El principio de funcionamiento del dispositivo de escape y filtración de alta eficiencia es lograr la captura, separación y purificación de los contaminantes del aire a través del efecto sinérgico del escape impulsado y la filtración y purificación de múltiples etapas, mientras se controla la dirección del flujo de aire, y en última instancia, la descarga de aire limpio o gas de escape calificado. Su proceso central puede desglosarse en los siguientes eslabones clave:
I. Orientación del flujo de aire
El dispositivo genera energía de presión negativa o positiva a través de ventiladores (ventiladores centrífugos, ventiladores de flujo axial, etc.) para formar una trayectoria de flujo de aire direccional, garantizando que los contaminantes se recojan "selectivamente".
Guía de presión negativa: En la mayoría de los escenarios (como las campanas extractoras y las cabinas de bioseguridad), el dispositivo crea una presión negativa local en la zona donde se generan los contaminantes (como las mesas de laboratorio y los puestos de trabajo de producción), lo que permite que el aire circundante y los contaminantes fluyan de forma natural hacia el interior del dispositivo y evita que se propaguen al entorno exterior.
Descarga a presión positiva: El aire purificado o el gas residual se presuriza mediante un ventilador y se descarga al exterior o al sistema de tratamiento posterior a lo largo de una ruta preestablecida (como un tubo de escape) para garantizar un flujo de aire estable y sin reflujo.
En segundo lugar, filtración y purificación multietapa
Dependiendo del tipo de contaminantes (partículas, gases, microorganismos, etc.), el aparato suele estar equipado con unidades de filtración de varias etapas para purificar el aire paso a paso:
Filtración previa al tratamiento (filtración primaria/intermedia
Función: Eliminar grandes partículas de impurezas en el aire (como polvo, pelos y fibras), proteger los materiales filtrantes posteriores de alta precisión y prolongar su vida útil.
Materiales comunes: malla metálica, tela no tejida, malla filtrante de fibra de vidrio. La eficacia de filtración es adecuada para partículas ≥5μm (primarias) o ≥1μm (intermedias).
Filtración de partículas de alta eficiencia/ultra alta eficiencia
Función: Capturar las partículas finas (como polvo, aerosoles y esporas microbianas), es el proceso central de purificación.
Materiales comunes: HEPA (filtro de aire de alta eficiencia, con una eficiencia de filtración de ≥99,97% para partículas ≥0,3μm), ULPA (filtro de aire de ultra alta eficiencia, con una eficiencia de filtración de ≥99,999% para partículas ≥0,12μm), logrando la purificación a través de principios como la interceptación de fibras, la colisión inercial y la adsorción por difusión.
Filtración de gases y olores (configurada según las necesidades)
Función: Elimina gases nocivos (como COV, gases ácidos, amoníaco) u olores mediante adsorción química o descomposición catalítica.
Materiales comunes: Carbón activado (para adsorción física), carbón activado impregnado (como cargado con permanganato potásico, para gases ácidos/alcalinos), catalizadores (como fotocatalizadores, para descomponer COV).
Iii. Equilibrio del flujo de aire y control de seguridad
Regulación del volumen de aire: El volumen de aire de escape se controla mediante la válvula de aire o el ventilador de frecuencia variable para garantizar la estabilidad de la presión negativa/presión positiva dentro del dispositivo (por ejemplo, en una cabina de bioseguridad, es necesario mantener la presión negativa dentro de la cabina para evitar la fuga de contaminantes).
Monitorización y alarma: Algunos dispositivos de gama alta están equipados con sensores de presión (para controlar la resistencia del filtro y determinar si es necesario sustituirlo) y sensores de flujo de aire (para controlar si la dirección del flujo de aire es anormal). Cuando se producen condiciones anormales, se activan alarmas sonoras y visuales para garantizar la seguridad de funcionamiento.
Protección secundaria: En escenarios de alto riesgo (como laboratorios de bioseguridad), se pueden añadir unidades de filtrado redundantes (como filtros HEPA dobles) en el extremo de escape para evitar la fuga de contaminantes causada por el fallo de un solo filtro.
Resumen
La esencia del dispositivo de escape y filtración de alta eficiencia es un proyecto sistemático de "recogida direccional → purificación jerárquica → descarga segura" : controlando la dirección del flujo de contaminantes a través del sistema de alimentación, se utilizan diferentes materiales de filtración para eliminar específicamente partículas, gases y otros contaminantes, consiguiendo en última instancia una circulación de aire limpio o una descarga de gases de escape estándar, y es ampliamente aplicable a escenarios con estrictos requisitos de limpieza y seguridad del aire.
I. Orientación del flujo de aire
El dispositivo genera energía de presión negativa o positiva a través de ventiladores (ventiladores centrífugos, ventiladores de flujo axial, etc.) para formar una trayectoria de flujo de aire direccional, garantizando que los contaminantes se recojan "selectivamente".
Guía de presión negativa: En la mayoría de los escenarios (como las campanas extractoras y las cabinas de bioseguridad), el dispositivo crea una presión negativa local en la zona donde se generan los contaminantes (como las mesas de laboratorio y los puestos de trabajo de producción), lo que permite que el aire circundante y los contaminantes fluyan de forma natural hacia el interior del dispositivo y evita que se propaguen al entorno exterior.
Descarga a presión positiva: El aire purificado o el gas residual se presuriza mediante un ventilador y se descarga al exterior o al sistema de tratamiento posterior a lo largo de una ruta preestablecida (como un tubo de escape) para garantizar un flujo de aire estable y sin reflujo.
En segundo lugar, filtración y purificación multietapa
Dependiendo del tipo de contaminantes (partículas, gases, microorganismos, etc.), el aparato suele estar equipado con unidades de filtración de varias etapas para purificar el aire paso a paso:
Filtración previa al tratamiento (filtración primaria/intermedia
Función: Eliminar grandes partículas de impurezas en el aire (como polvo, pelos y fibras), proteger los materiales filtrantes posteriores de alta precisión y prolongar su vida útil.
Materiales comunes: malla metálica, tela no tejida, malla filtrante de fibra de vidrio. La eficacia de filtración es adecuada para partículas ≥5μm (primarias) o ≥1μm (intermedias).
Filtración de partículas de alta eficiencia/ultra alta eficiencia
Función: Capturar las partículas finas (como polvo, aerosoles y esporas microbianas), es el proceso central de purificación.
Materiales comunes: HEPA (filtro de aire de alta eficiencia, con una eficiencia de filtración de ≥99,97% para partículas ≥0,3μm), ULPA (filtro de aire de ultra alta eficiencia, con una eficiencia de filtración de ≥99,999% para partículas ≥0,12μm), logrando la purificación a través de principios como la interceptación de fibras, la colisión inercial y la adsorción por difusión.
Filtración de gases y olores (configurada según las necesidades)
Función: Elimina gases nocivos (como COV, gases ácidos, amoníaco) u olores mediante adsorción química o descomposición catalítica.
Materiales comunes: Carbón activado (para adsorción física), carbón activado impregnado (como cargado con permanganato potásico, para gases ácidos/alcalinos), catalizadores (como fotocatalizadores, para descomponer COV).
Iii. Equilibrio del flujo de aire y control de seguridad
Regulación del volumen de aire: El volumen de aire de escape se controla mediante la válvula de aire o el ventilador de frecuencia variable para garantizar la estabilidad de la presión negativa/presión positiva dentro del dispositivo (por ejemplo, en una cabina de bioseguridad, es necesario mantener la presión negativa dentro de la cabina para evitar la fuga de contaminantes).
Monitorización y alarma: Algunos dispositivos de gama alta están equipados con sensores de presión (para controlar la resistencia del filtro y determinar si es necesario sustituirlo) y sensores de flujo de aire (para controlar si la dirección del flujo de aire es anormal). Cuando se producen condiciones anormales, se activan alarmas sonoras y visuales para garantizar la seguridad de funcionamiento.
Protección secundaria: En escenarios de alto riesgo (como laboratorios de bioseguridad), se pueden añadir unidades de filtrado redundantes (como filtros HEPA dobles) en el extremo de escape para evitar la fuga de contaminantes causada por el fallo de un solo filtro.
Resumen
La esencia del dispositivo de escape y filtración de alta eficiencia es un proyecto sistemático de "recogida direccional → purificación jerárquica → descarga segura" : controlando la dirección del flujo de contaminantes a través del sistema de alimentación, se utilizan diferentes materiales de filtración para eliminar específicamente partículas, gases y otros contaminantes, consiguiendo en última instancia una circulación de aire limpio o una descarga de gases de escape estándar, y es ampliamente aplicable a escenarios con estrictos requisitos de limpieza y seguridad del aire.
