KIỂM TRA TÍNH TOÀN VẸN CỦA BỘ LỌC HEPA: MỘT CÁCH TIẾP CẬN THỰC TẾ

Lọc không khí trong các khu vực riêng biệt quy trình khử trùng là rất quan trọng để duy trì không khí sạch trong môi trường sản xuất. Sau đây là những mẹo để bảo vệ bộ lọc HEPA phù hợp với mục đích sau khi được lắp đặt trong cơ sở của bạn. 

Các nhà sản xuất bộ lọc không khí hiệu suất cao (HEPA) cho phòng sạch và môi trường kiểm soát thường kiểm tra hiệu suất loại bỏ hạt của sản phẩm. Tương tự, sau khi đơn vị được lắp đặt tại công trình sản xuất của người dùng, quá trình kiểm tra nên được thực hiện ngay để xác nhận tính toàn vẹn của bộ lọc cũng như quá trình lắp đặt. Thông thường, bộ lọc HEPA có khả năng giữ lại đến 99,97% hạt có kích thước nhỏ nhất là 0,3 micron.  

 

Kiểm tra bằng phương pháp DOP còn được gọi là kiểm tra toàn vẹn bộ lọc hoặc kiểm tra rò rỉ, là một trong những phương pháp được trích dẫn nhiều nhất theo các tiêu chuẩn ngành công nghiệp. Kiểm tra này được khuyến nghị được lặp lại định kỳ để xác nhận hiệu suất của bộ lọc. Trong quá trình kiểm tra, bộ lọc được kiểm tra bằng cách đưa vào các hạt và đo lường đầu ra.

 

Thử nghiệm rò rỉ bộ lọc HEPA được bắt buộc theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế khác nhau, bao gồm Hướng dẫn của FDA dành cho ngành: Sản phẩm thuốc vô trùng được sản xuất bằng quy trình vô trùng – c GMP và chuỗi báo cáo kỹ thuật của Tổ chức Y tế Thế giới, Số 961. Đối với phòng sạch, tiêu chuẩn ISO 14644-3 cung cấp hướng dẫn thêm. 

 

Thử nghiệm rò rỉ lọc  

Phương pháp kiểm tra trắc quang aerosol truyền thống, được sử dụng từ những năm 1950, phù hợp để đo đến 0,003% bằng kiểm tra quét DOP. Để thực hiện kiểm tra rò rỉ bộ lọc chính xác, cần đảm bảo nồng độ sol khí kiểm tra đồng nhất trên toàn bộ bề mặt bộ lọc; điều này được gọi là tính đồng nhất không gian. Nếu không, nồng độ cục bộ cao hoặc thấp có thể khiến bộ lọc hoạt động sai hoặc vượt qua bài kiểm tra. ISO 14644-3 gợi ý rằng sự thay đổi nồng độ sol khí thử nghiệm theo thời gian không được vượt quá ±15%. Tính đồng nhất của thách thức ngược dòng của bộ lọc phải được xác minh. 

 

Nếu một phòng sạch là mục tiêu của thử nghiệm, bình xịt thử nghiệm sẽ được phun sau thiết bị xử lý không khí (AHU). Vào thời điểm không khí đi đến các bộ lọc, các hạt thử nghiệm được trộn đều trong các ống dẫn khí dẫn đến nồng độ đồng đều ở mặt sau của mỗi bộ lọc đầu cuối. 

 

Nếu không thể phun sol khí ngay sau AHU, thì nó phải được phun vào hệ thống ống dẫn cách bộ lọc ít nhất 15 đến 20 đường kính ống dẫn. 

 

Tốc độ dòng chảy cho bài kiểm tra

Điều quan trọng là tốc độ dòng chảy thích hợp qua các bộ lọc được thiết lập trước khi thử nghiệm. Khi kiểm tra rò rỉ bộ lọc tại chỗ, hệ thống phải được kiểm tra theo các thử nghiệm được mô tả trong ISO 14644-3 để xác định lưu lượng luồng không khí, kiểm tra vận tốc cân bằng và nếu thích hợp, tính đồng nhất của các thông số này nằm trong giới hạn quy định. Các thử nghiệm này phải được thực hiện trước thử nghiệm tính đồng nhất thử thách và thử nghiệm rò rỉ.

 

Tiêu chuẩn ISO14664-3 chỉ ra mức rò rỉ 0,01% của nồng độ thử nghiệm nhưng cho phép các tiêu chí thay thế được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp. Tuy nhiên, hướng dẫn của FDA chỉ ra rằng 0,01% thâm nhập là rò rỉ.

 

Tốt nhất là bắt đầu quét ở khu vực miếng đệm, thay vì mặt bộ lọc, để bất kỳ vấn đề nào về việc tràn các hạt thử nghiệm từ khu vực miếng đệm và lên mặt bộ lọc không gây ra kết quả sai về rò rỉ trong môi trường. Sau khi kiểm tra miếng đệm, có lẽ tốt nhất bạn nên chuyển sang phần đệm kín giữa môi trường bộ lọc và vỏ hộp lọc, sau đó đến mặt bộ lọc. 

 

Lựa chọn bình xịt

Có ba loại bình xịt có thể được sử dụng để kiểm tra việc lắp đặt bộ lọc trong phòng sạch. Đó là:

● Bình xịt tạo lạnh 

● Bình xịt nóng được tạo ra

● Kính hiển vi

 

Hai loại đầu tiên được hình thành từ chất lỏng loại dầu. Các quả cầu polystyrene latex (PSL) được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng vi điện tử, trong khi polyalphaolefin (PAO) trong khoa học đời sống. Thông tin trong Bảng 1 mô tả các sol khí thử thách điển hình được sử dụng để thử nghiệm HEPA. 

 

Trước khi bắt đầu quét bộ lọc, cần đặt nồng độ của các hạt sol khí thử nghiệm ngược dòng bộ lọc. Tiêu chuẩn ISO 14644-3 đề xuất nồng độ trong khoảng 10µg/l và 100µg/l nên được sử dụng cho phương pháp thử trắc quang. Nó cũng gợi ý rằng nồng độ thấp hơn 20µg/l làm giảm độ nhạy và nồng độ trên 80µg/l gây tắc nghẽn bộ lọc. Tốt nhất là sử dụng nồng độ khuyến cáo thấp hơn để giảm thiểu khả năng tắc nghẽn hoặc hiện tượng chảy nhựa.

 

Rò rỉ là gì?

Điều quan trọng cần hiểu là tốc độ quét của đầu dò trên mặt bộ lọc. Nếu nó được thực hiện nhanh chóng đối với rò rỉ bộ lọc, thì có thể không có đủ thời gian để nó xử lý một số thách thức sol khí do rò rỉ và điều này sẽ khiến giá trị giảm xuống dưới tốc độ được chỉ định.

 

Hình 1: Ví dụ về đầu dò lấy mẫu. W là chiều rộng và D là chiều sâu

 

Tốc độ quét có liên quan đến độ sâu của kích thước đầu dò (xem Hình 1). Độ sâu của đầu dò càng nhỏ thì thời gian vượt qua rò rỉ càng ít và do đó không đủ; ít rò rỉ hơn sẽ được tìm thấy so với một đầu dò sâu hơn.

 

Theo ISO 14644-3, tốc độ quét được tính theo phương trình sau:

- Vận tốc quét (cm/s) = 15/w

Ở đây, w là chiều rộng của đầu dò đi vuông góc với hướng chuyển động (cm).

 

Ví dụ: khi sử dụng đầu dò 3cm x 3cm, chiều rộng của đầu dò đi vuông góc với hướng quét là 3 cm, do đó vận tốc quét có thể được tính như sau:

- Vận tốc quét (cm/s) = 15/3 = 5 cm/s

 

Quét rò rỉ

Thông thường, các bộ lọc HEPA có một khoảng trống giữa bộ lọc và vỏ của nó nên miếng đệm được đặt ở phía sau. Để xác định vị trí rò rỉ miếng đệm trong khu vực giữa khung bộ lọc và vỏ, đầu dò được đưa vào khu vực đó và sau đó khu vực này được quét.

 

Các hạt từ rò rỉ miếng đệm sẽ lan ra và lấp đầy khoảng trống giữa bộ lọc và vỏ (xem Hình 2). Khi quét xung quanh khu vực để tìm chỗ rò rỉ của miếng đệm, người thử nghiệm sẽ bắt gặp mật độ cao của các hạt ở khoảng cách xa so với chỗ rò rỉ thực tế khiến họ nghĩ rằng đã phát hiện ra chỗ rò rỉ. Trong tình huống này, nên tháo đầu dò ra khỏi ống mẫu và quét với diện tích ống nhỏ hơn nhiều để xác định điểm đọc được độ xuyên hạt cao nhất, từ đó xác định rò rỉ miếng đệm. 

Hình 2: Sự lan truyền của các hạt từ rò rỉ miếng đệm

 

Trong trường hợp miếng đệm bị rò rỉ đáng kể, có thể sử dụng vòi phun khí không có hạt vào khu vực rò rỉ để làm sạch các hạt; thậm chí một vài luồng không khí từ đĩa cũng có thể hữu ích.

 

Quét mặt bộ lọc

Toàn bộ bề mặt của mỗi bộ lọc phải được quét để phát hiện rò rỉ bằng cách sử dụng các nét hơi chồng lên nhau của đầu dò và di chuyển đầu dò với tốc độ không vượt quá tốc độ quét tối đa đã tính toán. Đầu dò phải được giữ cách vật liệu lọc khoảng 30mm.

(Hình 3: Một vách ngăn được sử dụng khi quét bộ lọc có rò rỉ từ miếng đệm)

 

Nếu phát hiện rò rỉ cần phải quay lại bề mặt đưa đầu dò đi từ từ qua nó và quay lại từ từ lần nữa để xác định chính xác vị trí. Tháo đầu dò và chỉ sử dụng ống giúp xác định chính xác vị trí rò rỉ. Có thể cần phải di chuyển từ từ qua chỗ rò rỉ nhiều lần trên mỗi trục để xác định vị trí chính xác.

 

Khi có rò rỉ ở miếng đệm, các hạt có thể tràn xuống bề mặt bộ lọc và rò rỉ có thể được phát hiện nhầm là trên mặt bộ lọc. Do đó, nên bắt đầu quét bộ lọc tại khu vực vòng đệm.

 

Việc đọc sai phần lớn có thể được khắc phục bằng cách sử dụng một tấm vách ngăn được giữ trên mặt bộ lọc khi mặt bộ lọc liền kề được quét (xem Hình 3).

 

Đối phó với sự ô nhiễm

Sự cuốn theo không khí là một vấn đề khi thử nghiệm bộ cách ly trong phòng sạch không theo hướng nếu các bộ lọc HEPA hoặc máy trạm theo hướng đang được thực hiện đồng thời. Ở đây, sự cố rỏ rỉ khí thử nghiệm có thể gây ra tăng nồng độ hạt đáng kể trong phòng.

(Hình 4: Cuốn theo không khí. Không khí bị ô nhiễm với các hạt sol khí thử nghiệm trên bộ lọc)

 

Các hạt này có thể bị hút vào khoảng trống giữa bộ lọc và khung hoặc tràn ra bề mặt bộ lọc do đó rất khó để quyết định liệu có rò rỉ hay không và nếu có thì rò rỉ đến từ vỏ, miếng đệm hay phương tiện bộ lọc (xem Hình 4).

 

Vấn đề này có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng tường chống cuốn. Bức tường được đẩy vào trần nhà và mặt bộ lọc của bức tường được kiểm tra rò rỉ. Một giải pháp thiết thực là sử dụng mui xe của máy đo độ nặng như một bức tường, bao phủ bộ lọc và sau đó chui vào mũi xe để kiểm tra bộ lọc HEPA (xem Hình 5).

(Hình 5 cho thấy một ví dụ sử dụng nắp của máy đo độ nặng làm tường chống cuốn)

 

Khắc phục rò rỉ

Lời khuyên cuối cùng: Nếu phát hiện thấy rò rỉ trong bộ lọc HEPA, cách tốt nhất để khắc phục là làm theo quy trình vá lỗi được đề xuất. Các phần khác nhau trong trạng thái IEST RP-CC034.2: “Việc sửa chữa lấp đầy không được chặn hoặc hạn chế nhiều hơn 3% diện tích mặt bộ lọc bổ sung và không một sửa chữa đơn lẻ nào có kích thước vượt quá 3,8 cm (1,5 inch).” Sau khi sửa chữa hoàn tất và thời gian xử lý phù hợp đã được cho phép để thiết lập bản vá, hãy kiểm tra rò rỉ gần khu vực sửa chữa.