Hava bakteri ve virüslerden nasıl arındırılır?
%21’i oksijen, %78’i azot, %1’i argon ve çok az miktarda diğer gazlardan oluşan hava, çeşitli partikülleri de içermektedir. Dikkate alınması gereken karbon dioksit, metan, karbon monoksit, ozon, amonyak, hidrojen sülfür, polen, küf gibi sağlığımıza zarar veren gazlar ve partiküllerden soluduğumuz havanın arındırılmasıdır. Başka bir ifade ile hava, kaynağından bağımsız olarak içerisinde bulunan kirletici gaz ve partiküllerden arındırılmazsa sağlığımız açısından olumsuz sonuçlarla karşı karşıya kalabiliriz.
Havanın ideal değerlerde filtre edilememesi;
- Mikroorganizmaların üremesi ve enfeksiyon riskinin artması,
- Beklenen hava akışının azalması,
- Kötü iç hava kalitesi,
- Havalandırma kanallarının kirlenmesi,
- Havalandırma iç ünitelerinin kirlenip işlevini yerine getirememesi,
- Yüksek enerji maliyetleri ve bakım süreleri,
- Havalandırma sistemlerindeki cihazlarının arızalanması gibi olumsuzluklara neden olur.
Hava filtreleri, havada bulunan partiküllerin miktarı, partikülerin kütlesi veya partikül izlerinin optik olarak karşılaştırılması dikkate alınarak test edilir.
Hava filtreleri, partikülleri, mikroorganizmaları, bakterileri ve virüsleri havadan ayrıştırarak hava kalitesini artırmak amacıyla kullanılırlar. Havalandırma sistemlerinde havadaki toz, partikül, virus ve bakteri gibi kirleticileri yakalamak için uygun filtreler kullanılır. Filtreler sızdırmaz özellikli olmalı, en küçük bir sızdırmaya izin vermeyecek şekilde imal edilmelidir. İstenilen hava kalitesine bağlı olarak kademeli filtrelendirme sistemi kullanılabilir.
Havalandırma uygulamalarında havanın temizliği, insan sağlığı yönünden olduğu kadar endüstriyel imalatlar açısından da önemlidir. Partikül sınıflandırması partiküllerin havadaki büyüklüklerine göre yapılır. Uygulamanın özelliklerine göre havadaki partiküllerin cinsleri ve büyüklükleri tespit edilip bunların hangi seviyede temizlenmesi isteniyorsa ona uygun filtre seçimi yapılmaldır. Bir hava filtresinin seçiminde istenilen hava kalitesi, filtre verimi ve filtrenin partikül yakalama kapasitesi etkili olmaktadır.
Hava filtrelerinin seçimindeki ana etkenler, elek etkisi, atalet etkisi, yakalanma etkisi, difüzyon etkisi ve elektrostatik etkisi olarak sıralanabilir.
Elek etkisi, en basit mekanizma olarak tanımlanabilir. Elek tipi filtreleme etkisinde, çapı filtre elemanı olarak kullanılan iki filtre medyasının arasındaki açıklıktan daha büyük olan partiküllerin yakalanması sağlanır.
Atalet etkisinde, hareketli partiküllerin önüne bir filtre medyası çıktığı zaman onun etrafında paralelliklerini bozmadan dönerek yollarına devam ederler. Hava akışı içinde sürüklenen tanecikler ataletleri dolayısıyla filtre medyası etrafında dönemez ve medyaya çarparak medyanın yüzeyine yapışırlar. Bu etki hava hızının artması, tanecik çapının büyümesi ve medya çapının küçülmesi ile doğru orantılıdır.
Yakalanma etkisinde, tanecik çapı çok küçük ise tanecik hava ile beraber filtre medyası etrafında genellikle bir yörünge takip eder. Takip edilen buı yörünge taneciğin medya etrafındaki hareketinde, medyaya tanecik yarıçapından daha yakın bir yerden geçiyorsa, tanecik medya tarafından yakalanır ve medyaya yapışır. Tanecik çapı artıp, medya çapı ve filtre medyası arasındaki mesafe azaldıkça bu etki artar. Bir filtre medyası içinde, yakalanmak istenen tanecik çapına yakın ne kadar küçük çaplı filtre medyası varsa, yakalama etkisi de o derece kuvvetli olur.
Difüzyon etkisinde, tanecik çapının 1μm’den daha küçük olması halinde, taneciklerle çarpışan gaz molekülleri taneciklerin düzensiz hareket etmelerine neden olabilmektedir. Gaz moleküllerinin Brownian hareketi denen bu davranışları sonucu filtre medyası ile çarpışan tanecikler filtre medyasına yapışırlar. Bu etki hava hızı, tanecik çapı ve medya çapı küçüldükçe artmaktadır.
Elektrostatik etkide, geniş çaplı fiber ortama sahip olan bu filtreler, partikül yakalama verimliliğini artırmak için elektrostatik olarak yüklenmişlerdir. Bu filtrelerde düşük maliyet ve hava akışı direnci nedeniyle genellikle geniş çaplı fiber ortam tercih edilir. Bu filtrelerin yüzeylerinde yakalanan parçacıklar yüklü bölgelerde zamanla yoğunlaştığı için elektrostatik yüklerini kaybederler.
Havayı kirleticilerden etkin olarak temizleyebilmek için, çarpma ve yakalama prensiplerinin bileşkesi sağlanmalıdır. Çarpma ile çalışan filtre büyük tanecikler üzerinde etkili olurken yakalama prensibi küçük ve mikron altı tanecikleri havadan ayırır.
Bir filtrenin toplam verimi filtreleme etkilerinin toplamından oluştuğu için, toplam verimin belirlenen koşullar altında, minimum değeri oluşur. Büyüyen tanecik boyutu ile yakalanma ve atalet etkileri artarken, difüzyon etkisi ise azalmaktadır. Bu da, MPPS şeklinde kısaltılarak ifade edilen, bir filtrede yakalanması en zor olan tanecik boyutunu ifade etmektedir.
Viskoz çarpma prensibi ile çalışan filtreler, 3 mikrondan 100 mikrona kadar olan tanecikleri havadan ayırabilmektedir. Bunu yakalama veya difüzyon prensibi ile çalışan genişletilmiş yüzeyli filtreler takip etmektedir. Bu filtrelerin havadan ayırdığı tanecik boyutu 0.4 mikrondur. En son aşamada ise yalnızca difüzyon prensibi ile çalışan ve 0.3 mikron ve daha altındaki boyuttaki tanecikleri tutan hepa ve ulpa filtreler yer almaktadır.
Hava fiiltrelerden en iyi verimi alabilmek için filtrelerin yüzeyinden geçen havanın hızının 2,5 m/s ‘den fazla olmaması öngürülmektedir. Hızın düşürülmesi hava kanalı kesitinin veya filtre yüzey alanlarının arttırılması ile sağlanabilir.
Boyut ve ağırlık olarak büyük olan tanecikler, hava hızının 2,5 m/s olduğu havalandırma sisteminin içerisinden geçerken ön filtre tarafından filtre edilir. Ön filtrelerden sonra, genişletilmiş yüzeyli ve yüksek verimli filtreler gelmelidir. Bu aşamada filtre yüzeyinin genişletilmesiyle 2,5 m/s’ deki hava hızının filtre medyası içerisinde 0,1– 0,2 m/s lere kadar düşmesi sağlanarak, ön filtreler tarafından yakalanamayan küçük ve hafif partiküllerin difüzyon prensibine göre bu kademelerde yakalanması sağlanmalıdır.
Havadaki kirleticilere bağlı olarak, doğru projelendirilmiş bir hava filtrasyon sisteminde uygulanacak olan G4, F7, F9, hepa, ulpa, ultraviyole, karbon, elektrostatik, ozon, plazma iyonizer gibi filtre grupları sayesinde havayı partiküllerden, mikroorganizmalardan, virüslerden ve bakterilerden tamamen arındırmak mümkündür.
İlker KURAN
Alperen Ltd. Şti.