ศูนย์การเรียนรู้ บทที่ 4

วิธีทดสอบและมาตรฐานของตัวกรองอากาศ: ตัวกรองอากาศใช้เส้นใยละเอียดของเนื้อแผ่นกรองและกลไกการกรองที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เช่นเดียวกับอนุภาคและก๊าซที่ตัวกรองดักจับได้

แล้วเราจะตรวจสอบได้อย่างไรว่าตัวกรองทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตามคุณสมบัติที่แจ้งไว้? เราจะนิยามตัวกรอง “ที่ดี” หรือตัวกรอง“ที่ไม่ดี ” ได้อย่างไร?

เราทราบดีว่าคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของตัวกรองอากาศคือ ประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นมาตรฐานความสามารถในการกำจัดมลพิษในอากาศเช่นฝุ่น อนุภาค และก๊าซ คุณสมบัติอื่นๆ ที่สำคัญ คือการพัฒนาแรงดันที่ลดลงของตัวกรอง’ และความสามารถในการดักจับฝุ่น

ในการวัดคุณสมบัติเหล่านี้จำเป็นต้องมีมาตรฐานในอุตสาหกรรมการกรองอากาศเพื่อให้แน่ใจว่าการทดสอบตัวกรองดำเนินการในลักษณะที่สอดคล้องและเชื่อถือได้ มาตรฐานที่เป็นไปตามเอกสารต่างๆ จะช่วยจำแนกและเปรียบเทียบตัวกรองจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน

การจำแนกตัวกรองและการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

ใน ยุโรป ตัวกรอง อากาศ ในระดับอนุภาค สำหรับ การใช้ เพื่อ ระบายอากาศทั่วไป จะถูก จำแนก ออก ตาม มาตรฐานการทดสอบ EN 779:2012 ใน สหรัฐฯ จะใช้มาตรฐานASHRAE 52.2 ตัวเลือก ของ มาตรฐาน จะบ่งชี้ ประเภท ของ อุปกรณ์ ทดสอบ ขั้นตอน การทดลอง การแบ่งประเภท ของ ตัวกรอง และ ผลการทดสอบ

การทดสอบตามมาตรฐาน EN 779:2012

ในมาตรฐานนี้ ตัวกรองจะถูกใช้เพื่อวัดความสามารถในการดักจับฝุ่นตามมาตรฐานและจะถูกทดสอบด้วยละอองลอยหรือแอโรซอล (aerosol) เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในการกรอง ความสามารถในการจับฝุ่นคือ การวัดปริมาณของฝุ่นที่นำมาใช้ทดสอบ (หน่วยเป็นกรัม) ที่ตัวกรองดักจับได้ จนกระทั่งถึงจุดแรงดันตกสุดท้าย (ดูตารางที่ 1 ด้านล่าง) การวัดประสิทธิภาพจะทำหลังจากการทดสอบปริมาณฝุ่นในระดับปกติไปจนกว่าจะถึงแรงดันตกสุดท้ายที่กำหนด

ผลการทดสอบจะใช้ในการจำแนกประเภทของตัวกรอง การกรองที่มีประสิทธิภาพปานกลางและสูง จะใช้ในการกรองอนุภาคที่มีขนาด 0.4 ไมครอน (μm) ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าสนใจเมื่อพิจารณาว่า สาเหตุส่วนใหญ่ของอนุภาคเหล่านี้&เกิดจากการกระทำของมนุษย์& ซึ่งขนาดอนุภาคอยู่ที่ประมาณ

0.4 &ไมครอน สำหรับตัวกรองที่จะคุณสมบัติอยู่ในคลาส F7 ’ประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยจะต้องอยู่ระหว่าง 80-90%(≥80 <90 %) ตลอดช่วงที่ทำการทดสอบ อย่างไรก็ดี เมื่อนำไปใช้งานจริง ’ค่าประสิทธิภาพของตัวกรองจะไม่เพิ่มขึ้น

ตัวกรองบางตัวใช้เส้นใยโพลีเมอร์ที่อัดประจุไฟฟ้าสถิต (ใยสังเคราะห์) ประสิทธิภาพของตัวกรองแบบนี้จะขึ้นอยู่กับความแรงของประจุซึ่งจะอ่อนตัวลงเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งมักจะใช้เวลาภายในสองถึงสามเดือนเนื่องจากตัวกรองนั้นถูกใช้งาน การวัดและการระบุความสามารถในการกรอง (Minimum Efficiency - ME) ของตัวกรองเหล่านี้ หลังประสิทธิภาพเกิดลดลงก็จะถูกระบุในขั้นตอนการวัดและการทดสอบตามตามมาตรฐาน EN 779:2012 ในการเอาประจุไฟฟ้าสถิตออก ไอโซโพรพานอลจะถูกนำมาใช้กับตัวกรอง ค่า ME สำหรับตัวกรอง F7 คือ 35% (ดูตารางที่ 1)

การทดสอบตามมาตรฐาน ASHRAE

ASHRAE 52.2:2007 คือมาตรฐาน การทดสอบและการแยกประเภทตัวกรองของสหรัฐอเมริกา อนุภาคเกลือ (เกลือโพแทสเซียมคลอไรด์) ใช้ในการวัดประสิทธิภาพของตัวกรอง ’ กับขนาดอนุภาคสามขนาดที่ต่างกัน 0.3-1& ไมครอน 1-3& ไมครอน และ 3-10 &ไมครอน และระหว่างขั้นตอนการใส่ฝุ่นในปริมาณที่เพิ่มขึ้น

ในการวัดความสามารถในการกักเก็บฝุ่น ฝุ่นที่นำมาทดสองจะถูกใส่เข้าไปในตัวกรองตามมาตรฐาน ASHRAE MERV &ย่อมาจาก the Minimum Efficiency Reporting Value หรือ ค่าความสามารถในการกรองที่ระบุ&ตามมาตรฐาน ASHRAE 52.2 MERV คือประสิทธิภาพเริ่มต้นต่ำสุดสามารถวัดหรือให้คะแนนได้ในระหว่างการป้อนฝุ่น

ใน ASHRAE 52:2 ภาคผนวก J ประจุไฟฟ้าสถิตจะถูกนำออกโดยละอองทดสอบโพแทสเซียมคลอไรด์ส่วนเกิน

มาตรฐานใหม่สำหรับการทดสอบตัวกรอง

ISO 16890 เป็นมาตรฐานตัวกรองใหม่ทั่วโลกที่ได้รับการพัฒนาเพื่อแทนที่ EN 779 และ ASHRAE

52.2. ประสิทธิภาพการกรองเป็นพื้นฐานสำหรับมาตรฐานและมีการวัดโดยใช้วิธีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับประเภทของตัวกรอง สำหรับตัวกรองหยาบ น้ำหนักของฝุ่นจะถูกนำมาใช้ทดสอบ สำหรับตัวกรองที่มีประสิทธิภาพปานกลาง จะใช้ทดสองกับอนุภาคขนาด PM2.5 และ PM10 ประสิทธิภาพของอนุภาค PM1 ใช้สำหรับตัวกรองที่มีประสิทธิภาพสูง

การรับประกันคุณภาพของตัวกรอง

Swedish P-mark เป็นเครื่องหมายรับประกันคุณภาพที่ปัจจุบันได้รับคะแนนคุณภาพสูงสุด ไม่มีระบบคุณภาพอื่นใดที่จะมีเกณฑ์หรือตั้งอยู่บนเงื่อนไขของการใช้งานจริง ตัวกรองได้รับการทดสอบในห้องปฏิบัติการตามมาตรฐาน EN 779:2012 เพื่อรับประกันประสิทธิภาพในสภาพการใช้งานจริง ตัวกรองได้ถูกทดสอบในสภาพแวดล้อมจริงเป็นเวลาหกเดือน

การรับรองคุณภาพ Eurovent

เพื่อรับรองว่าตัวกรองดำเนินการตาม ’ข้อมูลทางเทคนิคของผู้ผลิต โดย Eurovent Certification Company ซึ่งเป็นหน่วยงานอิสระ สามารถทำการทดสอบและรับรองตัวกรองแบบถุงกรอง แบบคอมแพ็ค และแบบพาเนลในคลาสตัวกรองที่มีความละเอียด ระดับ M5 ถึง F9 ที่ Eurovent มีการใช้ห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรองตาม EN 779

ผู้ผลิตที่ได้รับการอนุมัติจะได้รับใบรับรองคุณภาพ Eurovent และได้รับอนุญาตให้ใช้สัญลักษณ์ Eurovent ในการทำการตลาด การทดสอบจะต้องทำซ้ำทุกปีเพื่อรักษาใบรับรองคุณภาพ

มาตรฐานการทดสอบสำหรับตัวกรองระดับโมเลกุล

แม้จะมีการใช้ตัวกรองระดับโมเลกุลมานานกว่า 50 ปีแล้ว แต่เพิ่งมีการกำหนดมาตรฐานการทดสอบสากลสำหรับตัวกรองระดับโมเลกุลให้เป็นไปตามมาตรฐานเดียวกัน นอกจากนี้ ยังไม่มีระบบการจำแนกประเภทสำหรับตัวกรองระดับโมเลกุล อย่างเช่น EN 779 ปัจจุบัน’ มาตรฐานโมเลกุลสามารถแยกทดสอบได้สำหรับวัสดุและสำหรับเครื่องกรองที่ประกอบเสร็จเรียบร้อยแล้ว

GPACM

Gas Phase Air Cleaning Media (GPACM) เป็นตัวย่อสำหรับเนื้อกรองที่ใช้กรองแยกก๊าซในอากาศ เนื้อกรองอากาศที่ไม่อัดตัว เช่น เม็ดกลมๆ หรือเม็ดเล็กๆ จะถูกทดสอบตามมาตรฐาน ANSI / ASHRAE 145.1 ของสหรัฐฯโดยจะทดสอบด้วยการไหลของอากาศที่ปนเปื้อนในหลอดทดลองขนาดกว้างสองนิ้ว ซึ่งจะรักษาความคงที่ของทั้งการไหลเวียนของอากาศ อุณหภูมิ และความชื้น เวลาจะถูกวัดจนกว่าจะถึงการพัฒนาความเข้มข้นเบื้องต้นที่ 50%

นอกเหนือจากเนื้อกรองอากาศที่ไม่อัดตัว มาตรฐานสากลอย่าง 10121-1 ก็จะใช้ทดสอบเนื้อกรองแผ่นเรียบ และโครงสร้างที่คล้ายกับรังผึ้ง มาตรฐานทั้งคู่ใช้ในการทดสอบมาตรฐานเนื้อกรองอากาศ ไม่ใช่สำหรับใช้ทดสอบตัวผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์แล้ว

GPACD

Gas Phase Air Cleaning Media (GPACM) เป็นตัวย่อสำหรับเส้นใยของกรองอากาศที่ใช้กรองแยกก๊าซในอากาศ ประสิทธิภาพเริ่มต้น ประสิทธิภาพในระหว่างการทดสอบ ความจุ ความทนทาน และการลดลงของแรงดัน สามารถทดสอบได้ตามมาตรฐาน ANSI / ASHRAE 145.2 ของสหรัฐฯ หรือมาตรฐานสากล ISO 10121-2 ทั้งสองแบบใช้วิธีการต่างๆ เพื่อเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน

ANSI / ASHRAE 145.2 ทดสอบเฉพาะ GPACD ที่ใช้เนื้อกรองอากาศแบบสารดูดซับ และผู้ใช้สามารถเลือกใช้ก๊าซที่จะนำมาทดสอบ 30 ชนิดที่ต่างกันและมีความเข้มข้นคงที่ ผลความสามารถของเนื้อกรองจะปรากฏ  เพราะ   ปริมาณ  ก๊าซที่ถูกปล่อยออกไปที่ 99% หรือหลังจากเวลาสูงสุดสี่ชั่วโมง ISO 10121-2 มีส่วนที่เปิด ซึ่งสามารถกำหนดก๊าซเฉพาะการใช้งาน ความเข้มข้น การไหล อุณหภูมิ และความชื้นได้ ส่วนอื่นจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้แล้วล่วงหน้า มาตรฐาน ISO ต้องการการลดประสิทธิภาพขั้นต่ำเพื่อให้ได้ข้อมูลคุณภาพและรับเอาตัวกรองและเทคนิคการทำความสะอาดอากาศทุกประเภท

EN 13779 สำหรับกำหนดคลาสตัวกรอง

EN 13779 คือ มาตรฐาน สำหรับ การระบา ทั่วไป ใน อาคาร ทุก แบบ มาตรฐานนี้ระบุระดับของฟังก์ชั่นที่จำเป็นสำหรับการแก้ปัญหาด้านเทคนิค แต่ไม่ใช่การบังคับ EN 13779 ช่วยสร้างอากาศในอาคารที่ดีต่อสุขภาพและรู้สึกสบายพร้อมค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและดำเนินการที่ยอมรับได้

ระดับของตัวกรองถูกกำหนดโดยมาตรฐานที่ระบุขั้นตอนการกรองที่จำเป็นในการบรรลุเป้าหมายของคุณภาพอากาศภายในอาคาร (IAQ) เมื่อพิจารณาจากระดับมลพิษภายนอกอาคาร ตัวกรองก๊าซสำหรับการกรองโมเลกุลเพื่อขจัดก๊าซและไอระเหยจะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุด (ดูตารางที่ 2)

ตัวกรองอากาศประสิทธิภาพสูง

ซึ่งแบ่งการทดสอบตัวกรองอากาศประสิทธิภาพสูงแบบออกเป็น EPA, HEPA และ ULPA เป็นห้าส่วน

ตัวกรองอากาศประสิทธิภาพสูงถูกจัดประเภทโดยใช้ขนาดอนุภาค MPPS (Most Penetrating Particle Size หรือขนาดของอนุภาคที่เจาะทะลุมากที่สุด) – อนุภาคที่สามารถทะลุผ่านตัวกรองได้ง่ายที่สุด การทดสอบการรั่วไหลจำเป็นสำหรับการทดสอบตัวกรองในระดับ H13 และสูงกว่า

“ISO 29463 – ตัวกรองประสิทธิภาพสูงและเส้นใยเนื้อตัวกรองอากาศสำหรับการกำจัดอนุภาคในอากาศ ” – เป็นมาตรฐาน ISO อ้างอิงตามมาตรฐาน EN 1822 นอกจากนี้ ยังแบ่งออกเป็นห้าส่วนที่มีหัวข้อเหมือนกับใน EN 1822 “แม้”ว่าจะมีการเพิ่มระดับในระหว่าระดับของ EN 1822 เช่น 99.90% ซึ่งก็คือ ISO 30E

IEST ซึ่งเป็นสมาคมเทคนิควิศวกรรมระหว่างประเทศในสหรัฐอเมริกาได้คิดค้นวิธีการทดสอบจำนวนมาก IEST-RP-CC001, 007, 021 และ 034 ในเรื่องเกี่ยวกับตัวกรองอากาศประสิทธิภาพสูง ส่วนต่างๆ ของข้อกำหนดมาตรฐานนี้ครอบคลุมถึงประสิทธิภาพการทำงาน การจำแนกประเภท การออกแบบ ข้อกำหนดการออกแบบ และการทดสอบเนื้อกรองอากาศ

มาตรฐานสำหรับห้องปลอดเชื้อ

ปัจจุบัน ISO 14644 และ ISO 14698 เป็นมาตรฐานที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับห้องปลอดเชื้อ ISO 14644 ได้เข้ามาแทนที่มาตรฐานสากลต่างๆ เช่น U.S.   Federal Standard 209 และ British Standard 5295.

ISO 14644 มีสิบส่วนและยังจะได้รับการเพิ่มเติมในอีกหลายส่วน ISO 14644 ไม่ได้ให้ความสนใจถึงระดับจุลินทรีย์ ISO 14698 และ GMP (Good Manufacturing Practices หรือมาตรฐานการผลิตผลิตภัณฑ์) ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารและเภสัชกรรม มาตรฐานนี้จะรวมถึงสารปนเปื้อนทางจุลินทรีย์

*GF = ตัวกรองก๊าซ (ตัวกรองถ่านกัมมันต์ และ/หรือตัวกรองสารเคมี)