Aktif Karbon Filtreler: Gaz ve Koku Filtrasyonu

Aktif karbonlar, uçucu organik bileşikleri (VOC), kokuları ve diğer gaz halindeki kirleticileri havadan ayrıştırabilecek özelliklere sahiptirler. Bu temizleme işlemini ise havadan sadece partikülleri yakalayan HEPA filtreler veya diğer hava temizleyici filtre çeşitlerinden farklı bir şekilde gerçekleştirirler. Aktif karbon filtreler, gaz moleküllerini kömür yataklarında hapsederek bu işlemi gerçekleştirirler.

Bu yazımızda sizlere aktif karbon filtreler ile ilgili olarak bu filtre çeşidinin çalışma prensibini derinlemesine anlatmaya çalıştık. Bununla birlikte bir aktif karbon hava filtresi kullanmanın avantaj ve dezavantajlarını inceleyerek ihtiyaçlarınızı karşılayıp karşılamayacağına karar verebilirsiniz.

Aktif Karbon Filtreler Nedir?

Aktif karbon filtreler, gazları yakalamak için en çok kullanılan filtrelerdir. Gazları aktif karbon yatağında (aktif kömür de denir) filtrelemek için tasarlanmışlardır ve genellikle dış ortama salınan uçucu organik bileşikleri filtrelemek için kullanılırlar. Ayrıca, sigara dumanının kokusu gibi havada bulunan kokuları gidermek içinde aktif karbon filtreler kullanılmaktadır. Ancak, küf, toz veya polen gibi partikülleri havadan ayrıştıramazlar.

Karbon Filtrasyonunun Renkli Tarihi

1. Kömür veya Karbon Nedir?

Bu değişken terimler eksik yanma sonucu kalan artıkları ifade etmektedir. Bir kamp ateşi sonrası kalan kömürleşmiş odun parçasını hayal edin. Bu noktada sadece kolayca yanabilen ahşaptan malzemeler, yetersiz ısı veya zayıf oksijen kaynağı ile yanmıştır. Sonucunda, kalan siyah kömür ise genellikle karbondur.

Karbon elde etme süreci, bir maddeyi vakum bölmesinde ısıtarak tüm uçucu bileşikleri serbest bırakıp, tüm karbonu elde etmek suretiyle gerçekleştirilir. Odun, karbon elde etmek için sıklıkla kullanılır, ancak hindistan cevizi ve kömür de kullanılmaktadır. Fakat, her madde yanma sonucunda farklı türde bir karbon bırakır.

2. Karbon Nasıl Aktif Edilir?

Aktif karbon filtreler, gaz moleküllerini daha iyi filtreleyebilmesi için bazı ek süreçlerden geçirilmiş karbondur. İlk olarak, karbona verilen sıcak hava ile birlikte minik gözeneklerden oluşan bir kafes yapısı meydana gelir ve daha sonra karbondioksit veya buhar enjekte edilerek yüzey alanının büyük oranda arttırılması sağlanır. Bu sayede, gaz moleküllerinin yakalanabilmesi için daha fazla alan elde edilmiş olur ve karbonu filtre alanı olarak çok daha etkili hale getirir.

3. Tarihte Karbon Filtrasyonunun Kullanımı

İnsanlar karbonun kirleticileri filtreleme de bir çözüm olabileceğini nasıl keşfettiler? İlk kullanımın bronz üretiminde erimiş metal içerisinde bulunan yabancı maddeleri ayrıştırmak için olması muhtemeldir. Ayrıca, bulgulara göre Mısırlılar, enfeksiyonlarla ilişkili kokuları uzaklaştırmak tıbbi amaçla ilk kullananlardan olmuşlardır. Ayrıca, 16. ile 18. yüzyıllarda denizcilerin içme suyunu uzun yolculuklarda taze tutmak için su varillerinin içerisine kömürleşmiş karbon koyduklarını biliyoruz.

I. Dünya Savaşı’nda birliklere karşı kullanılan ölümcül gazların bir kısmını filtrelemek için kullanılan gaz maskelerinin içerisinde karbon kullanıldı, ancak yalnızca bazı toksinlere karşı etkiliydi. Aktif karbon üretimi ve kullanımı yalnızca II. Dünya Savaşı’ndan sonra çarpıcı bir şekilde arttı ve sonunda modern hava ve su filtrelerinin gelişmesine yol açtı.

Aktif Karbon Filtreler Çalışma Prensibi

Aktif karbon filtreler, adsorpsiyon adı verilen bir işlem sayesinde kirleticileri havadan uzaklaştırır. Bu işlemin absorbsiyondan farklı olduğunu belirtmekte fayda var. Absorbsiyonda yakalanmak istenilen madde (su diyelim) emicinin (sünger diyelim) yapısına emilir, ancak moleküler seviyede emicinin bir parçası haline gelmez. Bu nedenle, süngerle suyu emdiğiniz de süngere kimyasal olarak bağlanmaz. Sadece süngerde bulunan boşlukları doldurur.

Diğer yandan, aktif karbon filtrelerin yapmış olduğu adsorpsiyon işleminin en önemli farkı ise adsorpsiyon işlemi sırasında kirleticilerin karbonun dışına yapışmasıdır. Kirleticinin emilimi ise süngerde olduğu gibi yapının içine emilir.

Karbon, birbirine bağlı bir karbon atomu kafesidir. Karbonu aktive etme işlemi bu noktada çok önemlidir. Çünkü yüzey alanındaki artış gazların tutulması için gereken alanın artmasını sağlar. Gaz halindeki bir madde bir molekül karbonun içinden geçtiğinde, boş bir adsorpsiyon yüzeyi olması şartıyla yatağın yüzeyine yapışabilir.

Adsorpsiyon işlemi, aktif karbon hava filtreleri için havadan gelen organik kimyasalları (gazları) filtre edebilmesini veya diğer bir deyişle yakalamasını sağlar.

Aktif karbon yatağındaki en önemli sorun ise zamanla, gaz halindeki kirleticilerin aktif karbonun adsorpsiyon yüzeylerini giderek doldurmasıdır. Yatak doygun hale geldiğinde, filtre artık kirleticileri tutamaz hale gelmektedir.

Aslında, bir adsorpsiyon yüzeyi ile daha fazla birleşme eğilimine sahip olan kimyasallar, daha az birleşme eğilimine sahip olanların yerini alabilir ve emici madde için verilen bir kimyasal maddenin birleşim eğilimi , sıcaklık ve bağıl nem gibi ortam koşullarına büyük ölçüde bağlıdır. Bu nedenle, şartlar değiştikçe, filtreden farklı kimyasallar salınabilir. Aktif karbon filtreler doygun hale geldiğinde, garip bir koku verdiğini fark edebilirsiniz. Bu, karbon filtrenizi değiştirme zamanının geldiğini anlamanız için bir yöntemdir.

Aktif karbon filtreler ile ilgili merak ettiklerinizi yorum olarak belirtebilirsiniz.