فناوری نانو در تولید فیلترهای هوای موجود در صنعت سیمان و گچ
فناوری نانو در شاخههای مختلف علمی مانند پزشکی، انرژی، منسوجات، پیلهای سوختی و … رشد چشمگیری داشته است. یکی از این شاخهها استفاده از نانو الیاف در صنعت فیلتراسیون است. امروزه فیلترهای صنعتی جهت جداسازی ذرات گرد و غبار یا ذرات دارای ارزش افزوده مانند آرد، سیمان و … از هوا، در تمام کارخانجات صنعتی استفاده میشوند. این نوع دستگاهها قادر به جداسازی ذرات ریز کمتر از ۰/۵ میکرون نیستند و در زمان کوتاهی این فیلترها به مرز اشباع میرسند. نانو الیاف به واسطه خواص ویژهای که دارد پتانسیل کاربردی زیادی در صنایع فیلتراسیون گازها و مایعات خواهد داشت. با اضافه نمودن لایهای از نانو الیاف به سطح این فیلترها و ظریفتر نمودن قطر الیاف و کاهش ضخامت فیلترها سبب میشود، در یک سطح مشخص، فیلتری با تعداد تخلخل بیشتر و ابعاد کوچکتر به دست آید که مورد اول سبب افزایش عمر فیلتر، افزایش نفوذپذیری هوا در سطح فیلتر و مورد دوم سبب جداسازی ذرات ریزتر نسبت به فیلترهای کنونی میشود.
کاهش ضخامت فیلتر سبب افت فشار پایینتر و مصرف انرژی پایینتر میشود. فیلترهای نانو لیفی دارای وزن پایه کم، نفوذپذیری هوای زیاد و ابعاد منافذ کوچک هستند که آنها را برای کاربردهای فیلتراسیون گسترده، مناسب میسازد. لازم به ذکر است به دلیل گستردگی بسیار بالا در روشهای استفاده از مواد نانویی میتوان خواص بسیار مطلوب دیگری مانند ضد آب (هیدروفوب)، آب دوست (هیدروفیل)، آنتی باکتریال، ضد لک و دهها مزیت دیگر نیز جهت فیلترهای لیفی با توجه به فرآیند استفاده آن به دست آورد.
کاربرد نانو فیلترهای لیفی
در میان انواع فیلترها، فیلترهای لیفی به ویژه فیلترهای بیبافت به دلیل ارزان بودن، در دسترس بودن مواد اولیه، انعطاف پذیری و سهولت در تولید و در عین حال کارایی و ضریب اطمینان عملکردی بالا از توجه بیشتر برخوردار شدهاند. در دو دهه اخیر با ظهور و رشد نانوتکنولوژی و ورود آن به حوزه منسوجات بیبافت سبب تولید فیلترهای نانو لیفی شده است. این فیلترها به دلیل دار بودن الیافهای با قطر بسیار پایین، سطح مخصوص بالا، استحکام قابل قبول، انعطاف پذیری بالا، نفوذ پذیر بالا و وزن واحد سطح پایینتر نسبت به سایر فیلترها، از راندمان و کیفیت بسیار بالایی برخوردار هستند. این ویژگیها سبب شده تا امروزه فیلترهای نانو لیفی به عنوان یک گزینهی امید بخش در کاهش ذرات معلق هوا و بهبود کیفیت هوا تلقی شود.
افت فشار و راندمان دو ویژگی مهم جهت تعیین کیفیت فیلتر هستند. فیلتر با راندمان بالا و افت فشار پایین دارای کیفیت بهتری است. با افزایش سرعت هوا در سطح فیلتر به دلیل کاهش مدت زمان حضور ذرات در اطراف الیاف، شانس برخورد ذرات کاهش یافته و راندمان کاهش مییابد. با افزایش وزن واحد سطح و نانو الیاف، فاکتور پوشش افزایش مییابد. در نتیجه شانس برخورد ذرات و راندمان فیلتر افزایش مییابد. فاکتور کیفیت فیلتر با افزایش وزن واحد سطح فیلتر و افزایش سرعت هوا با کاهش راندمان و افزایش افت همراه بوده و باعث کاهش فاکتور کیفیت میشود.