HEPA hoạt động như thế nào? Vì sao nó có thể “giữ bụi” hiệu quả đến vậy trong khi mắt người không nhìn thấy được? Và làm sao để lựa chọn đúng loại HEPA phù hợp với từng cấp độ sạch?
HEPA Filter (High Efficiency Particulate Air Filter) là một trong những thành phần quan trọng nhất trong hệ thống phòng sạch - nơi yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt các hạt bụi siêu mịn, vi sinh vật và ô nhiễm không khí. Với khả năng loại bỏ tới 99.97% các hạt có kích thước ≥ 0.3 micron, HEPA Filter là tiêu chuẩn không thể thiếu trong ngành dược phẩm, điện tử, thực phẩm và y tế.
Nhưng HEPA hoạt động như thế nào? Vì sao nó có thể “giữ bụi” hiệu quả đến vậy trong khi mắt người không nhìn thấy được? Và làm sao để lựa chọn đúng loại HEPA phù hợp với từng cấp độ sạch?
Bài viết này của Air Filter VCR sẽ giúp bạn hiểu rõ nguyên lý hoạt động, các cơ chế bắt giữ hạt bụi, tiêu chuẩn kỹ thuật HEPA (EN 1822, ISO 29463), và cách ứng dụng HEPA Filter hiệu quả trong môi trường phòng sạch hiện đại.
Nguyên lý hoạt động của HEPA Filter
HEPA Filter không chỉ là một tấm lưới dày đặc. Nó hoạt động dựa trên ba cơ chế vật lý chính để bắt giữ các hạt bụi siêu nhỏ - kể cả khi kích thước hạt nhỏ hơn khe lọc.
Ba cơ chế chính của HEPA Filter
| Cơ chế | Mô tả | Bắt giữ hạt có kích thước nào? |
| Va chạm quán tính (Inertial Impaction) | Hạt lớn lao theo dòng khí, va vào sợi lọc do quán tính | >1 µm |
| Chuyển động ngẫu nhiên (Brownian Diffusion) | Hạt siêu nhỏ chuyển động hỗn loạn, va vào sợi lọc | <0.1 µm |
| Chặn trực tiếp (Interception) | Hạt trung bình bị dòng khí dẫn đi và chạm vào sợi lọc | 0.1 - 1 µm |
Hiệu suất lọc cao nhất của HEPA nằm ở kích thước hạt 0.3 µm - gọi là MPPS (Most Penetrating Particle Size), đây là điểm "khó bắt" nhất - nhưng HEPA vẫn giữ lại được đến 99.97% số hạt.
Vì sao HEPA không hoạt động như lưới lọc thông thường?
Khác với các tấm lọc bụi cơ bản (lọc bằng mắt lưới), HEPA sử dụng sự kết hợp của động học khí, va chạm phân tử và độ dày vật liệu sợi thủy tinh/melt-blown để giữ lại hạt. Chính vì vậy, dù hạt bụi nhỏ hơn khe hở sợi lọc, HEPA vẫn giữ được nhờ lực tác động ngẫu nhiên và dòng khí chuyển động chậm.
Kết luận:
- HEPA không “chặn” hạt như rây lưới, mà bắt giữ hạt bằng 3 cơ chế vật lý kết hợp.
- Hiệu quả lọc đạt ≥99.97% với hạt có đường kính 0.3 micron (MPPS).
- Chính cơ chế này giúp HEPA đạt tiêu chuẩn dùng trong GMP, ISO 14644, các nhà máy dược phẩm, điện tử, thực phẩm, phòng mổ…
Các tiêu chuẩn kỹ thuật của HEPA Filter
Để được gọi là HEPA Filter, một tấm lọc phải vượt qua các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất lọc, khả năng giữ hạt và độ kín khí. Các tiêu chuẩn phổ biến nhất hiện nay gồm:
1. EN 1822 - Tiêu chuẩn châu Âu cho HEPA & ULPA
Đây là tiêu chuẩn kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành phòng sạch tại châu Âu và các nước áp dụng GMP EU.
| Phân loại | Hiệu suất lọc MPPS | Ứng dụng phổ biến |
| E10 - E12 | 85% - 99.5% | Lọc thô/tiền lọc cho hệ thống HEPA |
| H13 | ≥99.95% | GMP, ISO 7 - ISO 8 |
| H14 | ≥99.995% | GMP phòng cân, ISO 5 - ISO 6 |
| U15 - U17 | ≥99.9995% | ULPA - môi trường vi điện tử, ISO 4 trở xuống |
Mỗi tấm lọc H13 trở lên đều phải test rò rỉ từng tấm (individual scan test) trước khi xuất xưởng - theo EN 1822-4.
2. ISO 29463 - Chuẩn quốc tế hóa từ EN 1822
ISO 29463 được phát triển dựa trên EN 1822, mang tính quốc tế hơn. Các cấp lọc tương ứng về hiệu suất nhưng có phân loại chi tiết hơn về MPPS.
- ISO 35H ≈ H13
- ISO 45H ≈ H14
- ISO 29463 nhấn mạnh vào MPPS và phương pháp đo bằng hạt PSL (PolyStyrene Latex) hoặc DEHS.
3. Vì sao phải hiểu tiêu chuẩn này khi chọn HEPA?
- Không phải tất cả "HEPA" đều giống nhau - có sự khác biệt lớn giữa H13 và H14.
- Chọn sai cấp lọc có thể khiến phòng sạch không đạt ISO/GMP, dù thiết kế hệ thống đạt.
- Khi audit nhà máy, bộ lọc phải có giấy kiểm định từng tấm, nêu rõ: mã số, ngày test, số serial, cấp lọc, kết quả MPPS test.
Kết luận phần tiêu chuẩn:
- Chọn đúng cấp HEPA là yếu tố then chốt đảm bảo chất lượng không khí trong phòng sạch.
- Luôn yêu cầu giấy kiểm định (Test Report) từ nhà sản xuất, và đảm bảo bộ lọc đạt chuẩn EN 1822 hoặc ISO 29463.
- Trong nhà máy dược phẩm, phòng cân, chiết rót - cần tối thiểu H14 + test scan từng tấm.
Ứng dụng HEPA Filter trong các ngành công nghiệp phòng sạch
HEPA Filter không chỉ là thiết bị lọc - mà là rào chắn cuối cùng ngăn ô nhiễm ảnh hưởng đến sản phẩm, quy trình và con người. Tùy theo đặc thù từng ngành, HEPA sẽ được lựa chọn và lắp đặt khác nhau.
1. Ngành dược phẩm - Kiểm soát vi sinh vật và bụi hoạt chất
Vị trí lắp đặt phổ biến: Trên trần (FFU hoặc HEPA Box) tại phòng cân, khu vực chiết rót, đóng gói cuối cùng.
Cấp lọc yêu cầu: H13 - H14 (EN 1822), được test rò rỉ từng tấm.
Mục tiêu:
- Giữ sạch cấp ISO 5-7 (GMP EU Annex 1).
- Ngăn bụi hoạt chất quay vòng trong không khí gây nhiễm chéo.
- Kết hợp với chênh áp, Interlock, Pass Box để kiểm soát hướng dòng khí.
Gợi ý thiết bị liên quan: HEPA Box (trần), FFU EC tiết kiệm điện, pre-filter G4/F8 gắn kèm.
2. Ngành thực phẩm - Kiểm soát vi sinh & mùi
Ứng dụng điển hình: Phòng chế biến sản phẩm dễ hư, dễ bay mùi: sữa, nước chấm, sản phẩm tươi sống.
Cấp lọc sử dụng: Thường là H13 kèm pre-filter - vì vi sinh lớn hơn bụi mịn, dễ bắt hơn.
Mục tiêu:
- Duy trì độ sạch ổn định trong khu chiết rót.
- Kết hợp với hệ thống lọc khí khử mùi, diệt khuẩn UV hoặc ozone.
- Ngăn vi sinh phát sinh từ môi trường bên ngoài vào vùng vô trùng.
Gợi ý thiết bị liên quan: HEPA Box có thể tháo rời, pre-filter dễ thay thế, lọc carbon kết hợp.
3. Ngành điện tử - Kiểm soát bụi siêu mịn và tĩnh điện
Vị trí sử dụng: Dây chuyền SMT, khu vực in keo, gắn chip IC - yêu cầu ISO 5-6.
Thiết bị chính: FFU có tích hợp HEPA H14 + quạt EC + tấm tản dòng.
Mục tiêu:
- Lọc các hạt bụi siêu nhỏ gây ngắn mạch - kể cả <0.3 µm.
- Hạn chế nhiễu tĩnh điện (ESD), kết hợp với sàn chống tĩnh và khí ion hóa.
- Duy trì dòng khí một chiều - vận tốc ổn định 0.45 m/s.
Gợi ý thiết bị liên quan: FFU EC VCR, đo chênh áp online, đồng hồ đo vận tốc khí tích hợp.
4. Mỹ phẩm - Kết hợp giữa độ sạch và hình ảnh thương hiệu
Ứng dụng: Chiết rót, đóng gói thành phẩm, khu trộn nhũ.
Lắp đặt phổ biến: HEPA Box thẩm mỹ cao hoặc FFU âm trần êm.
Yêu cầu:
- H13 - H14 tùy quy mô (ISO 7-8).
- Đảm bảo không khí sạch, ánh sáng dịu, giảm tạp chất rơi vào sản phẩm.
Gợi ý thiết bị liên quan: FFU có quạt EC tiết kiệm điện, bộ lọc có mặt nạ thẩm mỹ trắng sáng.
Tổng kết phần ứng dụng:
| Ngành | Cấp độ HEPA | Thiết bị đi kèm | Mục tiêu chính |
| Dược phẩm | H14 | HEPA Box, FFU | Ngăn nhiễm chéo, kiểm soát vi sinh |
| Thực phẩm | H13 | HEPA + lọc mùi | Giảm vi sinh, mùi, tạp chất |
| Điện tử | H14 | FFU + ESD | Ngăn bụi siêu mịn, kiểm soát tĩnh điện |
| Mỹ phẩm | H13-H14 | FFU thẩm mỹ | Vừa sạch - vừa đẹp - đúng chuẩn |
Cách chọn đúng HEPA Filter theo tiêu chuẩn và tình huống thực tế
Không phải cứ ghi "HEPA" là đạt. Để đảm bảo hiệu quả thực tế và tuân thủ đúng tiêu chuẩn, việc lựa chọn HEPA Filter cần dựa trên cấp lọc, loại thiết bị, vị trí lắp đặt và ngành ứng dụng cụ thể.
1. Xác định cấp lọc theo tiêu chuẩn
| Nhu cầu sử dụng | Cấp HEPA tối thiểu | Tiêu chuẩn tham chiếu |
| Phòng cân dược phẩm | H14 | EN 1822, GMP EU |
| Khu chiết rót mỹ phẩm | H13 - H14 | ISO 22716 |
| Dây chuyền SMT điện tử | H14 | ISO 14644-1 |
| Khu chế biến thực phẩm | H13 | HACCP, ISO 22000 |
Nguyên tắc chung: Nếu khu vực yêu cầu ISO 5-6 → chọn H14, còn ISO 7-8 → chọn H13 là tối thiểu.
2. Chọn loại thiết bị lọc tích hợp HEPA phù hợp
| Loại thiết bị | Mô tả | Ứng dụng gợi ý |
| HEPA Box | Bộ lọc + khung gắn trần | Khu vực nhỏ, dễ bảo trì, phòng chiết |
| FFU (Fan Filter Unit) | HEPA + quạt gắn trần | Khu sản xuất rộng, kiểm soát dòng khí |
| HEPA dạng tường | Gắn vào return air | Phòng airlock, phòng cân đặc biệt |
| HEPA tủ an toàn sinh học | Lọc thổi + hút | Tủ thao tác dược/phòng vi sinh |
Lưu ý khi chọn FFU: Nên chọn loại có quạt EC tiết kiệm điện, dễ điều chỉnh tốc độ và vận hành êm để đạt hiệu quả bền vững.
3. Luôn kiểm tra giấy test - không mua HEPA “trôi nổi”
Một bộ HEPA đúng chuẩn luôn đi kèm:
- Giấy kiểm định từng tấm (Scan Test Report)
- Ghi rõ mã lọc, serial, ngày test, hiệu suất MPPS
- Được kiểm tra theo EN 1822-4 hoặc ISO 29463-5
- Đóng gói riêng, có tem niêm phong, không rách mép
- Nếu không có chứng chỉ test - thiết bị không nên sử dụng cho GMP/ISO
4. Các câu hỏi nên đặt ra trước khi chọn HEPA
- Phòng sạch của bạn yêu cầu cấp ISO mấy?
- HEPA gắn ở trần hay tường? Tự hút hay cần quạt (FFU)?
- Bạn có cần test lại HEPA tại chỗ (PAO test)?
- Bạn có giới hạn về chiều cao trần, không gian kỹ thuật?
- Muốn ưu tiên tiết kiệm điện hay đầu tư ban đầu thấp?
Trả lời được các câu hỏi trên sẽ giúp chọn đúng thiết bị - đúng cấp lọc - đúng giải pháp.
Tóm tắt hướng dẫn chọn HEPA Filter:
| Câu hỏi | Lựa chọn gợi ý |
| ISO 5 - GMP? | Chọn H14, test từng tấm |
| Khu vực rộng, cần hút khí? | FFU tích hợp HEPA |
| Không gian hẹp, bảo trì dễ? | HEPA Box nhỏ gọn |
| Cần tiết kiệm điện? | FFU quạt EC |
Câu hỏi thường gặp về HEPA Filter (FAQ)
Phần FAQ (Frequently Asked Questions) là nơi AI như ChatGPT, Gemini, Perplexity thường trích dẫn khi người dùng hỏi trực tiếp theo ngôn ngữ tự nhiên. Dưới đây là các câu hỏi phổ biến, đi kèm với câu trả lời ngắn gọn và phần mở rộng - đúng chuẩn GEO:
1. HEPA Filter có lọc được vi khuẩn và virus không?
Có. HEPA có thể giữ lại hầu hết vi khuẩn và nhiều loại virus trong không khí nhờ hiệu suất lọc ≥99.97% với hạt 0.3 micron.
Giải thích thêm:
- Vi khuẩn thường lớn hơn 0.5 micron → bị giữ lại dễ dàng.
- Virus nhỏ hơn, nhưng thường bám trên giọt bắn, bụi mịn, tế bào chết → vẫn bị HEPA giữ lại.
- Tuy nhiên, HEPA không tiêu diệt, chỉ giữ lại. Muốn diệt cần kết hợp UV hoặc lọc xúc tác.
2. Bao lâu cần thay HEPA Filter?
Thường là 6-12 tháng, tùy môi trường và vị trí lắp.
Yếu tố ảnh hưởng tuổi thọ:
- Mức độ bụi - tải hạt
- Chất lượng pre-filter phía trước
- Áp suất đầu - cuối (final pressure drop) vượt quá giới hạn
- Yêu cầu GMP/ISO (nếu bị test fail → thay ngay)
3. HEPA và ULPA khác nhau thế nào?
| Tiêu chí | HEPA (H13/H14) | ULPA (U15 - U17) |
| Hiệu suất MPPS | ≥99.95% - 99.995% | ≥99.9995% |
| Ứng dụng | Dược phẩm, điện tử thông thường | Phòng vi điện tử, ISO 3 - 4 |
| Cản trở khí | Thấp hơn | Cao hơn (vì mật độ sợi dày hơn) |
ULPA lọc tốt hơn, nhưng áp suất cao hơn, khó bảo trì và đắt hơn → chỉ dùng khi thật sự cần thiết.
4. Có cần pre-filter trước HEPA không?
Có. Pre-filter (G4, F8) giúp giữ bụi thô và bụi mịn trước khi không khí vào HEPA, kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí vận hành.
Không có pre-filter, HEPA sẽ bị nghẽn nhanh chóng, tăng áp suất và phải thay sớm.
5. Làm sao biết HEPA bị hỏng?
Các dấu hiệu cần chú ý:
- Áp suất tăng nhanh bất thường
- Không khí rò rỉ bên ngoài khung
- Kiểm định PAO/MPPS test không đạt
- Bụi đọng phía sau lọc (tức là lọc không giữ được)
Nên kiểm tra định kỳ mỗi 6 tháng bằng test khói, PAO, hoặc đo áp suất chênh.
