So sánh màng lọc HEPA và ULPA: Nên chọn loại nào cho phòng sạch

Trong hệ thống phòng sạch, việc lựa chọn đúng loại màng lọc là yếu tố then chốt, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí và hiệu quả vận hành toàn bộ hệ thống. Hai loại màng lọc phổ biến nhất hiện nay là HEPA và ULPA, mỗi loại đều có những đặc điểm, lợi thế riêng biệt. Vậy nên chọn loại nào cho phòng sạch của bạn? Cinvico sẽ giúp bạn phân tích chi tiết ngay dưới đây.

Bộ lọc HEPA là gì?

HEPA (High Efficiency Particulate Air) là loại bộ lọc không khí hiệu suất cao, có khả năng giữ lại ít nhất 99,97% các hạt bụi có kích thước từ 0,3 micron trở lên. Cấu tạo của màng lọc HEPA gồm nhiều lớp sợi thủy tinh siêu nhỏ được sắp xếp chặt chẽ, tạo thành một mạng lưới lọc phức tạp. Các sợi lọc này hoạt động hiệu quả với cả bụi mịn, vi khuẩn, nấm mốc và phấn hoa – những tác nhân gây hại thường thấy trong không khí.

Bộ lọc ULPA là gì?

ULPA (Ultra-Low Penetration Air) là bộ lọc không khí siêu hiệu quả, được thiết kế để loại bỏ đến 99,999% các hạt bụi có kích thước từ 0,12 micron trở lên – nhỏ hơn cả hạt vi khuẩn và nhiều loại virus. ULPA sử dụng cấu trúc sợi lọc dày đặc hơn HEPA, với các sợi siêu mịn và khoảng cách cực nhỏ, giúp giữ lại ngay cả các hạt ô nhiễm siêu nhỏ trôi nổi trong không khí.

Điểm giống nhau giữa HEPA và ULPA

Dù khác biệt về hiệu suất, cả HEPA và ULPA đều chia sẻ những nguyên lý hoạt động và cấu tạo nền tảng:

• Cơ chế lọc vật lý: Cả hai đều dựa vào sự kết hợp của ba cơ chế chính để bắt giữ hạt:
  • Khuếch tán (Diffusion): Các hạt siêu nhỏ (<0,1 µm) chuyển động Brown ngẫu nhiên, tăng khả năng va chạm và bị giữ lại bởi sợi lọc.
  • Chặn (Interception): Hạt có kích thước trung bình đi theo luồng khí và bị mắc lại khi tiếp xúc trực tiếp với sợi lọc.
  • Va chạm quán tính (Impaction): Các hạt lớn hơn (>0,4 µm) do quán tính lớn không thể đổi hướng theo dòng khí uốn lượn qua các sợi lọc và đâm thẳng vào, bị giữ lại.
• Vật liệu: Thường được làm từ sợi thủy tinh borosilicate siêu mịn, tạo thành một lớp màng lọc đa lớp phức tạp.

So sánh chi tiết giữa HEPA và ULPA

Nên chọn màng lọc HEPA hay ULPA cho phòng sạch?

Câu trả lời không đơn giản là “tốt hơn” hay “kém hơn”, mà là “phù hợp nhất” với nhu cầu, tiêu chuẩn kỹ thuật và ngân sách của bạn.

Khi nào HEPA là lựa chọn tối ưu?

Màng lọc HEPA là giải pháp hiệu quả và kinh tế trong các trường hợp sau:

• Phòng sạch yêu cầu độ sạch ở mức trung bình (ví dụ: ISO Class 6 đến ISO Class 8):

  • Lý do: Ở các cấp độ này, nồng độ hạt cho phép theo tiêu chuẩn hoàn toàn có thể được kiểm soát bởi hiệu suất 99,97% của HEPA đối với hạt 0,3 µm. Việc sử dụng ULPA sẽ là sự đầu tư không cần thiết, tốn kém cả về chi phí ban đầu lẫn năng lượng vận hành do trở lực cao hơn (như đã thấy ở bảng so sánh).
  • Ví dụ: Xưởng lắp ráp linh kiện điện tử không quá nhạy cảm, khu vực đóng gói thứ cấp dược phẩm, kho sạch bảo quản nguyên liệu, phòng chuẩn bị thực phẩm.

• Dự án có quy mô lớn hoặc ngân sách đầu tư và vận hành cần tối ưu:

  • Lý do: Chi phí đầu tư ban đầu và chi phí thay thế của HEPA thấp hơn đáng kể so với ULPA. Với các hệ thống lớn cần nhiều bộ lọc, sự chênh lệch này rất đáng kể. Thêm vào đó, trở lực thấp hơn của HEPA giúp giảm chi phí năng lượng cho quạt.
  • Ví dụ: Hệ thống HVAC cho các tòa nhà văn phòng có yêu cầu không khí chất lượng cao, bệnh viện (khu vực khám bệnh, phòng bệnh nhân thông thường), các nhà máy sản xuất quy mô lớn không yêu cầu độ sạch tuyệt đối.

• Hệ thống HVAC cần lưu lượng trao đổi không khí cao mà không muốn đầu tư nâng cấp quạt đáng kể:

  • Lý do: Như đã phân tích, HEPA có tổn thất áp suất thấp hơn, cho phép đạt lưu lượng khí cao hơn với cùng một công suất quạt so với ULPA. Nếu hệ thống hiện hữu không đủ mạnh cho ULPA, việc chọn HEPA sẽ khả thi hơn.

• Ứng dụng cụ thể ít nhạy cảm với hạt siêu nhỏ:

  • Ví dụ: Ngành công nghiệp ô tô (phòng sơn), sản xuất mỹ phẩm (khu vực pha chế không yêu cầu vô trùng), phòng thí nghiệm nghiên cứu cơ bản.

Khi nào ULPA là bắt buộc và không thể thay thế?

Màng lọc ULPA là yêu cầu gần như bắt buộc cho các môi trường siêu sạch, nơi dù chỉ một lượng nhỏ hạt siêu mịn cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng:

• Phòng sạch yêu cầu độ tinh khiết không khí cực cao (ví dụ: ISO Class 1 đến ISO Class 5):

  • Lý do: Các tiêu chuẩn này đặt ra giới hạn nồng độ hạt siêu nhỏ (≤0.1 µm, ≤0.2 µm) rất thấp. Chỉ có hiệu suất lọc vượt trội của ULPA (99,999% cho hạt ≥ 0,12 µm) mới có thể đáp ứng.
  • Ví dụ: Nhà máy sản xuất vi mạch bán dẫn (fabs), sản xuất ổ đĩa cứng, màn hình LCD/OLED thế hệ mới.

• Ứng dụng trong các ngành siêu nhạy cảm, nguy cơ nhiễm khuẩn/ô nhiễm cao:

  • Lý do: Trong các lĩnh vực này, sự hiện diện của vi sinh vật hoặc hạt siêu nhỏ có thể phá hủy sản phẩm, gây nguy hiểm cho bệnh nhân hoặc làm sai lệch kết quả nghiên cứu. ULPA cung cấp hàng rào bảo vệ tối đa.
  • Ví dụ:
    • Dược phẩm: Phòng pha chế thuốc tiêm vô trùng, khu vực làm việc với mẫu sinh học nguy hiểm, sản xuất vắc-xin.
    • Y tế: Phòng mổ cho các ca phẫu thuật cấy ghép, khu chăm sóc đặc biệt cho bệnh nhân suy giảm miễn dịch (ICU).
    • Nghiên cứu: Phòng thí nghiệm công nghệ nano, nghiên cứu gen, nuôi cấy tế bào.
    • Thiết bị: Tủ an toàn sinh học cấp II (loại B2), cấp III; Isolator (buồng cách ly).

• Khi quy định hoặc tiêu chuẩn ngành bắt buộc:

  • Lý do: Nhiều quy định (như GMP-EU cho dược phẩm, hoặc các tiêu chuẩn của IEST, SEMI) chỉ rõ yêu cầu cấp lọc ULPA cho các quy trình cụ thể.

Lưu ý quan trọng khác khi lựa chọn

• Tổng chi phí sở hữu (TCO – Total Cost of Ownership): Đừng chỉ nhìn vào giá mua ban đầu. Hãy tính toán cả chi phí năng lượng, chi phí thay thế, bảo trì trong suốt vòng đời của bộ lọc. Đôi khi, một bộ lọc ULPA tuổi thọ cao có thể có TCO tốt hơn HEPA trong dài hạn ở một số ứng dụng đặc thù, dù chi phí ban đầu cao.
• Thiết kế hệ thống HVAC tổng thể: Việc lựa chọn màng lọc phải đi đôi với thiết kế hệ thống HVAC phù hợp (công suất quạt, độ kín đường ống, vị trí lắp đặt).
• Tiền lọc (Pre-filters): Luôn sử dụng hệ thống tiền lọc hiệu quả (ví dụ G4, F7, F8) để bảo vệ và kéo dài tuổi thọ cho cả màng lọc HEPA và ULPA, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất của chúng.
• Kiểm tra và Chứng nhận: Đảm bảo màng lọc được kiểm tra riêng lẻ (scan test) và có chứng nhận từ nhà sản xuất, đặc biệt với ULPA.

Cinvico – Đơn vị thi công phòng sạch uy tín, chuyên nghiệp

Với nhiều năm kinh nghiệm tư vấn, thiết kế và thi công phòng sạch cho đa dạng các ngành nghề, Cinvico hiểu rõ những thách thức và yêu cầu khắt khe trong việc lựa chọn hệ thống lọc khí. Chúng tôi không chỉ cung cấp các sản phẩm màng lọc HEPA, ULPA chất lượng cao, mà còn mang đến giải pháp tổng thể, tối ưu hóa hiệu suất và chi phí cho từng dự án cụ thể.

Hãy liên hệ Cinvico ngay hôm nay để được các chuyên gia của chúng tôi tư vấn và hỗ trợ bạn lựa chọn giải pháp lọc khí phù hợp nhất, đảm bảo phòng sạch của bạn hoạt động hiệu quả và đạt tiêu chuẩn quốc tế!