Màng Lọc HEPA Và Màng Lọc ULPA – Đâu Là Sự Khác Biệt – Tủ An Toàn Sinh Học

Màng Lọc Hepa Và Màng Lọc Ulpa – Đâu Là Sự Khác Biệt – Tủ An Toàn Sinh Học

Màng lọc là một thành phần quan trọng của bất kỳ tủ an toàn sinh học (BSC) nào. Hiểu nguyên lý màng lọc HEPA, cách vệ sinh màng lọc HEPA (màng lọc hepa có rửa được không) và tần suất các màng lọc của bạn cần được thay thế, là những yếu tố cần được xem xét khi mua BSC vì chúng ảnh hưởng đến tổng chi phí và ROI—và cuối cùng đóng vai trò quyết định loại BSC nào phù hợp với bạn.

Ngoài vấn đề tài chính, còn có các màng lọc khác nhau dành cho nhu cầu khoa học của bạn và một số loại màng lọc phù hợp hơn cho một số ứng dụng so với các loại khác. Ở đây, chúng ta xem xét hai màng lọc hiệu suất cao nhất có thể được sử dụng với tủ an toàn sinh học, màng lọc không khí hiệu suất cao (HEPA) và màng lọc có độ thâm nhập cực thấp (ULPA), chúng khác nhau như thế nào và khi nào thì bạn nên sử dụng chúng.

Màng Lọc Hepa Và Màng Lọc Ulpa

Cấu Tạo Của Màng Lọc HEPA Và ULPA

Về mặt cấu trúc và hóa học, màng lọc HEPA và màng lọc ULPA rất giống nhau. Các bộ lọc này được sử dụng trong tủ an toàn sinh học nơi luồng không khí (được cung cấp bởi động cơ) mang theo khí độc hại và hạt vật chất. Cả hai loại bộ lọc đều sử dụng thảm sợi boron silicat (sợi thủy tinh) được sắp xếp ngẫu nhiên có kích thước từ 0,5 micron đến 2 micron.

Giữa các tấm thảm là những khoảng trống cho phép khói, hóa chất, khí và hơi di chuyển qua bộ lọc đến ống xả để loại bỏ khí khỏi bầu không khí cục bộ. Các hạt vật chất được mang theo bởi luồng không khí này không đi qua bộ lọc và bị mắc kẹt trong bộ lọc, loại bỏ nó khỏi khí quyển.

Sự khác biệt chính giữa hai bộ lọc là ULPA sử dụng sợi thủy tinh mật độ cao hơn để bẫy vật chất hạt, với bộ lọc ULPA mật độ cao hơn có thể bẫy vật chất hạt nhỏ hơn so với bộ lọc HEPA (và phạm vi vật chất hạt rộng hơn). Việc bẫy các hạt và các hạt có kích thước khác nhau trong cả hai bộ lọc không chỉ phụ thuộc vào kích thước của các lỗ có trong bộ lọc (ví dụ như không giống như sàng).

Nếu các bộ lọc BSC chỉ tuân theo chiến lược dựa trên kích thước để loại bỏ các hạt vật chất khỏi không khí, thì các lỗ trên bộ lọc sẽ nhanh chóng bị lấp đầy, làm giảm hiệu suất của BSC, gây thêm vấn đề cho động cơ và yêu cầu thay thế bộ lọc thường xuyên hơn. Cả hai bộ lọc cũng dựa trên một số cơ chế vật lý, bao gồm cả lực hút tĩnh điện, khiến các hạt bị mắc kẹt trên các sợi bên trong bộ lọc. Cách tiếp cận này có nghĩa là các bộ lọc không bị tắc nghẽn thường xuyên và do đó có tuổi thọ cao, với các bộ lọc HEPA thường có tuổi thọ cao hơn các bộ lọc ULPA.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Bô Lọc HEPA Và ULPA

Chức năng của các bộ lọc là loại bỏ các hạt vật chất; các loại bộ lọc khác nhau sẽ loại bỏ các kích thước và mức độ khác nhau của hạt vật chất trong không khí và đôi khi có sự đánh đổi ở các đặc điểm khác nếu bạn muốn mức độ loại bỏ hạt khỏi không khí cao hơn nhiều. Cả màng lọc HEPA và màng lọc ULPA đều được điều chỉnh bởi các tiêu chuẩn NSF/ANSI 49 và các bộ lọc khác nhau phải có các đặc điểm nhất định và đạt được các mức hiệu suất nhất định để được phân loại là bộ lọc HEPA hoặc bộ lọc ULPA.

Tiêu chuẩn NSF/ANSI 49 quy định rằng bộ lọc HEPA loại C hoặc J cần được sử dụng trong BSC, trong khi đối với bộ lọc ULPA, bộ lọc loại F và K phải được sử dụng. Các bộ lọc cần đáp ứng các tiêu chuẩn thử nghiệm được đặt ra bằng phương pháp thử nghiệm IEST-RP-CC001. Sử dụng các phương pháp này, bộ lọc HEPA loại C phải loại bỏ các hạt có kích thước 0,3 micron với hiệu suất ít nhất là 99,99% và bộ lọc HEPA loại J phải loại bỏ 99,99% các hạt có kích thước từ 0,1 đến 0,2 micron hoặc từ 0,2 đến 0,3 micron. Tất cả các bộ lọc HEPA có thể loại bỏ các hạt ở trên và dưới các phạm vi kích thước hạt này, nhưng hiệu quả bên ngoài các phạm vi này khác nhau.

Đối với màng lọc ULPA, bộ lọc loại F phải loại bỏ 99,999% chất gây ô nhiễm trong khoảng từ 0,1 micron đến 0,2 micron hoặc từ 0,2 micron đến 0,3 micron, trong khi màng lọc ULPA loại K phải loại bỏ 99,995% các hạt từ 0,1 đến 0,2 micron hoặc từ 0,2 đến 0,3 micrômét. Giống như bộ lọc HEPA, bộ lọc ULPA có thể loại bỏ các hạt nhỏ hơn và lớn hơn kích thước thử nghiệm nhưng thử nghiệm đối với bộ lọc ULPA đặt ra hiệu quả tối thiểu, vì vậy bộ lọc ULPA sẽ luôn loại bỏ nhiều hạt vật chất hơn bộ lọc HEPA khỏi không khí. Theo EN1822-1, hiệu suất cần thiết là 99,9995% ở kích thước hạt xuyên thấu nhất (MPPS) để được phân loại là bộ lọc ULPA.

So Sánh Chi Phí 

Khi nói đến việc chọn một BSC và tùy chỉnh bất kỳ tính năng bổ sung nào cho phù hợp với nhu cầu của bạn, một trong những yếu tố thúc đẩy tự nhiên dẫn đến việc đưa ra quyết định là chi phí—và điều này thường bị chi phối chặt chẽ bởi ngân sách dành cho mỗi cá nhân/tổ chức. Nhìn chung, bộ lọc ULPA thường đắt hơn 35% so với bộ lọc HEPA có cùng kích thước.

Tuy nhiên, không chỉ có chi phí của bộ lọc để xem xét. Bộ lọc ULPA thường có thời gian sử dụng ngắn hơn so với bộ lọc HEPA—trung bình 10-15 năm đối với bộ lọc HEPA so với 5-8 đối với ULPA—do đó, sẽ tốn nhiều tiền hơn cho chi phí bảo trì và thay thế bộ lọc khi sử dụng bộ lọc ULPA trên HEPA.

Mật độ bộ lọc ULPA cao hơn có nghĩa là có nhiều lực cản hơn được tạo ra trong động lực học luồng không khí của tủ. Điều này thường được khắc phục bằng cách sử dụng máy thổi lớn hơn hoặc nhiều máy thổi, điều này lại tốn nhiều chi phí lắp đặt và bảo trì hơn so với một máy thổi kích thước tiêu chuẩn. Ngoài ra, luồng không khí đi qua bộ lọc ULPA ít hơn 20-50% so với bộ lọc HEPA. Để di chuyển cùng một thể tích không khí qua bộ lọc ULPA, cần nhiều lực hơn để làm như vậy so với khi sử dụng bộ lọc HEPA (giả sử cùng kích thước).

Do đó, để duy trì cùng một mức luồng không khí và khả năng bảo vệ bằng cách sử dụng bộ lọc ULPA thay vì bộ lọc HEPA, cần phải tăng độ sâu của bộ lọc, tăng diện tích bộ lọc hoặc cần tăng công suất của động cơ/quạt gió (Như được đề cập ở trên). Khi tăng độ sâu/diện tích bộ lọc, nó sẽ tăng lượng không khí có thể đi qua, nhưng bạn có thể cần phải tăng kích thước của BSC, điều này có thể làm tăng đáng kể chi phí—nhưng cả ba biện pháp phòng ngừa sẽ làm tăng chi phí cho BSC của bạn tại cả điểm mua và chi phí hoạt động.

Màng Lọc HEPA – Lựa Chọn Phù Hợp Cho Nghiên Cứu Sinh Học 

Các ứng dụng và lĩnh vực khoa học phải luôn được xem xét với bất kỳ thiết bị nào và bộ lọc hạt có vẻ đơn giản cũng không khác. Màng lọc HEPA là bộ lọc chất lượng cao tiêu chuẩn dành cho nghiên cứu sinh học và nếu có bất kỳ nghiên cứu nào đang diễn ra liên quan đến hạt vật chất, chất độc hại hoặc vật liệu gây bệnh, thì HEPA rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho khu vực làm việc của bạn (bảo vệ khu vực đó khỏi bị nhiễm bẩn) và sự an toàn của môi trường phòng thí nghiệm mở.

Màng lọc HEPA loại bỏ các hạt trong không khí, chất gây dị ứng, vi khuẩn và các vật liệu khác có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe hoặc lây nhiễm chéo nếu được phép tồn tại trong không khí. Bộ lọc HEPA là phương tiện lọc hiệu quả, nhưng hiệu quả của bất kỳ bộ lọc HEPA nào cuối cùng được xác định bởi diện tích bề mặt hoặc kích thước của bộ lọc và số lần trao đổi không khí qua bộ lọc. Giờ đây, chúng đã trở thành một lựa chọn tiêu chuẩn cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu sinh học, bệnh viện, phòng sạch và các cơ sở y tế khác.

Màng Lọc ULPA – Phù Hợp Với Sản Xuất Công Nghệ Cao

Logic thông thường có thể cho rằng hiệu quả cao hơn có thể loại bỏ nhiều hạt vật chất hơn sẽ là điều mong muốn khi làm việc với vật chất sinh học nguy hiểm. Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp vì hạt bổ sung được loại bỏ bởi màng lọc ULPA sẽ nhỏ hơn hoặc ở nồng độ thấp hơn mức cần thiết trong nghiên cứu sinh học. Thay vào đó, các màng lọc ULPA chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp mà việc loại bỏ các hạt nhỏ hơn hoặc phân tán hơn là rất quan trọng. Một ví dụ đáng chú ý là ngành công nghiệp bán dẫn nơi một lượng nhỏ bụi có thể ảnh hưởng đáng kể đến quá trình chế tạo thiết bị và sau đó là hiệu suất của thiết bị.

Đối với các ứng dụng sinh học, không thu được nhiều bằng cách sử dụng bộ lọc ULPA trên bộ lọc HEPA. Vi sinh vật và vi rút có xu hướng nhóm lại với nhau thành các hạt lớn hoặc gắn với các hạt khác trong không khí nên không cần các tính năng loại bỏ hạt nhỏ hơn của bộ lọc ULPA. Như đã đề cập ở trên, bộ lọc ULPA ảnh hưởng đến động lực dòng chảy của tủ và yêu cầu động cơ lớn hơn. Điều này có thể làm tăng độ ồn và độ rung bên trong tủ, khiến tủ không phù hợp cho nghiên cứu sinh học và chia sẻ không gian làm việc.

Cuối cùng, các bộ lọc ULPA cũng yêu cầu một giao thức thử nghiệm khác sử dụng thiết bị thường không được bảo trì bởi các công ty chứng nhận tủ an toàn sinh học—có nghĩa là cần có các thử nghiệm bổ sung, khiến nó ít được ưa chuộng hơn đối với các ứng dụng sinh học so với bộ lọc HEPA. Các thử nghiệm này thường được thực hiện bằng cách sử dụng các quả cầu latex polystyrene khí dung có kích thước cụ thể. Các quả cầu được đưa vào luồng không khí và sau đó, máy đếm hạt laze sẽ đo kích thước và số lượng quả cầu trong không khí để xác định hiệu quả của bộ lọc ULPA.

Màng Lọc Nào Là Tốt Nhất ? 

Câu trả lời cho câu hỏi này là chủ quan và hoàn toàn phụ thuộc vào nhu cầu cá nhân của các công ty, nhà nghiên cứu và phòng thí nghiệm nghiên cứu học thuật. Chỉ bạn mới có thể trả lời được liệu hiệu quả tăng thêm, nhưng chi phí tăng thêm, có thể được biện minh hay không—vì bạn biết hoàn cảnh cá nhân của mình. Nếu bạn tham gia nghiên cứu sinh học thì bộ lọc HEPA là lựa chọn rõ ràng vì chúng tồn tại lâu hơn, chi phí thấp hơn và giảm chi phí liên quan đến việc cung cấp bộ lọc ULPA (bao gồm cả tủ BSC có khả năng lớn hơn).

Tuy nhiên, nếu bạn đang ở trong môi trường làm việc nơi các hạt bụi sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị, sản phẩm được sản xuất, dự án nghiên cứu hoặc sản phẩm mà bạn đang tạo ra, thì chi phí tăng thêm và hiệu quả loại bỏ hạt do bộ lọc ULPA mang lại sẽ hợp lý và có thể sẽ là lựa chọn tốt nhất để đảm bảo chất lượng sản phẩm cao.

Mua Tủ An Toàn Sinh Học Ở Đâu ? 

Công ty CP thiết bị khoa học H2TECH cung cấp các dòng tủ an toàn sinh học, tủ an toàn sinh học cấp 1, tủ an toàn sinh học cấp 2, tủ an toàn sinh học cấp 3, tủ cấy vi sinh,… giúp bạn thực hiện các phép đo chính xác, an toàn, hiệu quả và thành công. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như Biobase, Air Science,… Nếu bạn đang có nhu cầu về các loại tủ an toàn sinh học, tủ an toàn sinh học cấp 1, tủ an toàn sinh học cấp 2, tủ an toàn sinh học cấp 3, tủ cấy vi sinh,… hoặc thiết bị phòng thí nghiệm hãy liên hệ với H2TECH để nhận được giá tốt nhất thị trường.

 

Xem Thêm

Tủ an toàn sinh học cấp 1, cấp 2 – phân loại tủ an toàn sinh học

2 Phương pháp khửa khuẩn hàng đầu – So sanh UV-C và HPV

Tham Khảo Các Dòng Tủ Cấy Vi Sinh Và Tủ An Toàn Sinh Học Tại Đây