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Filtrazione HEPA e ULPA

1940
Sistema di filtrazione HEPA e ULPA in una camera bianca per applicazioni di ingegneria ambientale.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

I filtri HEPA (High-Efficiency Particulate Air) e ULPA (Ultra-Low Particulate Air) sono fondamentali. camera bianca components. A HEPA filter dovere 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'efficacia dei filtri HEPA e ULPA è definita dalle loro prestazioni alla dimensione delle particelle più penetranti (MPPS). Per i filtri HEPA, si tratta in genere di 0,3 µm. Le particelle più grandi del MPPS vengono intrappolate principalmente per impattamento inerziale (collidono con le fibre a causa della loro inerzia) e per intercettazione (si bloccano sulle fibre mentre seguono il flusso d'aria). Al contrario, le particelle molto piccole (tipicamente <0,1 µm) sono intrappolate per diffusione, dove il loro moto browniano casuale ed erratico le fa collidere con le fibre del filtro. La dimensione di 0,3 µm rappresenta una "valle" nell'efficienza in cui nessuno di questi tre meccanismi è dominante, rendendo la dimensione delle particelle più difficile da catturare. Pertanto, la classificazione di un filtro si basa sulle sue prestazioni peggiori a questo MPPS.

I filtri ULPA sono un'estensione di questa tecnologia, progettati per un controllo della contaminazione ancora più rigoroso. Hanno un MPPS di circa 0,1-0,12 µm e raggiungono efficienze del 99,999% o superiori. Questi filtri sono realizzati con un denso strato di fibre di vetro borosilicato disposte in modo casuale. La velocità dell'aria, il diametro delle fibre e la densità di riempimento sono controllati con precisione durante la produzione per ottenere le prestazioni desiderate. In una camera bianca, questi filtri vengono installati in alloggiamenti terminali o come parte di un'unità di filtraggio a ventola (FFU) e le loro guarnizioni sono fondamentali. Test regolari, come il test DOP (Dispersed Oil Particulate), vengono eseguiti per verificare l'integrità del mezzo filtrante e della guarnizione, per garantire che l'aria contaminata non bypassi il filtro.

UNESCO Nomenclature: 3307
- Ingegneria ambientale

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • ricerca sulle maschere antigas durante la prima guerra mondiale
  • la necessità di filtrare le particelle radioattive del Progetto Manhattan
  • progressi nella produzione di fibre di vetro
  • comprensione della fisica degli aerosol e del moto browniano

Applicazioni

  • camere bianche per la produzione e la ricerca
  • cabine di sicurezza biologica
  • sale operatorie ospedaliere e unità di isolamento
  • impianti nucleari
  • aspirapolvere e purificatori d'aria di fascia alta

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • mezzi filtranti auto-riparanti in grado di riparare piccole forature
  • filtri con sensori integrati per monitorare il carico di particelle e prevedere guasti
  • membrane filtranti a base di grafene per una minore caduta di pressione e una maggiore efficienza
  • filtri elettrostatici ricaricabili che completano la filtrazione meccanica
  • materiali filtranti biodegradabili per ridurre l'impatto ambientale
  • catalytic filters that not only trap but also neutralize volatile organic compounds (VOCs)
  • filtri in nanofibre con dimensioni dei pori regolabili per applicazioni specifiche
  • smart filter systems that communicate with the building’s HVAC to optimize energy use
Correlato a: HEPA, ULPA, filtrazione, filtro dell'aria, cattura delle particelle, controllo della contaminazione, MPPS, tecnologia delle camere bianche.

Contesto storico

Filtrazione HEPA e ULPA

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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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