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Filtration HEPA et ULPA

1940
Système de filtration HEPA et ULPA dans une salle blanche pour des applications d'ingénierie environnementale.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Les filtres à particules à haute efficacité (HEPA) et à particules ultra-basses (ULPA) sont essentiels. salle blanche components. A HEPA filter doit remove at least 99.97% of airborne particles 0.3 micrometers (µm) in diameter. An ULPA filter is even more efficient, removing 99.999% of particles 0.12 µm or larger. They work via a combination of interception, impaction, and diffusion.

L'efficacité des filtres HEPA et ULPA est définie par leur performance à la taille de particule la plus pénétrante (MPPS). Pour les filtres HEPA, cette taille est généralement de 0,3 µm. Les particules plus grandes que la MPPS sont piégées principalement par impaction inertielle (collision avec les fibres en raison de leur inertie) et par interception (blocage sur les fibres lorsqu'elles suivent le courant d'air). À l'inverse, les très petites particules (typiquement <0,1 µm) sont piégées par diffusion, où leur mouvement brownien aléatoire et erratique les fait entrer en collision avec les fibres du filtre. La taille de 0,3 µm représente une ‘vallée’ dans l'efficacité où aucun de ces trois mécanismes n'est dominant, ce qui en fait la taille de particule la plus difficile à capturer. Par conséquent, l'évaluation d'un filtre est basée sur sa performance la plus défavorable à ce MPPS.

Les filtres ULPA sont une extension de cette technologie, conçus pour un contrôle encore plus rigoureux de la contamination. Ils ciblent une MPPS d'environ 0,1 à 0,12 µm et atteignent une efficacité de 99,999 % ou plus. Ces filtres sont constitués d'un tapis dense de fibres de verre borosilicaté disposées de manière aléatoire. La vitesse de l'air, le diamètre des fibres et la densité de remplissage sont contrôlés avec précision pendant la fabrication pour obtenir les performances souhaitées. En salle blanche, ces filtres sont installés dans des boîtiers terminaux ou intégrés à un ensemble ventilateur-filtre (FFU), et leurs joints sont essentiels. Des tests réguliers, tels que des tests de particules d'huile dispersées (DOP), sont effectués pour vérifier l'intégrité du média filtrant et du joint afin de garantir qu'aucun air contaminé ne contourne le filtre.

UNESCO Nomenclature: 3307
- Ingénierie environnementale

Taper

Dispositif physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • recherches sur les masques à gaz pendant la Première Guerre mondiale
  • la nécessité de filtrer les particules radioactives dans le cadre du projet Manhattan
  • progrès dans la fabrication de fibres de verre
  • compréhension de la physique des aérosols et du mouvement brownien

Applications

  • salles blanches pour la fabrication et la recherche
  • enceintes de sécurité biologique
  • salles d'opération et unités d'isolement des hôpitaux
  • installations nucléaires
  • aspirateurs et purificateurs d'air haut de gamme

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • média filtrant auto-cicatrisant capable de réparer les perforations mineures
  • filtres avec capteurs intégrés pour surveiller la charge de particules et prédire les défaillances
  • membranes filtrantes à base de graphène pour une perte de charge plus faible et une efficacité supérieure
  • filtres électrostatiques rechargeables qui complètent la filtration mécanique
  • matériaux filtrants biodégradables pour réduire l'impact environnemental
  • catalytic filters that not only trap but also neutralize volatile organic compounds (VOCs)
  • filtres en nanofibres avec tailles de pores réglables pour des applications spécifiques
  • smart filter systems that communicate with the building’s HVAC to optimize energy use
En rapport avec : HEPA, ULPA, filtration, filtre à air, capture des particules, contrôle de la contamination, MPPS, technologie des salles blanches.

Contexte historique

Filtration HEPA et ULPA

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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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