July 31, 2021
Menetapkan Standar yang Lebih Baik untuk Udara yang Lebih Bersih

Menetapkan Standar yang Lebih Baik untuk Udara yang Lebih Bersih

Mencapai standar dalam industri pembersih udara merupakan tantangan karena udara itu sendiri adalah kompleks. Menentukan karakteristik kinerja untuk pembersih udara dimulai dengan mengidentifikasi apa yang ada di udara dan mengukur dampaknya, sebelum metode dapat dikembangkan untuk menguji kemungkinan produk pemurnian udara itu sendiri.

Di Amerika, pekerjaan menetapkan standar teknis untuk pembersih udara didominasi oleh American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) dan Association of Home Appliance Manufacturers (AHAM), yang keduanya mengambil penelitian swasta dan akademis dari berbagai sumber. Standar yang dikembangkan oleh organisasi-organisasi ini efektif untuk apa yang mereka ukur, tetapi terutama difokuskan pada penangkapan partikel.

Misi kami di Molekule adalah untuk memajukan ilmu udara dalam ruangan, dan sebagian besar penelitian kami difokuskan pada pengembangan standar yang dapat lebih sepenuhnya mencerminkan dampak pembersih udara terhadap kualitas udara dalam ruangan. Berikut ini adalah ringkasan penelitian ini dan bentuk standar masa depan apa yang dapat diambil untuk lebih mencerminkan kompleksitas udara dalam ruangan dan teknologi yang diperlukan untuk membersihkannya.

Saat ini, ada empat standar yang digunakan untuk mengukur kinerja pembersih udara: ASHRAE 52.2, AHAM AC-1, AC-2, dan AC-3. Mereka mengukur tiga sumber partikel yang berbeda pada rentang ukuran yang berbeda — serbuk sari untuk partikel besar (3 hingga 10 mikron), debu untuk partikel jarak menengah (1 hingga 3 mikron) dan asap untuk partikel terkecil (0,3 hingga 1,0 mikron).

ASHRAE 52.2 mengukur efisiensi penangkapan partikel oleh media filter individu. Hasil dari pengujian yang ditentukan oleh standar ini dapat digunakan untuk filter HVAC dan filter portabel, dan digunakan untuk menentukan MERV (sayaminimal Eefisiensi Rmelaporkan Vdaerah) peringkat filter atau menetapkan bahwa filter tersebut memenuhi persyaratan untuk menjadi a HEPA sejati. Standar ini mencakup detail seperti desain saluran, sumber partikel, kondisi lingkungan, dan faktor lain yang perlu dijaga agar tetap stabil untuk perbandingan yang akurat.

Ketika diukur menggunakan metode yang ditentukan dalam standar ASHRAE 52.2, teknisi di laboratorium bersertifikat membuat laporan dengan data tentang efisiensi filter dalam menghilangkan asap, debu, dan serbuk sari dari aliran udara pada satu lintasan ke 72 titik data yang berbeda. Cara setiap filter terpapar polutan ditentukan dengan cermat dalam standar sehingga hasil pengujian dapat dibandingkan terlepas dari fasilitas pengujiannya.

Namun ASHRAE 52.2 memiliki kelemahan ketika berlaku untuk partikel yang melewati filter dalam sistem saluran yang dirancang khusus. Saat digunakan di dunia nyata, filter itu perlu disegel dengan baik untuk mencapai efisiensi yang sama. Jika filter HEPA yang diuji dengan baik tidak terpasang dengan baik di perangkat atau sistem HVAC sehingga udara mengalir di sekitar filter, efisiensinya akan lebih buruk daripada laporan lab bersertifikat.

ASHRAE terkadang mengubah aturan, tetapi untuk memenuhi syarat sebagai HEPA, filter harus menangkap paling sedikit 99,97% partikel berukuran 0,3 mikron. Ukuran spesifik ini dipilih karena merupakan ukuran partikel yang paling mungkin untuk menembus filter HEPA karena fisika dari penangkapan partikel. Peringkat MERV terutama untuk filter tungku dalam sistem HVAC, sementara HEPA biasanya ditemukan di pembersih udara portabel. Meskipun keduanya mengandalkan data yang sama, MERV berbeda dari HEPA dalam hal terlihat pada kisaran ukuran partikel dan memberikan spektrum peringkat efisiensi dari 1 hingga 16. Intinya, tujuan MERV adalah untuk membagi filter tungku menjadi empat kelompok yang masing-masing tangani ukuran partikel yang semakin kecil selain ukuran yang lebih besar yang ditangani oleh peringkat MERV yang lebih rendah.

  • MERV 1-4. Dirancang untuk menangani partikel yang relatif besar, lebih besar dari 10 mikron. Ini termasuk serbuk sari, serat, tungau debu, dan partikel lain yang hampir terlihat. Biasanya digunakan pada unit AC yang dipasang di jendela. Rata-rata single-pass capture dari setiap partikel adalah 65% (MERV 1) sampai 80% (MERV 4).
  • MERV 5-8 Dirancang untuk menangani partikel berukuran 3 hingga 10 mikron. Ini termasuk spora jamur, bulu hewan peliharaan, detritus tungau debu dan kontaminan berukuran serupa lainnya. Terbaik untuk partikel dalam sistem HVAC perumahan, komersial atau industri. Rata-rata single-pass capture dari setiap partikel adalah 80% (MERV 5) sampai 90% (MERV 8).
  • MERV 9-12 Dirancang untuk menangani partikel berukuran 1 hingga 3 mikron. Ini akan menghilangkan debu timbal, partikulat emisi otomatis dan tetesan dan partikel kecil lainnya. Sering ditemukan di laboratorium rumah sakit atau untuk filtrasi unggul dalam sistem HVAC perumahan, komersial atau industri. Rata-rata single-pass capture dari setiap partikel adalah 90% (MERV 9) sampai 95% (MERV 12).
  • MERV 13-16 Dirancang untuk menangani partikel berukuran 0,3 hingga 1 mikron. Ini termasuk bakteri, minyak goreng aerosol, tetesan dari bersin dan kontaminan berukuran serupa. Rata-rata single-pass capture dari setiap partikel adalah 95% (MERV 13) hingga lebih besar dari 98% (MERV 16). Filter MERV 16 harus menangkap 95% partikel berukuran 0,3 hingga 1 mikron setiap kali melewati filter.

Filter HEPA pernah juga ditempatkan pada skala MERV sebagai 17 atau lebih tinggi, tetapi saat ini standar tidak menggambarkan peringkat di atas MERV 16. Selain perbedaan yang dapat timbul dari pemasangan filter “dunia nyata”, kelemahan utama lainnya dari standar ini terletak pada kenyataan bahwa ukuran digunakan untuk mengidentifikasi partikel. Pada kenyataannya banyak zat yang berbeda dapat berbagi ukuran yang sama tetapi tidak berdampak sama. Virus mungkin berukuran sama dengan partikel jelaga tetapi risikonya sangat berbeda karena yang pertama dapat menyebabkan infeksi yang bertahan lama hanya dengan beberapa jam paparan sementara yang terakhir harus dihirup selama bertahun-tahun untuk memengaruhi kesehatan. Demikian pula, alergen dari serbuk sari mungkin sekecil 0,03 mikron, yang bahkan di bawah ukuran partikel asap.

Namun kelemahan utama lainnya adalah kurangnya pertimbangan untuk polutan gas. VOC seperti formaldehida dapat menembus filter jauh lebih efektif daripada partikel asap, yang merupakan polutan paling menantang untuk ditangkap dalam standar ASHRAE 52.2. Penghapusan formaldehida dan ozon akan menambah dimensi yang kuat untuk memahami efisiensi filter.

Seri AHAM AC menghilangkan satu kelemahan standar ASHRAE dengan secara khusus menguji pembersih udara, bukan hanya filternya. Metodologi ini dapat menghasilkan Clean Air Delivery Rates (CADR) dan mengukur kebisingan yang dihasilkan oleh kipas dalam satu unit. Ada tingkat detail yang sama pada sumber dan peralatan seperti pada ASHRAE 52.2, dan juga efisiensi penangkapan partikel sebagai satu-satunya kriteria untuk mengukur dampak. Namun, dalam standar ini unit ditempatkan di ruang untuk waktu yang lama. Teorinya adalah bahwa kinerja dari dalam ruangan dapat digeneralisasikan ke dunia nyata.

Seperti ASHRAE 52.2, seri ini memiliki kelemahan yang sama yaitu tidak mempertimbangkan polutan gas dan menggunakan ukuran untuk menentukan komposisi partikel. Akibatnya, nilai CADR saat ini tidak dapat memberikan pengukuran kemanjuran yang sepenuhnya akurat. Selain itu, standar memerlukan ruang tertutup dan satu pemasukan polutan, sedangkan di dunia nyata banyak sumber polutan konstan.

Metode ini berguna untuk memahami penghilangan asap dan debu, tetapi tidak memberikan informasi apa pun tentang perlindungan dari infeksi, gas, atau alergen.

Itu Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) terdiri dari banyak komite dari berbagai negara yang bertemu untuk menetapkan berbagai standar untuk melindungi dan menginformasikan publik tentang produk manufaktur. Salah satu rangkaian standar yang telah ditetapkan organisasi adalah seri ISO 16000, dengan metode yang dapat direproduksi terkait dengan bagaimana ruang harus dirancang dan dilengkapi untuk menguji efisiensi pembersih udara dalam menghilangkan racun gas seperti formaldehida atau bakteri di udara. Standar ISO ini dapat digunakan di masa depan untuk memberikan nilai CADR untuk polutan selain partikel, yang saat ini belum dilakukan.

China telah memimpin penelitian kualitas udara dan mengembangkan standar untuk mempertimbangkan lebih dari sekadar efisiensi asap, debu, dan serbuk sari. Standar Guobiao (GB atau GB/T) telah dikembangkan oleh pemerintah China untuk memanfaatkan penelitian yang sudah mapan dan partisipasi negara dalam ISO. Standar GB/T 18801 memperkenalkan metrik baru, Cumulate Clean Mass (CCM), yang mengukur jumlah polutan yang dapat dihilangkan oleh filter selama masa pakainya, bukan melalui satu lintasan dalam saluran atau satu masukan dalam ruang.

Menggunakan standar seperti GB/T 18801 dapat memungkinkan rentang nilai CADR yang lebih baik daripada hanya tiga yang terkait dengan partikel berukuran berbeda. Misalnya, sebelum pandemi global Covid-19, akan berguna untuk mengetahui nilai CADR pembersih udara untuk infektivitas virus. Di Molekule kami baru-baru ini bermitra dengan University of Minnesota pada makalah peer-review berdasarkan ASHRAE 52.2 yang dirancang untuk menentukan penangkapan dan penonaktifan virus corona dan influenza hewan*. Tim peneliti dapat membedakan antara virus yang ditangkap oleh pembersih kami dan beberapa yang menembus, tetapi dinonaktifkan oleh, katalis PECO.

Para peneliti University of Minnesota menggunakan metrik yang lebih akrab dengan dunia mikrobiologis — yaitu pengurangan log, yang menunjukkan fraksi mikroba yang dapat dideteksi di udara. Karena paparan hanya beberapa virus dapat menyebabkan infeksi besar-besaran, penting untuk menentukan seberapa cepat atau mudah virus tersebut dikeluarkan dari udara hingga tingkat yang sangat halus — katakanlah, pada urutan 0,001%, yang merupakan presisi. dari penelitian di University of Minnesota.

Selama pandemi Covid-19, FDA merekomendasikan pembersih udara yang dapat mengurangi virus di ruangan berukuran tepat dengan log 4, yaitu 99,99%. Jenis indikasi ini akan efektif dalam standar nasional karena akan memungkinkan konsumen memilih pembersih yang memenuhi kriteria yang direkomendasikan oleh organisasi seperti FDA untuk perlindungan. Pemurni udara PECO memenuhi persyaratan ini dengan data menunjukkan tidak hanya menangkap tapi juga penghancuran virus.

Molekule juga bekerja sama dengan AHAM untuk mengembangkan metode yang lebih baik untuk mengukur kinerja mikroba dalam pembersih udara dengan melayani di komite yang meneliti standar baru. Komunitas internasional adalah sumber yang kaya untuk jenis penelitian ini dan studi yang masuk ke GB/T, dan standar ISO memengaruhi rekomendasi komite tempat kami berpartisipasi.

Kami menyerukan organisasi yang meninjau produk elektronik seperti pembersih udara untuk mempertimbangkan polutan di luar partikel. Asap dan debu dapat menjadi masalah, tetapi konsumen semakin mengkhawatirkan bahan kimia di lingkungan dalam ruangan, virus, alergi, dan pemicu asma. Memasukkan metode tambahan yang mencakup seberapa baik pembersih udara dapat menangani ancaman ini tidak hanya dapat membantu konsumen membuat pilihan yang lebih ekonomis, tetapi juga memilih produk yang dapat memberikan dampak paling positif bagi mereka.

*Pada tahun 2020, Fakultas Sains dan Teknik Universitas Minnesota dan Fakultas Kedokteran Hewan menguji teknologi PECO Molekule menggunakan perangkat Air Mini dan laju aliran operasinya dalam pengujian efisiensi satu arah dengan virus yang layak dalam transmisi aerosol. Metode yang dikembangkan untuk penelitian memungkinkan pengukuran dan karakterisasi deteksi dan inaktivasi virus di udara oleh teknologi pemurnian udara. Untuk teknologi PECO, pengujian menunjukkan hampir 99,9% penghapusan dan tingkat penghapusan total (berbasis titer virus) mendekati 99,99% untuk influenza A dan melebihi 99,9% untuk virus corona sapi. Dr. Chris Hogan dan Dr. Montserrat Torremorell memimpin penelitian ini. Sementara pembersih udara dapat memberikan lapisan perlindungan tambahan untuk membantu mengurangi potensi paparan virus, Molekule mendorong penggunaan tindakan medis yang disarankan oleh otoritas pemerintah.