فیلتر هپا HEPA

فیلتر هپا (HEPA) قلب سیستم های تصفیه هوا است. این نوع فیلتر کاربردهای متنوعی از خانگی تا صنعتی و پزشکی دارد. در لوازم خانگی از آن در جارو برقی ، دستگاه تصفیه هوا و مانند آن استفاده می شود.

فیلتر هپا در تجهیزات صنعتی ، پزشکی و آزمایشگاهی استفاده فراوانی دارد.

مقاله “فیلتر هپا چیست؟ ” را صوتی بشنوید گوینده : مهندس نگین عباسی سمت: کارشناس فروش شماره تماس: 09137305108

تاریخ فیلتر HEPA :

فناوری فیلتر HEPA اولین بار در دهه 1940 توسط بخش شیمیایی ارتش آمریکا و کمیته تحقیقات دفاع ملی طراحی و ایجاد شد. به عنوان بخشی از پروژه منهتن ، دانشمندان ملزم به ساخت فیلتری مناسب برای حذف مواد رادیواکتیو از هوا شدند. پروژه منهتن یک پروژه طبقه بندی شده دولتی حول توسعه بمب اتم در طول جنگ جهانی دوم بود.

محققان به روشی برای کنترل ذرات بسیار ریز آلوده به منابع رادیواکتیو هسته ای نیاز داشتند. هدف در آن زمان فیلتر کردن این سموم کوچک رادیواکتیو موجود در هوا بود که در طول توسعه و تولید بمب های اتمی ساطع شده بود.

طراحی این فیلتر ، خود بر اساس ماسکی بود که سربازان آمریکایی می پوشیدند. فیلتر ماسک ها از نوعی ماده از ترکیب الیاف پنبه نسوز و سلولز بود که سموم موجود در هوا را حذف کرده و سربازان آمریکایی را در برابر حملات گازی مصون نگه می داشت.

اهمیت استفاده از فیلتر هپا :

اگر شما یا کسی  از اعضای خانواده شما از آسم یا آلرژی شدید رنج می برید ، فیلتر HEPA می تواند تفاوت زیادی ایجاد کند ، زیرا فیلترها گرده ، اسپورهای کپک ، گرد و غبار ، شوره حیوانات خانگی و سایر آلرژن ها و باکتری ها را جذب می کنند.

حتی اگر شما آلرژی ندارید برخی شرایط خاص دیگر ، فیلتراسیون HEPA را مهم می سازد.

دود: اگر در زمان زیادی در فضایی حضور دارید که دارای گرد و خاک و یا دود بسیاری است ؛ استفاده از فیلتر هپا ، می تواند از ابتلای شما به بیماری های تنفسی و مشکلات دیگر ناشی از غلظت آلاینده های هوا جلوگیری کند.

محیط های شیمیایی : اگر می دانید که حجم زیادی از مواد شیمیایی آلی فرار (VOC) به دلیل موقعیت خانه یا محل کار شما در هوا وجود دارد ، به یک فیلتر HEPA نیاز دارید که برای این کار طراحی شده است. این فیلترها شامل کربن فعال آغشته به یدید پتاسیم ، پرمنگنات پتاسیم ، آلومینای فعال و/یا زئولیت هستند.

محیط های تمیز: اگر از فردی که نیاز به محیط تمیز دارد مراقبت می کنید ، فیلترهای Hyper-HEPA وجود دارند که می توانند ذرات کوچک به اندازه 0.003 میکرون را جذب کنند.  Hyper-HEPA در بیمارستان ها نیز بسیار کاربرد دارد.

البته ، اگر نگران کیفیت هوای عمومی در خانه یا محل کار خود هستید ، حتی بدون این شرایط خاص ، فیلتر HEPA قطعاً کیفیت هوای داخلی شما را بهبود می بخشد. CDC و EPA اعلام کرده اند که هوای داخل فضای بسته بیشتر از هوای بیرون آلوده است و از آنجا که ما زمان بیشتری را در داخل خانه می گذرانیم ، اطمینان از یک محیط سالم داخل خانه ، منطقی است.

ساختار فیلتر هپا :

فیلتر HEPA که مخفف high efficiency particulate air filter است از الیاف در هم تنیده فایبرگلاس ، پوشال یا حصیر ، به صورت فشرده ساخته می شود. بافت داخلی فیلتر کاملا تصادفی و نامنظم است و هیچ نظمی در پیچیدگی الیاف فیلتر هپا وجود ندارد.

قطر این الیاف ، تاثیر بسزایی در میزان جذب ذرات توسط این فیلتر دارد.

فضای باز میان الیاف فیلتر هپا تا 0.3 میکرون است. این نوع ، حداقل 99.97 درصد از گرد و غبار ، گرده ، کپک ، باکتری ها و هرگونه ذرات معلق در هوا با اندازه 0.3 میکرون و بیشتر را جذب می کند.

نکته : یک میکرون چقدر بزرگ است؟

سوالی که شاید برای شما مطرح شود این است که یک میکرون چقدر بزرگ است؟ 1 میکرون (µ) دقیقا معادل  0.001  میلیمتر است. اما بهترین پاسخ به این سوال ، روش مقایسه است. در زیر ، لیست موارد رایج را می بینید:

• باکتری ها: 1 تا 10 میکرون
• شن بسیار ریز: 65 میکرون
• موی انسان: 17 تا 181 میکرون
• گرد و غبار: 100 تا 300 میکرون
• تونر دستگاه کپی: 0.5 تا 15 میکرون
• گرده: 10 تا 1000 میکرون
• دود تنباکو: 0.01 تا 4 میکرون
• ویروس ها: 0.005 تا 0.3 میکرون

فیلتر هپا چگونه کار می کند؟

فیلتر هوا چگونه کار می کند؟ فیلترها چگونه ذرات موجود در هوا را پاک می کنند؟

شاید تصور کنید ساختار فیلتر هوا از نظر میکروسکوپی کوچک هستند و مانند الک (سرند) در هنگام عبور ذرات کوچک ، از عبور ذرات بزرگ تر جلوگیری می کند

همانطور که خواهید دید ، این تصور ، کمی گمراه کننده است انواع مختلف فیلتر هوا از بسته های در هم پیچیده الیاف ریز  ساخته می شوند. این الیاف با هم مسیرهای باریک پیچیده ای را برای عبور هوا ایجاد می کنند.

مسدود کردن:

برای ذرات واقعا بزرگ این فیلترها تقریبا شبیه همان الک کار می کنند و از عبور آنها جلوگیری می کنند. اما شباهت فیلتر و الک همینجا به پایان می رسد.

گیر انداختن:

برای درک آن ، یک خودرو را در نظر بگیرید ، که با سرعت در یک جاده پر پیچ و خم در حرکت است.  خودرو به راحتی به جاده وارد می شود ، اما اگر خیلی سریع حرکت کند ، در پیچ و خم ها قادر به عبور نخواهد بود. همانطور که می دانید در جایی ، متوقف خواهد شد. این همان اتفاقی است که برای ذرات کوچکی که با سرعت به فیلتر وارد می شوند  می افتد. همانطور که هوا پیچ و تاپ می خورد ، ذرات نمی توانند  ادامه دهند و در نهایت گرفتار می شوند. به دلیل اینرسی آنها ، که دقیقا مانند یک اتومبیل به میزان جرم و سرعت آن بستگی دارد ،   باعث می شود آنها نتوانند مسیر خود را حفظ کنند.

انتشار و پراکندگی:

اما در مورد کوچکترین و سبکترین ذرات چه باید کرد؟ آنهایی که به راحتی می توانند روی هوا ، در امتداد پیچ و خم ها بلغزند و جلو بروند!

جالب اینجاست ، این ذرات نیز به طور کارآمدی گرفتار می شوند. به دلیل متفاوتی ، به خاطر این که این ذرات بسیار کوچک هستند ، اینرسی بسیار کمی دارند و آنها توسط مولکول های هوای اطراف بمباران می شوند ، در هوا  می رقصند. این رفتار نسبتا غیر معمول ، “حرکت براونی” به نام اولین شخصی که آن را مشاهده کرد ، خوانده می شود. در حالی که در هوا غوطه ور هستند ، آنها با فیلتر برخورد می کنند و گرفتار می شوند.

در پایان ، این ذرات کوچک نیستند که باید به سختی فیلتر شوند؛ اما در مورد ذرات با اندازه متوسط ، ذراتی که کوچک تر از آن هستند که توسط اینرسی متوقف شوند و بزرگ تر از آن هستند که توسط حرکت براونی گرفتار شوند ، داستان متفاوت است. به همین دلیل است که تولید کنندگان ، زمانی که فیلترهای هوا را طراحی می کنند ، برای تست آن ، از بزرگ ترین و کوچکترین ذرات استفاده نمی کنند. بلکه  ذرات با اندازه متوسط را مورد آزمایش قرار می دهند. آن ذراتی که درست اندازه مناسبی برای رسیدن به طرف دیگر دارند.

انواع فیلتر hepa :

انواع مختلفی از فیلترهای HEPA بر اساس میزان کارایی آنها وجود دارد.

HEPA در کجا کاربرد دارد؟

در حالی با شنیدن نام فیلتر ، فقط دستگاه های تصفیه هوا ، به ذهن ما خطور می کند ، این محصولات در سیستم های دیگر مانند جارو برقی ، به شکل گسترده ای استفاده می شود.

کاربرد خانگی فیلتر هپا :

• جاروبرقی های دارای فیلتر HEPA از اهمیت ویژه ای برخوردارند ، زیرا تمام گرد و غبار ورودی به جارو برقی را فیلتر می کند. اگر حساسیت تنفسی دارید یا به موی حیوانات حساس هستید ، فیلتر HEPA مواد آلرژی زا را جذب کرده و در خود نگه می دارد.
• دستگاه های تصفیه هوا HEPA: دستگاه های تصفیه هوای قابل حمل گرد و غبار ، شوره و سایر آلودگی های هوا را با کشیدن هوا به داخل دستگاه و سپس خروج آن از طریق فیلتر HEPA به داخل اتاق کاهش می دهند. اکثر دستگاه های تصفیه کننده به گونه ای طراحی شده اند که به طور مداوم کار می کنند و بسیاری از آنها دارای فیلترهای اضافی برای خنثی کردن بوهای خانگی مانند بوی آشپزی و دود هستند.
• فیلتر هواساز : سیستم هواساز مرکزی ، کارایی بیشتری نسبت به دستگاه های قابل حمل دارند.

کاربرد بیمارستانی هپا :

فیلتراسیون مناسب هوا برای همه امکانات پزشکی ضروری است. مقررات سختگیرانه ای در مورد کیفیت هوا در بیمارستان ها ، مطب پزشکان ، مراکز تحقیقاتی و مطب های دندانپزشکی برای جلوگیری از آلودگی عوامل بیماری زای خطرناک به افراد وجود دارد. بدون فیلتراسیون مناسب هوا ، راهی برای جلوگیری از آلودگی کارکنان و بیماران و گاهی اوقات عموم مردم به انواع بیماری ها وجود ندارد. به همین دلیل ، اغلب فیلترهای HEPA برای اکثر امکانات پزشکی مورد نیاز است.

فیلتر اتاق عمل :

یکی از مهمترین نیازهای بیمارستانها حفاظت از پرسنل پزشکی و بیماران با فیلتر کردن هوای اتاقهای عمل است. فیلترهای HEPA آلودگی های موجود در هوا را که می تواند سلامت کارکنان و بیماران را در معرض آسیب اندامهای داخلی هنگام عمل جراحی قرار دهد ، از بین می برد.

بخش مراقبت از نوزادان:

فیلترهای HEPA به نوزادان در برابر بخشی از باکتری ها و ویروس ها کمک می کند. از آنجا که نوزادان اغلب دارای سیستم ایمنی ضعیف تری هستند ، فیلترهای HEPA برای حفظ سلامت آنها ضروری است. آنها به ویژه در NICU (واحد مراقبت های ویژه نوزادان) اهمیت دارند.

ماشین آلات نظافتی :

استفاده از فیلترهای HEPA همراه با لوازم تمیز کننده روزانه می تواند کیفیت هوا را در داخل مراکز درمانی بهبود بخشد.

آزمایشگاه های پزشکی :

دانشمندان و متخصصان پزشکی به طور منظم با عوامل بیماری زای خطرناک کار می کنند. برای جلوگیری از آلودگی این افراد در برابر میکروب ها و عوامل بیماری زای موجود در هوا ، به فیلترهای HEPA تکیه می کنند.

ایا فیلتر هپا قابل شستشو است؟

اگر فیلتر HEPA شما به طور خاص برچسب قابل شستشو یا “دائمی” ندارد، پاسخ منفی است.

می‌توانید فیلتر را در آب بشویید ، گرد و غبار اضافی را از آن جدا کنید یا مقداری گرد و غبار را با جاروبرقی از بین ببرید ، اما این قطعاً می‌تواند به شبکه الیافی که ذرات را از هوا حذف می کنند آسیب برساند. حتی اگر فیلتر سالم به نظر برسد، برخی از الیاف شکسته یا کشیده خواهند شد. در نهایت یک فیلتر با ظاهری تمیز  خواهید داشت که به درستی کار نمی کند.

اگر فیلتر به عنوان قابل شستشو یا دائمی به بازار عرضه شود ، ممکن است بتوانید آن را بشویید یا تمیز کنید و همچنان کار کند. با این حال ، هیچ استانداردی برای فیلترهای HEPA قابل شستشو وجود ندارد و مطالعاتی در مورد اینکه این فیلترها پس از شستن چقدر خوب کار می کنند، انجام نشده است. این امکان وجود دارد که سازنده روشی برای ساخت الیاف فیلتر پیدا کرده باشد که با تمیز کردن آسیب نبیند ، اما واقعاً راهی وجود ندارد که مطمئن شوید ، پس روی ادعای تولید کننده و فروشنده در مورد قابل شستشو بودن فیلترها حساب باز نکنید.

چرا تمیز کردن فیلتر Hepa ایده خوبی نیست؟

همانطور که بحث شد ، تمیز کردن فیلتر HEPA تقریباً به طور قطع باعث آسیب به شبکه بسیار ظریف الیاف می شود. اما حتی اگر می‌توانید 100 درصد مطمئن باشید که فیلتر با تمیز کردن آسیب نمی‌بیند ، دلایل دیگری وجود دارد که تمیز کردن فیلتر HEPA ایده خوبی نیست.

• تمیز کردن فیلتر کار کثیفی است. اگر فیلتر را بیرون نبرید تا آن را تمیز کنید، احتمال زیادی وجود دارد که با تمیز کردن آن، برخی از آلاینده های موجود در آن به هوای خانه شما وارد شود. خلاص شدن از شر همین آلاینده ها دلیلی است از فیلتر HEPA استفاده می کنید. آلودگی های وارد شده به هوا ممکن است شامل هر گونه میکروبی باشد که روی فیلتر رشد کرده است.
• ممکن است برخی از آلاینده های فیلتر را استنشاق کنید. حتی اگر بتوانید فیلتر HEPA خود را در فضای باز تمیز کنید، برخی از ذرات فیلتر در هنگام تمیز کردن آن در هوا خواهند بود. مگر اینکه از نوعی ماسک تنفسی استفاده کنید ، آن آلودگی ها را استنشاق می کنید ، که می‌تواند باعث واکنش آلرژیک شدید شود.
• شما به یک فیلتر برای پاک کردن فیلتر خود نیاز دارید. اگر از جاروبرقی برای تمیز کردن فیلتر هپا استفاده می کنید ، جاروبرقی نیز باید فیلتر هپا داشته باشد ، در غیر این صورت نمی تواند ذرات را داخل خود نگه دارد. همه آن ذرات را در هوا پراکنده خواهد کرد. اگر جاروبرقی دارای فیلتر HEPA باشد ، زمانی که زمان تمیز کردن آن فرا رسد از چه چیزی استفاده خواهید کرد؟
• فیلتر قبل از استفاده باید کاملا خشک شود. یک فیلتر HEPA مرطوب می‌تواند مکان خوبی برای رشد قارچ باشد. به دلیل توری ریز الیاف در فیلتر HEPA ، خشک شدن آنها زمان زیادی طول می کشد.

البته تمام نکاتی که گفته شد در صورتی است که مطمئن شوید فیلتری که تهیه کرده اید ، قابل شستشو است. در استانداری که برای فیلترهای هپا تعریف شده ، آنها قابل شستشو و تمیزکاری نیستند ، پس اصلا به ادعای فروشندگانی که می گویند فیلترهای هپایی که می فروشند قابل شستشو و استفاده مجدد است ، اعتماد نکنید.

نحوه تمیز کردن فیلتر HEPA در صورت لزوم

توصیه کلی برای این نوع فیلترها این است که با توجه به شرایط و آلودگی های فضایی که در آن قرار دارند ، به صورت دوره ای تعویض شوند. اما اگر مجبور هستید برای کاربردهای موقت ، فیلتر هپا را تمیز کنید ، 2 روش برای این کار وجود دارد.

از آنجایی که هیچ استاندار رسمی برای فیلتر هپا قابل تمیز کردن وجود ندارد ، هیچ شرایط تعریف شده ای نیز برای تمیز کردن آن موجود نیست. اما برخی تولید کنندگان برای بازاریابی و فروش بیشتر از برچسب های “قابل شستشو” و “دائمی” استفاده می کنند.

1.      شستن فیلتر هپا

اگر فیلتر هپا برچسب قابل شستشو داشته باشد ، باید آن را در آب سرد فرو ببرید. فیلتر نباید با دست برخورد داشته باشد. از آب داغ نیز به هیچ وجه استفاده نکنید. برخی تولید کنندگان دستورالعمل های خاصی دارند ، مثل این که فقط قسمت بیرونی فیلتر را بشویید و آب نباید به بخش های میانی راه یابد.

2.      تمیز کردن فیلتر هپا

فیلتر HEPA که به عنوان “دائمی” به بازار عرضه می شود ، باید با استفاده از جاروبرقی به آرامی تمیز شود تا گرد و غبار و ذرات  را از سطح فیلتر خارج کند. در این نوع فیلترها نباید از آب استفاده کرد.

نویسنده : من که بعید می دانم با این روش ها ، بتوان آلودگی هایی را که به فیلتر نفوذ کرده اند ، از آن خارج کرد.

تاثیر فیلتر هپا بر ویروس کرونا

11 اکتبر 2021 – محققان گزارش دادند که ترکیبی از فیلتر هپا و نور فرابنفش ، در اولین آزمایش در نوع خود در کاهش ویروس کرونا در محیط بیمارستان تاثیر خوبی دارد.

طبق گزارش journal Nature ، این تحقیقات نشان داده است که فیلتر می تواند در کاهش خطر ابتلا به کرونا در بیمارستان موثر باشد.

محققان در دانشکده پزشکی بالینی در دانشگاه کمبریج ، در گزارش خود اشاره کردند که تحقیقات در محیط آزمایشگاهی نشان از توانایی فیلتر هپا بر حذف ویروس کرونا داشته است ، اما تا قبل از این آزمایش معلوم نبود که آیا در دنیا واقعی نیز همین تاثیر را دارد یا خیر.

دکتر ویلاس ناواپورکا یکی از نویسندگان این مقاله و پزشک آی سی یو در بیمارستان آدنبورک می گویند ، در بیمارستان ها از این نوع فیلتر هوا زمانی که امکان ایزوله کردن بیماران وجود ندارد استفاده می شود ، ولی شواهد علمی لازم است تا مشخص شود آیا چنین فیلترهایی واقعا موثر هستند و یا فقط یک احساس امنیت کاذب ایجاد می کنند.

محقققان فیلترها را در دو بخش کاملا اشباع از بیمارستان ، بخش عمومی و بخش ICU ، مورد آزمایش قرار دادند. به دلیل این که فیلتر HEPA قدرت جذب ذرات بسیار ریز را دارد ، این نوع فیلتر برای آزمایش انتخاب شد.

این تیم در طول یک هفته ، هوا را با فیلتر تصفیه کردند و در طول دو هفته این کار را نکردند.  نمونه های هوا را از بخش ها جمع آوری کرده و نتایج را مورد بررسی قرار دادند.

طبق این مطالعه ، ویروس های کرونا در پنج روز قبل از فعال شدن فیلتر / فرابنفش مشاهده شد ، اما در 5 روزی  که فیلتر هپا هوا را تصفیه می کرد ، ویروس کرونایی دیده نشد و دوباره پس از غیرفعال کردن HEPA / UV هوا مورد بررسی قرار گرفت که ویروس ها باز هم حضور داشتند.

محققان بیان می کنند که با توجه به مشاهدات ، فیلتر هپا در بخش های دیگر بیشتر از ICU موثر است.

دکتر دیوید فیسمن، اپیدمیولوژیست در دانشگاه تورنتو، کانادا که در این تحقیق شرکت نداشت، در مورد مقاله نیچر گفت: «این مطالعه نشان می‌دهد که فیلتر HEPA که در بیمارستان‌های کانادا کم استفاده می‌شوند ، راهی آسان برای کاهش خطرات ناشی از پاتوژن های موجود در هوا.”