Hepa یک فیلتر هواست که مورد تأیید بسیاری از سازمانها مانند سازمان انرژی ایالات متحده می باشد.
عملکرد:
فیلتر هپا متشکل از الیافی است که به طور تصادفی درهم بافته شده اند. این الیاف از جنس فایبر گلاس و در ابعاد 5 /0 تا 2/0 میکرومتر هستند. آنچه در شناسایی این فیلتر مهم است ابعاد الیاف، ضخامت فیلتر و سرعت face است فضای خالی بین الیاف 0.3 میکرو متر است. این دیدگاه عام که فیلتر هپا hepa مثل یک صافی عمل می کند و ذرات کوچکتر از محفظه های موجود عبور می کند کاملاً اشتباه است، زیرا فیلتر هپا توانایی گرفتن ذرات بسیار کوچکتررا هم دارد. اساس عملکرد این فیلتر به دام انداختن ذرات است، به این طریق که ذرات به الیاف می چسبند.
حائل شدن: وقتی ذرات با اندازه ای برابر شعاع الیاف موجود در فیلتر وارد فیلتر می شوند به الیاف می چسبند و از عبور آنها جلوگیری می شود.
گیر کردن: گاهی ذرات بزرگتر نمی توانند از فیلتر عبور کنند و در فضای حد فاصل الیاف گیر می کنند در صورتیکه حد فاصل بین الیاف کم باشد و سرعت عبور هوا از فیلتر زیاد باشد این اتفاق باعث گیر افتادن تعداد ذرات بیشتری می شود.
برخورد: ذرات کوچکتر از 1/0 میکرومتر که در هنگام عبور از فیلتر در اثر برخورد با الیافها متوقف می شوند و یا با تأخیر از فیلتر عبور می کنند در اثر ازدیاد آنی ذرات و با توجه به حرکت براونی که در فیلتر رخ می دهد از عبور ذرات جلوگیری می شود.این حالت در صورتی که سرعت عبور هوا از فیلتر کم باشد بیشتر اتفاق می افتد.
اثر برخورد برای ذرات کوچکتر از 1/0 میکرومتر مانع از عبور آنها از فیلتر می شود. اثر گیر افتادگی و حائل شدن برای ذرات 4/0 میکرومتر مانع از عبور آنها از فیلتر می شود.
مشخصات:
فیلتر هپا hepa از عبور %97/99 ذرات که از طریق هوا قابل انتقال هستند با اندازه متوسط 3/0 میکرومتر جلوگیری می کند. فیلتر هپا در دهه 1940 طراحی و در پروژه Manhataan به منظور جلوگیری از انتشارذرات آلاینده و رادیو اکتیو که از طریق هوا قابل انتقال بودند مورد استفاده قرار گرفت همچنین توانایی مقاومت در برابر 300 پاسکال فشار هوا را داراست.
در دهه 1950 با یک نام تجاری ثبت به عنوان یک فیلتر با راندمان بسیار بالا وارد بازار شد. با گذشت دهه های متوالی تقاضاهای بیشتری برای این محصول در زمینه های مختلف صنعتی شده است مثل علوم فضایی، دارویی، بیمارستانی، پزشکی، مراقبتهای بالینی، سوختهای هسته ای، انرژی هسته ای، قطعات الکترونیکی، کامپیوتر و.....
کاربردهای پزشکی :
فیلترهای هپا به همراه اشعه فرابنفش در از بین بردن باکتری ها و ارگانیسمهایی که از طریق هوا قابل انتقال هستند مفید هستند. به این طریق که باکتری ها و ویروسهای به دام افتاده از طریق هپا با استفاده از اشعه ماوراء بنفش نابود و ضد عفونی می شوند. فیلترهای هپا با راندمان %995/99 هم وجود دارند که در جلوگیری از انتقال بیماری هایی که از طریق هوا منتقل می شوند بسیار مفید هستند.
دستگاههای تصفیه هوا:
در بسیاری از تصفیه کننده های هوا از فیلتر هپا استفاده شده است که برای مبتلایان به آسم و آلرژیهای تنفسی بسیار کارآمد می باشد، زیرا فیلتر هپا توانایی به دام انداختن ذراتی مثل گرده گیاهان، گردو غبار، مو و کرک حیوانات خانگی را که از عوامل اصلی آلرژیها ی تنفسی و آسم هستند را دارا است. بنابراین هوایی که به دستگاه وارد می شود پس از خروج از دستگاه به دلیل عبور از فیلتر هپا عاری از هر گونه ذرات حساسیت زا خواهد بود.
مدلهای جدید فیلترهای هپا دارای مزیت قابل شتشو بودن هستند که این قابلیت باعث گران تر بودن آنها نسبت به فیلترهای هپای قدیمی تر است. MERV یک استاندارد برای اندازه گیری توانایی و راندمان فیلتر است. گستردگی MERV از 1 تا 20 است و نشان دهنده از بین بردن ذرات از 1/0 تا 3/0 میکرومتر می باشد. فیلتر با MERV بالاتر نه تنها توانایی از بین بردن تعداد بیشتری از ذرات را دارد بلکه توانایی آن را دارد که ذراتی با اندازه های خیلی ریز را از بین ببرد.
امروزه بسیاری از اتومبیل های شخصی دارای فیلتر هپا برای تصفیه هوای داخل اتومبیل هستند.
لازم به ذکر است که دستگاه تصفیه هوای ساملن دارای فیلتر هپا میباشد.
استفاده در هواپیما:
خطوط هوایی پیشرفته با استفاده از فیلتر هپا سعی در از بین بردن ذرات بیماریزای قابل انتقال از طریق هوای گردشی داخل هواپیما را دارند.
آزمایشها و مطالعاتی که بر روی 92 هواپیما انجام شده است نشان دهنده آن است که میزان باکتریها و قارچهای موجود در کابین هواپیما مشابه باکتریها و قارچهایی است که در خانه وجود دارد.
این سطح آلودگی میکروبی در حالی است که هوای داخلی کابین هر ساعت 10 تا 15 بار با استفاده از فیلترهایی با توانایی فیلتراسیون خیلی بالا انجام می شود. فیلترهایی که در این هواپیما استفاده می شود مشابه فیلترهای هپایی است که در بخش پیوند اعضا در بیمارستانها استفاده می شود در حالیکه فیلتراسیون ساختمانهای مسکونی به هیچ وجه توانایی از بین بردن آلودگی های ویروسی و میکروبی را دارا نمی باشند.
دی اکسید تیتانیوم (Tio2)
(Tio2) اکسید فلز تیتانیوم است که به طور طبیعی در بعضی از صخره های آتشفشانی اسیدی و صخره های دگردیس یافته و همچنین در صخره های رسوبی و ماسه های ساحلی در شنهای معدنی سنگین هم یافت می شود.
دی اکسید تیتانیوم (Tio2) در انواع رنگها،جوهر پرینت، پلاستیک، کاغذ، الیاف مصنوعی، لاستیک، مداد رنگی، سرامیک، قطعات الکترونیکی که در زمینه مواد غذایی و لوازم آرایشی کاربرد دارند.
موارد استفاده دی اکسید تیتانیوم :
رنگدانه ها – دی اکسید تیتانیوم دارای درخشندگی و انکسار زیاد n=2.7 است و در صورتیکه از آن به عنوان یک لایه نازک استفاده شود به دلیل ضریب شکست و رنگ خاصی که داراست می تواندبه عنوان یک لایه اپتیکی با بازتابی خیلی خوب در آینه های دی الکتریک و سنگهای تزئینی مثلMydtic Fire topaz˝ ˝ مورد استفاده قرار گیرد.
در شکل پودری این ماده باعث درخشندگی می شود که در تولید محصولاتی مثل رنگ ، پلاستیک ، کاغذ ، جوهر ، مواد غذایی ، مواد دارویی ( قرص ها و کپسولها و خمیر داندان ) استفاده می شود .
از دی اکسید تیتانیوم برای سفیدتر کردن خامه شیر ، علامت گذاری خط های سفید در زمین تنیس و کریکت و همچنین به دلیل جذب اشعه UV در ساخت ضد آفتاب و محصولات آرایشی که دارای رنگدانه می باشد استفاده می شود .
اکسیداسیون فتو کاتالیتیک یک تکنو لوژی جدید و موفق برای کاهش (VOC) ترکیبات ارگانیک فرار در فضای داخلی ساختمان ومحل کار و سکونت است . در این روش ماده کاتالیست ( عامل اصلی فعل و انفعال ) که همان دی اکسید تیتانیوم است در معرض اشعه فرابنفش قرار می گیرد تا رادیکالهای هیدروکسیل (HO) اولیه ساخته شوند .
این رادیکالهای هیدروکسیل به شدت واکنش پذیر هستند و می توانند ترکیبات ارگانیک فرار (VOC) موجود در محیط را اکسید و یا باعث از هم گسستن ساختار آنها شوند .
از نظر تئوری همه ترکیبات ارگانیک فرار (VOC) در اثر گسستن ساختارشان به آب و دی اکسید کربن تبدیل می شوند . گرچه در بسیاری از موارد برای اینکه واکنش به صورت کامل انجام شود بایدمراحل زیادی را انجام داد که منجر به تولید مواد پایدار جانی و واکنشهای پیچیده می گردد .
بر اساس تحقیقات به عمل آمده ، هوای داخلی ساختمان دارای 20 ترکیب ارگانیک فرار با تراکم زیاد و 50 ترکیب ارگانیک فرار با تراکم کم و مقادیر زیادی ترکیبات ارگانیک فرار با تراکم بسیار کم است . که بسیاری از این ترکیبات اثرات سوء بر روی سلامتی فردی دارند و بسیاری دیگر از این ترکیبات که در واکنش با گونه هایی که در اتمسفر وجود دارند مثل ازن آلاینده های جدید را تولید می کنند .
یک ترکیب ارگانیک فرار که عامل ایجاد سرطان است بنزن نام دارد که در تنباکو استفاده می شود و با کم کردن مصرف تنباکو می توان میزان آن را در هوا کاهش داد . البته این ماده در گازهای ناشی از وسائل نقلیه نیز وجود دارد که می تواند از طریق پنجره ها به هوای داخل ساختمان نفوذ کند . فرمالدهید که سرطان زا و عامل ایجاد و تشدید بیماری آسم است گازی است که از لوازم چوبی داخل ساختمان متصاعد می شود بنابر این عدم استفاده از لوازم چوبی ساختمان می تواند به کاهش این گاز کمک کند . البته فرمالدهید از واکنش ازن با ذرات دیگری هم که در هوای محیط وجود دارند تولیدمی شود .بسیاری از فیلتر ها توانایی فیلتراسیون ذرات را دارند و نه گازهای فراری مانند (VOC) و از این رو فیلتر های (Tio2) به عنوان تکنولوژی موثر بر از بین بردن این ترکیبات خطرناک بسیار مفید است .
(Tio2) غیر سمی و از نظر شیمیایی پایدار است و اثر فتوکاتالیتیکی را هم داراست . مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد که (Tio2) با توجه به خصوصیات منحصر به فردی که دارد کاراترین فتو کاتالیتیک است.
دستگاه تصفیه هوای ساملن دارای دی اکسید تیتانیوم میباشند.
برای مطالعه ادامه مطلب فایل مقاله را دانلود نمایید.