چاپ شده در مجله جولا (نشریه تخصصی انجمن علمی دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه امیر کبیر)
دو بخش از این مقاله پیش از این در سایت منتشر شده‌است. بخش چهارم و پایانی شنبه آینده منتشر خواهد شد.
آمار
صنعت فیلتراسیون از هر دو منسوج بافته و بی بافت استفاده میکند. در این مقاله به بررسی آمار منسوجات بی‌بافت که توسط انجمن بی‌بافت‌های صنعتی آمریکا (INDA) به دست آمده است پرداخته می‌شود. طبق این آمار، این سازمان در سال ۲۰۰۹ صنعت فیلتراسیون با سرعت ٪۸٫۲ درحال رشد بوده. این سازمان رشد سریع این صنعت را در سال‌های آینده پیش بینی کرده است که سبب می‌شود سرعت رشد آن از بخش‌های دیگر منسوجات بی بافت (به استثناء دستمال‌های بهداشتی) پیشی بگیرد.
آمارهای استفاده از منسوجات در صنعت فیلتراسیون توسط کمپانی‌های مختلف ارائه می‌شوند که با وجود اختلاف در آمار این شرکت‌ها، همه آن‌ها رشد قابل توجهی در استفاده از منسوجات در فیلتراسیون را در سال‌های آینده پیش‌بینی می‌کنند. یک گزارش توسط دیوید ریگبی از David Rigby Associates در سال ۲۰۰۰ فیلتراسیون را مهمترین بخش منسوجات صنعتی معرفی کرده است. با توجه به این نکته که مقدار تولید منسوجات صنعتی مورد استفاده در فیلتراسیون در آن سال ۸۶۰٬۰۰۰ تن به ارزش تقریبی ۷٫۲ میلیارد دلار آمریکا بوده است.
بخش‌های مختلف فیلتراسیون توسط منسوجات
- فیلتراسیون کارتریج شامل یک فیلتر کارتریج متخلخل است که عمدتا از پلی پروپیلن یا سرامیک ساخته شده است. این نوع فیلتر توانایی جذب ذرات موجود در مایعی که از آن عبور میکند را دارد. فیلتراسیون کارتریج یک روش آسان فیلتراسیون است، ولی برای مایعات دارای آلودگی بسیار بالا مناسب نبوده و باقیمانده آلودگی‌ها که نهایتاً سبب تعویض فیلتر می‌شود مشکل اصلی این فیلترها هستند.
- جداکننده های سانتریفیوژی که فیلترهای سانتریفیوژی یا جداکننده های چرخانه هم نامیده می شوند. از چرخانه استفاده می‌کنند که در آن‌ها موادی مانند مایعات، گازها و جامدات امتزاج‌ناپذیر در اثر گردش سریع از سیال آلوده شده جدا می‌شوند. ورودی سیال تحت فشار که آلودگی‌ها باید از آن پاک شود سبب گردش چرخانه‌ها می‌شود.
- فیلتراسیون شیمیایی آلودگی‌ها را توسط یک ماده شیمیایی مانند کربن فعال موجود در فیلتر از بین می‌برد. فیلتراسیون شیمیایی در فیلتراسیون گازها بسیار معمول است.
- فیلتراسیون الکترواستاتیک یک فرآیند فیلترینگ است که شامل مدیای دارای بار الکتریکی بوده که از میدان الکتریکی برای فیلترکردن مواد و جداکردن ذرات به کوچکی ۰٫۰۱ میکرومتر استفاده می کند. با عبور مواد از مدیای دارای بار ذرات مشخصی جذب مدیا می‌شوند.
- فیلتراسیون مایع شامل جداکردن ذرات از مایع که بعنوان فیلتراسیون مایع-جامد شناخته می شود یا جداسازی مایعات از گازها که بعنوان فیلتراسیون گاز-مایع شناخته می‌شود است.
- فیلتراسیون غشایی شامل استفاده از یک غشا بعنوان مدیای فیلتر است که به موادی مانند هوا یا آب اجازه عبور می‌دهد در حالی که از عبور ذرات مواد دیگر جلوگیری میکند. فیلترهای غشایی، کوچک و خودکار هستند و برای کاربردهایی مانند تصفیه خون در هنگام دیالیز، جداسازی باکتری‌ها و بوها و نمک زدایی آب استفاده می‌شوند.
- نانوفیلتراسیون یک نوع فیلتراسیون غشایی است که برای جداسازی ذرات بسیار کوچک استفاده می شود. تاثیرگذاری نانوفیلتراسیون بین اسمز معکوس و فراپالایش است.
- فیلتراسیون روغن برای جداسازی ذرات و آلودگی هایی که از عملکرد قطعات جلوگیری میکند ضروری است. فیلتراسیون روغن درصنایع خودرو و کشاورزی و همچنین صنایعی که از روغن موتور هیدرولیک و روغن‌های دیگراستفاده می‌کنند بسیار رایج است.
- فیلترهای فشاری به غیراز فیلترهای فشار غلتک روتاری، ماشین های نیمه پیوسته هستند که جمع آوری سیال فیلتر شده به نوع عملکرد فیلتر بستگی دارد (مانند سرعت ثابت جریان، فشارثابت یا هردو یا افزایش فشار و کاهش سرعت جریان). فیلتراسیون فشاری یک فرآیند ناپیوسته است و به یک مخزن فشار شکن در مسیر جریان ورودی قبل از فیلتر و یک جمع‌کننده غیر پیوسته برای جمع‌آوری کیک بعد از فیلتر نیاز دارد.
- اسمز معکوس یک نوع روش فیلتراسیون است که درآن آب تحت فشار از یک غشاء عبور داده می شود و از عبور ناخالصی‌ها توسط فیلتر جلوگیری می شود. ناخالصی‌های فیلتر شده شامل سدیم، فسفر، آلومینیم، قلع و فلوئوراید است.
- فیلتراسیون آب شامل خالص سازی آب آشامیدنی است. فاضلاب نیز برای جداسازی ذرات اضافه فیلتر می‌شود.
- فیلتراسیون تر/خشک یک فرآیند فیلتراسیون زیستی است که شامل قرارگیری مدیای فیلتر در معرض هوا برای تسهیل نیتریفیکاسیون است. فیلترهای تر/خشک عموما در آکواریوم‌ها استفاده می‌شوند.
- فراپالایش(Ultrafiltration) یک نوع از فیلتراسیون غشایی است که ذرات با اندازه ۰٫۱ تا ۰٫۰۰۲ را جدا میکند. مواد فیلتر شده باکتری‌ها و ویروس‌ها را شامل می‌شود.