الاختيار بين مرشحات HEPA وULPA هو قرار تصميم أساسي له عواقب تقنية ومالية متتالية. ويحدد هذا الاختيار قدرة التحكم في الجسيمات في غرفة التنظيف والميزانية التشغيلية ومرونة المنشأة على المدى الطويل. من الأخطاء الاستراتيجية الشائعة النظر إلى هذا الأمر على أنه مقارنة بسيطة بين “الأفضل مقابل الأسوأ”، مما يؤدي إلى الإفراط في المواصفات المكلفة أو الأداء غير المتوافق.
وقد أصبح هذا التمييز أكثر أهمية مع قيام صناعات مثل تصنيع أشباه الموصلات والعلاجات الحيوية المتقدمة بدفع حدود التحكم في التلوث. إن اختيار نوع المرشح الصحيح لا يتعلق فقط بتلبية فئة ISO؛ بل يتعلق بمواءمة نظام الترشيح الخاص بك مع حساسية العملية وتكاليف دورة الحياة وأهداف استدامة الطاقة منذ البداية.
HEPA مقابل ULPA: شرح الفرق الأساسي في الكفاءة الأساسية
تحديد معيار الكفاءة
الفرق الأساسي هو عتبة الأداء المعتمدة. يجب أن تلتقط مرشحات HEPA (هواء الجسيمات عالي الكفاءة) ما لا يقل عن 99.97% من الجسيمات بحجم 0.3 ميكرومتر (ميكرومتر). يجب أن تحقق فلاتر ULPA (هواء منخفض الاختراق) كفاءة لا تقل عن 99.999%، وتقاس عادةً بحجم جسيمات أصغر يبلغ 0.12 ميكرومتر. يمثل هذا الفرق في المنازل العشرية انخفاضًا بمقدار 30 ضعفًا في اختراق الجسيمات المسموح به.
أهمية MPPS
يُعرف حجم جسيمات الاختبار باسم حجم الجسيمات الأكثر اختراقًا (MPPS)، حيث تكون كفاءة المرشح في أدنى مستوياتها. يتم اختبار مرشحات HEPA عند 0.3 ميكرومتر، بينما يتم اختبار مرشحات ULPA عند 0.12 ميكرومتر تقريبًا. هذه معلمة تصميم حاسمة، وليست اختيارًا اعتباطيًا. تتحسن الكفاءة للجسيمات الأكبر والأصغر من MPPS بسبب آليات الالتقاط المختلفة. يوصي خبراء الصناعة بالتركيز على حجم الجسيمات الأكثر إشكالية في معالجتك بدلاً من نسبة الكفاءة الرئيسية وحدها.
القياس الكمي لفجوة الأداء
تُترجم نسب الكفاءة مباشرةً إلى عدد الجسيمات المسموح به. لكل مليون جسيم في MPPS المعنية، يسمح مرشح HEPA بمرور ما يصل إلى 300 جسيم لكل مليون جسيم في MPPS المعنية، بينما يسمح مرشح ULPA بمرور 10 أو أقل. هذا المكسب الهامشي المطلق هو أصل المفاضلات التشغيلية العميقة. وفي تحليلنا لتصميمات النظام، وجدنا أن اختيار المرشح يتطلب نمذجة على مستوى النظام لتغيرات الهواء في الساعة مقابل عدد الجسيمات المستهدفة، وليس فقط مقارنة شهادات الكفاءة.
| المعلمة | فلتر HEPA | فلتر ULPA |
|---|---|---|
| الحد الأدنى من الكفاءة | 99.97% | 99.999% |
| حجم جسيمات الاختبار | 0.3 ميكرومتر (MPPS) | 0.12 ميكرومتر (MPPS) |
| الجسيمات المسموح بها (لكل مليون) | حتى 300 | 10 أو أقل |
| تصنيف الكفاءة | هواء الجسيمات عالي الكفاءة | هواء منخفض الاختراق للغاية |
المصدر: EN 1822-1:2019. تحدد هذه المواصفة القياسية الأوروبية التصنيف واختبار الأداء ووضع العلامات لمرشحات EPA و HEPA وULPA، وتحدد عتبات الكفاءة الرسمية وأحجام جسيمات الاختبار التي تميزها.
مقارنة التكلفة: رأس المال والتشغيل وإجمالي الملكية
النفقات الرأسمالية المقدمة
يبدأ الفرق في التكلفة بالفلتر نفسه. فمرشحات ULPA تحمل تكلفة مقدمة أعلى 45-60% بسبب الدقة المطلوبة في تصنيع وسائطها الأكثر كثافة. وتمتد هذه العلاوة إلى البنية التحتية الداعمة. تستلزم مقاومة تدفق الهواء الأعلى لوسائط ULPA مراوح أكثر قوة وغالبًا ما يتطلب نظام HVAC أكثر قوة، مما يزيد من النفقات الرأسمالية الأولية بشكل كبير.
التكاليف التشغيلية المتكررة
تكشف النفقات التشغيلية عن عبء التكلفة الحقيقية. عادةً ما ينتج عن زيادة الضغط الساكن من مرشحات ULPA زيادة في استهلاك الطاقة لنظام مناولة الهواء بمقدار 40-50%. كما أن عمر المرشح أقصر أيضًا - 2-3 سنوات لمرشحات ULPA مقابل 3-5 سنوات لمرشحات HEPA - بسبب الانسداد الأسرع من التقاط المزيد من الجسيمات. علاوة على ذلك، فإن اختبار السلامة لمرشحات ULPA أكثر صرامة وتكلفة، وغالبًا ما يتطلب هباءً حساسًا مثل أكسيد الهيدروجين متعدد الحلقات ويضيف 60-75% إلى ميزانيات الصيانة السنوية مقارنةً باختبار HEPA DOP القياسي.
منظور التكلفة الإجمالية للملكية
تحليل تكلفة دورة الحياة غير قابل للتفاوض. يجب أن تأخذ ميزانية غرف التنظيف عالية التصنيف في الحسبان النفقات التشغيلية، والتي ستتجاوز بكثير الاستثمار الأولي للمرشح على مدى 10 سنوات. وتشمل التفاصيل التي يمكن التغاضي عنها بسهولة تكلفة تغيير الفلاتر بشكل متكرر والحاجة المحتملة للعمالة المتخصصة في المناولة والاختبار. ويؤكد هذا الدليل على أن القرار هو التزام مالي طويل الأجل.
| عامل التكلفة | نظام فلتر HEPA | نظام فلتر ULPA |
|---|---|---|
| علاوة تكلفة التصفية الأولية | خط الأساس | 45-60% أعلى |
| تكلفة الطاقة التشغيلية | خط الأساس | 40-50% أعلى من 40-50% |
| عمر المرشح | 3-5 سنوات | 2-3 سنوات |
| تكلفة الاختبار السنوي | اختبار DOP القياسي | 60-75% أعلى من 60-75% |
المصدر: الوثائق الفنية والمواصفات الصناعية.
مقارنة الأداء: كفاءة الترشيح وحجم الجسيمات
فهم آليات الالتقاط
يلتقط كلا الفلترين الجسيمات من خلال ثلاث آليات فيزيائية: القصور الذاتي (الجسيمات الكبيرة)، والاعتراض (الجسيمات متوسطة الحجم)، والانتشار (الجسيمات متناهية الصغر عبر الحركة البراونية). الأداء ليس خطيًا عبر طيف حجم الجسيمات. تكون الكفاءة في أدنى مستوياتها عند MPPS وتتحسن على جانبيها. وهذا يعني أن مرشح HEPA المصنّف عند 99.97% عند 0.3 ميكرومتر يمكنه التقاط الفيروسات (أقل من 0.1 ميكرومتر) بكفاءة تتجاوز 99.99% عبر آلية الانتشار.
نطاق الجسيمات الحرجة
ويتمثل الأثر الاستراتيجي في تحديد حجم الملوثات الحرجة للمعالجة الخاصة بك. مرشحات HEPA فعالة بشكل استثنائي للجسيمات ≥0.3 ميكرومتر. توفر مرشحات ULPA التقاطًا فائقًا في نطاق أقل من 0.3 ميكرومتر، وهو أمر ضروري للتطبيقات التي يتسبب فيها التلوث النانوي في حدوث أعطال حرجة، كما هو الحال في الطباعة الليثوغرافية الضوئية لأشباه الموصلات أو بعض العمليات المعقمة الصيدلانية. ووفقًا لبحث من دراسات التحكم في التلوث، فإن افتراض الكفاءة الخطية هو خطأ شائع يؤدي إلى مواصفات غير مناسبة للمرشح.
منحنيات الكفاءة في العالم الحقيقي
ويتطلب اختيار المرشح مراجعة منحنى كفاءته عبر أحجام الجسيمات، وليس فقط تصنيف MPPS واحد. تشير كفاءة ULPA الأعلى عند 0.12 ميكرومتر MPPS بشكل عام إلى أداء أفضل عبر النطاق دون الميكرون بالكامل. هذا الأداء غير الخطي مفصل رسميًا في معايير مثل IEST-RP-CCP-CC001.6, الذي يوفر إطارًا لاختبار هذه المنحنيات وفهمها.
| الخصائص | فلتر HEPA | فلتر ULPA |
|---|---|---|
| حجم الجسيمات الأكثر اختراقًا (MPPS) | 0.3 ميكرومتر | 0.12 ميكرومتر |
| الكفاءة في MPPS | أدنى نقطة | أدنى نقطة |
| التقاط الفيروسات (<0.1 ميكرومتر) | >99.991.99% (عن طريق الانتشار) | > 99.999.999% (عن طريق الانتشار) |
| نطاق الجسيمات الحرجة | ≥ 0.3 ميكرومتر | دون 0.3 ميكرومتر |
المصدر: IEST-RP-CCP-CC001.6. تفصّل هذه الممارسة الموصى بها من معهد IEST مستويات الأداء والاختبار لمرشحات HEPA/ULPA، مما يوفر إطارًا لفهم الكفاءة عبر أحجام الجسيمات المختلفة، بما في ذلك MPPS.
ما هو الفلتر الأفضل لفئة ISO لغرفتك النظيفة؟
المحرك التنظيمي
يتحدد الاختيار إلى حد كبير بالامتثال لـ ISO 14644-1:2015, والتي تحدد حدود تركيز الجسيمات لكل فئة من فئات غرف الأبحاث. وهذا يخلق حدودًا واضحة للتطبيق. فلاتر HEPA هي الحل القياسي والفعال من حيث التكلفة لبيئات ISO 5 (الفئة 100) حتى ISO 8 (الفئة 100,000). وهي كافية للمستحضرات الصيدلانية والأجهزة الطبية والتصنيع العام حيث يكون حجم الجسيمات الحرجة عادةً أعلى من 0.5 ميكرومتر.
تفويض ULPA
مرشحات ULPA مطلوبة لتصنيفات ISO 3 (الفئة 1) وISO 4 (الفئة 10) الأكثر صرامة. كما أنها مطلوبة أيضًا لبعض تطبيقات ISO 5 حيث يكون التحكم دون 0.3 ميكرومتر أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال في مصانع أشباه الموصلات المتقدمة والمناطق الأساسية للمعالجة المعقمة للأدوية. يحدد هذا التشعب سوقًا من مستويين: HEPA للامتثال الحساس من حيث التكلفة، وULPA للعمليات المتميزة فائقة الحساسية.
المنطقة الرمادية وأفضل الممارسات
بالنسبة لتطبيقات ISO 5، يتوقف القرار على حساسية العملية. في حين أن مرشح HEPA قد يفي من الناحية الفنية بحد عدد الجسيمات، فإن مرشح ULPA يوفر هامش أمان أكبر وغالبًا ما يتم تحديده للمناطق الحرجة. يجب أن يكون المحرك الأساسي هو البيئة التنظيمية للمنتج النهائي وحساسية الإنتاج، وليس التفضيل العام للترشيح “الأفضل”. الامتثال هو خط الأساس، ولكن ضمان العملية هو الهدف.
| فئة ISO 14644-1 ISO 14644-1 | التطبيق النموذجي | المرشح الموصى به |
|---|---|---|
| ISO 3 (الفئة 1) | مصانع أشباه الموصلات | ULPA (بتكليف) |
| ISO 4 (الفئة 10) | المعالجة الصيدلانية المعقمة | ULPA (بتكليف) |
| ISO 5 (الفئة 100) | تعبئة معقمة، بصريات | HEPA أو ULPA |
| ISO 6-8 (الفئة 1K-100K) | الأجهزة الطبية، التصنيع العام | HEPA (قياسي) |
المصدر: ISO 14644-1:2015. وتحدد هذه المواصفة القياسية حدود تركيز الجسيمات لكل تصنيف من تصنيفات غرف التنظيف، والتي تملي مباشرةً كفاءة الترشيح المطلوبة وبالتالي حدود تطبيق HEPA مقابل ULPA.
البناء والآلية: كيف تعمل مرشحات HEPA وULPA
تكوين الوسائط وهيكلها
يستخدم كلا الفلترين حصيرة من الألياف الزجاجية أو الاصطناعية المرتبة عشوائيًا. والفرق الهيكلي الرئيسي هو الكثافة. فوسائط مرشح ULPA أكثر كثافة بشكل كبير، مع ألياف أدق ومسامات بينية أصغر، لتحقيق كفاءة أعلى مقابل MPPS أصغر. هذه البنية الكثيفة هي السبب المباشر لانخفاض الضغط الأولي الأعلى. وعادة ما تكون الوسائط مطوية لزيادة مساحة السطح إلى أقصى حد داخل مبيت المرشح القياسي.
تصميم النظام المتكامل
تقوم غرف التنظيف الحديثة بنشر هذه المرشحات بشكل متزايد داخل وحدات تصفية المروحة المدمجة (FFUs). أصبحت وحدات تصفية المروحة (FFUs) هي المنصة الافتراضية بسبب النمطية. فهي تبسط التركيب والصيانة وإعادة التشكيل المستقبلي لكلا النوعين من المرشحات. عند اختيار نظام، من الضروري التأكد من أن مروحة وحدة الترشيح المدمجة للمروحة ذات حجم مناسب للتغلب على انخفاض ضغط وسائط المرشح المحددة المثبتة، خاصة عند التفكير في الترقية من HEPA إلى ULPA.
التحقق والختم
إن بنية الفلتر ليست سوى جزء من المعادلة. أي تسرب في مانع تسرب الفلتر أو المبيت يعرض النظام بأكمله للخطر. يتطلب كلا النوعين اختبارًا صارمًا للتسرب في التركيب. غالبًا ما تتطلب أنظمة ULPA بروتوكولات ختم أكثر صرامة بسبب تطبيقها في غرف التنظيف من الدرجة الأعلى. الأداء الذي تحدده معايير مثل أيزو 29463-1:2017 ينطبق على وحدة الفلتر كما تم تركيبها، وليس فقط على الوسائط بمعزل عن غيرها.
المفاضلات التشغيلية: تدفق الهواء والطاقة والصيانة
عقوبة مقاومة تدفق الهواء
يقدم الترشيح الفائق لمرشحات ULPA مفاضلة أساسية: مقاومة أعلى لتدفق الهواء. تخلق الوسائط الأكثر كثافة انخفاض ضغط ثابت أعلى 20-50%. وهذا يقلل من حجم الهواء الذي يمكن لمرشح واحد تمريره. للحفاظ على تغيرات الهواء المطلوبة في الساعة (ACH)، قد يحتاج تصميم غرفة التنظيف إلى كمية أكبر من مرشحات ULPA أو بنوك مرشحات أكبر، مما يؤثر على التصميم الأولي والتخطيط المكاني.
استهلاك الطاقة والاستدامة
يتطلب انخفاض الضغط المرتفع مراوح أكثر قوة، مما يؤدي مباشرةً إلى ارتفاع استهلاك الطاقة في 40-50%. وهذا له آثار كبيرة على التكلفة التشغيلية ويتعارض مع الأهداف البيئية والاجتماعية والحوكمة المتزايدة. يتم الضغط على المرافق لتقليل آثار الكربون، مما يجعل عقوبة الطاقة في ULPA اعتبارًا جادًا يتجاوز مجرد التكلفة.
تواتر الصيانة وصلابة النظام
تنسد فلاتر ULPA بشكل أسرع لأنها تلتقط عددًا أكبر من الجسيمات، مما يؤدي إلى عمر خدمة أقصر وتكرار استبدال وتكلفة أعلى. وعلاوة على ذلك، يعد قرار الترشيح عائقًا أساسيًا للبنية التحتية. غالبًا ما يكون تحديث النظام القائم على HEPA الحالي من أجل ULPA باهظًا من الناحية الهيكلية والميكانيكية بسبب الحاجة إلى مراوح وقنوات أكثر قوة. يجب تثبيت الخيار أثناء التصميم المبكر للمنشأة.
| المقياس التشغيلي | تأثير فلتر HEPA | تأثير فلتر ULPA |
|---|---|---|
| مقاومة تدفق الهواء | خط الأساس | 20-501TP1010T أعلى |
| استهلاك الطاقة | خط الأساس | 40-50% أعلى من 40-50% |
| معدل انسداد الفلتر | قياسي | أسرع |
| جدوى التعديل التحديثي للنظام | أسهل | غالبًا ما تكون باهظة الثمن |
المصدر: الوثائق الفنية والمواصفات الصناعية.
معايير الاختيار الرئيسية للاختيار بين HEPA وULPA
الدوافع غير القابلة للتفاوض
أولاً، يعد تصنيف ISO المطلوب وحساسية العملية للجسيمات دون 0.3 ميكرومتر أمرًا بالغ الأهمية. إذا فشل منتجك أو عمليتك بسبب التلوث بالمقياس النانوي، فمن المحتمل أن يكون ULPA ضروريًا بغض النظر عن فئة ISO. ثانيًا، يجب أن تأخذ الميزانية التشغيلية في الحسبان بصدق التكلفة الإجمالية الأعلى بشكل كبير لملكية أنظمة ULPA. فالميزانية المقيدة بالنفقات الرأسمالية فقط ستفشل.
البنية التحتية والتأمين المستقبلي
ثالثًا، تقييم البنية التحتية الحالية أو المخطط لها للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء. هل يمكن أن تتعامل مع الضغط الساكن الأكبر ومتطلبات الطاقة في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء غير المنفصل؟ المعيار التطلعي هو مسار تصغير المنتج. فمع تقلص عقد أشباه الموصلات إلى أقل من 5 نانومتر وتطور التكنولوجيا الحيوية المتقدمة، يتناقص حجم الجسيمات الحرجة المسببة للعيوب. وقد يدفع هذا الأمر إلى اعتماد تقنية ULPA في المستقبل في قطاعات جديدة، مما يستلزم تخطيطًا استباقيًا للمنشأة يسمح بزيادة الطلب على الترشيح.
حتمية الاستدامة
تعتبر الاستدامة معيارًا رئيسيًا على نحو متزايد. يمثل الاستخدام الأعلى للطاقة والعمر الأقصر لأنظمة ULPA تعارضًا. ويحفز ذلك على تحسين أنظمة HEPA من خلال مراحل متقدمة من الترشيح المسبق والمراقبة الذكية للبقاء ضمن فئات ISO الأقل حيثما أمكن، وبالتالي تأخير أو تجنب الانتقال إلى ULPA. لم يعد الاختيار تقنيًا بحتًا بل بيئيًا أيضًا.
إطار القرار: مطابقة نوع المرشح مع تطبيقك
متطلبات الخريطة للحدود الثنائية
ابدأ بتعيين حجم الملوثات الحرجة في عمليتك ومتطلبات فئة ISO بشكل نهائي إلى حدود HEPA/ULPA. ارجع إلى جدول ISO 14644-1 ومواصفات جودة المنتج الداخلية الخاصة بك. تزيل هذه الخطوة الغموض وتضع الفريق على أرضية الأداء غير القابلة للتفاوض.
نموذج نظام مناولة الهواء الكامل
بعد ذلك، قم بنمذجة نظام مناولة الهواء بالكامل مع كلا خياري المرشح. استخدم الحسابات الهندسية أو برامج المحاكاة للتأكد من إمكانية تحقيق ACH المستهدف مع مقاومة تدفق الهواء للمرشح المختار دون المساس بأهداف الطاقة. غالباً ما تكشف هذه المرحلة عن الحاجة إلى المزيد من فلاتر ULPA أو مروحة أكبر، مما يحدد التكاليف الرأسمالية الخفية.
إجراء تحليل تكلفة دورة الحياة
ثم قم بإجراء تحليل كامل لتكاليف دورة الحياة على مدى 10 سنوات. قم بتضمين التكاليف الرأسمالية (الفلاتر والمراوح وتحديثات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) وتكاليف الطاقة والصيانة واستبدال الفلاتر والاختبار. سيُظهر هذا النموذج المالي بوضوح علاوة أداء ULPA ويوضح العائد على الاستثمار بناءً على عائد المنتج أو تخفيف المخاطر التنظيمية.
موازنة الأداء مقابل الاستدامة
أخيرًا، ادمج ضغوط الاستدامة في القرار. هل يمكن لأنظمة HEPA المتقدمة مع الترشيح المسبق المحسّن أن تلبي احتياجاتك؟ هل يمكن أن تقلل المراقبة الذكية والتحكم الأكثر إحكامًا في المتغيرات الأخرى من الاعتماد على الترشيح النهائي؟ الهدف هو اختيار المرشح الأكثر كفاءة الذي يلبي المتطلبات دون عبء تشغيلي أو بيئي غير ضروري، مما يضمن لك معدات غرف الأبحاث فعّال ومستدام على حد سواء.
يتوقف القرار بين مرشحات HEPA وULPA على المواءمة الدقيقة لمتطلبات التحكم في التلوث مع اقتصاديات دورة الحياة. أعط الأولوية لاحتياجات فئة ISO المحددة وبيانات حساسية المعالجة على مطالبات الأداء العامة. قم بنمذجة قدرة نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لديك على التعامل مع المفاضلات التشغيلية للترشيح عالي الكفاءة قبل تحديد المواصفات.
هل تحتاج إلى إرشادات احترافية لتحديد نظام الترشيح المناسب لغرفتك النظيفة؟ الخبراء في YOUTH توفير تحليل يركّز على التطبيقات وتوريد حلول فلاتر معتمدة توازن بين الأداء والتكلفة الإجمالية للملكية.
للحصول على استشارة مفصلة حول متطلبات غرفتك النظيفة المحددة، يمكنك أيضًا اتصل بنا.
الأسئلة الشائعة
س: ما هو الفرق الفعلي في الكفاءة بين مرشحات HEPA وULPA من الناحية العملية؟
ج: يكمن الاختلاف الأساسي في التقاط الجسيمات المعتمدة عند حجم الجسيمات الأكثر اختراقًا (MPPS). يتم تصنيف فلتر HEPA بكفاءة 99.97% عند 0.3 ميكرومتر، بينما يجب أن يحقق فلتر ULPA كفاءة 99.999% عند 0.12 ميكرومتر. وهذا يعني أنه بالنسبة لمليون جسيمة، يسمح فلتر HEPA بمرور ما يصل إلى 300 جسيمة، بينما يسمح فلتر ULPA بمرور 10 أو أقل. تم تعريف هذا المعيار في أيزو 29463-1:2017. يؤدي هذا المكسب الهامشي إلى مفاضلات رئيسية للنظام، لذا يتطلب الاختيار نمذجة تغيرات الهواء في الساعة، وليس فقط مقارنة النسب المئوية.
س: ما مدى ارتفاع تكلفة نظام ULPA مقارنةً بنظام HEPA على مدار دورة حياته الإجمالية؟
ج: تتكبد أنظمة ULPA تكاليف ملكية إجمالية أعلى بشكل كبير. فالتكاليف الأولية للمرشح أكبر بمقدار 45-60%، كما أن الوسائط الأكثر كثافة تزيد من مقاومة تدفق الهواء، مما يتطلب معدات رأسمالية أقوى للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء. ومن الناحية التشغيلية، يرتفع استهلاك الطاقة بمقدار 40-50%، وتقل دورات استبدال المرشح إلى 2-3 سنوات مقابل 3-5 سنوات لمرشحات HEPA. ويضيف اختبار السلامة الصارم أيضًا 60-75% إلى الصيانة السنوية. وهذا يعني أن وضع الميزانية لغرف التنظيف عالية التصنيف يجب أن يكون قائمًا على دورة الحياة، حيث إن النفقات التشغيلية ستتجاوز بكثير الاستثمار الرأسمالي الأولي.
س: هل يعني تصنيف فلتر HEPA الذي يبلغ 0.3 ميكرومتر أنه غير فعال ضد الجسيمات الأصغر مثل الفيروسات؟
ج: لا، ففلاتر HEPA فعالة للغاية ضد الجسيمات دون 0.3 ميكرومتر. الكفاءة غير خطية وتتحسن لكل من الجسيمات الأكبر والأصغر بسبب آليات الالتقاط المختلفة مثل الانتشار. يمكن لمرشح HEPA التقاط الفيروسات التي يقل حجمها عن 0.1 ميكرومتر بكفاءة تتجاوز 99.99%. يتم تغطية هذا الفارق الدقيق في الأداء في معايير مثل IEST-RP-CCP-CC001.6. وهذا يعني أن مواصفات الفلتر يجب أن تحدد حجم الجسيمات الأكثر إشكالية في عمليتك، وليس افتراض الأداء الخطي من تصنيف MPPS.
س: ما هي تصنيفات ISO لغرف التنظيف التي تتطلب عادةً مرشحات ULPA أكثر من HEPA؟
ج: يتم تحديد اختيار المرشح في المقام الأول من خلال الامتثال لمعيار ISO 14644-1. ففلاتر HEPA هي المعيار القياسي لـ ISO 5 (الفئة 100) حتى ISO 8 (الفئة 100,000). يتم فرض مرشحات ULPA للبيئات الأكثر صرامة: ISO 3 (الفئة 1) وISO 4 (الفئة 10)، وبعض تطبيقات ISO 5 الحرجة في مصانع أشباه الموصلات أو المعالجة المعقمة. وهذا يخلق سوقًا واضحًا من مستويين. وهذا يعني أن البيئة التنظيمية لمنتجك وحدود عدد الجسيمات هي المحرك الأساسي، وليس التفضيل الشخصي للترشيح “الأفضل”.
س: ما هي المفاضلات التشغيلية الرئيسية عند استخدام مرشح ULPA بدلاً من HEPA؟
ج: يقدم الترشيح المتفوق لـ ULPA مقايضات كبيرة: فوسائطه الأكثر كثافة تخلق مقاومة أعلى لتدفق الهواء 20-50%، مما يقلل من حجم الهواء لكل مرشح وربما يتطلب المزيد من الوحدات للحفاظ على تغيرات الهواء في الساعة. يفرض هذا الانخفاض الأعلى في الضغط استخدامًا أكبر للطاقة بمقدار 40-50%. تسد مرشحات ULPA أيضًا بشكل أسرع، مما يقلل من عمر الخدمة ويزيد من تكرار الاستبدال. وهذا يعني أن قرار الترشيح هو أحد قيود البنية التحتية الأساسية التي يجب الانتهاء منها أثناء التصميم المبكر للمنشأة، حيث إن التعديل التحديثي لـ ULPA غالبًا ما يكون صعبًا للغاية.
س: ما هي المعايير التي يجب أن نحدد أولوياتها عند الاختيار بين HEPA وULPA لمنشأة جديدة؟
ج: استند في قرارك إلى ثلاثة معايير رئيسية. أولاً، فئة ISO المطلوبة وحساسية العملية للجسيمات دون 0.3 ميكرومتر غير قابلة للتفاوض. ثانيًا، قم بإجراء تحليل كامل لتكاليف دورة الحياة الذي يأخذ في الحسبان النفقات التشغيلية المرتفعة بشكل كبير في ULPA. ثالثًا، تحقق من قدرة البنية التحتية للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء لديك على التعامل مع الضغط الساكن الأكبر وحمل الطاقة، كما هو محدد في معايير الاختبار مثل EN 1822-1:2019. وهذا يعني أن المشاريع التطلعية يجب أن تأخذ في الاعتبار أيضًا اتجاهات تصغير المنتجات التي قد تقلص أحجام الجسيمات الحرجة، مما يؤثر على احتياجات المرشح المستقبلية.
س: كيف تختلف بنية مرشح ULPA عن مرشح HEPA لتحقيق كفاءة أعلى؟
ج: يستخدم كلا الفلترين حصائر من الألياف الزجاجية أو الاصطناعية ويلتقطان الجسيمات عبر الآليات الفيزيائية الثلاث نفسها. والفرق الرئيسي هو أن وسائط مرشح ULPA أكثر كثافة بشكل ملحوظ، مع ألياف أدق ومسامات أصغر، لتحقيق كفاءة 99.999% مقابل حجم جسيمات أصغر من الجسيمات الأكثر اختراقًا يبلغ 0.12 ميكرومتر. هذا الهيكل الأكثر كثافة يتسبب مباشرةً في انخفاض الضغط الأولي الأعلى. وهذا يعني أن وحدات مرشح المروحة المدمجة (FFUs) غالبًا ما تكون منصة النشر المفضلة لكلا النوعين نظرًا لقابليتها للنمذجة، مما يبسط التعامل مع هذه الاختلافات في التصميم أثناء الصيانة.
