Heading

De term “HEPA filter” kan verwarrend zijn. Waar staat HEPA voor? Waar is een HEPA-filter van gemaakt, en wat maakt het eigenlijk een HEPA-filter?

Wat is een HEPA-filter?

“HEPA” staat voor “high-efficiency particulate air” (filter). Het klinkt ingewikkeld, maar HEPA-luchtfilters zijn niets bijzonders. Ze zijn uitgevonden in de jaren veertig, toen wetenschappers bezig waren met de ontwikkeling van de atoombom, en het is niet meer dan een mat van willekeurig uitgelijnde vezels, gemaakt van glas of synthetische materialen. Het synthetische materiaal dat in het luchtfilter wordt gebruikt, is vergelijkbaar met wat in sneldrogende T-shirts wordt gebruikt.

Aan de andere kant zijn glasvezel luchtfilters gemaakt van glas – dat betekent dingen als silica, aluminiumoxide, calciumoxide, booroxide, magnesiumoxide, natriumoxide.

Wat belangrijk is aan HEPA luchtfilters is dat ze ongelofelijk effectief zijn in het opvangen van bijna elk formaat deeltje. Ze kunnen virussen, bacteriën, pollen, PM2.5, allergenen en nog veel meer opvangen. HEPA-luchtfilters zijn het belangrijkste onderdeel van elke luchtreiniger.

Om te zien hoe de willekeurig uitgelijnde mat van vezels eruitziet, zie je hier een close-up van het HEPA-filter dat Smart Air maakt voor de Sqair-luchtreiniger, en hiernaast een blik op nano-niveau met behulp van een microscoop.

Wat maakt een filter tot een HEPA-filter?

OK, dus als HEPA-filters in de jaren veertig van de vorige eeuw zijn uitgevonden, en ze zijn niets bijzonders, wat maakt dan van elk oud filter een HEPA-filter? Het blijkt dat het gebruik van de term “HEPA” aan een aantal strenge eisen moet voldoen. In Europa moeten HEPA-filters 99,95% (ISO) van de deeltjes verwijderen. In de VS moeten ze 99,97% van de deeltjes verwijderen.

Standaard	Filtratiegraad van MPPS
ISO / Europees (ISO29463 / EN 1822)	≥ 99.95%
US Standaard (MIL-STD-282)	≥ 99.97%

Wanneer de ISO- of Europese regels worden gevolgd, worden filters die ≥85% van de deeltjes, maar minder dan 99,95% opvangen ‘EPA-filters’ of ‘efficient particulate air filter’ genoemd. Deze luchtfilters voldoen niet aan de filtratie-eis om als ‘HEPA-luchtfilter’ te worden beschouwd.

Filters die daarentegen de eisen van een ‘HEPA-luchtfilter’ overtreffen en meer dan 99,999% van de deeltjes afvangen, worden ‘ULPA-filters’ of ‘ultra low penetration air filter’ genoemd.

Doelomschrijving	Filtratiegraad
EPA (efficient particulate air filter)	85% – 99.95%
95%
HEPA (hoogrendement fijnstoffilter)	99,95% – 99.999%
ULPA (ultra lage penetratie luchtfilter)	≥99.999%

OK, maar wat betekent “deeltjes”? Alle deeltjes? Een bepaalde grootte van deeltjes? Het blijkt dat HEPA’s worden getest op de “meest doordringende deeltjesgrootte” (MPPS) – meer daarover zo.

Hoe werken HEPA filters?

Het antwoord op deze vraag is het meest fascinerende aan HEPA-filters. De meesten van ons denken misschien eerst dat HEPA-filters werken als een net, zoals dit.

Als een deeltje kleiner is dan de gaatjes in het net, komt het erdoor. Dat klinkt logisch!

HEPA Filtermethode 1: Grote deeltjes

Die intuïtie geldt ook voor grote deeltjes. Met “groot” bedoelen we meestal groter dan 1 micron. Ter vergelijking, een menselijke haar is ongeveer 50 micron breed. Dus 1 micron is eigenlijk heel klein.

Maar deze “grote” deeltjes vliegen een HEPA-filter in, ze zijn te groot om er doorheen te gaan, dus blijven ze hangen. Wetenschappers hebben daar een naam voor. Wanneer de deeltjes vast komen te zitten tussen twee vezels, noemen ze dat “straining.”

HEPA-filtermethode 2: Kleinere deeltjes

Wat gebeurt er met deeltjes kleiner dan 1 micron? Laten we eens kijken naar het volgende bereik: 0.3 – 1 micron. We hebben het hier over de grootte van een bacterie.

Deeltjes van deze grootte kunnen tussen de openingen in het filter passen. Maar ze hebben een probleem. Ze zullen proberen de lucht rond een HEPA-filtervezel te volgen, maar ze zijn nogal zwaar. Dus sommige bewegen niet snel genoeg en komen zo vast te zitten. Wetenschappers noemen dit “interceptie.”

HEPA-filtermethode 1: echt kleine deeltjes

OK, komen de deeltjes onder die grootte er dan wel doorheen? Voor de echt kleine deeltjes (minder dan 0,3 micron) wordt de wetenschap vreemder. Deze kleine deeltjes hebben zo weinig massa dat ze als een flipperkast in het rond stuiteren als ze gasmoleculen raken (dat heet Brownse Beweging). Ze bewegen dus in willekeurige zigzagpatronen.

Deze deeltjes zijn zo klein dat ze gemakkelijk door HEPA-filters zouden passen. Maar helaas (voor hun vrijheid) en gelukkig (voor onze longen), vliegen ze niet in rechte lijnen. Omdat ze in zigzagpatronen vliegen, raken ze uiteindelijk de vezels en komen vast te zitten. Wetenschappers noemen dat diffusie.

Hier ziet u hoe alle drie de vangmechanismen werken:

En hier ziet u hoe de drie verschillende mechanismen werken voor verschillende deeltjesgroottes. Spanning en impact vangen grote deeltjes; interceptie vangt middelgrote deeltjes op; en diffusie vangt de kleinste deeltjes op.

Wat is de meest doordringende deeltjesgrootte voor een HEPA-luchtfilter?

Dus hoe groter het deeltje, hoe beter een HEPA-filter het deeltje uitfiltert? Niet zo snel! Hebt u de dip in de laatste grafiek opgemerkt? Dat komt omdat diffusie heel goed werkt onder ongeveer 0,3 micron. Boven de 0,3 micron werkt strooien en andere meer intuïtieve mechanismen heel goed.

Waar deze twee mechanismen elkaar kruisen is de deeltjesgrootte het moeilijkst te vangen. Dat komt omdat het niet zo klein is dat diffusie er volledig zijn werk kan doen, en het is niet groot genoeg voor rek om er volledig zijn werk te doen. Noem het de “zwakke plek” van HEPA filters. Deze dip in de grafiek wordt de meest doordringende deeltjesgrootte genoemd.

De dip in de grafiek doet zich meestal voor rond de 0,3 micron, vandaar dat mensen het steeds over 0.

HEPA Filters kunnen nanodeeltjes opvangen

Zie hoe de lijn links van de dip in de grafiek omhoog gaat.

Dat is Brownse beweging en diffusie in actie. Diffusie is ongelooflijk effectief bij het afvangen van nanodeeltjes. Dat betekent dat HEPA-filters ook ongelooflijk effectief zijn in het opvangen van nanodeeltjes.

Lees meer: Kunnen HEPA filters het Coronavirus opvangen?

Kunnen HEPA filters ook gassen en VOC’s opvangen?

Omdat HEPA filters zo goed nanodeeltjes kunnen opvangen, is het redelijk om te denken dat ze ook VOC’s en gassen kunnen opvangen. Helaas is dat niet het geval. Omdat gassen geen deeltjes zijn, bewegen ze anders en gedragen ze zich anders in de lucht. Om VOC’s en gassen op te vangen heb je daar een koolstoffilter voor nodig.

Lees meer: welke combinatie van luchtfilters heb ik nodig om me te beschermen tegen alle vervuilende stoffen? “

Kan ik een HEPA filter schoonmaken?

Hepa filters schoonmaken met water, of ze stofzuigen of inslaan wordt niet aangeraden, omdat dit de vezels van de HEPA filters kan beschadigen. Smart Air heeft het wassen van HEPA-filters getest in het Smart Air Lab. Lees hier meer over de schadelijke effecten van het schoonmaken van uw HEPA filter.

Bottom line on HEPA filters

HEPA filters zijn zeer efficiënte filters die meestal meer dan 99,5% van alle deeltjesvervuiling opvangen. Ze zijn gemaakt van kunststof (PP+PET) of glasvezel en vangen zaken als pollen, virussen, bacteriën, schimmels en PM2.5. Diffusie betekent ook dat ze zeer effectief zijn in het opvangen van nanodeeltjes.

Smart Air is een gecertificeerde B Corp die zich inzet om de mythes te bestrijden die grote bedrijven gebruiken

om de prijs van schone lucht op te blazen.

Smart Air biedt empirisch onderbouwde, no-nonsense zuiveraars en maskers, die dezelfde deeltjes verwijderen als de grote bedrijven voor een fractie van de kosten. Alleen bedrijven profiteren wanneer schone lucht een luxe is.

Hoe ik mezelf bescherm

Smart Air is een gecertificeerde B Corp die zich inzet om de mythes te bestrijden die grote bedrijven gebruiken om de prijs van schone lucht op te drijven.

Smart Air levert empirisch onderbouwde, no-nonsense zuiveraars en maskers, die dezelfde deeltjes verwijderen als de grote bedrijven voor een fractie van de kosten. Alleen bedrijven profiteren wanneer schone lucht een luxe is.

Kijk eens naar de Sqair!