Cấu tạo và ứng dụng HEPA Box cho phòng sạch cấp ISO 5

HEPA Box là thiết bị lọc khí cuối cùng trong hệ thống HVAC của phòng sạch, giúp loại bỏ các hạt bụi siêu nhỏ trước khi không khí đi vào khu vực sản xuất. Với hiệu suất lọc trên 99.97%, HEPA Box là yếu tố không thể thiếu trong thiết kế phòng sạch cấp ISO 5 – nơi yêu cầu độ tinh khiết không khí tuyệt đối

Tóm tắt

1. HEPA Box là gì?
2. Cấu tạo HEPA Box chi tiết
3. Cách HEPA Box hoạt động trong hệ thống HVAC
4. Ứng dụng HEPA Box trong phòng sạch cấp ISO 5
5. Ưu nhược điểm khi dùng HEPA Box
6. Câu hỏi thường gặp về HEPA Box trong phòng sạch ISO 5
7. Bạn cần tư vấn lựa chọn HEPA Box đạt chuẩn ISO 5?

1. HEPA Box là gì?

HEPA Box là một thiết bị lọc khí được lắp đặt ở cuối đường ống gió cấp trong hệ thống HVAC của phòng sạch. Thiết bị này có nhiệm vụ giữ lại các hạt bụi siêu nhỏ có kích thước từ 0.3 micron trở lên, đảm bảo không khí trước khi vào phòng sạch đạt độ tinh khiết theo tiêu chuẩn ISO 14644-1.

Trong thiết kế phòng sạch cấp độ cao như ISO Class 5, HEPA Box thường được bố trí tại trần phòng - nơi cuối cùng trước khi không khí được đưa vào khu vực sản xuất. Nhờ khả năng lọc hiệu quả >99.97% các hạt bụi nhỏ, HEPA Box đóng vai trò then chốt trong việc duy trì môi trường không khí sạch cấp cao, đặc biệt là trong các ngành dược phẩm, vi điện tử và sinh học phân tử.

ứng dụng hepa box cho phòng sạch iso 5

So sánh HEPA Box với FFU và lọc HEPA rời

Tiêu chí	HEPA Box	FFU (Fan Filter Unit)	Bộ lọc HEPA rời
Cơ chế hoạt động	Lọc khí thụ động - không có quạt	Lọc chủ động - tích hợp quạt ly tâm	Phụ kiện lọc, cần lắp trong housing
Vị trí lắp đặt	Cuối đường gió cấp - trần phòng	Trực tiếp trên trần phòng sạch	Bên trong AHU, hộp lọc trung gian
Khả năng điều chỉnh	Có thể gắn damper để chỉnh lưu lượng	Điều chỉnh tốc độ quạt bằng dimmer hoặc PLC	Không điều chỉnh lưu lượng được
Ứng dụng phù hợp	Phòng sạch có hệ thống HVAC trung tâm	Phòng sạch độc lập, không có hệ thống trung tâm	Tiền xử lý khí, khu vực không yêu cầu cấp ISO cao
Chi phí đầu tư	Trung bình	Cao hơn do tích hợp quạt	Thấp

Xem thêm: Bảng giá mới nhất của Hepa box dùng trong nhà máy Mỹ phẩm

2. Cấu tạo HEPA Box chi tiết

HEPA Box là một thiết bị có cấu trúc đơn giản nhưng yêu cầu độ chính xác cao trong thiết kế để đảm bảo hiệu suất lọc khí sạch đạt tiêu chuẩn phòng sạch ISO. Thiết bị thường được lắp âm trần và kết nối với hệ thống ống gió cấp.

Các bộ phận chính trong HEPA Box

Bộ phận	Mô tả chi tiết
Khung vỏ	Là phần bao ngoài, thường được làm từ Inox 304 hoặc thép sơn tĩnh điện, chống gỉ và chịu được điều kiện khắc nghiệt trong phòng sạch.
Bộ lọc HEPA	Là thành phần cốt lõi, sử dụng loại lọc HEPA H13 hoặc H14 theo tiêu chuẩn EN1822, khả năng lọc >99.97% các hạt ≥ 0.3 micron.
Hộp điều chỉnh lưu lượng (Damper)	Cho phép điều chỉnh tốc độ và lưu lượng khí đi qua, duy trì áp suất ổn định trong phòng. Có thể là loại tròn hoặc vuông tùy thiết kế hệ thống HVAC.
Khay gắn filter	Hệ khung cố định giúp giữ chặt tấm lọc HEPA bên trong hộp. Được thiết kế dạng ngàm có thể tháo rời dễ dàng khi cần thay lọc.
Gioăng kín khí (Gasket)	Được làm từ silicone hoặc PU mềm, đảm bảo độ kín tuyệt đối giữa tấm lọc và khung vỏ - ngăn rò rỉ bụi và khí bẩn.

Xem thêm: Cách kiểm tra hiệu suất lọc khí của HEPA Box để đảm bảo an toàn thực phẩm

3. Cách HEPA Box hoạt động trong hệ thống HVAC

Vị trí lắp đặt trong hệ thống

HEPA Box được lắp tại cuối đường ống gió cấp - vị trí ngay trước khi không khí được đưa vào không gian phòng sạch. Thông thường, HEPA Box sẽ được gắn âm trần, kết nối trực tiếp với ống gió tròn hoặc vuông bằng mặt bích hoặc khớp nối mềm.

Đây là “điểm lọc cuối cùng” trong hệ thống HVAC, nơi mà không khí - sau khi đã được xử lý sơ bộ qua AHU và bộ lọc thô/trung gian - sẽ được lọc sạch tuyệt đối trước khi cấp vào phòng.

Cơ chế lọc của HEPA Box

Bên trong HEPA Box là tấm lọc HEPA H13 hoặc H14, có khả năng giữ lại tới 99.97-99.995% các hạt bụi siêu nhỏ có kích thước từ ≥ 0.3 micron.

Không khí được dẫn qua tấm lọc theo hướng thẳng đứng từ trên xuống, theo dạng dòng chảy một chiều (unidirectional).

Nguyên lý lọc dựa trên 3 cơ chế vật lý:

Chặn trực tiếp (Interception): giữ lại các hạt lớn va vào sợi lọc
Tác động quán tính (Inertial Impaction): giữ lại các hạt nhỏ theo quán tính không theo dòng khí
Khuếch tán (Diffusion): giữ các hạt siêu nhỏ di chuyển ngẫu nhiên

Vai trò trong duy trì phòng sạch cấp ISO 5

Để đạt tiêu chuẩn ISO Class 5 theo ISO 14644-1, mật độ hạt bụi trong không khí phải cực kỳ thấp (≤ 3520 hạt ≥0.5µm/m³). Để duy trì được mức độ sạch này, hệ thống khí cấp cần đảm bảo:

Cấp khí sạch liên tục qua tấm lọc HEPA
Duy trì vận tốc gió ổn định từ 0.3-0.5 m/s
Tạo dòng khí một chiều (laminar flow) từ trần xuống sàn, đẩy bụi và vi khuẩn ra ngoài qua hệ thống hồi khí

Chính vì vậy, HEPA Box không chỉ là “bộ lọc cuối” mà còn đóng vai trò định hình dòng khí, giúp tạo môi trường dòng chảy tầng ổn định, loại bỏ nhiễm bẩn phát sinh từ người và thiết bị.

4. Ứng dụng HEPA Box trong phòng sạch cấp ISO 5

Phòng sạch ISO 5 (tương đương cấp độ Grade A trong GMP châu Âu) yêu cầu kiểm soát nghiêm ngặt về lượng hạt bụi và vi sinh trong không khí. HEPA Box, nhờ khả năng lọc hiệu quả và vận hành thụ động, được sử dụng rộng rãi ở nhiều khu vực trọng yếu trong nhà máy dược, mỹ phẩm và điện tử.

Các khu vực thường dùng HEPA Box

Khu vực ứng dụng	Mục đích sử dụng
Phòng cân nguyên liệu	Giữ sạch tuyệt đối khu vực tiếp xúc trực tiếp với hoạt chất.
Buồng chiết rót - đóng gói	Bảo vệ sản phẩm không bị nhiễm hạt bụi hoặc vi sinh từ môi trường.
Clean Bench / LAF unit	Cung cấp dòng khí sạch unidirectional ngay tại khu vực thao tác.
Kho bảo quản mẫu nhạy cảm	Đảm bảo ổn định điều kiện vi khí hậu và độ sạch cục bộ.

HEPA Box có thể tích hợp thêm màng phân phối dòng khí (Diffuser) hoặc kết nối với tấm lọc ULPA nếu yêu cầu cấp sạch nghiêm ngặt hơn.

So sánh: HEPA Box và FFU trong phòng sạch ISO 5

Tiêu chí	HEPA Box	FFU (Fan Filter Unit)
Cơ chế hoạt động	Lọc khí thụ động, dùng áp lực từ hệ thống HVAC	Lọc chủ động, có quạt tích hợp riêng
Kiểm soát lưu lượng	Điều chỉnh qua Damper	Tùy biến linh hoạt bằng điều tốc/quạt PLC
Tiêu thụ điện	Không tiêu thụ điện	Có tiêu thụ điện
Ứng dụng lý tưởng	Khu vực đã có HVAC trung tâm mạnh	Khu vực cần kiểm soát cục bộ, độc lập
Chi phí đầu tư & bảo trì	Thấp hơn FFU	Cao hơn, nhưng tiện điều khiển chính xác

Bảng tổng hợp: Ứng dụng - Lý do chọn - Yêu cầu kỹ thuật

Khu vực ISO 5	Vì sao chọn HEPA Box	Điều kiện kỹ thuật cần lưu ý
Phòng cân dược liệu	Cần dòng khí sạch ổn định, không rung động	Tốc độ gió 0.45 ± 0.05 m/s, áp suất ≥ 100 Pa
Buồng chiết rót vaccine	Đảm bảo dòng chảy tầng - bảo vệ sản phẩm	Lắp thêm tấm khuếch tán nếu cần
LAF / Clean Bench ngành điện tử	Cấp khí sạch tại điểm thao tác nhạy cảm	Bố trí HEPA Box ngay trên vị trí thao tác

Xem thêm: Lưu ý khi trong quá trình lắp đặt và bảo trì HEPA Filter cho Hộp lọc HEPA

5. Ưu nhược điểm khi dùng HEPA Box

Ưu điểm nổi bật

Tiết kiệm chi phí đầu tư
HEPA Box là giải pháp lọc khí có chi phí đầu tư thấp hơn đáng kể so với các thiết bị lọc tích hợp quạt như FFU. Điều này đặc biệt phù hợp với các hệ thống HVAC trung tâm đã có sẵn áp suất đủ lớn.

Dễ bảo trì, thay lọc
Nhờ cấu trúc đơn giản, việc tháo lắp tấm lọc HEPA để vệ sinh, thay thế hoặc kiểm định rất thuận tiện. Không có hệ thống điện/quạt nên không yêu cầu kỹ thuật chuyên sâu để bảo trì.

Không tiêu thụ điện năng
HEPA Box không sử dụng quạt tích hợp nên không cần cấp điện riêng - tiết kiệm chi phí vận hành và loại bỏ rủi ro chập cháy do điện.

Nhược điểm cần lưu ý

Phụ thuộc hoàn toàn vào áp suất hệ thống HVAC
Không giống FFU có quạt chủ động, HEPA Box chỉ hoạt động hiệu quả khi áp suất gió từ hệ thống HVAC đủ lớn và ổn định. Nếu lưu lượng khí không đạt chuẩn, hiệu quả lọc sẽ giảm đáng kể.

Khó kiểm soát chính xác tốc độ gió
HEPA Box không có cơ chế điều chỉnh điện tử, chỉ có thể chỉnh thủ công bằng damper. Điều này khiến việc kiểm soát vận tốc dòng khí (0.45 ± 0.05 m/s) - đặc biệt quan trọng với phòng sạch ISO 5 - trở nên khó khăn hơn nếu thiết kế ban đầu không chính xác.

So sánh nhanh: Có nên chọn HEPA Box hay không?

Tiêu chí đánh giá	HEPA Box có phù hợp không?
Đã có hệ thống HVAC áp suất tốt	Rất phù hợp
Cần kiểm soát lưu lượng độc lập	Nên chọn FFU thay thế
Ưu tiên tiết kiệm điện & chi phí	HEPA Box là lựa chọn tối ưu
Phòng sạch có yêu cầu vận tốc ổn định	Cần tính toán kỹ trước khi triển khai

Xem thêm: Các phương pháp kiểm tra độ sạch khí sạch tạo ra từ HEPA Box

6. Câu hỏi thường gặp về HEPA Box trong phòng sạch ISO 5

1. HEPA Box khác gì với FFU trong ứng dụng thực tế?

HEPA Box là bộ lọc thụ động, không có quạt, hoạt động dựa vào áp suất từ hệ thống HVAC. FFU tích hợp quạt bên trong nên có thể tự điều chỉnh lưu lượng khí và hoạt động độc lập hơn. Nếu không có hệ thống HVAC đủ mạnh, nên dùng FFU thay vì HEPA Box.

2. Phòng sạch cấp ISO 5 có bắt buộc phải dùng HEPA Box không?

Không bắt buộc, nhưng HEPA Box là một trong những giải pháp phổ biến và hiệu quả để lọc khí cuối trong hệ thống HVAC cho phòng sạch ISO 5, miễn là tốc độ và lưu lượng khí được thiết kế chuẩn.

3. HEPA Box có dùng được cho phòng sạch cấp ISO 4 trở lên không?

Có thể, nhưng cần dùng loại lọc ULPA (thay vì HEPA thông thường) và kiểm soát cực kỳ nghiêm ngặt về lưu lượng và dòng khí. Với cấp ISO 4 hoặc ISO 3, FFU thường được ưu tiên hơn vì kiểm soát chính xác hơn.

4. Có thể lắp HEPA Box cho phòng sạch nhỏ, không có hệ thống HVAC không?

Không nên. HEPA Box cần có áp lực khí đầu vào từ hệ thống HVAC để hoạt động hiệu quả. Nếu không có HVAC, nên chọn FFU - thiết bị có quạt riêng.

5. Thay lọc HEPA Box bao lâu một lần?

Tùy theo mức độ sử dụng, nhưng thông thường từ 6-12 tháng. Có thể kiểm tra áp suất chênh lệch đầu vào - đầu ra để biết thời điểm cần thay lọc.