فیلتراسیون جداسازی ذرات جامد از گاز ها ( هوا) یا سوسپانسیون مایع بوسیله عبور دادن سوسپانسیون (هوا یا مایع ) از غشاء است که بیشتر مواد جامد را درداخل یا روی خود نگه می دارد.
غشاء، مدیای فیلتر نامیده می شود. وسیله ای که مدیای فیلتر را نگهداری می کند و فضایی برای جمع آوری مواد جامد ایجاد می کند، فیلتر نامیده می شود.
3 نوع طبقع بندی برای جداسازی وجود دارد :
· جداسازی جامد – گاز ( هوا) ( جداسازی غبار یا دیگر ذرات از سیال های گازی. فیلترهای خانگی مثال خوبی از این جداسازی هستند.)
· جداسازی جامد – مایع ( جداسازی ذرات جامد یا نیمه جامد از مایع. فیلترهای آب آشامیدنی مثال خوبی از این جداسازی هستند.)
· جداسازی جامد – جامد (2 طبقه بندی آخر به تجهیزات خاصی نیاز دارد و به مدیای بی بافت وابسته نیست. 2 مثال از این جداسازی می تواند ماسه از شن و خامه از شیر باشد.
فرایندهای فیلتراسیون را برای برداشتن آلودگی ها و مواد زائد بکار می بریم. آلودگی ها می تواند مواد جامد ، نیمه جامد یا حتی مایع و ذرات هوا باشد. آلودگی های جامد ممکن است بعلت تجزیه قطعات خودرو به داخل روغن رفته باشد. آلودگی های هوازی ها ممکن است باعث سردرد شود.
مثال های دیگر از آلودگی ها عبارتند از : باکتری/ میکرو ارگانیسم ها / ویروس ها ، تنباکوی سیگار ، کپک ، هاگ گیاهان ، کرم خاکی ، خاک اره ، مواد شیمیایی داخل آب ، دود دودکش های صنعتی، بخار موتور خودرو، دانه گرده و اسپری رنگ.
فیلترها در کجا استفاده می شوند؟
اغلب ما فکر می کنیم که فیلترها فقط فیلترهای خانگی اجاق ، جارو برقی و فیلترهای موتور ماشین هستند. در واقع هیچوقت در مورد صدها جایی که فیلترها در آن استفاده می شوند فکر نکرده ایم. چند تا از آنها عبارتند از:
در خانه : استخر شنا – جارو برقی –لباسشویی – فن خروجی هوا – اجاق – هواساز .
غذا و نوشیدنی ها :آب معدنی –روغن های پخت و پز و خوراکی – شربت ها ( عصاره افرا ، ذرت) – قهوه – چای کیسه ای و غیره
بهداشت آب : نمک زدایی – ورودی ها آب
صنعت خمیر و کاغذ : اب فیلتر شده برای رنگ بری ، خمیر کردن و شستشو.
دارویی : رشد و پروراندن مدیا – واکسن – درمان های دهان
بیمارستان / پزشکی : ماسک صورت – دستگاه تنفس مصنوعی
بدن انسان : هر روز گلومرول در کلیه ها در حدود 2 لیتر از مواد اضافی و آب را از خون شما تصفیه می کند و تبدیل به ادرار می کند.
در اقدامی مشابه ، جگر (ارگانی که در بدن انسان بسختی کار میکند.) همچنین ویروس ها، توکسین ها، باکتری ها و سموم را از خون تصفیه می کند و آنها در ادرار از بین می برد.
مدیا فیلتر چیست ؟
مدیا در فیلتر مکانیسمی فیزیکی است که برای پاک کردن آلودگی ها از هوا یا مایع بکار میرود.
ساختار مدیا و ترکیب فیلتر ، مشخصات راندمان حذف آلودگی ها ، گنجایش آلودگی آن (چه مقدار آلودگی را می تواند نگه دارد) و افت فشار را (مقاومت / سرعت جریان از میان فیلتر) را مشخص می کند. مقادیر مختلف راندمان ، گنجایش و افت فشار سطح کارائی فیلتر را مشخص خواهد کرد.
گزینه های مدیای فیلتر بی حد است. دامنه آنها از ماسه ، پلاستیک ها با روزنه های میکرونی ، پرده های توری به نخ ، کاغذ های ریزریز شده ، %100 سلولزی یا فیبرهای %100 مصنوعی و ترکیب بسیار امکان پذیر در بین آن. دارای طول عمر های بسایر مختلفی هستند. طول عمر فیلتر قهوه حداکثر چند دقیقه است .فیلترهای استخر شنا ممکن است بیشتر از یک سال یا بیشتر باشد.
تاریخچه بی بافت ها در فیلتراسیون
اگر نمد پشمی را فرض کنید و دیگر فیبرها که به روشهای مختلف در شبکه شکل یافته اند، می توان گفت بی بافت ها به عنوان مدیای فیلتر در حدود صدها سال وجود داشته اند. هر چند مدیا فیلتر بی بافت سنتتیک جدید در اواخر دهه 50 و اوایل دهه 60 با فیلترهای شیر و پوشش پوشک بچه یکبار مصرف شروع شد. تولید کننده های پوشش های پوشک ها، محصولات خراب خود را به عنوان یک کاغذ جایگزین برای فیلتراسیون آب و خنک کنندگی می فروختند.
بزودی ، پس از آن ، فرایندهای پانچ سوزنی و مرطوب کردن در تعدادی از کاربردهای مدیای فیلتر ایجاد شد. زیرا که آنها بسیار فراگیر و با هزینه کمتری وجود داشتند. این بی بافت ها بزودی رقیب سرسختی برای مدیا فیلتر چون کاغذ ، بافته ها و پارچه های سیمی(توری) شدند.
چرا فرایندهای بی بافت ها برای تهیه مدیا فیلتراسیون بکار برده شد؟
5 نوع از انواع فرایندهای بی بافت وجود دارد که برای تولید مدیای فیلتر بکار برده می شود. بیشترین مورد استفاده ، پانچ سوزنی است که به دنبال مرطوب کردن ، ملت بلون ، اسپان باند و غیره استفاده شده است.هر مدیا کاربردهای مخصوص بخود دارد:
پانچ سوزنی : بخاطر اینکه مدیای پانچ سوزنی سه بعدی است (دارای طول و عرض و عمق است)، برای گیر اندازی آلودگی ها روی هردو سطح و داخل آن بسیار خوب است. در کاربردهای فیلتراسیون هوا برای خروجی فیلتر از امکانات محصولات فولادی و استیل استفاده شده است ؛ در سیستم های اسپری کننده رنگ ، درکارخانه های سیمان و ایستگاههای تولید برق با سوخت زغالی.
در این کاربردهای صنعتی ، معمولا به فیلترهای کیسه ای ارجاع داده می شود.در فیلتراسیون مایع ،مدیای پانچ سوزنی برای فیلتر کردن رنگ ، تمیز کردن آب درونی ، و فاضلاب خروجی و غیره بکار می رود.
مرطوب کردن : در بعضی مراجعات ،بی بافت های مرطوب شده مشابه کاغذ هستند. هر چند بخاطر سنتتیک یا میکروفایبرگلاس می تواند به جای خمیر کاغذ استفاده شود و رزین های چسباننده می تواند به در طول ساختار اضافه شود. طول عمر فیلتر بسیار بهتر خواهد شد. هزینه کمتر همراه با ساختار تصادفی فیبر و غلظت خوب دلایلی هستند که بی بافت های مرطوب شده تقریباً دو سوم همه مدیاهای فیلتر بشمار رود. فیلترهای استخر شنا ، فیلترهای سرد کننده روغن ، HEPA فیلتر و فیلترهای قهوه مثال هایی از کاربردهای مدیای مرطوب شده هستند.
ملت بلون : بعلت اینکه تکنولوژی ملت بلون برای یکنواختی ، شبکه ای با روزنه های ریز که از تارهای بسیار نازک شکل یافته را پذیرفته است، اغلب درکاربردهایی که ذرات بسیار نازک نیاز است فیلتر شوند، بکار می رود. مخصوصاً به عنوان سیگار، پنبه نسوز، غبار سرب، و دیگر آلودگی های هوازی می تواند از میان ملت بلون فیلتر شود. آن بوسعت زیادی در دستگاههای تنفس مصنوعی، ماسک صورت ، محفظه های سیستم های HVAC ، فیلترهای کابین خودرو استفاده می شود. بخوبی فیلتری که ذرات ریز غبار را می گیرد، مدیای مرطوب شده یا کاغذ ها در کیسه های یکبار مصرف جاروبرقی نمی گیرند. در تعداد زیادی از بازار ها، ملت بلون مستقیماً با مدیای بی بافت مرطوب شده رقابت می کند.
اسپان باند : مدیای فیلتر اسپان باند از پلی استر، پلی پروپیلن یا نایلون ساخته شده که در هر دو مدیای هوا و مایع بکار رفته است و بعلت رزین های سنتتیک ؛ قالب گیری ، شیاردار کردن و یا جوشکاری الکتریسیته مدیا برای تولید یک فیلتر را اجازه خواهد داد. وزن سنگین تر مدیای اسپان باند معمولا در المنت فیلترهای بکار رفته در فیلتراسیون هوا یافت می شود و مدیای اسپان باند سبک تر معمولا در دیگر مدیاها برای افزایش مقاومت و محافظت بصورت لایه ای اضافه شده است.
CARDED و غیره : استفاده از چسب های رزینی و حرارتی در مدیای CARDED ، خمیری که در معرض هوا قرار گرفته و بخش کوچکی از مدیای توری اسپان که در فیلتراسیون شیر، روغن خوارکی، فیلتر سرد کننده روغن و در ماسک های صورت استفاده شده، بطور زیادی با نوع جدیدتر جایگزین شده است ، در فرایندهای بی بافت مؤثر اقتصادی تر است.
