Wie oft müssen BSC-Filter ausgetauscht werden?
Bei Biosicherheitswerkbänken (BSCs) ist der Filter eines der wichtigsten Elemente des Systems, da er maßgeblich dazu beiträgt, dass die Anforderungen an die Arbeitssicherheit, das lokale Umfeld und die Raumluftqualität nicht beeinträchtigt werden. Die Wahl des Filters, wie lange er hält und wie oft er ausgetauscht werden muss, sind ebenfalls einige der wichtigsten Entscheidungen, wenn es darum geht, die Lebenszykluskosten einer BSC zu bestimmen.
High Efficiency Particulate Air (HEPA)-Filter sind der Filter der Wahl für viele BSCs und werden regelmäßig in der häufigsten BSC-Klasse – der BSC der Klasse II – gefunden. HEPA-Filter bestehen aus einer Reihe ultrafeiner Fasern, die Feinstaub sammeln und aus der Luft entfernen. HEPA-Filter sind sehr effiziente Systeme und können bis zu 99,7 % der Partikel mit einem Durchmesser von 0,3 Mikrometer oder kleiner aus der Luft einfangen und zum Einfangen gefährlicher Partikel (einschließlich Bakterien und Viren) verwendet werden.
Zu verstehen, wie sich ein HEPA-Filter verhält und funktionsfähig bleibt, ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Sicherheit und zu Kostenzwecken. Zu wissen, wie lange der Filter halten wird, ist jedoch keine einfache Antwort. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die Lebensdauer eines HEPA-Filters beeinflussen können, und die Filterlebensdauer ist je nach Laborumgebung, in der der BSC verwendet wird, unterschiedlich. Dies bedeutet, dass die Filterlebensdauer für jede Installation unterschiedlich ist und theoretisch dauern könnte für immer, wenn die Bedingungen stimmen.
Aus Sicherheitssicht müssen HEPA-Filter den NSF-Standards entsprechen, und die Filter müssen ausgetauscht werden, wenn die Nutzungsanforderungen – die NSF/ANSI 49-Anforderungen – für den BSC nicht erfüllt werden. Die Filter können mit Aerosoltests getestet werden, um die Effizienz eines Filters bei bestimmten Größen zu bestimmen, aber wenn die Tests zeigen, dass ein BSC-Filter nicht dem Standard entspricht, muss er ausgetauscht werden. Während dies also eine definitive Methode ist, um festzustellen, ob ein Filter gewechselt werden muss, ist es ein nützlicher Vorteil bei der Kaufreise sowie bei der allgemeinen Wartung des BSC, zu wissen, was in Bezug auf Filterwechsel vor dem Kauf eines BSC zu erwarten ist.
Die Faktoren, die die Lebensdauer des HEPA-Filters bestimmen
Es gibt viele Faktoren, die die Nutzungsdauer eines HEPA-Filters in einem BSC beeinflussen und beeinflussen können. Wenn ein HEPA-Filter in einem Reinraum installiert ist, kann er theoretisch ewig halten, aber wenn er in einer Umgebung mit viel Feinstaub ist, wird seine Lebensdauer viel kürzer sein. Der durchschnittliche HEPA-Filter in einem BSC der Klasse II hält in einem normalen Labor normalerweise etwa 7 Jahre.
Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Zertifizierungen eingeführt, um die durchschnittliche Lebensdauer eines HEPA-Filters zu bestimmen. Während sich die Richtlinien im Laufe der Jahre geändert haben, um sie an den technologischen Fortschritt anzupassen, bieten die Richtlinien weiterhin eine Grundlage für die Lebensdauer des Filters.
Viele der für die Spezifikation berücksichtigten Bereiche betreffen die unterschiedlichen Luftströme im Gehäuse, die Lüfter- und Motorleistung im BSC, die Druckabfälle im BSC und die Belastbarkeit des Filters selbst (wie viel Feinstaub kann gehalten werden im Filter). Alle diese Spezifikationsfaktoren, insbesondere der Feinstaubgehalt, die Effizienz des Motors, die Geschwindigkeit und Abgabe des Luftstroms sowie die Fähigkeit, Druckabfällen im Inneren des BSC standzuhalten, wirken sich auf die Lebensdauer eines HEPA-Filters aus.
Wie lange sollte ein Filter halten?
Es gibt keine endgültige Antwort darauf, wie lange ein Filter halten sollte. Wie bereits erwähnt, gibt es eine Reihe von Faktoren, die bestimmen, wie lange ein Filter halten sollte. Wie viel es verwendet wird und wie viel Feinstaub durch es geleitet wird, hat jedoch einen großen Einfluss darauf, ob ein Filter für den theoretischen Zeitrahmen hält, der in den NSF-Spezifikationen festgelegt ist.
In einem Standardlabor sind 7 Jahre der Durchschnitt; dies wurde anhand der vorhandenen Spezifikationen ermittelt und geht davon aus, dass der BSC nicht mehr als 10 % weniger Gesamtluftzufuhr erfährt, wenn der Druckabfall/statische Druck im Inneren des BSC um 180 % ansteigt. Die Fähigkeit eines BSC-Luftversorgungssystems, höheren Druckabfällen standzuhalten, ohne mehr als 10 % der Luftversorgung zu verlieren, kann jedoch die Nutzungsdauer des Filters verlängern.
Die Basislinie für die Spezifikationen verwendet eine 10 %ige Verringerung der Gesamtluftzufuhr (als maximal zulässiger Luftstromverlust), um die Filterlebensdauer zu messen, und der niedrigste gemessene Druckabfall in den Richtlinien beträgt 50 %. Wenn ein BSC-System einem Druckabfall von 50 % nicht standhalten kann, ohne mehr als 10 % Luftstrom zu verlieren, wird es die Standardanforderungen nicht erfüllen. Wenn also am unteren Ende ein Filtersystem mehr als 10 % Luftzufuhr bei einem Druckabfall von 50 % verliert, dann lauten die Richtlinien, dass es nur etwa 3 Jahre hält. Aus diesem Grund ist ein Filtersystem, das einem Druckabfall von bis zu 180 % standhalten kann, mittlerweile zum Industriestandard geworden.
Auf der anderen Seite, wenn das Filtersystem einem höheren Grad an Druckabfall widerstehen kann, während es 10 % oder weniger Luftzufuhr verliert, dann kann die Filterlebensdauer über den Durchschnitt hinaus verlängert werden. Wenn Sie beispielsweise BSC haben, das einem Druckabfall von bis zu 250 % standhalten kann, hält der Filter wahrscheinlich etwa 10 statt 7 Jahre (abhängig vom Partikelgehalt).
Wie gut die BSC in dieser Hinsicht abschneidet, hängt in erster Linie vom Motordesign innerhalb der BSC ab und davon, wie effizient sie ist. Wie berechnet man also, wie lange ein Filter hält? Es gibt Tests, die den Druckabfall bestimmen können, dem ein BSC standhalten kann. Anhand dieser Daten und des Motordesigns kann ein Vergleich mit historischen Daten durchgeführt werden, um eine ungefähre Vorstellung davon zu bekommen, wie lange der Filter hält. Es ist kein absoluter Wert, da die tatsächliche Lebensdauer von der Filterbelastung abhängt, aber es gibt Ihnen eine Vorstellung davon, ob der Filter voraussichtlich 3 oder 10 Jahre hält – und ob Sie versuchen, zu trainieren B. die Lebenszykluskosten eines BSC, dann kann eine grobe, aber im Allgemeinen genaue Richtlinie für die Filterlebensdauer ein nützlicher Vorteil sein.
Wie die Lebensdauer eines Filters verbessert werden kann
Wie wir im letzten Abschnitt besprochen haben, hat das Motordesign einen großen Einfluss auf die Fähigkeit eines BSC, einen größeren Druckabfall zu erfahren und die Filterlebensdauer zu verlängern. Der Hauptweg, um die Lebensdauer eines Filters gegenüber seinem Standarddesign innerhalb eines BSC zu verlängern, besteht darin, ein effizienteres Motordesign zu verwenden. Neue Motortechnologien – wie DC-ECM-Motoren – werden jetzt für BSC-Benutzer verfügbar, um unter anderem die Lebensdauer des HEPA-Filters zu verlängern.
Die neueren DC-ECM-Motoren erhöhen die Belastbarkeit und Lebensdauer eines HEPA-Filters und reduzieren gleichzeitig den Energieverbrauch des BSC im Vergleich zu älteren Motoren – bis zu 50 % weniger. Diese Gleichstrommotoren haben kein erhöhtes Drehmoment (verbessern also nicht die Ladekapazität auf diese Weise, wie dies bei den meisten Motorfortschritten der Fall ist), aber sie verwenden ein Luftstrom-Rückkopplungsschleifen-Steuersystem oder ein Motor-Rückkopplungs-Steuersystem, um die Geschwindigkeit (in U / min) zu erhöhen. des Lüfters. Diese Steuerungssysteme und erhöhten Lüftergeschwindigkeiten können verwendet werden, um die Filterbeladungskapazität des Systems zu reduzieren, aber der Motor und das Gebläse können immer noch die NSF-Anforderungen in Bezug auf eine akzeptable Leistung erfüllen.
Der DC-ECM-Motor verfügt über einen speziellen Lüfter mit Vorwärtskrümmung, der an die Breite des BSC angepasst ist, in dem er verwendet wird. Die Erhöhung der Filterbeladungskapazität dank einer erhöhten Drehzahl bedeutet, dass mit diesen Motoren höhere Druckabfälle (250 %) möglich sind im Gegensatz zu vielen der herkömmlichen Motoren, die verwendet werden, wodurch diese längere Filterlebensdauer erreicht werden kann. Von allen Motoren, die in BSCs verwendet werden, einschließlich älterer AC-PSCs und anderer DC-Motoren, hat der DC-ECM die niedrigsten Lebenszykluskosten in Bezug auf Energie, Filterbelastbarkeit und Zuverlässigkeit.
Fazit
Auf die Fragen „Wann sollte ich meinen Filter wechseln?“ gibt es keine einheitlichen Antworten. und "Wie lange hält mein Filter?" Es kann einen großen Unterschied in der Lebensdauer von HEPA-Filtern geben, basierend auf der Menge an Partikeln, die dem Filter ausgesetzt werden, der Effektivität des Motors, der verwendet wird, um den Luftstrom des Schranks bereitzustellen, und dem Druckabfall, dem ein BSC standhalten kann, ohne ebenfalls zu verlieren viel Airflow-Leistung.
Es ist jedoch entscheidend, eine Vorstellung – auch wenn es eine grobe ist – von der realistischen Lebensdauer eines HEPA-Filters zu haben (und wie oft Sie ihn wechseln müssen), wenn Sie die Lebenszykluskosten und das Wertversprechen berechnen möchten eines BSC für Ihr Labor. Ohne sie entgeht Ihnen ein wichtiger Teil der Kostenkalkulation, wenn es um Wartung und Teileaustausch geht.
Es wurden Methoden entwickelt, die diese Faktoren (insbesondere Druckabfallfähigkeiten) verwenden, um eine grobe Schätzung der Lebensdauer eines Filters basierend auf der Leistung des Motors innerhalb des BSC und der Laborumgebung, in der der BSC verwendet wird, bereitzustellen. Der durchschnittliche Industriestandard liegt bei etwa 7 Jahren, kann jedoch nur 3 Jahre betragen, basierend auf dem niedrigsten akzeptablen Leistungsniveau, oder bis zu 10 Jahre, wenn eine neue Motortechnologie verwendet wird.