Wat is een cleanroom-luchtfilter? Gids voor kwaliteiten, maatvoering en vervanging

Een luchtfilter voor een cleanroom is een onderdeel dat in de lucht zwevende deeltjes, vezels en micro-organismen opvangt uit de lucht die door een ventilatorfiltereenheid of luchtbehandelingssysteem gaat, waardoor de cleanroom op de vereiste ISO-reinheidsklasse blijft. De meeste luchtfilters voor cleanrooms maken gebruik van HEPA- of ULPA-glasvezelmedia met een efficiëntie van 99,97 procent tot 99,9995 procent bij 0,3 micron. Een filter moet worden vervangen zodra de weerstand 1,5 tot 2 maal de oorspronkelijke waarde bereikt, zodra uit een PAO-lekscan blijkt dat de penetratie boven de nominale limiet ligt, of zodra de levensduur van 3 tot 5 jaar, typisch voor de H13- en H14-klassen, is overschreden. Het vervangen van een correct afgestemd vervangingsfilter herstelt de deeltjesbeheersing, kan het energieverbruik van de ventilator met 20 tot 30 procent verminderen en voorkomt besmettingsgebeurtenissen die verband houden met filterstoringen.

Luchtfilters voor cleanrooms bevinden zich in het midden van elke FFU-unit, plafondrooster en modulaire behuizing van cleanroompanelen. Omdat het verbruiksonderdelen zijn, hebben facilitaire teams een duidelijk raamwerk nodig voor het beoordelen, dimensioneren, installeren en testen ervan, in plaats van vervanging als giswerk te beschouwen. In de onderstaande paragrafen wordt dat raamwerk doorlopen, van filterkwaliteitselectie tot acceptatietesten na een swap.

Filter cijfers en waar ze allemaal thuishoren

Cleanroomsystemen zijn slechts zo schoon als de zwakste filterkwaliteit die erin is geïnstalleerd. Door de filterefficiëntie af te stemmen op de doel-ISO-klasse worden zowel onderfiltratie als onnodige kosten als gevolg van overspecificatie van media vermeden.

ISO-klasse	Aanbevolen cijfer	Efficiëntie bij 0,3um	Typische toepassing
ISO7-8	H13	99,97%	Algemene elektronica, verpakking, voedselverwerking
ISO6	H14	99,995%	Farmaceutische Cleanroomsystemen, injectiekamers
ISO5	H14 of U15	99,995% - 99.9995%	Halfgeleiderverpakkingen, ruimtes voor laboratoriumcleanroompanelen
ISO 4-5 (geavanceerd)	U15 / U17	99,9995% - 99,999995%	Waferfabricage, precisie-optica

Een Cleanroom High Efficiency Filter wordt normaal gesproken gecombineerd met een ventilatorfilterunit in plaats van dat het alleen in een centrale luchtbehandelingsunit wordt gebruikt, omdat de FFU gefilterde lucht direct op plafondniveau verdeelt en het kanaaltraject verkort dat deeltjes opnieuw zou kunnen introduceren.

Hoe het filter werkt in een FFU-ventilatorfiltereenheid

Een FFU-filtereenheid trekt kamerlucht of plenumlucht door een voorfilterfase en duwt deze vervolgens door de HEPA- of ULPA-media voordat deze in een laminair patroon naar beneden wordt vrijgegeven. Het geplooide materiaal in een Cleanroom-luchtfilter vergroot het oppervlak, waardoor de aandruksnelheid over de stof wordt verlaagd en het vermogen om stof vast te houden wordt vergroot voordat de weerstand toeneemt. Een modulaire FFU-eenheid maakt doorgaans gebruik van een mini-plooipakket met aluminium- of smeltlijmscheiders, afgedicht aan het frame met afdichtmiddel op polyurethaan- of gelbasis, zodat er geen lucht langs de media bij de frameverbinding kan gaan.

Drie structurele details bepalen hoe lang een filter meegaat:

De plooidiepte en het aantal plooien bepalen het effectieve filtratiegebied
Afscheidermateriaal, waarbij aluminium afscheiders beter omgaan met vochtige of corrosieve lucht dan papier
Framevlakheid, omdat een kromgetrokken frame de afdichting verbreekt en ongefilterde lucht rond de media laat stromen

Gerelateerde producten voor cleanroomfiltratie

De onderstaande panelen en filters maken deel uit van hetzelfde assortiment modulaire cleanroomconstructies, gebouwd om samen te werken over paneelwanden, FFU-behuizingen en filtervervangingscycli.

Machinaal vervaardigd cleanroompaneel van steenwol

Steenwolpanelen

Machine-Made Magnesium Oxysulfate Cleanroom Panel

Machinaal vervaardigd magnesiumoxysulfaat cleanroompaneel

Magnesiumoxysulfaatpanelen

Machine-Made Polyurethane Cleanroom Panel

Machinaal vervaardigd cleanroompaneel van polyurethaan

PU-panelen

Primair luchtfilter

Luchtfilter voor cleanrooms

Primair filter van aluminiumlegering

FFU-vervangingsfilter

Vier signalen die aangeven dat een filter vervangen moet worden

Als u wacht op een zichtbare daling van de reinheidsmetingen, betekent dit dat het filter al een tijdje defect is. Deze vier indicatoren pakken het probleem eerder aan.

Indicator	Normaal bereik	Vervang wanneer
Initiële weerstand (H13/H14)	180-280 Pa	Bereikt 1,5-2x startwaarde
Stroomafwaartse deeltjestelling	Stabiel, geen drift	Het aantal van 0,5um overschrijdt de klasselimiet
PAO- of DOP-lekscan	Penetratie onder 0,01% voor H14	Elk scanpunt overschrijdt de limiet
Cumulatieve looptijd	Binnen een ontwerplevensduur van 3-5 jaar	Eerder door de fabrikant aanbevolen uren

Compatibiliteit van afmetingen en afdichtingen met de bestaande behuizing

Een vervangend Cleanroom-luchtfilter moet qua afmetingen overeenkomen met de originele FFU-behuizing, anders zal de luchtstroom eenvoudigweg de media omzeilen via openingen in het frame.

Buitenafmetingen: Veel voorkomende maten zijn 1170x570x69mm, 610x610x69mm en 1220x610x69mm, met een dikte van 69mm voor standaarddiepte of 90mm waar meer stofopnamecapaciteit nodig is. De maattolerantie moet binnen plus of min 1,5 mm blijven.
Afdichtingstype: gelafdichting is geschikt voor cleanrooms van hogere kwaliteit en presteert beter dan een pakkingafdichting op het gebied van luchtdichtheid op lange termijn; een standaardpakking van PE, EVA of neopreen moet 25 tot 30 procent van de oorspronkelijke dikte samendrukken.
Flensprofiel: een mesrandflens is voorzien van een gelafdichting, terwijl een vlakke flens is gekoppeld aan een pakkingafdichting. Het vervangingsfilter moet hetzelfde flensprofiel gebruiken als de behuizing waarin het zit.
Materiaal scheidingsteken: aluminium scheiders zijn beter bestand tegen corrosie en vocht dan papierscheiders, die alleen geschikt zijn voor droge ruimtes met een lage luchtvochtigheid.
Beschermend scherm: een roestvrijstalen of gepoedercoat scherm aan de stroomafwaartse zijde, maaswijdte niet groter dan 5x5 mm, beschermt de media tegen schade tijdens het hanteren.

Voordat u bestelt, helpt het om het oude filter direct te meten en te vergelijken met de behuizingstekening, of de leverancier een monstereenheid en onderdeelnummer te sturen, zodat de vervanging precies overeenkomt.

Installatievolgorde in tien stappen

De installatiemethode heeft evenveel invloed op de integriteit van de afdichting als het filter zelf. Een overhaaste vervanging kan het voordeel van een correct gespecificeerd vervangingsfilter teniet doen.

Stap	Actie
1	Sluit de FFU-stroom af, trek cleanroomkleding aan en stel het nieuwe filter klaar voor inspectie
2	Maak klemmen of schroeven los en verwijder het oude filter zonder de binnenkant van de behuizing te raken
3	Veeg de wanden van de behuizing, de flensoppervlakken en de afdichtingsgroeven af met isopropylalcohol, waarbij u binnenstebuiten werkt
4	Controleer de flens op kromtrekken, roest of krassen en repareer alles met een afwijking van meer dan 1 mm
5	Plaats het nieuwe filter op zijn plaats met de luchtstroompijl naar de kamer gericht
6	Draai de klemmen vast in een diagonaal afwisselend patroon, met een koppel van ongeveer 2-4 N.m
7	Plaats de diffusorplaat of distributiefolie gelijkmatig terug
8	Schakel het apparaat in en controleer het ventilatorgeluid en de aanstroomsnelheid op minimaal vijf punten
9	Voer een PAO-lekscan uit over het mediavlak en de frameafdichting
10	Registreer de datum, filter het serienummer en de startweerstand en label het frame

Acceptatiecontroles na vervanging

Een ruil is pas voltooid als deze controles bevestigen dat de kamer weer voldoet aan de specificaties.

Controleer	Passeercriteria	Als het mislukt
Gezichtssnelheid	Binnen 15% van de nominale snelheid, uniformiteit binnen 20%	Pas de ventilatorsnelheid aan of controleer op obstakels
PAO-lekscan	Minder dan 0,01% voor H14, minder dan 0,03% voor H13	Sluit het frame opnieuw af of vervang het filter
Aanvankelijke weerstand	Komt overeen met de specificaties van de fabrikant	Controleer gauge calibration and tubing
Geluidsniveau	Op of onder 58 dB(A)	Inspecteer de balans en montage van de ventilatorwaaier

Waar cleanroom-luchtfilters worden gebruikt

Dezelfde filter- en FFU-combinatie wordt in zeer verschillende sectoren geschaald zodra de mediakwaliteit en huisvesting zijn afgestemd op het risiconiveau:

Farmaceutische productie- en afvul-afwerkingslijnen, gecombineerd met farmaceutische cleanroomsystemen en medische cleanroompanelen
Halfgeleider- en elektronica-assemblage, vaak gebouwd met roestvrijstalen cleanroompanelen of aluminium honingraat cleanroompaneelwanden
Operatiekamers en isolatieafdelingen van ziekenhuizen, vaak gecombineerd met een luchtdoucheruimte bij de ingang
Voedselverwerkingslijnen die explosieveilige FFU-ventilatorfiltereenheidconfiguraties vereisen in de buurt van stofbronnen
Onderzoeksfaciliteiten gebruiken laboratorium-cleanroompanelen naast een cleanroom-doorvoervenster voor monsteroverdracht

Vijf controles voordat u vervangende filters koopt

De filterkwaliteit varieert sterk per leverancier, zelfs bij dezelfde kwaliteit, dus een korte checklist vóór de aankoop bespaart later opnieuw werk.

Mediakwaliteit: fijne glasvezelmedia houden de efficiëntie en weerstand stabiel gedurende de hele levensduur; Media van lage kwaliteit worden snel afgebroken en kunnen bij normale luchtstroom scheuren.
Testdocumentatie: elk filter moet worden geleverd met een individueel scanrapport waarin de efficiëntie, weerstand en de locatie van het hoogste lekpunt worden weergegeven, volgens de EN 1822- of IEST-normen.
Staat van afdichting: de verbinding tussen het mediapakket en het frame moet van polyurethaan of epoxy zijn, egaal van kleur, zonder luchtbellen of barsten, en moet bij 50 Pa blijven zitten zonder te lekken.
Frameprecisie: vlakheid binnen 1 mm en diagonaal verschil binnen 2 mm; Frames van aluminiumlegering 6063-T5 zijn beter bestand tegen corrosie dan gegalvaniseerd staal.
Certificering en garantie: zoek naar ISO 9001 of een vergelijkbare certificering en een garantie van 1-2 jaar op efficiëntie en structurele integriteit.

Op maat gemaakte Cleanroompanelen, Cleanroom-wandpanelen en Cleanroom-deuren zijn allemaal verbonden met dezelfde luchtfiltratiestrategie, dus het werkt meestal eenvoudiger om filter-, paneel- en FFU-componenten van één leverancier te kopen die de onderdeelnummers exact kunnen matchen, in plaats van merken te mengen in een Cleanroom Sandwich Panel-build.