BSCフィルターはどれくらいの頻度で交換する必要がありますか？

バイオセーフティ キャビネット (BSC) に関しては、フィルターはシステムの最も重要な要素の 1 つです。フィルターは、労働安全要件、地域環境、室内空気の質に悪影響を及ぼさないようにする上で重要な役割を果たします。フィルターの選択、フィルターの寿命、交換の頻度も、BSC のライフサイクル コストを決定する際の最も重要な決定事項の 1 つです。

高効率微粒子空気 (HEPA) フィルターは、多くの BSC で選択されるフィルターであり、最も一般的なクラスの BSC、つまりクラス II BSC で通常使用されています。HEPAフィルターは多数の超極細繊維で構成されており、空気中の粒子状物質を捕集して除去します。HEPA フィルターは非常に効率的なシステムで、空気中の直径 0.3 ミクロン以下の粒子を最大 99.7% 捕捉でき、有害な粒子 (細菌やウイルスを含む) を捕捉するために使用できます。

HEPA フィルターがどのように動作し、機能を維持するかを理解することは、安全性を確保し、コストを抑える上で重要です。ただし、フィルターがどれくらい持続するかを知ることは簡単な答えではありません。HEPA フィルターの寿命に影響を与える要因は多数あり、フィルターの寿命は BSC が使用される実験室の環境によって異なります。つまり、フィルターの寿命は設置ごとに異なり、理論的には持続する可能性があります。条件が整えば永遠に。

安全性の観点から、HEPA フィルターは NSF 規格に準拠する必要があり、BSC の使用要件 (NSF/ANSI 49 要件) が満たされない場合はフィルターを交換する必要があります。エアロゾル化テストを使用してフィルターをテストし、特定のサイズでのフィルターの効率を確認できますが、テストで BSC フィルターが標準に達していないことが示された場合は、交換する必要があります。したがって、これはフィルターの交換が必要かどうかを判断する決定的な方法ですが、BSC を購入する前にフィルターの交換に関して何が予想されるかを知っておくことは、購入の過程だけでなく、BSC の一般的なメンテナンスにおいても有益です。

HEPAフィルターの寿命を左右する要因

BSC の HEPA フィルターの耐用年数に影響を与える可能性のある要因は数多くあります。HEPA フィルターがクリーン ルームに設置されている場合、理論的には永久に使用できますが、粒子状物質が多く存在する環境にある場合、その寿命は大幅に短くなります。クラス II BSC 内の平均的な HEPA フィルターは、通常の実験室では通常約 7 年間持続します。

長年にわたり、HEPA フィルターの平均寿命を決定するためにさまざまな認証が実施されてきました。ガイドラインは技術の進歩に合わせて長年にわたって変更されてきましたが、ガイドラインはフィルターの寿命についてのベースラインを提供し続けています。

仕様で考慮される領域の多くには、キャビネット内のさまざまな空気の流れ、BSC 内のファンとモーターの性能、BSC 内の圧力降下、フィルター自体の負荷容量 (粒子状物質をどれだけ保持できるか) が含まれます。フィルター内）。これらすべての仕様要素、特に粒子状物質のレベル、モーターの効率、空気流の速度と供給、BSC 内の圧力降下に耐える能力は、HEPA フィルターの寿命に影響を与えます。

フィルターの寿命はどのくらいですか?

フィルターがどれくらいの期間使用できるかについての明確な答えはありません。前述したように、フィルターの持続期間を決定するには多くの要因があります。ただし、フィルターがどれだけ使用され、どれだけの粒子状物質が通過するかは、フィルターが NSF 仕様で定められた理論上の期間持続するかどうかに大きく影響します。

標準的な研究室では、7 年が平均です。これは、所定の仕様を使用して決定されており、BSC 内の圧力降下/静圧が 180% 増加した場合でも、BSC の総空気供給量が 10% を超えて減少しないことを前提としています。ただし、BSC 空気供給システムは、空気供給を 10% 以上失うことなく、より高い圧力降下に耐えることができるため、フィルターの耐用年数を延ばすことができます。

仕様のベースラインでは、総空気供給量の 10% 減少 (最大許容空気流損失として) を使用してフィルターの寿命を測定しており、ガイドラインで測定された最低圧力損失は 50% です。BSC システムが 10% 以上の空気流量を失わずに 50% の圧力降下に耐えられない場合、標準要件を満たしていません。したがって、下限では、フィルター システムが 50% の圧力低下で 10% 以上の空気供給を失う場合、ガイドラインでは約 3 年しか持続しないことになります。このため、最大 180% の圧力降下に耐えることができるフィルター システムが業界標準になっています。

一方で、フィルター システムがより高い圧力損失に耐えることができ、損失する空気の量が 10% 以下であれば、フィルターの寿命を平均を超えて延ばすことができます。たとえば、最大 250% の圧力降下に耐えられる BSC を使用している場合、フィルターの寿命は 7 年ではなく、約 10 年になる可能性があります (粒子レベルによって異なります)。

この点で BSC がどれだけうまく機能するかは、主に BSC 内のモーター設計とその効率に基づいています。では、フィルターの寿命はどのように判断すればよいのでしょうか?BSC が耐えられる圧力降下のレベルを決定できるテストがあります。このデータとモーター設計を利用して、過去のデータと比較して、フィルターがどれくらい持続するかを大まかに知ることができます。実際の寿命はフィルターの負荷に依存するため、これは絶対値ではありませんが、フィルターの寿命が 3 年になる可能性があるのか​​、10 年になる可能性があるのか​​を知ることができます。 BSC のライフ サイクル コストを把握し、大まかではあるが一般に正確なフィルター寿命のガイドラインを把握することは、有用な資産となる可能性があります。

フィルターの寿命を延ばす方法

前のセクションで説明したように、モーターの設計は、BSC がより大きな圧力降下を受けてフィルターの寿命を延ばす能力に大きな影響を与えます。BSC 内の標準設計よりもフィルタの寿命を延ばす主な方法は、より効率的なモータ設計を採用することです。DC ECM モーターなどの新しいモーター技術が BSC ユーザーに利用可能になり、特に HEPA フィルターの寿命が向上します。

新しい DC ECM モーターは、HEPA フィルターの負荷容量と寿命を延長し、同時に古いモーターと比較して BSC のエネルギー消費を最大 50% 削減します。これらの DC モーターはトルクが増加していません (したがって、ほとんどのモーターの進歩のように、この方法で負荷容量を向上させません) が、エアフロー フィードバック ループ制御システムまたはモーター フィードバック制御システムを利用して、速度 (rpm 単位) を増加させます。ファンの。これらの制御システムとファン速度の増加を使用して、システムのフィルター負荷容量を減らすことができますが、モーターとブロワーは許容可能なパフォーマンスの点で NSF 要件を満たします。

DC ECM モーターには、使用される BSC の幅に適合する特定の前方に湾曲したファンが付いています。速度の向上によるフィルター負荷容量の増加は、これらのモーターでより高い圧力降下 (250%) が可能であることを意味します。使用されている従来のモーターの多くとは異なり、フィルターの寿命を長くすることができます。古い AC PSC やその他の DC モーターを含む BSC で使用されるすべてのモーターの中で、DC ECM はエネルギー、フィルター負荷容量、信頼性の点でライフサイクル コストが最も低くなります。

結論

「いつフィルターを変更すればよいですか?」という質問に対する唯一の答えはありません。「フィルターはどれくらい長持ちしますか?」HEPA フィルターの寿命には、フィルターにさらされる粒子状物質のレベル、キャビネットの空気の流れを提供するために使用されるモーターの有効性、BSC が損失することなく耐えられる圧力降下のレベルに基づいて、大きな差が生じる可能性があります。多くのエアフロー性能。

ただし、ライフサイクルコストと価値提案を検討する場合、HEPA フィルターの現実的な寿命 (および交換する必要がある頻度) について、大まかであっても考えておくことが重要です。あなたの研究室のための BSC の。これがないと、メンテナンスや部品交換のコスト計算の重要な部分を逃すことになります。

これらの要素 (特に圧力降下能力) を使用して、BSC 内のモーターの性能と BSC が使用される実験室環境に基づいてフィルターの寿命を大まかに見積もる方法が開発されました。平均的な業界標準寿命は約 7 年ですが、許容可能な最低レベルの性能に基づいて最短で 3 年になる可能性があり、新しいモーター技術が使用されている場合は最長で 10 年になる可能性があります。