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Standard EN 1822 – Una guida ai test dei filtri HEPA/ULPA

Lo standard EN 1822 offre una guida ai test “in situ” dei filtri HEPA/ULPA.

Quando venne introdotto, il nuovo standard EN 1822 costituì un passo importante verso il miglioramento della tecnologia delle camere bianche in Europa.
Le 5 parti della norma definiscono le caratteristiche salienti per i filtri HEPA e ULPA: classificazione, prove di prestazione, ricerca delle perdite, e determinazione della efficienza di cattura del particolato.
È altresì possibile ottenere misure ripetibili per i parametri di maggior interesse: caduta di pressione alla portata nominale del filtro ed efficienza di cattura al minimo valore di efficienza.
Il pregio principale della norma è stato quello di aver sostituito, in un unico standard, una molteplicità di metodi distinti che generavano confusione nel determinare l’efficienza dei filtri.

Per molti utilizzatori di questo tipo di filtri, è importante verificare l’integrità e l’applicabilità dei filtri HEPA/ULPA relativamente alle effettive condizioni di utilizzo.
Ad esempio, mentre in settori quali la microelettronica e la produzione alimentare i test “in situ” vengono effettuati allo scopo di assicurare il livello desiderato di qualità del prodotto, in settori quali quello dell’industria farmaceutica, i test sono obbligatori per legge allo scopo di evitare qualsiasi tipo di danno per la salute umana.
In molti casi è stato verificato che gli utilizzatori di questi filtri non possiedono le informazioni sufficienti su come effettuare i test “in situ” o su come riadattare i valori di alcuni parametri forniti dal produttore del filtro, rispetto alle effettive condizioni di esercizio.


Le prove dei filtri HEPA/ULPA nel laboratorio del produttore

Le prestazioni di un filtro HEPA/ULPA vengono determinate attraverso specifici test predisposti appositamente per questo tipo di filtri e definiti nella norma EN 1822.
I test principali sono:

  • caduta di pressione alla portata d’aria nominale;
  • efficienza di cattura complessiva (integrale) relativa alla dimensione delle particelle con maggior penetrazione (MPPS = dimensione della particella più penetrante, most penetrating particle size) alla portata d’aria nominale;
  • efficienza di cattura locale relativa alla dimensione delle particelle con maggior penetrazione (MPPS) alla portata d’aria nominale;
  • assenza di perdite (cfr. valori della Classe H13)

.

I risultati dei test sono utilizzati per classificare i filtri dalla classe H10 alla U17 (vedi Tabella).

  Integral Value Local Value
 Filter Class  Collection Efficiency % Penetration %  Collection Efficiency % Penetration %
E10 85 15
E11 95 5
E12 99,5 0,5
H13 99,95 0,05 99,75 0,25
H14 99,995 0,005 99,975 0,025
U15 99,9995 0,0005 99,9975 0,0025
U16 99,99995 0,00005 99,99975 0,00025
U17 99,999995 0,000005 99,9999 0,0001

La nuova norma EN 1822 sostituisce tutti gli standard nazionali quali ad es. la BS 3928 (inglese), la DIN 24184 (tedesca) o l’AFNOR NF X44-013 (francese).
Tra le maggiori innovazioni della norma, si annoverano l’uso di una moderna tecnologia per il conteggio particellare e le procedure per la determinazione dell’efficienza minima di cattura.
Tutte le misure vengono effettuate con il filtro nuovo e alle condizioni di portata d’aria nominale, che deve sempre essere specificata.
In Figura 1 si può osservare un tipico risultato di un test.

risultato test efficienza minima di cattura Filtri HEPA/ULPA secondo Standard EN 1822

Il filtro testato viene scansionato per mezzo di ugelli mobili che spruzzano localmente aerosol, spostandosi su tutta la superficie; apposite sonde effettuano i rilievi locali di efficienza che poi vengono riportati sul grafico finale.
La determinazione della efficienza minima di raccolta e della MPPS sono le operazioni più difficili, da un punto di vista metodologico.
Per i filtri di Classe H13 e H14, la norma prevede un test alternativo chiamato “oil thread test” che viene eseguito durante il test per le perdite (in questo caso non viene eseguita la scansione).
Per i filtri di Classe U15, la determinazione delle efficienze di raccolta locali (scan test) è obbligatoria.
Spesso, uno scan test di questo tipo è gradito – da parte degli utilizzatori e dei fabbricanti – anche per i filtri di Classe H14.

Ci sono delle specifiche condizioni che devono essere raggiunte per poter ottenere risultati significativi da queste sofisticate operazioni di misura.
Generalmente tali condizioni sono relative ad un continuo monitoraggio della portata d’aria, del profilo della velocità dell’aria sulla faccia anteriore del filtro (che deve sempre risultare uniforme), della concentrazione del particolato di prova (che deve essere mantenuta costante nel tempo).
Per ragioni statistiche, deve essere mantenuta una concentrazione sufficiente di gas filtrato (a valle del filtro), al fine di avere un numero elevato di eventi che possano essere rilevati dal contatore particellare.
Ciò è strettamente legato alla concentrazione di gas di prova (a monte del filtro), che deve essere conseguentemente elevata.
Per contro, va definita una fase di diluizione di questo gas, quando inviato alla strumentazione di analisi (contatori a nuclei di condensazione o contatori laser di particolato), affinché possa rientrare nei limiti di rilevazione dello strumento.

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