Air Filtration

หลักการกรองอากาศ

         ปัจจุบันเทคโนโลยีในการกรองอากาศ เพื่อคุณภาพของอากาศที่สะอาดและลดความเสี่ยงต่อการเกิดโรคเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจจากสิ่งปนเปื้อนในอากาศ เริ่มมีบทบาทมากขึ้นในชีวิตประจำวันของคนเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันมีการนิยมใช้แผ่นกรองอากาศ ซึ่งแผ่นกรองอากาศได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ทั้งในการประยุกต์ใช้งาน เช่น ห้องสะอาดในโรงงานยา ห้องสะอาดในโรงงานอิเล็คโทรนิกส์ ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ ห้องพ่นสีอบสีในโรงงานผลิตรถยนต์ ในเครื่องปรับอากาศขนาดเล็กและขนาดใหญ่ และยังมีการใช้เฉพาะทาง เช่น โรงไฟฟ้า


            แผ่นกรองอากาศที่ดีจะต้องมีประสิทธิภาพการกรองที่เหมาะสมกับการใช้งานในแต่ละประเภท และมีความสามารถในการกักเก็บฝุ่นสูง เพื่อยืดอายุการใช้งานที่นานและมีความค่าความต้านทานของอากาศต่ำ (Pressure drop)ทฤษฎีการจับฝุ่นของแผ่นกรองอากาศในการออกแบบแผ่นกรองอากาศนั้นจะมีความต้านทานต่อการไหลของอากาศสูงมาก ซึ่งต้องใช้พัดลมที่ทําความดันได้มากๆ เพื่อเอาชนะความต้านทานอากาศของแผ่นกรองนี้ทําให้สิ้นเปลืองพลังงานดังนั้นการกรองแบบแผ่นกรองนั้นจึงมีหลักการอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน ซึ่งหลักการใหญ่ๆ คือหลักทางกล (Mechanical) สามารถแยกย่อยได้อีก 4 วิธีดังภาพ


1. Straining: การดักจับฝุ่นโดยวิธีนี้จะเกิดขึ้นได้เมื่อสิ่งปนเปื้อนมีขนาดใหญ่กว่าช่องว่างระหว่างเส้นใยในทางปฏิบัติวิธีนี้จะให้ประสิทธิภาพในการกรองที่ต่ำมาก เนื่องจากขนาดของสิ่งปนเปื้อนที่แขวนลอยในอากาศส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็กกว่าช่องว่างระหว่างเส้นใยของแผ่นกรอง และวิธีนี้จะใช้ดีก็ต่อเมื่อสิ่งปนเปื้อน มีขนาดใหญ่กว่า 10 ไมครอนขึ้นไป ตัวอย่างแผ่นกรองอากาศที่อาศัยหลักการนี้ในการกรองฝุ่นละออง เช่น แผ่นกรองอากาศชนิดอลูมิเนียม และแผ่นกรองอากาศชนิดตาข่ายในเครื่องปรับอากาศขนาดเล็กทั่วไป


2. Inertia: วิธีนี้จะใช้ได้ดีกับสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดใหญ่(ตั้งแต่5 ไมครอนขึ้นไป) และสามารถทําได้โดยการส่งลม (อากาศ) ที่มีสิ่งปนเปื้อนอยู่ให้ไหลผ่านแผ่นกรองสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่ไปตามกระแสลม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว และมีแรงเฉื่อยและไม่สามารถเลี้ยวหลบเส้นใยของแผ่นกรองได้เช่นเดียวกับอากาศ จึงพุ่งชนและติดอยู่กับเส้นใยของแผ่นกรองอากาศ


3. Interception: วิธีนี้จะใช้กับสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดประมาณ 0.3-3 ไมครอน และมีหลักการทํางานคล้ายๆกับวิธีInertia คือสิ่งปนเปื้อนจะเคลื่อนที่ตามการไหลของกระแสลม (อากาศ) และด้วยขนาดที่เล็ก สิ่งปนเปื้อนนี้จะสามารถเคลื่อนที่หลบเส้นใยของแผ่นกรองตามการเคลื่อนที่ของอากาศได้บ้าง ฝุ่นละอองก็จะมีโอกาสสัมผัสกับเส้นใยของแผ่นกรองอากาศแทนการพุ่งชน


4. Diffusion: สิ่งปนเปื้อนในอากาศที่มีขนาดเล็กกว่า 0.3 ไมครอน จะมีคุณสมบัติการเคลื่อนที่คล้ายกับอากาศมากกว่าการเคลื่อนที่ของอนุภาคโดยทั่วไป ซึ่งการเคลื่อนที่นี้จะไม่มีทิศทางแน่นอน และไม่เคลื่อนที่ตามการเคลื่อนที่ (ไหล)ของอากาศ โอกาสที่สิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดเล็กๆนี้จะเคลื่อนที่เข้าสัมผัสและดูดติดอยู่กับแผ่นกรองได้ดีด้วยแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล
 

รูปที่ 1 หลักการกรองอากาศทางกล