In der pharmazeutischen Industrie, in der Medizin oder in der Halbleiterindustriekönnen schon winzige Partikel von der Größe eines halben Mikrometers schwerwiegende Folgen für Menschen oder Produktionsprozesse haben. Auch müssen in hochspezialisierten Laboren oder Produktionen der Mensch bzw. die Umwelt systematisch vor Viren, Bakterien und radioaktiven oder toxischen Stoffen geschützt werden. Hierzu werden Schwebstofffilter unterschiedlicher Klassen und Bauarten eingesetzt, die teilchenförmige Verunreinigungen aller Art einschließlich Mikroorganismen abscheiden. Sie finden Einsatz z. B. in:
RLT-Anlagen in Krankenhäusern
OP-Räumen Typ B und Nebenräumen der Funktionseinheit OP
Intensivpflegestationen, Notfallräumen sowie Bettenzimmern für Spezial- und Frühgeborenenpflege
Reinräumen der pharmazeutischen Industrie, Gentechnologie und Mikrobiologie sowie bei der Fertigung von Bauelementen der Halbleiter- und Solarindustrie
in der Lebensmittelindustrie u. a.
Zu bedenken ist, dass Energiekosten bis zu 75 Prozent der Life-Cycle-Costs für Zentrallüftungsgeräte ausmachen; die Filterkosten betragen rund 15 Prozent der Lebenszykluskosten. Bei der Auswahl der oder des richtigen Filter(s) spielt also neben der Filterwirkung und Sicherheitsaspekten besonders der Druckverlust im Zu- oder Abluftstrom eine wichtige Rolle, da hier der Energieverbrauch wesentlich beeinflusst wird.
Gefaltete Mikroglasfaser
Schwebstofffilter sind in den Filterklassen E10 bis U17 mit verschiedenen Abscheidegraden erhältlich (siehe Tabelle) und nutzen in der Regel Medien aus plisseeartig gefaltetem Mikroglasfaser-Fleece. Das Filtermedium wird durch Plissieren zu einem stabilen Faltenpaket verarbeitet und hinsichtlich Faltenanzahl und Faltenhöhe auf den Nennbetriebspunkt und lange Standzeiten ausgelegt. Durchgehende Kunststofffäden oder gewellte Aluminiumseparatoren distanzieren die einzelnen Falten bis in die Faltentiefe und bewirken bei gleichmäßigem und kompaktem Faltenverlauf eine hohe Stabilität des Filtermediums. Die Filter mit Aluminium-Separatoren sind jeweils stabiler und beständiger und damit für turbulente Luftströme und Temperaturen über 180 °C (z. B. Trocknung) geeignet. Durch ein Heißschmelzverfahren ist das Faltenpaket in einem Filterrahmen luftdicht vergossen. Die Filterrahmen bestehen aus MDF, Aluminium, verzinktem Stahlblech oder Edelstahl.
Um die Leckagefreiheit, den Abscheidegrad und die Druckdifferenz zu überprüfen, wird jeder einzelne Hochleistungs-Schwebstofffilter in einem Scantest nach DIN EN 1822:2011 geprüft. An jeder Stelle des Filters wird der lokale Abscheidegrad im Abscheideminimum (MPPS) ermittelt, mit dem vorgeschriebenen maximalen Lokalwert verglichen und eine individuelle Filternummer vergeben. Hochwertige Scanner gewährleisten, dass jede Einzelfalte des Filters untersucht und für jede Stelle des Filters ein lokaler Abscheidegrad bestimmt wird. Aus den Einzelwerten wird der mittlere Gesamtabscheidegrad der einzelnen Spuren und der integrale Gesamtabscheidegrad für das Gesamtelement ermittelt.
Kanalluftfilter für höchste Sicherheit
Überall dort, wo Kontaminationsfreiheit oberstes Gebot ist, schützen Kanalluftsysteme systematisch vor Viren, Bakterien, radioaktiven und anderen toxischen Stoffen. Beispielsweise müssen im Forschungsbereich der Mikrobiologie große Bereiche vor tödlichen oder ansteckenden Viren und Keimen geschützt werden. Oder bei der Herstellung von Medikamenten oder in der Nuklearmedizin müssen toxische Stäube abgeschieden werden.
Hochsicherheitsfiltersysteme bestehen aus hintereinander geschalteten Schwebstofffilter-Modulen, die in einzelne Gehäusekammern eingeschoben werden. Die Länge eines solchen Kanalluftfilters wird durch die zu befördernde Luftmenge bestimmt und die Höhe des Systems über die notwendigen Filterstufen. Je nach Filterstufen betragen die nominellen Volumenströme eines Kanalluftfilters zum Beispiel 3 000 bis 32 000 m3/h.
Ein Kanalluftfiltersystem muss zum Schutz der Umwelt und des technischen Personals besonders stabil gebaut werden. Die Gehäuse der einzelnen Module eines Hochsicherheitsfiltersystems sollten aus 2 mm dickem Stahlblech bestehen und gasdicht verschweißt sein. Durch einen Nekaltest bei 2 000 Pa sollte die Dichtigkeit nachgewiesen werden. Zudem müssen Staub- und Reinluftstutzen gasdicht mit dem Filtergehäuse verschraubt werden. Um die Forderung nach einem gasdichten Gehäuse konsequent zu erfüllen, ist die Wartungsbordhalterung des Bordringes zweckmäßigerweise zusammen mit dem Vorderteil des Gehäuses aus einem Stück gefertigt.
Jede Einschuböffnung für die Schwebstofffiltermodule muss einfach, aber wirkungsvoll gasdicht verschließbar sein. Auch der Schutzsack für das (später) beladene Filterelement muss zusammen mit dem Filterelement in das Gehäuse eingebracht werden, damit bei sachgemäßem Filterwechsel kein Partikel nach außen gelangen kann.
Setzt man statt nur einem zwei Filterelemente in ein Gehäuse ein, wird der Materialeinsatz optimiert. Da eine Kammer-Trenneinrichtung wegfällt, erhöht sich zudem der nominale Volumenstrom. Auch der Wechsel der Filter ist einfacher als bei einem Element pro Gehäuse. Ein weiterer Vorteil: Die Geräte sind deutlich günstiger. Vorteilhaft sind auch Bedienklappen an der schmalen Seite des Gerätes. Das Schwebstoffelement sollte über eine zentral zu bedienende, sich selbsttätig nachstellende sowie stufenlose Anpressvorrichtung bzw. einen Anpressrahmen des Gehäuses angepresst werden können – dies möglichst auch ohne geöffneten Wartungsdeckel. Letzteres spart Wartungszeit und schont den Schutzsack. Mithilfe einer Einweg-Prüfrille (Prüfeinrichtung nach DIN 1946-4) sollte der Sitz der Filterelemente auch während des Betriebes von außen überprüft werden.
Thorsten Stoffel,
Product Manager for Filter, GEA Air Treatment GmbH / GEA Heat Exchangers, Herne
