过滤器的计算

       生物安全柜中使用的过滤器，一般为高效微粒空气 (HEPA) 过滤器和超低渗透 (ULPA) 过滤器，HEPA和ULPA过滤器有什么区别呢？

一、HEPA 和 ULPA 过滤器的结构及其工作原理

       从结构和化学角度来说，HEPA 和 ULPA 过滤器非常相似。这些过滤器用于生物安全柜，其中气流（由电机驱动）携带有害气体和颗粒物。两种类型的过滤器都使用尺寸在 0.5 微米到 2 微米之间的随机排列的硅酸硼纤维（玻璃纤维）垫。垫子之间的间隙允许烟雾、化学物质、气体和蒸汽通过过滤器移动到排气口，从当地大气中去除气体。该气流携带的颗粒物不会通过过滤器并卡在过滤器中，从而将其从大气中移除。

       两种过滤器之间的主要区别在于 ULPA 使用更高密度的玻璃纤维来捕获颗粒物，而更高密度的 ULPA 过滤器能够捕获比 HEPA 过滤器更小的颗粒物。生物安全柜中的过滤器不仅仅只是过滤空气中的颗粒物，还需要防止静电吸附微尘颗粒，以免堵塞过滤器中的孔。

二、去除颗粒物

       HEPA 和 ULPA 过滤器均受 NSF/ANSI 49 标准管辖，不同的过滤器必须具有特定特性并达到特定性能水平才能归类为 HEPA 或 ULPA 过滤器。标准 NSF/ANSI 49 规定生物安全柜需要使用 C 或 J 型 HEPA 过滤器，而对于 ULPA 过滤器，须使用 F 型和 K 型过滤器。滤波器需要满足使用 IEST-RP-CC001 测试方法制定的测试标准。使用这些方法，C 型 HEPA 过滤器必须以至少 99.99% 的效率去除 0.3 微米大小的颗粒，而 J 型 HEPA 过滤器必须去除 99.99% 的 0.1 至 0.2 微米或 0.2 至 0.3 微米的颗粒。

       对于 ULPA 过滤器，F 型过滤器必须去除 99.999% 的 0.1 微米至 0.2 微米或 0.2 微米至 0.3 微米的污染物，而 K 型 ULPA 过滤器必须去除 99.995% 的 0.1 至 0.2 微米或 0.2 至 0.3 微米的颗粒微米。与 HEPA 过滤器一样，ULPA 过滤器可以去除比测试尺寸更小和更大的颗粒，但 ULPA 过滤器的测试设置了低效率，因此 ULPA 过滤器总是比 HEPA 过滤器从空气中去除更多的颗粒物。根据 EN1822-1，在穿透粒径 (MPPS) 下必须达到 99.9995% 的效率才能归类为 ULPA 过滤器。

三、成本差异

       ULPA 过滤器通常比相同尺寸的 HEPA 过滤器贵 35%。然而，要考虑的不仅仅是过滤器本身的成本。由于ULPA 过滤器的使用寿命通常比 HEPA 过滤器短，HEPA 过滤器的平均使用寿命为 10-15 年，而 ULPA 过滤器的平均使用寿命为 5-8 年，所以与 HEPA 相比，使用 ULPA 过滤器会在维护成本和过滤器更换上花费更多的钱。

       ULPA 过滤器的密度越高，意味着机柜的气流动力学产生的阻力越大。这通常通过使用更大的鼓风机或多个鼓风机来克服，与单个标准尺寸的鼓风机相比，安装和维护成本也更高。此外，与 HEPA 过滤器相比，通过 ULPA 过滤器的空气流量减少 20-50%。要使相同体积的空气通过 ULPA 过滤器，与使用 HEPA 过滤器（假设尺寸相同）相比，这样做需要更大的力。

       因此，要使用 ULPA 过滤器而不是 HEPA 过滤器来保持相同水平的气流和保护，要么需要增加过滤器深度，要么需要增加过滤面积，要么需要增加电机或鼓风机的功率。在增加过滤器深度/面积时，它会增加可以通过的空气量，但您可能需要增加生物安全柜的尺寸，这可能会增加生物安全柜的购买成本。