Il carbone attivo e il suo ruolo nella filtrazione dell'aria

Da migliaia di anni l'uomo utilizza il carbone di legna per la filtrazione dell'acqua e dell'aria, per ripulire questi elementi dai componenti nocivi. Tuttavia, ha una moltitudine di altri vantaggi di filtrazione, tra cui un'elevata capacità di filtrare le impurità dell'aria. Che cos'è il carbone attivo e come funziona? Continuate a leggere per saperne di più.

Che cos'è il carbone o il carbone?

Questi termini sono intercambiabili e si riferiscono ai resti di una combustione incompleta. Quando si brucia il legno, il materiale facilmente combustibile al suo interno si consuma e, se l'ossigeno o il calore sono insufficienti, rimane del carbone nero. Questo è ciò che noi tutti conosciamo come carbone di legna o ^carbonio1.

Storia della filtrazione a carbone attivo per l'acqua e l'aria

La storia ci dice che la filtrazione a carbone è stata probabilmente utilizzata per la prima volta a scopo di filtrazione dagli antichi Egizi.. Lo usavano come metodo per rimuovere odori causati dalle infezioni in ambito medico. Più tardi, nel 16dal 16 al 18secolo secoli, si sa che i marinai conservavano l'acqua potabile in barili che venivano carbonizzati all'interno per mantenerla pulita proteggendola dalle impurità.

Un altro esempio di uso storico del carbonio è stato durante la Prima Guerra Mondiale: le maschere antigas erano rivestite con filtri d'aria al carbonio per evitare che i soldati inalassero i gas mortali usati dalle forze avversarie. Avendo scoperto che questi filtri erano utilizzati solo da alcuni, ma non da tutti, i tossici, il processo di attivazione è stato applicato e utilizzato nella Seconda Guerra Mondiale, portando infine allo sviluppo dei moderni filtri a carbone attivo per aria e ^acqua1..

Oggi i filtri a carbone attivo si trovano comunemente nei filtri dell'acqua di rubinetto, nei filtri delle sigarette, negli acquari, nei rifugi antiatomici e, naturalmente, nei filtri dell'aria (solo per citarne alcuni).

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Cos'è il carbone attivo e come funziona?

Definizione

Il carbone attivo è un carbone che è stato lavorato in modo da avere pori a basso volume che vengono utilizzati per rimuovere le impurità dai liquidi e intrappolare i contaminanti dall'aria.

L'obiettivo dell'attivazione del carbone è quello di aumentarne l'area superficiale, migliorando così le proprietà di filtrazione e la capacità di intrappolare le molecole di gas. Questo processo viene eseguito fisicamente o chimicamente, spesso iniettando aria calda, anidride carbonica o vapore. Poiché il carbone è un materiale carbonioso con una struttura già porosa, l'attivazione crea un reticolo di minuscoli pori all'interno del carbone; il risultato è un carbone attivo che contiene centinaia di metri quadrati di superficie interna per grammo.¹! Il diametro dei pori è determinato dalla temperatura e dall'umidità dell'ambiente, oltre che dal materiale utilizzato.

L'importanza dei gusci di cocco

Molti tipi di materiali naturali (biomassa) possono essere utilizzati per produrre carbone attivo. Questi materiali vanno dai gusci di caffè alla paglia di riso o di grano fino alla pannocchia di mais. La forma più efficiente di biomassa utilizzata per produrre carbone attivo per la filtrazione del carbonio è il guscio di noce di cocco. I gusci di cocco creano pori di < 2 nanometri, o micropori. Il legno crea pori più grandi di 50 nanometri. Sebbene i pori abbiano sempre dimensioni variabili, nella purificazione dell'aria sono ideali pori di 1-2 nanometri.².

In alcune parti del mondo, gli scarti della lavorazione della noce di cocco sono esorbitanti. L'utilizzo dei gusci di cocco a scopo di filtrazione significa quindi utilizzare un materiale generalmente sprecato per creare un prodotto di alto valore³.

Grazie alla distribuzione ottimale dei pori, alle dimensioni, all'area superficiale e al volume, uno studio del 2022 ha stabilito che i gusci di cocco sono un materiale eccellente per la filtrazione del carbonio nell'aria e nell'acqua. Inoltre, durante la lavorazione producono meno polvere e particelle fini rispetto al legno o al carbone.³.

Come funziona

Utilizzando un processo chiamato ad(nota: non absorption). Nel processo di adsorbimento, le particelle inquinanti presenti nell'aria vengono attratte e quindi attaccate all'esterno della molecola di carbone. Poiché il carbone è stato attivato, l'aumento dell'area superficiale crea più spazio a cui gli inquinanti possono aderire, noto anche come "letto", attraverso l'adsorbimento. La maggiore quantità di pori a basso volume fa sì che il carbone attivo possa eseguire più reazioni chimiche e intrappolare più inquinanti.

• Qual è la differenza traadadsorbimento" e "ababadsorbimento"? Con l'"adsorbimento", ioni o molecole si attaccano a un adsorbente (in questo caso, molecole di carbonio). Con l'"assorbimento", gli ioni o le molecole entrano all'interno di un assorbente.⁴.

Nel corso del tempo, il letto si satura di sostanze chimiche organiche (gas e inquinanti gassosi), rendendo impossibile la cattura di altri inquinanti e inefficace il sistema. Non è sempre possibile sapere quando il filtro a carboni attivi è saturo; a volte emette un odore, altre volte no. Per questo motivo è importante sostituire i filtri a carboni attivi a intervalli regolari, secondo le istruzioni del produttore..

Quali sono i vantaggi di un filtro a carboni attivi?

Il carbone attivo può essere particolarmente utile per filtrare sia i i composti organici volatili (VOC) e odori per migliorare la qualità dell'aria interna.

Composti organici volatili (COV)

I COV sono una forma di inquinamento chimico gassoso rilasciato nell'aria solitamente per via antropica. Prodotti di uso quotidiano come vernici, solventi, mobili nuovi, attività di fai da te e fumo di sigaretta emettono una quantità significativa di COV e gas tossici nocivi. Anche i profumi e gli spray igienizzanti contengono COV gassosi, così come il famoso odore di auto nuova. I livelli di COV sono in media da 2 a 5 volte più elevati in ambienti chiusi rispetto agli ambienti esterni (ma a volte fino a 100 volte!).

Alcuni COV sono noti cancerogeni e si trovano nei prodotti di uso quotidiano. Tre COV cancerogeni presenti nella vita quotidiana sono la formaldeide, il benzene e il toluene.

• La formaldeideun gas, si trova nel fumo di sigaretta, nel fumo degli incendi e nelle emissioni dei veicoli. Tuttavia, si trova anche nei mobili nuovi: i mobili nuovi possono emettere formaldeide fino a due anni! Gli effetti cancerogeni della formaldeide sono stati studiati a fondo per oltre 30 anni. L'esposizione alla formaldeide è nota per la sua pericolosità per l'uomo.⁵.
• Il benzene è una sostanza chimica volatile utilizzata nei processi industriali per la produzione di vernici, benzina, detergenti, pesticidipesticidi, coloranti e altro ancora. Studi scientifici su animali da esperimento indicano fortemente che il benzene è un "cancerogeno sperimentale".⁶.
• Il toluene è un sottoprodotto del petrolio grezzo, tipicamente aggiunto alla benzina e al carburante per veicoli. Viene anche utilizzato come solvente nei prodotti di bellezza e fai-da-te, come smalti per unghie, vernici e colle. Ha dimostrato di essere cancerogeno negli animali da esperimento.⁶.

Cattivi odori

Gli odori hanno un impatto sulla qualità dell'aria interna e sulla qualità della vita. Gli odori sgradevoli rilasciati nell'aria vengono efficacemente eliminati anche dai filtri dell'aria a carboni attivi. Va notato che molti depuratori d'aria che rimuovono le particelle inquinanti presenti nell'aria non combattono gli odori. Per questo motivo è importante che il dispositivo contenga un filtro a carboni attivi per combattere gli odori in ambienti chiusi. Alcuni odori che vengono eliminati grazie al carbone attivo sono odori di cucina, odori di animali domesticiodori causati da muffa o muffae gli odori e i cattivi odori causati dal fumo di sigaretta e di tabacco.

Fumo di tabacco

Il fumo di tabacco contiene una quantità impressionante di sostanze chimiche, oltre 7.000! Uno studio del 2022 ha identificato 97 diversi composti organici volatili rilasciati dai prodotti del tabacco riscaldati. La Food and Drug Administration (FDA) ha identificato 93 di questi COV come dannosi e potenzialmente dannosi per la salute (tra cui la formaldeide e il benzene).7. Sebbene producano meno rispetto alle sigarette tradizionali, anche le sigarette elettroniche producono COV: lo studio ha identificato 18 COV negli aerosol prodotti dal vaping. vaping⁸. Un purificatore d'aria dotato di un filtro a carboni attivi come parte del suo processo di filtrazione aiuta a combattere il fumo di seconda e terza mano.

Come scegliere un purificatore d'aria con filtro ai carboni attivi

(L'articolo continua sotto)

[PRODOTTI]

Sono molti i fattori da considerare durante la ricerca di un purificatore d'aria. Alcuni di essi sono:

Assicurarsi che il filtro dell'aria a carboni attivi contenga una quantità sufficiente di carbone.

Alcuni filtri a carbone utilizzano solo tracce di carbone attivo. In genere, più carbone viene utilizzato, più siti sono disponibili per far aderire gli inquinanti e più efficace è il filtro a carboni attivi. Eoleaf utilizza le seguenti quantità di carbone nei suoi filtri a carbone attivo:

• AltaPur 700: 1280 grammi
• TeraPur 600640 grammi
• NeoPur 400: 400 grammi
• PurCar: 30 grammi

Prestazioni

Verificare la "portata d'aria pulita" (CADR) e i "cambi d'aria all'ora" (ACH) del dispositivo (CADR) e i "cambi d'aria all'ora" (ACH) prima di procedere all'acquisto. prima di effettuare l'acquisto. Il tasso CADR di un dispositivo indica il volume di aria pulita diffusa all'ora e consente di sapere quale volume d'aria, e quindi quale dimensione di stanza, può essere trattato efficacemente dal dispositivo per migliorare la qualità dell'aria. Più alto è il tasso CADR, meglio è!

• ACH è la frequenza oraria con cui l'aria di una stanza viene rinnovata con aria purificata. Il Centro per il Controllo delle Malattie (CDC) raccomanda un valore minimo di ACH pari a 5 (il che significa che l'aria viene sostituita 5 volte all'ora).

Dimensioni della stanza

Quanto è grande la stanza di cui si vuole filtrare l'aria? I purificatori d'aria sono progettati per filtrare l'aria in stanze di dimensioni massime, quindi assicuratevi che il dispositivo sia dimensionato correttamente per la vostra casa. casa e allo spazio.

Tecnologie di filtrazione

Noi di Eoleaf consigliamo di investire in un purificatore d'aria che contenga più di una tecnologia di filtrazione. Quando si acquista un purificatore d'aria, per ottenere benefici ottimali per la salute, perché non investire in un dispositivo che sia in grado di rimuovere tutti i tipi di tipi di particelle inquinanti presenti nell'aria, in ambienti chiusi.? Ecco perché i nostri dispositivi offrono 8 diverse tecnologie in un unico dispositivo, tra cui un filtro a carboni attivi e un filtro filtro HEPA. I nostri dispositivi combattono germi (virus e batteri), gli allergeni (polvere e acari della polvere, peli e forfora di animali domestici, pollinee muffa e le sue spore), e inquinamento da polveri sottili (PM10, PM2.5, PM0.1).

• Vale la pena notare che i filtri HEPA certificati garantiscono la filtrazione del 99,97% delle particelle inquinanti presenti negli ambienti interni fino a una dimensione di 0,01 micron. I filtri HEPA descritti come "tipo HEPA", sebbene più economici, non sono sottoposti agli stessi test di terze parti dei filtri HEPA certificati e non possono garantire la filtrazione della stessa quantità di inquinanti. I filtri HEPA sono considerati il gold standard del filtraggio e sono fondamentali per rimuovere le particelle sottili inquinanti dall'aria respirata.

Bilancio

L'acquisto di un purificatore d'aria per la casa o l'ufficio ufficio è un investimento per la vostra salute a breve e lungo termine. Per questo motivo è importante comprendere appieno cosa comporta un budget per un purificatore d'aria. Il budget di un purificatore d'aria è composto da tre parti: 1) il costo iniziale del dispositivo, 2) i costi di manutenzione come i filtri di ricambio e 3) i costi energetici associati all'uso del dispositivo. Cercate un dispositivo che contenga diverse tecnologie di filtrazione, che richieda una sostituzione dei filtri poco frequente (i dispositivi di alta qualità di Eoleaf richiedono solo una sostituzione annuale dei filtri, meno dello standard del settore) e che sia efficiente dal punto di vista energetico.

Equipaggiate la vostra casa e il vostro ufficio con un purificatore d'aria Eoleaf

Lavoriamo duramente per offrire solo le tecnologie più avanzate presenti sul mercato odierno, consentendovi di beneficiare dei migliori dispositivi di filtrazione disponibili. Iniziate a respirare aria più pura con un purificatore d'aria Eoleaf.

Per maggiori informazioni su come scegliere un purificatore d'aria, consultate la nostra approfondita Guida all'acquisto. Inoltre, sentitevi liberi di di contattare il nostro team di esperti in purificazione dell'aria per tutte le vostre domande.

Domande frequenti

Con quale frequenza devono essere sostituiti i filtri a carboni attivi nei depuratori d'aria?

La risposta dipende dal modello di purificatore d'aria in uso. Si raccomanda sempre di seguire le raccomandazioni del produttore in merito alla sostituzione dei filtri. Il filtro a carboni attivi di Eoleaf si trova all'interno dei nostri blocchi di filtri che contengono 8 diverse tecnologie di filtrazione. Questo rende facile la sostituzione del filtro: è sufficiente sostituire l'intero blocco una volta all'anno.

Quali fattori influenzano la durata di un filtro a carboni attivi?

La durata dei filtri in generale dipende da diversi fattori, tra cui l'utilizzo, la temperatura e l'umidità. Più un purificatore d'aria viene utilizzato, più rapidamente il suo filtro si esaurirà. Anche gli sbalzi drastici di temperatura e umidità riducono la durata di un filtro e sono da evitare.

Come si collocano i filtri a carbone attivo rispetto ad altre tecnologie di filtrazione dell'aria, come i filtri HEPA?

I filtri a carbone attivo sono una delle tecnologie essenziali che dovrebbero essere presenti in tutti i depuratori d'aria di qualità. Il carbone attivo è uno dei metodi più efficaci per rimuovere l'inquinamento chimico (come i composti organici volatili, o VOC) e i cattivi odori dall'aria interna. I filtri HEPA, invece, sono anch'essi una tecnologia di filtrazione dell'aria essenziale e mirano agli allergeni e all'inquinamento da particelle fini (PM10, PM2,5 e PM0,1). Nessuno di questi filtri svolge le funzioni dell'altro, quindi l'acquisto di un dispositivo dotato di entrambi è altamente consigliato per una filtrazione dell'aria completa.

I filtri a carbone attivo possono essere utilizzati in sistemi di filtrazione dell'aria sia residenziali che commerciali?

Sì! La considerazione più importante da tenere a mente è quella di assicurarsi che il dispositivo sia dimensionato correttamente per il proprio spazio. Eoleaf vende dispositivi che si adattano a spazi di tutte le dimensioni, dai monolocali (per i quali è ideale il NeoPur 400 ) agli spazi commerciali più grandi (per i quali è più adatto l'AltaPur 700 ).

Ci sono rischi per la salute legati all'uso dei filtri dell'aria a carboni attivi?

L'uso dei filtri dell'aria a carboni attivi è un modo completamente sicuro per combattere l'inquinamento chimico (VOC) e i cattivi odori negli ambienti interni. Gli unici rischi per la salute associati all'uso di un purificatore d'aria sono dovuti a una cura e a una manutenzione inadeguate. L'utilizzo di un dispositivo che non è stato sottoposto a regolari sostituzioni del filtro può causare il rilascio di sostanze inquinanti nell'aria interna, con potenziali rischi per la salute. Per questo motivo Eoleaf non sottolineerà mai abbastanza quanto sia importante cambiare i filtri ogni anno.

Come posso massimizzare la longevità di un filtro a carboni attivi nel mio sistema di purificazione dell'aria?

Il modo migliore per prolungare la durata dei filtri è prendersene cura! Un paio di modi per farlo sono sostituire regolarmente i filtri ed evitare sbalzi di temperatura e alti livelli di umidità. Inoltre, l'acquisto di un dispositivo di alta qualità e di lunga durata è un ottimo modo per assicurarsi che anche i filtri siano di alta qualità.

Riferimenti

¹ Myers, P. D. (2018, 31 gennaio). Filtri dell'aria a carbone attivo: Come funzionano? Blog di Molekule. Recuperato il 17 febbraio 2023, da https://molekule.com/blog/activated-carbon-air-filter/

² Consiglio nazionale delle ricerche (USA) Comitato per l'acqua potabile. Acqua potabile e salute: Volume 2. Washington (DC): National Academies Press (USA); 1980. IV, Una valutazione del carbone attivo per il trattamento dell'acqua potabile. Disponibile all'indirizzo: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK234593/

³ Sujiono, E. H., Zabrian, D., Zurnansyah, Mulyati, Zharvan, V., Samnur, & Humairah, N. A. (2022). Fabbricazione e caratterizzazione di carbone attivo di guscio di cocco mediante attivazione chimica a variazione per il trattamento delle acque reflue. Results in Chemistry, 4, 100291. doi:10.1016/j.rechem.2022.100291

⁴ Maximoff, S. N., Mittal, R., Kaushik, A., & Dhau, J. S. (2022). Valutazione delle prestazioni dei sorbenti a carbone attivo per la purificazione dell'aria interna durante eventi normali e incendi. Chemosphere, 304, 135314. doi:10.1016/j.chemosphere.2022.135314

⁵ Swenberg JA, Moeller BC, Lu K, Rager JE, Fry RC, Starr TB. Ricerca sulla cancerogenicità della formaldeide: 30 anni e più di modalità d'azione, epidemiologia e valutazione del rischio di cancro. Toxicol Pathol. 2013 Feb;41(2):181-9. doi: 10.1177/0192623312466459. Epub 2012 Nov 16. PMID: 23160431; PMCID: PMC3893912.

⁶ McMichael AJ. Cancerogenicità di benzene, toluene e xilene: evidenze epidemiologiche e sperimentali. IARC Sci Publ. 1988;(85):3-18. PMID: 3053447.

⁷ Lim, D.-H., Son, Y.-S., Kim, Y.-H., Kukkar, D., & Kim, K.-H. (2022). Composti organici volatili rilasciati nel fumo principale delle sigarette con capsule aromatizzate. Environmental Research, 209, 112866. doi:10.1016/j.envres.2022.112866

⁸ Lu F, Yu M, Chen C, Liu L, Zhao P, Shen B, Sun R. The Emission of VOCs and CO from Heated Tobacco Products, Electronic Cigarettes, and Conventional Cigarettes, and Their Health Risk. Tossici. 2021 Dec 28;10(1):8. doi: 10.3390/toxics10010008. PMID: 35051050; PMCID: PMC8781168.