فرایند فیلتراسیون یا همان فرایند جداسازی با استفاده از یک محیط فیلتری تا حدی مهم شده است که می توان آن را تقریبا در تمام بخش های زندگی روزمره مشاهده کرد.
ترجمه: آزاده موحد
انجمن صنایع پارچه های بی بافت واقع در شهر کری ایالت کارولینای شمالی در گزارشی سعی کرده تا کمیت محیط های فیلتری بی بافت مورد استفاده در فرایندهای فیلتراسیون را تعیین کند.
به گزارشسرویس ترجمه نساجی امروز، بازار فیلتراسیون دارای تنوع زیادی بوده و به نظر می رسد پایانی برای بخش های مختلف آن نیست. فیلترها این امکان را برای ما فراهم می کنند تا هوایی که تنفس می کنیم و آبی که می نوشیم پاک و خالص باشد. فیلترها در صنایع مواد غذایی و آشامیدنی باعث حذف ناخالصی ها می شوند و عمر فروشگاهی محصول مصرفی یا مدت زمانی که ماده انبار شده قابل استفاده باقی می ماند را افزایش می دهند. فیلترهای مورد استفاده در پزشکی با دور نگه داشتن باکتری های مضر و عوامل بیماری زا باعث ایجاد محیطی استریل برای مثال در اتاق عمل می شوند. فیلترهای موجود در وسایل نقلیه نیز کارایی آن ها را بهبود می بخشند. این عوامل در کنار قوانین دولتی و نگرانی های زیست محیطی باعث می شود تا بازار فیلتراسیون در مسیر رشد مداوم قرار بگیرد.
مواد اولیه
فیلترها از محیط های فیلتری تشکیل می شوند که می تواند کاغذ، منسوجات بافته شده شامل فلزات، بی بافت ها شامل الیاف شیشه، غشاهای متخلخل با ابعاد میکرو یا محیط های ترکیبی باشد. پارچه های بی بافت معمولا باعث ایجاد استحکام مکانیکی در غشاهای پلیمری نسبتا نازک و شکننده می شوند. این غشاها را به روش پوشش دهی مستقیم بر روی سطح مواد اولیه حامل قرار می دهند.
پارچه های بی بافت برای بازار فیلتراسیون بسیار مناسب هستند چون می توان آن ها را با هدفی خاص مهندسی و تخلخل مورد نظر و نرخ جریان مورد نیاز برای کاربردهای خاص را در آن ها ایجاد کرد. محیط های بی بافت دارای شکل ها و اندازه های مختلف هستند مثلا تا خورده، پلیسه، شیار دار و یا سوراخ سوراخ؛ آن ها ممکن است در لوله های شیاردار برای فیلترهای لوله ای و در فیلترهای کارتریج مورد استفاده قرار بگیرند. این محیط ها را می توان با تمام روش های تولید بی بافت ها از جمله ایرلید، درای لید، اسپان ملت شامل اسپان باند و ملت بلون و وت لید و از مواد اولیه ی مختلفی تولید کرد.
بی بافت ها علاوه بر عملکرد فیلتراسیون دارای مزایای زیادی برای کاربردهای مختلف دیگر نیز هستند از جمله حذف طیف گسترده ای از آلاینده ها، ساختار یکنواخت، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، ظرفیت نگهداری بالا، نفوذپذیری بالای هوا، مقاومت سایشی عالی، کندکنندگی شعله، جذب چربی و روغن، ظرفیت بالای تحمل جریان و استحکام کششی بالا.
بازار فیلتراسیون
فیلتراسیون در دسته بندی کاربردهای منسوجات بی بافت دارای متنوع ترین بازار بوده و دارای 30 بخش مهم است. فیلترهای بی بافت باید در سایزها و اندازه های مختلفی موجود باشند.
عوامل زیادی بر روی تقاضا برای محیط های فیلتری بی بافت تاثیرگذار است. تقاضا برای هوای پاک تر و آب تمیزتر به یک مگاترند یا ابرروند تبدیل شده و قوانین سختگیرانه پیرامون این دو موضوع نیز روز به روز بیشتر می شود.
در طول پنج سال گذشته تقاضا برای هوای با کیفیت به ویژه در داخل ساختمان چه در محیط های خصوصی و چه عمومی و صنعتی بیشتر شده است. منبع انتشار آلاینده ها می تواند مختلف باشد برای مثال گازهای ناشی از مواد موجود در داخل ساختمان و یا ذراتی که از راه منبع هوای خارجی یا فرایندهای انجام شده در داخل اتاق وارد می شوند. کوچک بودن اندازه اتاق، تعداد زیاد افراد حاضر در اتاق و دسترسی محدود به هوای تازه نیز ممکن است از عوامل تاثیرگذار دیگر باشند.
آگاهی مصرف کنندگان از مزایای سیستم های تهویه هوا و تصفیه آب و تاثیر آن بر سلامت و زیبایی روز به روز بیشتر شده و آن ها تمایل بیشتری برای سرمایه گذاری بر روی این محصولات به منظور بهبود هوای داخل منازلشان پیدا کرده اند. بر اساس گزارش رسانه ها آلودگی آب و هوا بر درک مصرف کننده از کیفیت آب و هوای محلی و در نتیجه فروش محصولات فیلتراسیون تاثیر می گذارد.
افزایش تقاضا
رشد جمعیت و اقتصاد باعث افزایش تقاضا خواهد شد که این نیازمند افزایش تولید و افزایش بازدهی تولید برای محصولات صنعتی، غذا و نوشیدنی و حمل و نقل می باشد. همه این ها به معنای افزایش تقاضا برای محیط های فیلتری است. با رواج بازسازی منازل و افزایش مداوم هزینه کردن توسط مصرف کنندگان، هزینه کردن آن ها برای سیستم های تهویه هوا و تصفیه آب نیز افزایش پیدا می کند. افزایش فروش خانگی منجر به فروش بیشتر می شود چون بسیاری از مصرف کنندگان با ورود به خانه ی جدید، سیستم های تهویه هوا و تصفیه آب خریداری می کنند و یا سیستم های موجود را ارتقا می دهند. با بهبود اوضاع اقتصادی، مصرف کنندگان نیز محصولات فیلتری موجود را در زمان نزدیک تر به زمان پیشنهادی برای تعویض آن ها عوض می کنند. ترندهای بدون وقفه به سمت هوشمند سازی و دستگاه های نظارتی مکمل نشان دهنده ی زمان تعویض و فیلتراسیون تخصصی و صنعتی بر رشد این بخش بسیار تاثیرگذار است.
تقویت بیشتر بخش های تولیدی و صنعتی به ویژه در عرصه ی تولید برق و هیدروکربن نیز باعث افزایش تقاضا برای فیلتراسیون خواهد شد. با توجه به این که تولیدکنندگان به دنبال راهی برای ساده و موثر کردن فرایندهای تولیدی خود هستند، فیلتراسیون منابع به عنوان روشی برای افزایش کارایی و کاهش تاثیرات کربن به شدت مورد توجه قرار گرفته است.
محیط های فیلتری بی بافت در فیلتراسیون هوای موتور، هوای کابین، نفت و بنزین مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به پیش بینی افزایش تقاضا برای وسایل نقلیه، تقاضا برای محیط های فیلتری بی بافت نیز افزایش پیدا خواهد کرد. وضعیت اقتصادی بهتر و تغییر در سبک زندگی افراد در کنار افزایش اعتماد مصرف کننده منجر به افزایش تقاضا برای خودروهای پیشرفته ی جدید با مصرف بهینه ی سوخت و پیشرفته می شود. علاوه بر آن دسترسی آسان به گزینه های تامین مالی نیز عاملی برای سرمایه گذاری افراد بر روی خودرو است. این امر باعث رشد صنعت خودرو می شود که خود یکی از عوامل مهم و تاثیرگذار بر رشد بازار محیط های فیلتری بی بافت است.
قوانین و مقررات بیشتر
یکی دیگر از عوامل محرک صنعت فیلتراسیون وضع قوانین جدید و کنترل های قانونی فزاینده ای است که در سطوح محلی، دولتی و ملی به چشم می خورد. اجرای این قوانین توسط آژانس حفاظت از محیط زیست و سایر آژانس ها باعث افزایش تقاضا برای محصولاتی می شود که میزان انتشار عوامل آلاینده را محدود می کنند و افراد را از تاثیر این انتشارات در امان نگه می دارند. قوانین زیست محیطی نسبتا جامع در ایالات متحده آمریکا و کانادا همچنان باعث افزایش مصرف فیلترهای مورد استفاده در تهویه هوا و تصفیه آب می شوند.
بازار منسوجات بی بافت مورد استفاده در محیط های فیلتراسیون به دلیل مقرون به صرفه بودن و عملکرد بهتر بی بافت ها و گرفتن سهم فیلترها کاغذی و تاری پودی در مسیر رشد و توسعه قرار گرفته است.
توسعه مواد اولیه بی بافت
تمام عوامل محرکی که در بالا به آن ها اشاره شد باعث شده تا بازار فیلتراسیون در آمریکای شمالی حتی از بازار مواد اولیه بی بافت هم بزرگ تر باشد، میزان مصرف در سال 2016، 1/3 میلیون متر مربع به وزن 371000 تن بوده است که نشان دهنده ی رشد سالانه 3 درصدی بر اساس مساحت و 8/3 درصدی بر اساس وزن از سال 2011 به بعد می باشد. پیش بینی می شود بازار فیلتراسیون در سال 2021، 6/3 میلیون متر مربع به وزن 445000 تن مصرف داشته باشد که رشد سالانه ی آن به ترتیب 1/3 درصد و 7/3 درصد خواهد بود.
در طول پنج سال گذشته پیشرفت های فنی زیادی در راستای توسعه ی محیط های فیلتری جدید و نوآورانه صورت گرفته است که بتواند پاسخگوی تمامی نیازهای فوق باشد. تولیدکنندگان منسوجات بی بافت به طور مداوم در تلاش برای بهبود کارایی محیط فیلتری یعنی نسبت ذرات محصور شده توسط محیط فیلتری به کل ذرات هستند. افزایش کارایی باعث بهبود قابلیت حذف هم آلاینده های ذره ای و هم آلاینده های شیمیایی می شود. این امر موجب شده تا تولیدکنندگان فیلترها تا طیف مواد اولیه بی بافت اسپان ملت را گسترش دهند، پوشش ها یا لایه های نانولیفی را به کار گیرند، در ساختار فیلترهای بی بافت از الیاف حاوی افزودنی های کارکردی استفاده کنند، مواد اولیه کامپوزیتی ایجاد کنند و در کنار این ها با استفاده از مدل سازی محاسباتی بهترین ساختار را برای محیط های فیلتری و پیکربندی عناصر به دست آورند.
لازم به ذکر است که تقاضا برای پایایی چه از نظر مصرف انرژی پایین تر و چه از نظر مواد اولیه ی خام تجدیدپذیر و ارائه ی راهکارهای موثر اکولوژیکی دور ریختن/بازیافت برای فیلترها و بقایای فیلتراسیون همواره وجود داشته است و نباید از آن غافل شد.
مرجع:
“The north American nonwovens filter market”, Textile World, Sep 2018