Hvordan fungerer HEPA-filtre?

"HEPA", eller "high-efficiency particulate air", er allment ansett for å være gullstandarden for luftfiltrering i luftrensingens verden. Mange forbrukere ser etter HEPA-sertifiseringen når de kjøper en luftrenser, fordi det er en garanti for effektivitet, spesielt når det gjelder fjerning av fine partikler fra inneluften. Hva er egentlig et HEPA-filter? Hva er HEPA-standarden? Hvordan fungerer det? Les videre for å finne ut mer.

HEPA H13-filtre - hva er det?

I henhold til NIOSHs (United States National Institute for Occupational Safety and Health) definisjon fjerner et HEPA-sertifisert filter 99,97 % av partikler med en størrelse som er større enn eller lik en diameter på 0,3 µm¹. Et filter får bare HEPA-sertifisering hvis det oppnår denne ytelsen i én enkelt passering. HEPA er en europeisk sertifisering som overvåkes av de europeiske standardene EN 1822 og EN ISO 29463.

For at en luftrenser skal kunne levere luft av HEPA-kvalitet, må filtreringssystemet være fullstendig forseglet. Et filter alene kan gi HEPA-sertifisering, men hvis maskinen ikke er forseglet, kan skitten luft ganske enkelt slippe forbi filteret og inn i rommet igjen. Selv en mikroskopisk lekkasje kan svekke partikkelfjerningen på HEPA-nivå. Eoleafs luftrensere garanterer ren luft ved å konstruere hele maskinen slik at den oppfyller HEPA H13-standarden, og ved å forsegle alle potensielle lekkasjepunkter omhyggelig.

Et filter må bestå en "DOP"-test (Dispersed Oil Particulate) for å oppnå HEPA-sertifisering. For å vurdere filtreringsgraden til en enhet, bruker denne teknikken oljepartikler (0,3 µm). Når enheten består testen, blir den kategorisert i en av følgende fem klasser av HEPA-filtre:

• H10
• Filtreringshastighet: 85%
• Slipper gjennom 15 000 partikler på 0,1 mikron per liter luft
• H11
• Filtreringshastighet: 95%
• Slipper gjennom 10 000 partikler på 0,1 mikron per liter luft
• H12
• Filtreringshastighet: 99.5%
• Slipper gjennom 500 partikler på 0,1 mikron per liter luft
• H13 (som brukes i Eoleaf-produkter)
• Filtreringshastighet: 99.95%
• Slipper gjennom 50 partikler på 0,1 mikron per liter luft
• H14
• Filtreringshastighet: 99.995%
• Slipper gjennom 5 partikler på 0,1 mikron per liter luft

Filtrene i Eoleaf-produktene er utelukkende HEPA H13-filtre. Selv om det finnes litt mer effektive filtre som HEPA H14 (en økning på 0,05 % effektivitet) eller ULPA-filtre, bremser disse filtrene strømmen av renset luft betydelig. De gjør det mer utfordrende å suge inn dråper og aerosoler på en rask og effektiv måte. Disse filtrene brukes kun i sykehusmiljøer (for eksempel i operasjonssaler). Den lille effektivitetsgevinsten kommer på bekostning av en mye langsommere luftbehandling. Den reduserte luftstrømmen gjør dem generelt kontraproduktive.

HEPA-filtre har blitt brukt i flere tiår i ulike medisinske miljøer: laboratorier, operasjonsstuer og renrom. I dag brukes de til mange flere formål i hverdagen: De finnes nå i enkelte støvsugere og i biler.

HEPA-sertifiserte filtre kontra "HEPA-type" filtre

Kjøperen må passe seg! Det blir stadig vanligere å se HEPA-forkortelsen på internett eller på emballasjen til luftrensingsprodukter som ikke er HEPA-sertifiserte. Du kan finne formuleringer som "HEPA-type" eller lignende. Dessverre er disse produktene utformet for å tiltrekke seg kunder og lure dem til å tro at filtrene deres har samme egenskaper som HEPA-sertifiserte filtre. Produkter av HEPA-typen er ikke sertifisert av tredjepartsorganisasjoner, noe som i verste fall gjør effektiviteten deres mistenkelig og i beste fall ubekreftet.

Til tross for at de ikke oppfyller den europeiske standarden EN1822, kan "HEPA-type"-filtre likevel være i stand til å filtrere bort 99 % av partiklene som er større enn eller lik 0,2 µm i diameter. Selv om dette kan virke som et imponerende tall ved første øyekast, er det viktig å huske på at HEPA-sertifiserte filtre kan filtrere bort partikler som er mye mindre enn det, helt ned til en størrelse på 0,01 µm. Det er disse ultrafine partiklene og nanopartiklene som er spesielt skadelige for menneskers helse.

Avliver myten om 0,3 μm

Du vil finne artikler og blogger som hevder at HEPA-filtre ikke filtrerer bort partikler som er mindre enn 0,3 mikrometer (μm). Denne feilaktige påstanden har blitt spredt på grunn av manglende forskning og grunnleggende misforståelser av hvordan HEPA-filtre fungerer. La oss bidra til å rette opp i dette.

Minimum Efficiency Reporting Values, eller MERV-klassifisering, refererer til et filters evne til å fange opp større partikler mellom 0,3 og 10 µm. Som det fremgår av tabellen nedenfor, er filteret bedre til å fange opp bestemte typer partikler jo høyere MERV-klassifiseringen er. Den europeiske HEPA-standarden bruker 0,3 μm partikler som referanse under sertifiseringsprosedyrene for å måle effektiviteten til enhetene som testes. Den bruker 0,3 μm som teststørrelse fordi partikler av denne størrelsen er de vanskeligste å filtrere (referert til som MPPS, "den mest gjennomtrengende partikkelstørrelsen")². Selv om det kan virke kontraintuitivt, er partikler på 0,3 μm faktisk vanskeligere å filtrere enn mindre partikler. Dette har en enkel forklaring (mer om dette nedenfor i avsnittet "Hvordan fungerer et HEPA-filter?"): Disse partiklene er små nok til å passere gjennom de fleste filtermaskene, men fortsatt store nok til å passere gjennom filteret som følge av hastigheten (som er proporsjonal med massen). En perfekt kombinasjon. Til sammenligning er 0,3 mikrometer omtrent 300 ganger mindre enn diameteren på et enkelt menneskehår.

Oppsummert har den europeiske standarden EN 1822 med rette basert testene sine på størrelsen 0,3 μm, ikke fordi det er den minste filtreringsstørrelsen, men fordi det er den vanskeligste størrelsen å filtrere. Dermed er denne standarden garantert å teste og sertifisere minimumseffektiviteten, basert på det verst tenkelige scenarioet.

Kilde ³

En studie utført av NASA i 2016 viste at HEPA-filtre er svært effektive når det gjelder å fange opp partikler av mange størrelser. De fanger opp en høy prosentandel av nanopartikler samt partikler som er større enn 0,3 μm, fra de største partiklene helt ned til en størrelse på 0,01 μm⁴.

I tillegg er HEPA-sertifiserte filtre sertifisert, noe som betyr at de er testet av tredjeparter for å sikre at de er effektive. Dette gjelder svært sjelden for filtre av "HEPA-typen".

SE VÅRE PRODUKTER

Hvilke typer forurensning filtrerer HEPA-filtre bort?

HEPA-filtre er kjent for å fange opp et bredt spekter av luftforurensende stoffer, spesielt partikler og biologisk forurensning. Disse overlegne filtrene er i stand til å filtrere alle fine partikler (ned til PM0,01), bakterier (bakterier, virus, muggog sporer) og allergener (pollen, støvmidd).

Det er utført en rekke studier med fokus på effektiviteten til HEPA-filtre. En studie fant at i nærvær av brennende stearinlys og røkelse, begge kilder til svevestøv (også kjent som PM eller finpartikkelforurensning), reduserer bruken av et HEPA-filter PM-konsentrasjonen dramatisk. Studien anbefaler bruk av HEPA-filtrering for å avverge de negative helseeffektene forårsaket av PM (som luftveissykdommer, hjerte- og karsykdommer og flere typer kreft), spesielt PM2,5⁵.

En annen studie understreker fordelene ved å fjerne allergener og finpartikkelforurensning fra inneluften som et middel til å redusere kroniske luftforurensningsrelaterte sykdommer symptomerspesielt astma og hjerte- og karsykdommer. Studien går enda lenger og antyder at bruk av en luftrenser med HEPA-filter kan forebygge sykdomsprogresjon i alle aldersgrupper⁶.

En siste studie finansiert av den franske regjeringen under covid-19-pandemien validerte effektiviteten av luftrensere med HEPA-filter når det gjelder å eliminere covid-19 fra luften med en effektivitet på 99,9 %.⁷.

HEPA-filterets begrensninger

Selv om HEPA-filtre er en utmerket måte å fange opp en lang rekke fine partikler på, er de ikke perfekte alt-i-ett-løsninger. De er ikke i stand til å fjerne flyktige organiske forbindelser (VOC) fordi de har en tendens til å prelle av på filterets fibermedier. De er heller ikke i stand til å fjerne bakkenært ozon fra luften fordi ozon er et svært lite og enkelt molekyl som ikke fester seg til HEPA-fibrene. Til slutt, selv om de fanger opp bakterier, er de ikke i stand til å drepe dem fordi de ikke har steriliserende egenskaper. Derfor er det viktig å kjøpe et apparat som kombinerer en rekke filtreringsteknologier, inkludert et HEPA-filter.

Hos Eoleaf inneholder filtrene våre 8 forskjellige renseteknologier. Vi bruker en innovativ flerlagsteknologi som er utformet på en måte som gjør at hvert lag kan kompensere for svakhetene i det forrige laget. Dette sikrer et svært bredt spekter av tiltak mot alle former for forurensning. Vi bruker flere teknologier som bekjemper VOC og ozon (spesielt våre aktive karbonfiltre og fotokatalyseteknologi) samt bakterier (UVC-sterilisering).

Hvordan fungerer et HEPA-filter?

HEPA-filtre har en lignende sammensetning som FFP2-masker med sine ulike sammenblandede naturfibre. FFP2-masker filtrerer minst 94 % av aerosoler, samt partikler med en gjennomsnittlig diameter på 0,6 μm (med en variasjon på 0,1 til 1 μm). HEPA H13-filtre gir derfor betydelig bedre filtrering enn en FFP2-maske.

HEPA-filtre kan fange opp partikler ved hjelp av fire ulike filtreringsmekanismer:

1. Inertiell impaksjon
• Fibrene i filteret fanger opp partikler og dråper som er store nok, særlig de som er større enn 1μm.
• Disse større luftpartiklene setter seg direkte inn i fibrene i filteret.
2. Direkte oppfanging
• Van der Waals-kraften, også kjent som den intermolekylære tiltrekningskraften, fanger opp partikler og dråper som er større enn 0,1 μm.
• Disse partiklene passerer gjennom filteret når de suges inn av luftrenseren og fester seg til filterets fibre.
3. Brownsk diffusjon
• Partikler med en størrelse på mindre enn 0,1 μm (som aerosoler), noen av de minste partiklene vi kjenner til, har en såkalt brownsk bane (et tilfeldig bevegelsesmønster).
• Dette gjør dem lette å fange opp via Van der Waals-kraften når de treffer filterets fibre.
• Når molekyler som er mindre enn 0,1 mikrometer kolliderer med hverandre i et HEPA-filter, blir de bremset ned.
• Brownsk diffusjon forlenger tiden molekylene bruker på å passere gjennom filteret ytterligere, noe som øker sjansen for at de fanges opp.
4. Elektrostatiske krefter
• Dette er tiltrekningskrefter som trekker virale aerosoler til filterfibrene, hvor de så fanges opp via de foregående mekanismene.

Det er verdt å merke seg at Eoleafs luftrensere er utstyrt med forfilter i tillegg til HEPA H13-filteret, som vist nedenfor. Forfiltrene fanger opp større partikler før noen av de andre filtreringsteknologiene trer i kraft, noe som sikrer lengre levetid for luftrenserens filter.

Vedlikehold en funksjonell og effektiv luftrenser med Eoleaf

(Artikkelen fortsetter nedenfor)

[PRODUKTER]

Som eksperter på luftrensing har vi full forståelse for at produktene på dagens luftrensingsmarked kan variere i kvalitet og dermed også i pris. Våre produkter er utviklet med tanke på høy kvalitet og effektivitet i hvert eneste trinn av designprosessen.

Mange produsenter gir for eksempel bare informasjon til forbrukerne om den teoretiske effektiviteten til filteret i en luftrenser, men ikke om effektiviteten til hele enheten. I billigere luftrensere er det vanlig at luft siver gjennom små åpninger mellom filteret og apparatet. Dette er en produksjonsfeil: Følgelig passerer ikke all luften gjennom fibrene i HEPA-filteret, og noe slipper ut gjennom den lille åpningen uten å ha blitt filtrert.

Derfor avhenger effektiviteten til en luftrenser i stor grad av hvordan HEPA-filteret er integrert og av kvaliteten på enhetens konstruksjon. Her hos Eoleaf sørger vi for at det ikke oppstår lekkasjer mellom filteret og filterhuset under produksjonsprosessen, og heller ingen lekkasjer mellom filterhuset og selve luftrenseren.

Utskifting av filter

Viktigheten av å bytte filter med jevne mellomrom kan ikke undervurderes! Hvis luftrenseren ikke vedlikeholdes regelmessig, mister den sin effektivitet og kan selv bli en kilde til luftforurensning. Et filter som er mettet med forurensende stoffer, kan ikke beskytte deg mot luftforurensning, og gjør det heller ikke. I tillegg kan det slippe ut forurensning i luften rundt.

Her er et par tips for å vedlikeholde filtrene dine og holde enheten i optimal stand:

• Forfilteret må vanligvis rengjøres en gang i måneden.
• Filteret må skiftes ut minst én gang i året. Eoleaf har ett flerlagsfilter, noe som betyr at det kun er nødvendig med ett enkelt filterbytte hvert år.
• Beskytt deg selv når du skifter filter, da forurensende stoffer lett spres! Bruk maske og hansker når du skifter dem, og vask hendene etter at du har skiftet dem.
• Det anbefales at personer som er overfølsomme for allergener og astmatikere ikke håndterer filtrene.

Ressurser

¹ Centers for Disease Control and Prevention. (1996, januar). NIOSH Guide to the Selection and Use of Particulate Respirators (NIOSH-veiledning for valg og bruk av partikkelåndedrettsvern). Det nasjonale instituttet for sikkerhet og helse på arbeidsplassen (NIOSH). https://www.cdc.gov/niosh/docs/96-101/default.html

² Ekte hepa vs. HEPA-filter: Hva er forskjellen? Sanalife. (2022, 2. september). https://www.sanalifewellness.com/blog/true-hepa-vs-hepa-filter-whats-the-difference

³ ISO-Aire luftrensere. (2023). Hva er et Merv luftfilter, og hvordan kan det sammenlignes med et HEPA-filter?. ISO. https://www.iso-aire.com/blog/what-is-a-merv-rating-and-how-does-it-compare-to-hepa

⁴ Perry, Jay & Agui, Juan & Vijayakumar, Ra. (2016). Fjerning av submikron- og nanopartikler ved hjelp av HEPA-klassifiserte mediefiltre og pakkede lag av granulatmaterialer.

⁵ Dubey, S., Rohra, H. og Taneja, A. (2021). Vurdering av effektiviteten til luftrensere (HEPA) for å kontrollere innendørs partikkelforurensning. Heliyon, 7(9). https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(21)02079-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS240584402102079X%3Fshowall%3Dtrue

⁶ Vijayan VK, Paramesh H, Salvi SS, Dalal AA. Forbedring av inneluftkvaliteten - fordelen med luftfilter. Lung India. 2015 sep-okt;32(5):473-9. doi: 10.4103/0970-2113.164174. Erratum i: Lung India. 2016 nov-des;33(6):705. PMID: 26628762; PMCID: PMC4587002.

⁷ Mazzola, D. (2021, 15. mars). Covid : L'efficacité des purificateurs d'air contre le sars-cov-2 validée par une étude Lyonnaise. France 3 Auvergne-Rhône-Alpes. https://france3-regions. francetvinfo.fr/auvergne-rhone-alpes/covid-l-efficacite-des-purificateurs-d-air-contre-le-sars-cov-2-validee-par-une-etude-lyonnaise-1999534.html