイクロメートルのポリプロピレンまたはガラス繊維で構成されています。 ほとんどの場合、これらのフィルターは細い繊維の絡み合った束で構成されています。 これらの繊維は、空気が通過する狭い入り組んだ経路を作成します。 最大の粒子がこの経路を通過するとき、繊維の束は粒子の通過を物理的にブロックするキッチンふるいのように動作します。 しかし、小さな粒子が空気に乗って通過すると、空気がねじれたり回転したりするため、小さな粒子は空気の動きについていけず、繊維に衝突します。 最も小さな粒子には慣性がほとんどなく、常に空気分子の周りを、空気分子に衝突されるかのように動きます (ブラウン運動)。 その動きにより、最終的には繊維に衝突します。その機能に影響を与える主な要素は、繊維の直径、フィルターの厚さ、面速度です。 HEPA フィルター繊維間の空気間隔は、通常 0.3 μm よりもはるかに大きくなります。 HEPAフィルターは非常に高いレベルで粒子状物質を最小限に抑えます。 開口部や細孔よりも小さな粒子が通過できるふるいや膜フィルターとは異なり、HEPA フィルターはさまざまな粒子サイズを対象とするように設計されています。 これらの粒子は、次の 3 つの組み合わせによって捕捉されます (繊維に付着します)。
メカニズム:
1.拡散; 0.3 μm 未満の粒子は、HEPA フィルター内の拡散によって捕捉されます。 このメカニズムは、最小の粒子、特に直径が 0.1 μm 未満の粒子によるガス分子との衝突の結果です。 小さな粒子は効果的に吹き飛ばされたり跳ね返され、フィルター媒体の繊維に衝突します。 この動作はブラウン運動に似ており、粒子がインターセプトまたは衝突によって停止される可能性が高くなります。 このメカニズムは、空気流量が低い場合に支配的になります。
2.インターセプト; 空気の流れの流れをたどる粒子は、繊維の 1 つの半径内に入り、繊維に付着します。 このプロセスにより中サイズの粒子が捕捉されます。
3. 衝撃; より大きな粒子は、空気流の湾曲した輪郭に従って繊維を避けることができず、繊維のいずれかに直接埋め込まれます。 この効果は、繊維の分離が減少し、空気流の速度が高くなるほど増大します。
直径粒子サイズ {{0}.1 μm 未満では拡散が優勢ですが、0.4 μm を超えると衝突と遮断が優勢です。その中間、最も透過性の粒子サイズ (MPPS) {{6 }}.21 μm では、拡散と遮断の両方が比較的非効率的です。これがフィルターの性能の最も弱い点であるため、HEPA 仕様では、フィルターを分類するためにこのサイズ (0.3 μm) 付近の粒子の保持を使用します。ただし、 MPPS よりも小さい粒子は、MPPS よりも高い濾過効率を持たないためです。 これは、これらの粒子が主に凝縮の核生成サイトとして機能し、MPPS の近くで粒子を形成する可能性があるという事実によるものです。
ガス濾過:
HEPA フィルターは非常に細かい粒子を効果的に捕捉するように設計されていますが、ガスや臭気分子は濾過されません。 揮発性有機化合物、化学物質の蒸気、またはタバコ、ペット、鼓腸の臭気の濾過が必要な状況では、HEPA フィルターの代わりに、または HEPA フィルターに加えて、活性炭 (木炭) または他のタイプのフィルターを使用する必要があります。
プレフィルターとHEPAフィルター：
HEPA バグフィルターをプレフィルター (通常は炭素活性化) と組み合わせて使用すると、より高価な HEPA フィルターの使用寿命を延ばすことができます。このような設定では、濾過プロセスの最初の段階はプレフィルターで構成されます。空気から大きな塵、髪の毛、PM10、花粉粒子の大部分を除去するフィルター。 第 2 段階の高品質 HEPA フィルターは、プレフィルターから漏れた微細な粒子を除去します。 これは空気処理装置では一般的です。
仕様:
HEPA フィルターは、アメリカのほとんどの産業で採用されている米国エネルギー省 (DOE) 規格で定義されており、直径 0.3 マイクロメートル (μm) のエアロゾルを少なくとも 99.97% 除去します。フィルターの空気流に対する抵抗は最小限であり、または圧力降下は、通常、公称体積流量で約 300 パスカル (0.044 psi) と指定されます。
欧州連合で使用される仕様: ISO 29463 の由来となる欧州標準 EN 1822-1:2019 では、特定の最大透過粒子サイズ (MPPS) での保持力によっていくつかのクラスのフィルターが定義されています: Efficient Particulate Air filters ( EPA)、HEPA、および超低粒子エアフィルター (ULPA)。 フィルターの平均効率は「全体」と呼ばれ、特定の点での効率は「ローカル」と呼ばれます。
HEPA フィルター評価は、最低限同じフィルター効率性能基準を達成できる高効率エア フィルターに適用され、呼吸用保護具フィルターに関する最新の国立労働安全衛生研究所 P100 評価と同等です。 米国エネルギー省 (DOE) は、DOE 規制の用途における HEPA フィルターに対する特定の要件を定めています。
マーケティング：
一部の企業は、自社のエアフィルターが HEPA 規格を満たしていることを消費者に保証するために「真の HEPA」として知られるマーケティング用語を使用していますが、この用語には法的または科学的な意味はありません。「HEPA タイプ」、「HEPA- タイプ」として販売されている製品「HEPA スタイル」または「99% HEPA」などは HEPA 基準を満たしておらず、独立した研究所でテストされていない可能性があります。 このようなフィルターは HEPA 規格にかなり近づく可能性がありますが、その他のフィルターは大幅に下回ります。
有効性と安全性:
一般的に言えば (空気流量、ろ過される粒子の物理的特性、ろ過材の特性だけでなくろ過システム全体の設計の詳細などの要因に応じて多少の変動は考慮されます) HEPA フィルターは、0.15 ～ 0.2 μm のサイズ範囲の粒子を捕捉するのが最も困難です。HEPA フィルターは、マイナス イオンを使用するイオン処理やオゾン処理技術とは異なり、機械的手段によって機能します。とオゾンガスがそれぞれ含まれます。 そのため、HEPA 浄化器を使用すると、喘息やアレルギーなどの肺の副作用が引き起こされる可能性がはるかに低くなります。
HEPA フィルターが効率的に機能していることを確認するには、商用環境では少なくとも 6 か月ごとにフィルターを検査し、交換する必要があります。 住宅環境では、一般的な周囲空気の質に応じて、これらのフィルターは 2 ～ 3 年ごとに交換できます。 HEPA フィルターを適時に交換しないと、機械やシステムにストレスがかかり、空気中の粒子が適切に除去されなくなります。 さらに、システムの設計で選択されたガスケット材料によっては、HEPA フィルターが詰まると、フィルター周囲の空気流が広範囲にバイパスされる可能性があります。
アプリケーション:
空気感染またはエアロゾル化した病原体から身を守るために使用される、HEPA フィルターを備えた電動空気清浄呼吸器 (PAPR) をモデル化する病院スタッフ。
生物医学:
半導体高性能微粒子エアフィルター空気中の細菌やウイルスの拡散、ひいては感染症の予防に重要です。 通常、医療用 HEPA 濾過システムには、濾材に捕らえられた生きた細菌やウイルスを死滅させるために、高エネルギー紫外線ユニットや抗菌コーティングを施したパネルも組み込まれています。最高評価の HEPA ユニットの中には、効率評価 99.995 のものもあります。 %、これは空気感染による病気の伝播に対する非常に高いレベルの保護を保証します。
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