Un grammo di carbone attivo può avere una superficie superiore a 5.400 piedi quadrati, con 32.000 piedi quadrati facilmente realizzabili. (Wikipedia sul carbone attivo)
Praticamente ogni purificatore d’aria ha un filtro a carbone attivo. Cosa fa e cosa significa effettivamente” attivato”?
Esamineremo cos’è effettivamente un filtro a carbone attivo, come funziona un filtro a carbone attivo, come è fatto e perché è così spesso usato per la purificazione dell’aria. Esamineremo anche quali filtri a carbone attivo durano più a lungo e quali sono i migliori.
Ecco la rapida intuizione:
Gli inquinanti atmosferici si trovano in due diversi stati della materia:
- Particolato solido (polvere, polline, particelle di fumo, acari della polvere). I filtri HEPA vengono utilizzati per filtrarli meccanicamente.
- Inquinanti atmosferici gassosi (odori, odori, COV, odore di fumo di sigaretta, odore di olio da cucina, ecc.). Il lavoro di rimozione di questo cade sul filtro dell’aria a carbone attivo.
Filtro HEPA e filtro a carbone attivo funzionano in tandem; sono i 2 più importanti filtri purificatore d’aria.
Odori, odori e altri composti organici volatili passano semplicemente attraverso il filtro HEPA. Non vengono fermati da una barriera meccanica.
Piuttosto, vengono fermati da un processo di adsorbimento su un materiale a carbone attivo. Durante questo processo, le molecole di gas (diversi odori indesiderati nella nostra cucina, camera da letto, ecc) aderire ad una superficie solida.
Un filtro a carbone attivo non è altro (o meno) che un materiale con un’enorme superficie che rende l’adsorbimento degli odori estremamente efficace.
In sostanza, solo un singolo grammo di carbone attivo può avere una superficie fino a 32.000 piedi quadrati. Questo è quasi un intero campo di calcio solo da 1 grammo.
Scaviamo un po ‘ più a fondo:
Indice
Che cosa è il filtro a carbone attivo?
Ecco un avanzo di carbone, un prodotto laterale di legna da ardere:
Un filtro a carbone attivo è un carbone ben confezionato e “attivato”. Può essere in forma di blocco in polvere o granulare.
Ci sono varie fonti di carbone, oltre al legno. Per i filtri a carbone purificatore d’aria, la buccia di cocco, la torba di salice, la fibra di cocco e il bambù sono frequentemente utilizzati.
Ecco il vero scopo dell’uso del carbone attivo per creare filtri:
Il carbone è, con il processo di “attivazione”, un materiale estremamente poroso. I piccoli pori del carbone creano un’area di superficie attiva incredibilmente ampia in cui può avvenire il processo di adsorbimento di odori, odori e VOC.
Esempio: I depuratori d’aria più grandi hanno 0.7 lbs filtri a carbone attivo. 0,7 libbre = 317 grammi. 317 g * 5.400 piedi quadrati = 1.711.800 piedi quadrati. Quel filtro potrebbe essere piccolo ma, a causa dell’inclusione dei pori, ha una superficie attiva di quasi 30 campi da calcio al minimo.
Alen BreatheSmart 75i-il miglior purificatore d’aria attualmente sul mercato-ha un filtro a carbone attivo opzionale da 3,7 libbre.
In base alla forma e alla fonte del carbone, così come al processo di “attivazione” che impareremo più avanti, distinguiamo tra diverse specie di carbone attivo. Questi includono carbone attivo in polvere, carbone attivo granulare, carbone attivo perlina, carbone attivo estruso, carbonio rivestito di polimero e persino carbonio tessuto.
Il carbone di legna, di per sé, è un materiale poroso. Tuttavia, non è quasi poroso come la polvere di carbonio o granuli che si trovano nei filtri a carbone attivo. Il trucco per ottenere il materiale estremamente poroso è il “processo di attivazione”:
Cosa significa” Attivato”? Come sono fatti i filtri a carbone attivo
1 grammo di carbonio ha una superficie inferiore a 1000 piedi quadrati.
1 grammo di carbonio “attivato” ha una superficie compresa tra 5.400 piedi quadrati e 32.000 piedi quadrati.
L’unica differenza qui è il processo di attivazione. Esistono due modi per attivare il potenziale superficiale segreto del carbonio:
- Attivazione fisica tramite gas caldi.
- Attivazione chimica tramite reazione di neutralizzazione acido-base.
Nella maggior parte dei casi, viene utilizzata l’attivazione fisica. Ciò comporta la creazione di materiale di carbonio e la creazione dei pori in due fasi:
- La buccia di cocco, il legno o il bambù vengono bruciati (pirolizzati) a temperature molto elevate (fino a 1000°C) in assenza di ossigeno. Questo 1 ° passo è chiamato ‘carbonizzazione’.
- Quando la temperatura del materiale carbonizzato scende sotto i 300°C, è esposto all’attivazione del gas ad alta temperatura. Questo processo di attivazione crea piccoli fori nel carbone caldo; rendendolo estremamente poroso. Questo 2 ° passo è chiamato ‘attivazione’.
I filtri a carbone attivo utilizzati nei depuratori d’aria sono per lo più creati tramite attivazione fisica.
L’attivazione chimica è più comunemente utilizzata nei processi industriali. Comporta la creazione di pori tramite l’uso di acido forte, una base forte e alcuni sali. Essenzialmente, l’acido forte (con l’aiuto di altre sostanze chimiche) “mangia” attraverso il carbone, creando così un materiale poroso.
Ora che sappiamo cos’è il carbone attivo e come è fatto, diamo un’occhiata a come le sue proprietà vengono utilizzate nei filtri a carbone attivo:
Come funziona il filtro dell’aria a carbone attivo?
L’aria interna è piena di inquinanti atmosferici gassosi invisibili. Questi includono odori da cucina, odori diversi, sostanze chimiche organiche volatili e così via. Tutti sono composti da miliardi e miliardi di molecole di gas.
Quando queste molecole di gas colpiscono i recettori nel nostro naso, il nostro cervello lo registrerà come “odore”. Nella maggior parte dei casi con inquinanti atmosferici, è un odore sgradevole.
Per rimuovere gli odori, dobbiamo solo assicurarci che queste molecole di gas non colpiscano i recettori nel nostro naso. Devono colpire o essere adsorbiti a qualcos’altro.
Ecco come funziona un filtro a carbone attivo:
I filtri a carbone attivo presentano una superficie estremamente ampia in cui è possibile aderire agli odori indesiderati.
Un purificatore d’aria per l’odore è fondamentalmente un ventilatore che raccoglie l’aria (con molecole di gas odore indesiderabile in esso) e lo porta al filtro a carbone attivo. Lì le molecole di odore vengono adsorbite ed eliminate dalla circolazione dell’aria interna.
Filtri a carbone attivo nei depuratori d’aria
Raramente vedrai un purificatore d’aria senza un filtro a carbone attivo. La ragione è semplice:
Se l’intenzione di un purificatore d’aria è di aumentare la qualità dell’aria interna, ciò include la riduzione degli odori. Il carbone attivo, strettamente imballato tra due strati per creare un filtro, è il miglior strumento naturale per assorbire gli odori indesiderati.
Significa che tutti i purificatori d’aria hanno gli stessi filtri a carbone attivo?
Non tutti a. Non tutti i filtri attivati sono uguali. Come abbiamo visto, la superficie per grammo di carbone attivo ha un intervallo piuttosto ampio: da 5.400 piedi quadrati a 32.000 piedi quadrati.
La superficie per grammo di un particolare filtro a carbone attivo di solito non viene misurata dai produttori di depuratori d’aria di per sé.
Ecco le 3 differenze più comuni tra i diversi filtri a carbone attivo:
- Superficie per grammo.
- Peso totale del filtro a carbone attivo (dipende dalle dimensioni, dalla densità).
- “Arricchimento”.
I filtri a carbone attivo più pesanti avranno, per loro natura, una maggiore capacità di assorbire gli inquinanti gassosi presenti nell’aria. Saranno più approfonditi nel rimuovere gli odori e dureranno più a lungo.
“Arricchimento” si riferisce all’aggiunta di sali come biossido di magnesio e ossido di rame ai filtri a carbone attivo. Questi filtri arricchiti, impiegati dai depuratori d’aria Blueair, ad esempio, sono progettati per rimuovere i più piccoli inquinanti atmosferici gassosi come l’ozono e il monossido di carbonio.
Quanto spesso è necessario sostituire i filtri a carbone attivo?
Quando una parte significativa della superficie del filtro a carbone attivo è stato fatto il suo lavoro di adsorbimento odori, diventerà saturo.
I filtri a carbone attivo saturi devono essere sostituiti. I depuratori d’aria più comuni avranno un indicatore di quando è necessario inserire un filtro a carbone attivo.
A seconda del dispositivo, dell’utilizzo e del filtro stesso, i filtri a carbone attivo devono essere sostituiti ogni 3-9 mesi.
Essenzialmente, i filtri a carbone attivo sono filtri che devono essere sostituiti molto spesso.
Se non si dispone di un filtro di ricambio a portata di mano, è possibile eseguire un purificatore d’aria senza un filtro a carbone attivo. Gli odori rimarranno nell’aria interna, ma un purificatore d’aria con solo un pre-filtro e filtro HEPA funzionerà come previsto per catturare particelle grandi e piccole.