HEPA- en ULPA-filters vormen het hart van elke gecontroleerde luchtomgeving in het laboratorium: van een LAF-kast of biologische veiligheidskast tot een volwaardige cleanroom voor GMP-productie. Dit artikel behandelt de werking en de filterklassen conform EN 1822 (recent overgezet in ISO 29463), de betekenis van de MPPS, de test- en certificeringsmethoden, en de directe koppeling met de luchtreinheidsklassen uit ISO 14644. Waar de bestaande artikelen over werkkasten en BSL-klassen HEPA vooral als kastonderdeel benoemen, gaat deze pagina de diepte in op filterefficiëntie, meetmethoden en filterkeuze.
HEPA staat voor High Efficiency Particulate Air. Een HEPA-filter is een diepbedfilter opgebouwd uit een willekeurig netwerk van fijne glasvezels (borosilicaat) die worden gevouwen tot een compact filtermedium met een groot filteroppervlak in een klein volume. Tussen de vouwen bevinden zich aluminium of thermoplastische separators die het filtermedium op afstand houden en zo een gelijkmatige luchtstroom garanderen. Het filter is aan de randen ingegoten in een polyurethaan of siliconen afdichting en vastgezet in een metalen of houten frame, dat lekvrij in de kast of het luchtkanaal wordt geplaatst.
Een correct geplaatst HEPA-filter vangt niet alleen stof af, maar ook rookdeeltjes, sporen, bacteriën, virusdragende aerosolen en de meeste industriële nanoparticles. Het filter is niet effectief tegen gassen en dampen; daarvoor is een chemisorptiefilter nodig, doorgaans een actief-koolfilter in een recirculatiezuurkast.
Een HEPA-filter zeeft niet in de klassieke zin: de vezelafstanden zijn groter dan de deeltjes die het afvangt. De filtering berust op drie parallelle mechanismen die tegelijk optreden, elk dominant in een ander deeltjesgroottebereik.
Elektrostatische aantrekking speelt een aanvullende rol bij synthetische filtermedia. In borosilicaatglasvezel-HEPA’s is dit effect beperkt; hier telt vooral de mechanische combinatie van bovenstaande drie mechanismen.
De filtratie-efficiëntie is niet constant over alle deeltjesgroottes. Waar inertie afneemt terwijl diffusie nog onvoldoende bijdraagt, ontstaat een efficiëntieminimum. Dit minimum ligt voor een standaard HEPA-glasvezelmedium tussen circa 0,12 en 0,25 µm en heet de Most Penetrating Particle Size (MPPS). HEPA- en ULPA-filters worden expliciet op hun MPPS gecertificeerd — niet op de historische testwaarde van 0,3 µm die veel consumentenaanduidingen nog hanteren. Voor alle deeltjesgroottes buiten de MPPS is een gecertificeerd filter efficiënter dan de opgegeven klasse.
Zwevendedeeltjesfilters voor luchtbehandeling zijn in Europa gecertificeerd volgens EN 1822 (delen 1 t/m 5). Deze norm is inmiddels grotendeels overgezet in de wereldwijde ISO 29463-serie; voor de praktijk in het laboratorium blijven de aanduidingen E, H en U in gebruik. De norm onderscheidt drie hoofdgroepen: EPA (efficient particulate air), HEPA (high efficiency particulate air) en ULPA (ultra low penetration air).
De integrale efficiëntie is het gemiddelde over het gehele filteroppervlak; de lokale efficiëntie geldt voor elk afzonderlijk meetpunt en voorkomt dat lokale zwakke plekken (bijvoorbeeld bij een randafdichting) door een goed gemiddeld resultaat worden gemaskeerd. Vanaf klasse H13 wordt daarom naast een integrale test ook een lekscan uitgevoerd — een puntsgewijs onderzoek van het gehele filteroppervlak op microlekken. E-klasse filters worden alleen op integrale efficiëntie getest en gelden juridisch niet als HEPA.
Voor de bescherming van een HEPA-filter tegen grove stofbelasting wordt een voorfilter geplaatst. Deze filters vielen historisch onder EN 779 (klassen G1–G4 grof, M5–M6 medium, F7–F9 fijn), maar zijn vanaf 2018 vervangen door ISO 16890, die filters classificeert naar hun efficiëntie tegen fijnstoffracties PM10, PM2,5 en PM1. Een gangbare combinatie in een LAF-kast of luchtbehandelingskast is een voorfilter ISO ePM1 60–80 % (voorheen F7–F9) gevolgd door een H14-eindfilter. Het voorfilter verlengt de standtijd van het HEPA-filter aanzienlijk en beperkt de vervangfrequentie tot de norm van 3–5 jaar bij gemiddelde belasting.
Beide filtertypen berusten op hetzelfde vezelbedding-principe, maar ULPA gebruikt een fijner vezeldiameter en een hogere pakkingsdichtheid. Daardoor is de doorlaatratio een factor 10 tot 100 lager. De keerzijde is een hogere drukval en dus een grotere ventilator, hoger energieverbruik en snellere verzadiging bij dezelfde stofbelasting.
Voor microbiologische veiligheidskasten en farmaceutische bereiding volstaat een H14; ULPA is in de meeste laboratorium- en zorgomgevingen niet nodig. Zie voor de indeling van cleanroom-omgevingen het artikel over ISO 14644 cleanroom-klassen.
De filterklasse alleen bepaalt niet welke cleanroom-klasse in de ruimte wordt bereikt. De uiteindelijke deeltjesconcentratie hangt óók af van de luchtwisselingsfrequentie (ACH), de plaatsing van de filters, het drukregime tussen ruimten, de bouwkundige uitvoering en het gedrag van het personeel. Als vuistregel geldt echter de volgende praktische koppeling.
De EU GMP Annex 1 (revisie 2022) schrijft H14 voor als eindfilter voor unidirectionele luchtstroom in graad A-zones en voor de HEPA-elementen van isolatoren en RABS-systemen. Zie EudraLex Volume 4 voor de complete Annex-teksten.
Een HEPA-filter is een veiligheidscomponent. Elke individueel filter wordt in de fabriek 100 % getest voordat het uit productie mag; na plaatsing in de kast of het luchtkanaal wordt bovendien een in-situ-test uitgevoerd en jaarlijks herhaald. De twee gebruikelijke testmethoden zijn:
Aanvullend meet de certificeerder de luchtsnelheid (anemometer, doorgaans 0,3–0,5 m/s laminair), het drukverschil over het filter (manometer of tetradruk-meter) en het herstel na verstoring. Certificering wordt uitgevoerd conform ISO 14644-3. Zonder een geldig hercertificaat mag de kast of ruimte formeel niet voor de opgegeven klasse worden gebruikt.
Niet op basis van tijd, maar op basis van meting. De drie triggers voor vervanging zijn:
In een biologische veiligheidskast vereist elke filtervervanging eerst een decontaminatie van de kast met vaporized hydrogen peroxide (VHP) of formaline, gevolgd door hercertificering. Doe dit nooit zelf zonder de vereiste training.
De filterklassen voor persoonlijke adembescherming (FFP1/FFP2/FFP3 volgens EN 149 en P1/P2/P3 volgens EN 143) zijn geen HEPA-klassen — ze worden op andere testaerosolen (natriumchloride, paraffine-olie) gemeten en de maskerlek is in de klasse meegenomen. Een FFP3-masker filtert minimaal 99 % van de deeltjes met een maximale binnenlek van 2 %, wat qua deeltjesbescherming vergelijkbaar is met een H13-filter. Voor werkzaamheden waarbij een LAF-kast of BSC de omgevingslucht al reinigt, blijft persoonlijke adembescherming een aanvulling, geen vervanging. Werk met risicogroep 3-agentia vereist altijd zowel een gecertificeerde H14-kast als FFP3-bescherming.
Een HEPA-filter (klasse H13 – H14) heeft een minimum efficiëntie van 99,95 % tot 99,995 % bij de MPPS. Een ULPA-filter (klasse U15 – U17) haalt 99,9995 % of hoger en filtert dus 10 tot 1000 keer meer deeltjes weg. De keerzijde is een hogere drukval en energieverbruik. ULPA is nodig voor halfgeleiderproductie en de allerhoogste cleanroom-klassen (ISO 1 – ISO 4); voor de meeste laboratorium-, farma- en zorgtoepassingen volstaat H14.
MPPS staat voor Most Penetrating Particle Size — de deeltjesgrootte waarbij een filter zijn laagste efficiëntie haalt (circa 0,12 – 0,25 µm bij een standaard glasvezel-HEPA). De historische Amerikaanse HEPA-definitie hanteerde 0,3 µm omdat destijds geen apparatuur beschikbaar was om kleiner te meten. Sinds EN 1822 (1998) en ISO 29463 wordt op MPPS getest, wat een strengere en fysisch juiste eis is. Voor alle andere deeltjesgroottes is de werkelijke efficiëntie van een gecertificeerd filter altijd hoger dan het opgegeven percentage.
Bij een goed ontworpen luchtbehandeling geldt als vuistregel: H13 voor ISO 7 – ISO 8 (EU GMP graad C/D), H14 voor ISO 5 (graad A/B), U15 voor ISO 4 en U16 – U17 voor ISO 1 – ISO 3. De haalbare klasse hangt echter ook af van de luchtwisselingsfrequentie, plaatsing van de filters, drukverschillen en gedrag van het personeel; het filter alleen is nooit voldoende. Zie voor de volledige indeling het artikel ISO 14644 cleanroom-klassen.
Nee. Een HEPA-filter is een diepbedfilter: de opgevangen deeltjes zitten door de gehele dikte van het glasvezelmedium. Uitkloppen, wassen of stofzuigen beschadigt de vezelmatrix en maakt het filter onbruikbaar. Bij verzadiging of leklimietoverschrijding is vervanging de enige optie. Reserve-HEPA’s bewaart u droog en stofvrij in de originele verpakking; ze mogen niet worden geknikt of belast.
Beide zijn integriteitstests waarbij een aerosol stroomopwaarts van het filter wordt geïnjecteerd en de doorlaat stroomafwaarts wordt gemeten. DOP (Dispersed Oil Particulate) gebruikte oorspronkelijk DEHP; omdat deze stof als CMR is geclassificeerd, is PAO (Poly-Alpha-Olefine) inmiddels de standaard geworden. De test wordt uitgevoerd bij inbedrijfstelling en vervolgens minimaal jaarlijks door een geaccrediteerde partij. Zonder geldig testrapport is de kast formeel niet certificeerbaar.
Bij normaal gebruik met een geschikt voorfilter drie tot vijf jaar. De werkelijke levensduur wordt bepaald door meting: verdubbeling van de drukval, overschrijding van de leklimiet of zichtbare schade zijn de drie vervangtriggers. Continu gebruik in stoffige omgevingen of zonder voorfilter kort deze termijn drastisch in.
Ja, mits het virus zich bevindt op of in een aerosol- of druppeldeeltje. Vrije virions (25 – 300 nm) worden juist zeer effectief afgevangen — ze vallen binnen het diffusiedominante bereik, waar HEPA’s hoger scoren dan bij hun MPPS. De praktische virusbelasting in lucht bestaat vrijwel altijd uit druppelkernen van 1 – 5 µm; deze worden door H13 en H14 met vrijwel 100 % efficiëntie afgevangen. HEPA-filtratie is daarom het uitgangspunt in isolatiekamers en biologische veiligheidskasten voor werk met infectieus materiaal.
Een HEPA-filter verwerkt lucht via een diepbedmechanisme; een membraanfilter (0,22 of 0,45 µm) filtert vloeistoffen door een dun polymeermembraan met vaste poriegrootte. Beide worden ingezet voor steriele bereiding, maar zijn niet onderling uitwisselbaar. De keuze voor de juiste vloeistof-membraan is beschreven in het artikel laboratoriumfiltratie.
Op vier punten: (1) transport en bewaring stof- en trilvrij, filter altijd verticaal met de vouwen naar boven; (2) plaatsing zonder de vouwen te raken — beschadigde vezels lekken permanent; (3) volledige afdichting rondom het frame, controleer met tetradruk-test op bypass-lekkage; (4) hercertificering met PAO-test en lekscan voordat de kast weer in gebruik gaat. Vervanging in een BSC vereist voorafgaande VHP-decontaminatie.
Een filterhouder waarbij het vervuilde filter tijdens vervanging in een polyethyleen zak wordt geschoven en luchtdicht wordt afgesloten voordat het van de behuizing wordt losgemaakt. De onderhoudsmedewerker komt zo nooit in aanraking met het filtermateriaal. Deze constructie is standaard voor BSL-3/4-kasten, cytostatica-afzuiging en radiologische toepassingen.
Voor de bredere context van cleanroom-classificatie en steriel werken: ISO 14644 cleanroom-klassen, GMP, BSL-klassen, zuurkasten en werkkasten, steriel versus niet-steriel, celkweektechnieken, laboratoriumfiltratie en adembescherming in het laboratorium. Officiële normen zijn verkrijgbaar via ISO 14644-1:2015 en NEN.
Voor werk in gecontroleerde luchtomgevingen levert Labvakhandel snel leverbaar FFP2- en FFP3-adembescherming als persoonlijke aanvulling op HEPA-gefilterde ruimtes, cleanroom-geschikte labjassen en lichaamsbescherming, poedervrije nitrilhandschoenen voor deeltjesarm werk en membraanfilters (0,22 en 0,45 µm) voor steriele vloeistoffiltratie als aanvulling op de HEPA-gereinigde omgeving. Neem contact op voor advies over de juiste combinatie voor uw laboratorium.
Disclaimer: dit artikel geeft een toelichting op normen en standaarden zoals die op het moment van schrijven gangbaar zijn. Normen worden periodiek herzien en ingetrokken. Raadpleeg voor de actuele, juridisch bindende versie altijd de officiële uitgevende instantie (zoals NEN, ISO, DIN, ASTM of USP) of een geaccrediteerde adviseur. Labvakhandel.nl aanvaardt geen aansprakelijkheid voor beslissingen genomen op basis van deze informatie.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
