Hiện nay, các ngành như điện tử, y tế, dược phẩm ngày càng đòi hỏi cao về điều kiện sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm. Trong đó, việc kiểm soát chất lượng không khí là một phần quan trọng, ảnh hưởng đến cấp độ sạch của môi trường sản xuất. Màng lọc Hepa hay Hepa Filter là vật tư thường được sử dụng để lọc và loại bỏ hạt bụi có kích thước nhỏ. Vậy cấu tạo và ứng dụng của màng lọc này ra sao? Cùng SUNTECH khám phá ngay tại bài viết dưới đây!
1. Hepa Filter là gì?
HEPA Filter (High Efficiency Particulate Air Filter), còn gọi là lọc tinh hoặc màng lọc HEPA, là bộ lọc không khí có khả năng loại bỏ hạt bụi kích thước 0,3 μm với hiệu suất lên đến 99,97% (theo EN 1822 / ISO 14644).
Ngày nay, HEPA Filter còn được cải tiến để lọc vi sinh, bụi mịn, hạt trơ và thường lắp tại điểm cuối hệ thống ống gió (terminal) như HEPABox, FFU, hoặc đặt trong AHU tùy thiết kế.
Các cấp độ lọc HEPA phổ biến
Trong công nghiệp và phòng sạch, Hepa H13 và Hepa H14 là hai cấp lọc được sử dụng phổ biến nhất. Cụ thể:
- Hepa H13: Hiệu suất lọc ≥ 99,95% đối với hạt 0,3 μm. Dùng cho khu ISO 7-8 (sản xuất chung, khu phụ trợ)
- Hepa H14: Hiệu suất lọc ≥ 99,995% đối với hạt 0,3 μm. Dùng cho khu ISO 5-6 hoặc quy trình nhạy cảm (dược/GMP, vi điện tử)
2. Cấu tạo cơ bản của bộ lọc tinh
Màng lọc tinh có cấu tạo như sau:
- Khung: Nhôm, thép mạ kẽm hoặc inox, chịu lực và chống ăn mòn.
- Tấm ngăn (Separator): Định hình và có định nếp giấy của lọc.
- Vật liệu lọc: Được làm từ các sợi thủy tinh hoặc vật liệu tổng hợp với đường kính nhỏ (khoảng từ 0.5 – 2 micromet) và sắp xếp ngẫu nhiên.
Một số HEPA Filter được tích hợp than hoạt tính hoặc vải carbon để tăng khả năng lọc mùi, khí độc.
3. Cơ chế lọc bụi của màng lọc Hepa
Màng lọc hepa lọc bụi bằng cách nào? Hepa Filter loại bỏ bụi và vi khuẩn nhờ 4 cơ chế:
- Khuếch tán: Các hạt bụi nhỏ chuyển động hỗn loạn do va chạm với các phân tử không khí, khiến chúng bị giữ lại trên các sợi lọc. Quá trình này đạt hiệu quả cao khi tốc độ luồng khí thấp.
- Chặn: Khi dòng khí mang theo hạt bụi di chuyển qua bộ lọc, nếu đường kính hạt đủ lớn (0.3-1µm), chúng sẽ bị mắc kẹt giữa các sợi lọc và không thể tiếp tục di chuyển.
- Va chạm quán tính: Các hạt bụi lớn hơn (≥1µm) có quán tính cao và không thể đổi hướng linh hoạt theo dòng khí. Khi đi qua màng lọc, chúng va chạm trực tiếp vào các sợi lọc và bị giữ lại. Cơ chế này hoạt động tốt nhất khi tốc độ dòng khí cao và kích thước khe hở giữa các sợi lọc nhỏ.
- Hút tĩnh điện (tùy loại): Một số màng lọc sử dụng sợi tổng hợp có điện tích, giúp hút và giữ chặt các hạt bụi mang điện tích trái dấu. Điều này giúp cải thiện hiệu suất lọc mà không làm tăng lực cản không khí.
4. Phân loại các tấm lọc Hepa
Tấm lọc tinh được phân loại theo cấu tạo độ dày và cấp độ lọc.
4.1 Theo cấu tạo
Màng lọc Hepa Separator
Tấm lọc Hepa Separator có độ dày trong khoảng từ 150 đến 292 mm.
- Màng lọc có độ dày 150 mm phù hợp cho việc lắp đặt tại miệng gió với độ cao trần khoảng 450 mm.
- Màng lọc có độ dày 292 mm thích hợp cho việc đặt trong trung tâm AHU, các đường gió hồi, lắp đặt tại miệng gió với độ cao trần khoảng 600 mm.
Loại màng lọc kiểu này có tốc độ gió khá lớn, khi lắp đặt tại các phòng sản xuất dược phẩm cần điều chỉnh tốc độ gió để tránh gây phát sinh bụi và ảnh hưởng đến quy trình. Giá thành của dòng này thường cao hơn các loại lọc khác.
Màng lọc Hepa Mini Pleat
Tấm lọc Hepa Mini Pleat mỏng hơn tấm lọc tinh kiểu Separator, với độ dày khoảng 60-100 mm và áp suất thấp (80-160 Pa). Màng lọc này được thiết kế với hai mặt lưới bảo vệ, bảo vệ sản phẩm khỏi va chạm và hỏng màng lọc.
Màng lọc này thích hợp cho môi trường với tốc độ gió khoảng 0,45 m/s và được áp dụng trong Laminar Flow, tấm lọc Hepa Mini Pleat có chất liệu mỏng và tụt áp thấp do tuổi thọ cao.
Xem thêm: Pre Filter – Lọc thô G4,F8
4.2 Theo cấp độ lọc
Dựa trên hiệu suất lọc, Hepa Filter được phân chia thành ba nhóm chính, tương ứng với từng mức độ yêu cầu về độ sạch của không khí:
- EPA (Efficient Particulate Air): Loại này có hiệu suất lọc cơ bản đến trung bình, thường được sử dụng trong các hệ thống thông gió, điều hòa không khí, hoặc môi trường không yêu cầu độ sạch quá cao. Bao gồm: E10, E11, E12
- HEPA (High Efficiency Particulate Air): Đây là loại lọc được sử dụng phổ biến, áp dụng cho môi trường phòng sạch, y tế, sản xuất thực phẩm, dược phẩm. Bao gồm: màng lọc H13, H14
- ULPA (Ultra Low Penetration Air): Đây là nhóm màng lọc có hiệu suất cao nhất, được sử dụng cho các môi trường siêu sạch, nơi yêu cầu loại bỏ gần như tuyệt đối các hạt bụi siêu mịn như sản xuất vi điện tử, bán dẫn, hoặc phòng thí nghiệm cấp cao. Bao gồm: U15, U16, U17
Mỗi loại sẽ có những tiêu chuẩn lọc khác nhau như nhau:
| Cấp độc lọc | Tỉ lệ lọc | Tỷ lệ lọc hạt có kích cỡ nhỏ nhất (0,3 micromét) |
| E10 | > 85% | – |
| E11 | > 95% | – |
| E12 | > 99,5% | – |
| H13 | > 99,95% | > 99,75% |
| H14 | > 99,995% | > 99,975% |
| U15 | > 99,9995% | > 99,9975% |
| U16 | > 99.99995% | > 99,99975% |
| U17 | > 99,999995% | > 99,99999% |
5. Hepa Filter được tích hợp trong thiết bị phòng sạch nào?
Màng lọc tinh được tích hợp trực tiếp vào nhiều thiết bị phòng sạch nhằm đảm bảo hiệu quả lọc tối ưu. Cụ thể gồm:
- AHU (Air Handling Unit) – thiết bị xử lý và phân phối không khí trung tâm.
- FFU (Fan Filter Unit) – thiết bị lọc khí độc lập tích hợp quạt và màng lọc.
- HEPA Box – hộp lọc gắn tại miệng cấp gió.
- Clean Booth – buồng làm việc sạch cục bộ.
- Hệ thống thông gió và lọc khí động cơ – đảm bảo lưu thông và làm sạch không khí trong không gian phòng sạch.
- …
6. Màng lọc Hepa có rửa được không?
Màng lọc Hepa không thể vệ sinh bằng nước, bàn chải hay vòi phun, vì cấu trúc sợi siêu nhỏ dễ bị biến dạng. Khi sợi lọc bị hỏng, bụi bẩn và vi khuẩn có thể lọt qua, làm mất hiệu quả lọc. Ngay cả khi làm sạch nhẹ nhàng, các sợi tổng hợp vẫn có nguy cơ đứt gãy, khiến bộ lọc không còn hoạt động tốt.
Ngoài tổn hại đến sợi lọc, nếu phần khung của bộ lọc bị nứt hoặc hở, luồng khí chưa được xử lý có thể rò rỉ, làm giảm chất lượng không khí trong phòng sạch. Ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hệ thống lọc và tiêu chuẩn môi trường trong không gian cần kiểm soát.
Hiện nay, một số Hepa Filter ứng dụng công nghệ nano có thể được làm sạch mà vẫn duy trì hiệu suất hoạt động. Tuy nhiên, các sản phẩm này chưa có tiêu chuẩn đánh giá chính thức và thường có giá thành cao hơn so với loại lọc thông thường.
Để bảo vệ và duy trì tuổi thọ màng lọc HEPA, nên lắp đặt thêm bộ lọc thô phía trước nhằm giữ lại bụi, côn trùng và hạt lớn, giảm tải cho HEPA Filter. Tuy nhiên, theo khuyến nghị của nhà cung cấp, bạn nên thay bộ lọc tinh định kỳ, thường là mỗi 6 đến 12 tháng, tùy thuộc vào điều kiện sử dụng và mức độ ô nhiễm không khí.
7. Leak Test màng lọc HEPA – DOP Test/PAO Test
Leak Test Hepa (Kiểm tra rò rỉ) là quy trình kiểm tra độ kín của màng lọc tinh và vị trí lắp đặt nhằm đảm bảo không khí sau lọc đạt chuẩn phòng sạch.
Thử nghiệm được thực hiện bằng phương pháp DOP Test hoặc PAO Test: phát tán aerosol chuẩn ở phía trước màng lọc, sau đó đo nồng độ hạt ở phía sau.
Trước đây, aerosol sử dụng là DOP (Dioctyl Phthalate) nên gọi là DOP Test. Hiện nay, hầu hết thay bằng PAO (Polyalphaolefin) hoặc DEHS vì an toàn hơn, nhưng thuật ngữ “DOP Test” vẫn được dùng rộng rãi.
7.1 Khi nào cần Leak Test?
- Khi lắp đặt mới màng lọc.
- Sau khi bảo trì, thay thế hoặc di chuyển thiết bị.
- Định kỳ theo tiêu chuẩn phòng sạch (thường 6 – 12 tháng/lần).
- Khi có nghi ngờ về chất lượng không khí hoặc hiệu suất lọc.
7.2 Quy trình thực hiện Leak Test Hepa
Hạt dầu chuẩn được phun vào đầu vào của hệ thống lọc, sau đó thiết bị dò hạt quét toàn bộ bề mặt và khung màng để phát hiện điểm rò rỉ. Nếu tỷ lệ hạt vượt ngưỡng cho phép hoặc phát hiện rò rỉ, màng lọc sẽ được thay thế hoặc khắc phục ngay để đảm bảo điều kiện phòng sạch.
Trên đây là bài viết về Hepa Filter của Hepa Box được SUNTECH tổng hợp. Hy vọng có thể mang đến nhiều thông tin bổ ích cho bạn đọc. SUNTECH cảm ơn bạn đọc đã theo dõi!
