Fumul de țigară, transpirația, sulful, grăsimea râncedă, mâncarea arsă – nimeni nu vrea să miroasă așa ceva. În cazul în care nu este posibilă alimentarea cu aer proaspăt, se utilizează filtre. Modelele fotocatalitice, asistate de UV, sunt deosebit de eficiente în acest caz. Primul dezodorizator demonstrativ de la Rutronik se bazează pe această tehnologie.
Multe componente ale mirosurilor sunt compuși organici volatili (COV), precum hidrocarburile ( de exemplu, metanul), alcoolii (cum ar fi etanolul) și acizii organici (acid acetic). Aceștia se găsesc în multe obiecte, agenți de curățare și produse cosmetice, sunt secretate de ființele vii și sunt produse în diverse procese, inclusiv în descompunerea anaerobă a substanțelor organice (putrefacție). COV nu numai că pot crea mirosuri neplăcute, dar ne pot afecta în mod negativ sănătatea, bunăstarea și performanța În schimb, un aer fără poluanți înseamnă un mare plus în ceea ce privește calitatea vieții și sănătatea.
Metode pentru a asigura un aer curat
În cazul în care concentrația de COV din aer nu poate fi redusă prin simpla creștere a aportului de aer proaspăt, purificatoarele de aer eficiente reprezintă o măsură importantă. Unele dintre acestea nu numai că filtrează mirosurile neplăcute și contaminanții, dar neutralizează și gazele și distrug agenții patogeni. Există diferite clase de dispozitive care pot fi clasificate în funcție de modul în care funcționează:
Epuratoarele de aer trec aerul prin role de apă, determinând particulele de praf să se lipească de pelicula de apă, filtrându-le astfel din aer. Purificatoarele de aer sunt cunoscute și sub numele de umidificatoare de aer, deoarece prin acest proces moleculele de apă sunt transferate în aerul înconjurător.
Ionizatoarele generează particule încărcate negativ care se leagă de particulele încărcate pozitiv din aer, determinându-le să-și mărească masa și să cadă la sol. Un dezavantaj major al ionizării este producerea de ozon, care este dăunător pentru sănătate în cantități mai mari.
Sistemele de filtrare trec aerul prin mai multe filtre. Datorită suprafeței lor mari, aceste filtre adsorb particulele, agenții patogeni și mirosurile nedorite. În prezent, cele mai cunoscute sunt filtrul HEPA (filtru de aer cu particule de înaltă eficiență) și filtrul cu carbon activ (de exemplu, în filtrele de apă). În plus, filtrul acționează ca un agent de reducere care poate absorbi ozonul sau clorul.
Filtrele fotocatalitice utilizează plăci de dioxid de titan care pot fi expuse la lumina UV (fotocataliză cu dioxid de titan asistată de UV – UVTP), producând radicali liberi care descompun materialele organice, cum ar fi COV, dar și bacteriile și virușii.
Lumina împotriva agenților patogeni și a mirosurilor
Fotocataliza TiO2 asistată cu UV s-a impus deja în tratarea apei și a apelor uzate, mai ales pentru a asigura calitatea apei potabile. Utilizarea lor în purificatoarele de aer este mai puțin obișnuită. Ele sunt utilizate în industria construcțiilor și în unele centre urbane pentru reducerea conținutului de poluanți toxici din aer. Cele mai recente descoperiri indică faptul că UVTP pot garanta, de asemenea, siguranța microbiologică a produselor alimentare.
“Mirosiți” riscul, înainte de a risca un miros
Multe componente ale mirosurilor pot fi neutralizate rapid cu ajutorul fotocatalizei și luminii UVA. © Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology (KISTEC)
Faptul că acest tip de fotocataliză este, de asemenea, extrem de eficientă împotriva mirosurilor a fost demonstrat recent în două studii efectuate de Institutul japonez Kanagawa de Știință și Tehnologie Industrială (KISTEC) cu ajutorul unui neutralizator de mirosuri pe bază de UVTP. Rezultatele au fost confirmate de către Laboratoarele de cercetare alimentară din Japonia. În cadrul acestor studii, acetaldehida, un gaz cu miros înțepător, a fost pompată într-un rezervor de 36 de litri până când a fost atinsă o concentrație de 10ppm.
Fie că este vorba de mirosul de țigări, de putrefacție sau de substanțe chimice – fotocataliza asistată de UV oferă rapid un aer proaspăt. © Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology (KISTEC)
Dezodorizatorul a fost apoi activat, iar concentrația a fost măsurată pe o perioadă de 60 de minute cu ajutorul unui detector fotoacustic multi-gaz. Rezultatul: După 14 minute, cota de acetaldehidă era de doar 0,1ppm, iar după 23 de minute era de doar 0,05ppm. Procesul a fost repetat de mai multe ori, în fiecare caz urmând aceeași procedură. Pentru o comparație, institutul a folosit un ionizator în același dispozitiv. Acesta a redus concentrația de acetaldehidă cu doar 40% în decurs de o oră. Fără nicio măsură de purificare a aerului, 95% din acetaldehidă era încă prezentă după o oră.
Aceleași teste au produs aproape exact aceleași rezultate cu amoniac (miros de urină), metil mercaptan (miros de fecale) și formaldehidă (miros de agenți de curățare înțepători). Doar în seria de teste pentru hidrogen sulfurat (miros de putrefacție și de sulf) și trimetilamină (miros neplăcut de pește) a fost nevoie ca deodorizantul să fie utilizat mai mult timp pentru a obține un rezultat comparabil. Cu toate acestea, după două ore, aproape niciunul dintre acești COV nu mai era măsurabil.
Modelul UVA-LED NDU1104ESE-365 de la Stanley, cu o lungime de undă de 365 nm, s-a dovedit a fi cel mai eficient model de sursă UV în cadrul studiilor. LED-urile UVA cu lungimi de undă de 385nm sau 395nm au neutralizat mult mai puțini COV. Totodată, curentul său de comandă de 500mA face ca modelul NDU1104ESE-365 să fie mai eficient decât alte modele cu valori mai mici, deoarece producția de lumină crește în funcție de curent.
Dezodorizatorul de la Rutronik
Pe baza acestor constatări, Rutronik a dezvoltat un dezodorizator demonstrativ. Prin partea de jos a carcasei sale cubice (48 mm × 48 mm × 60 mm), aerul pătrunde în dispozitiv. Un ventilator asigură deplasarea aerului prin carcasă de jos în sus, trecând printr-un filtru fotocatalitic situat între două LED-uri UVA cu o lungime de undă de 365 nm și un curent de comandă de 500 mA.
Construcția dezodorizatorului demonstrativ de la Rutronik
Rutronik a utilizat senzorul SGP MOX de la Sensirion pentru a determina conținutul de COV. Acesta este montat lângă LED și se bazează pe “chimisorbția” gazelor în prezența oxigenului, atomii de O2 dopați din oxidul metalic (MOx) formând o legătură cu moleculele mirosului. Electronii pe care această reacție îi eliberează determină o modificare a rezistenței electrice a unei pelicule realizate din nanoparticule de oxid metalic. În acest fel, senzorul detectează o mare varietate de COV și alte gaze care sunt esențiale pentru mirosuri și calitatea aerului din interior.
În cazul în care numărul de COV depășește o anumită valoare, LED-ul se activează. Timpul de iradiere depinde de tipul și cantitatea de COV. Opțional, valorile măsurate de senzor pot fi, de asemenea, afișate, astfel încât utilizatorii să poată citi în permanență valorile privind calitatea aerului.
Bateria reîncărcabilă litiu-ion, cu o durată de funcționare de două ore, poate fi încărcată la orice priză de rețea de uz casnic, la un PC sau cu ajutorul unui încărcător auto, ceea ce o face portabilă și flexibilă. Acest lucru permite întreprinderilor să îi testeze efectul oriunde, fie că este vorba de toalete publice sau portabile, camere de gunoi, bucătării industriale sau săli de fitness.
Dezodorizatorul Rutronik se află încă în faza de testare – dar dacă se dovedește a fi adecvat în utilizarea practică, ar fi un pas important în combaterea mirosurilor neplăcute și dăunătoare. În plus, acela va fi momentul în care odorizantele de aer, odorizantele de hârtie și spray-urile de cameră vor înceta să mai aibă vreun rost.
Autori:
Maria Alejandra Salazar Martinez,
Product Sales Manager Analog & Sensors
Alain Bruno Kamwa,
Product Sales Manager Opto
Rutronik | https://www.rutronik.com
