Filtertechniken im Vergleich: EPA, HEPA und ULPA

Moderne Industriesauger und Filtersysteme verwenden eine Vielzahl von Filtertechniken. Es werden Filter aus Papier, Polyester, Glasfaser, Keramik, Metall, Aktivkohle und Textilien verwendet. Filter haben die Aufgabe, Schmutz- und Staubpartikel zurückzuhalten. Zusätzlich werden Vorabscheider zur Abscheidung von Flüssigkeiten, groben oder scharfen Partikeln oder bei Funkenflug eingesetzt.

Filterklasse Abscheidegrad Bezeichnung
E10 > 85% EPA
E11 > 95%  
E12 > 99,5 %  
E13 > 99,95 % HEPA
E14 > 99,995%  
U15 > 99,999 5% ULPA
U16 > 99,999 95 %  
U17 > 99,999 995%  

Filterklasse und integraler Abscheidegrad
nach DIN EN 1822-1:2011.

Filter aus Papier und Textilien werden oft für Flüssigkeiten und Emulsionen eingesetzt. Polyester und Glasfaser - Filter haben sich dagegen aufgrund ihrer Feinstrukturen bei Feinstäuben bewährt. Für grobe Partikel wird Metall verwendet. Aktivkohlefilter halten Nebel, Rauchgase und Gerüche zurück. Für Spezialaufgaben werden Keramikfilter und metallbeschichtete Filter eingesetzt. Genannt werden sollen noch Elektrofilter, die für geladene Partikel eingesetzt werden.

Die Filterfläche

Filter sollen Partikel aus der Luft entfernen und dabei nur einen minimalen Luftwiderstand entgegensetzen. Der Filter bestimmt damit die max. Saugleistung des Saugers. Effiziente Filter sollten deshalb über eine möglichst große Filterfläche mit einer Vielzahl von Feinporen verfügen.

Viele kleinere Filterporen halten Rückstände besser zurück als wenige große. Eine große Filterfläche erhöht auch die
Filterstandzeit, da sich die Rückstände auf einer größeren Fläche verteilen und damit weniger Filterporen verstopft werden.

Industriesauger verwenden Filterflächen von mehreren Quadratmetern. Um diese Fläche auf engem Raum unterzubringen, wird die Filtermembran gefaltet und in einem Träger, der Filterpatrone oder Filterkartusche, angeordnet.

HEPA: Hocheffizienter Filter

Um extrem feine Partikel und allergene Stoffe zurückzuhalten, werden sogenannte HEPA - Filter eingesetzt. HEPA bedeutet "Hoch - Effiziente Partikel Abscheidung". HEPA - Filter werden aus mehreren Schichten verschiedenen Materialien hergestellt. Zur Schonung dieses aufwendigen Filters werden oft normale Papierfilter im Luftstrom vorgeschaltet. Um eine maximale Standzeit des HEPA - Filters zu erreichen, muss der vorgeschaltete Filter regelmäßig ausgetauscht werden.

Es gibt verschiedene Standards für die Definition von HEPA Filtern, der Begriff "HEPA" garantiert noch nicht eine Spezifikation nach EN ISO 14644 (Reinraumklassen)

In den USA garantiert der Begriff "HEPA" einen Filter, der 99,97% der Partikel über 0,3µm aus dem Luftstrom filtert (United States Department of Energy, DOE). Dies entspricht etwa der Filterklasse H13.

In Europa sind die Begriffe EPA, HEPA und ULPA nicht eindeutig normiert und auch noch herstellerspezifisch verwendet. Üblich sind aber die in der Tabelle angegebenen Filterklassen E10, E13 und U15.

Der Filterabscheider

Mit zunehmender Partikeldicke auf der Filtermembran nimmt der Abscheidungsgrad des Filters zu, wärend die Durchlässigkeit etwas abnimmt. Bei großer Partikeldicke sinkt die Durchlässigkeit des Filters jedoch drastisch. Bei geringer Durchlässigkeit treten hohen Rückhaltekräfte auf. Diese belasten die Struktur des Filters und zerstören oder erweitern die Filterporen. Der Filter muss ausgetauscht oder gereinigt werden. Ein zu stark belasteter Filter erreicht auch nach Reinigung nicht mehr seinen normalen Abscheidungsgrad. Nachgeschaltete Filter oder Saugturbinen werden belastet oder beschädigt.

Industriesauger können einen sogenannten Filterabscheider enthalten. Durch eine automatische oder manuell betätigte Rüttelbewegung kann die Partikelschicht vom Filter abgerüttelt werden, bevor diese zu Dick wird. Durch gezielte Druckluft - Strahlen kann die Reinigungswirkung weiter erhöht werden.

Partikel - Durchmesser

Für einige Partikel haben wir die üblichen Durchmesser zusammengestellt:

Partikel Durchmesser
Rauchpartikel 0,03 µm - 1.5 µm
Bakterien 0,1 µm - 0,5 mm
Kohlenstaub > 1 µm
Mehl > 1.5 µm
Hausstaub > 2µm
Milbeneier 2.0 µm
Milben 3,5 - 5.0 µm
Pollen ca. 4 µm