Механизм удаления частиц

Фильтрующая среда HEPA фильтра выполнена из стекловолокна очень малого диаметра (от 0,1 мкм до 10 мкм), при этом волокна случайно ориентированы, а промежутки между волокнами превышают размер частиц. Основными эффектами, приводящими к задержанию частиц, являются:

- инерция;

- диффузия;

- зацепление.

Эффект инерции оказывает влияние на достаточно крупные частицы, т.е. частицы, имеющие сравнительно большую массу. В процессе соударения (инерционного взаимодействия), крупные частицы благодаря моменту инерции покидают струи воздуха, обтекающие волокна, и оседают на волокнах.

Эффект диффузииоказывает влияние на мелкие частицы, т.е. частицы, обладающие малой массой. Поскольку при соударениях мелкие частицы не способны самостоятельно покинуть струи воздуха из-за малого момента инерции, то они осуществляют хаотичное движение, которое в конечном итоге приводит к тому, что эти частицы сталкиваются с волокнами фильтра и оседают на них.

Эффект зацепления проявляется в случае, когда крупная частица, проходя мимо волокна по линии тока, сталкивается с ним за счет своего конечного размера.

На рис. 7 приведены кривые эффективности HEPA фильтра с минимальной эффективностью для частиц размером 0,3 мкм. Размер, соответствующий минимальной эффективности фильтра, называется размером частиц с максимальной проникающей способностью. Необходимо заметить, что коэффициент фильтрации в промежутке от 0,1 до 0,3 мкм крайне нестабилен и зависит от скорости воздушного потока, влажности воздуха и др. факторов.

Эффективность

1,0

	Эффект диффузии

0,0

Размер частиц, мкм

Рис. 7. Кривые эффективности HEPA фильтра

Механизм удержания частиц HEPA фильтрами заключается в предположении, что, соприкоснувшись с волокном, частица присоединяется к нему за счет статического электрического притяжения или же за счет физического крепления. Это является бесспорным для частиц небиологического происхождения, так как механизм взаимодействия биологических частиц с волокнистой структурой HEPA фильтра имеет иную природу.

Прежде всего, необходимо иметь в виду, что биологические частицы являются живыми организмами, которые перемещаются в направлении питательной среды. Способность бактерий и простейших микроорганизмов к целенаправленному движению генетически обусловлена наличием у них разного рода жгутиков и ворсинок. Подвижные микроорганизмы двигаются к химическим аттрактантам (привлекающим веществам – питательной среде) и уклоняются от химических репеллентов (неприятельских веществ). Они сами могут освобождать себя от прикрепления к фильтрационным волокнам и вновь возвращаться в воздушный поток и, таким образом, двигаться вдоль волокон в поисках влаги и питательных веществ. Этот факт подтверждается отчетами некоторых лечебно-профилактических учреждений о том, что бациллы туберкулеза (1-5 мкм) проникают сквозь HEPA фильтры. Очевидно, что для бактерий такого размера это вполне возможно (табл. 7).

Таким образом, HEPA фильтры:

- эффективны при задержании твердых частиц;

- не эффективны при задержании вирусов;

- мало эффективны при задержании бактерий и грибов малого размера.

Таблица 7

Размеры и характеристика микроорганизмов