Avaliação do desempenho de meios filtrantes fibrosos na remoção de partículas nanométricas

Fibrous filters are highly efficient in removing micrometric particles, but when is related on the removal of particles in the nanometer range, their performance is still poorly understood. During filtration, as the particles are deposited on the filter medium, the pressure drops as much as the collection efficiency tends to increase. Thus, this study aimed to determine the deposition of particles in fibrous filter media and their performance, when clean, during this deposition. A cellulose fiber filter (HEPA) and a polyester one were used in the removal of nanometric particles of NaCl. The deposition was assessed by the pressure drop curves as a function of the accumulated mass. The filter performance was avaliated by counting the particles before and after the filter medium and the pressure was monitored to obtain the filtration curves. The filtration rate was maintained at 6 cm.s-1 and the concentration of the generated solution at 0.0042 L min-1 in a commercial inhaler was 5 g L-1. The results showed that the deposition of these particles ocurred first in the interior of the filters media and then in the surface of both filters. The HEPA filter showed lower permeability, higher specific strength of the cake filtration and lower point of clogging. The efficiencies for the cleaned filters ranged from 99.8 to 100% for the HEPA filter and from 15 to 100% for the polyester filter, for the range of particles avaliated. The theoretical efficiencies fitted to the experimental data in the filter of heterogeneous fibers. For the filter of homogeneous fibers, the data also did fit satisfactorily. Both filters showed, problably in the transition region between the mechanisms of collection, a randomness of experimental data. During deposition, the efficiency of the filter medium increased with the deposition of particles, reaching 100% of efficiency at the end of filtration.Financiadora de Estudos e ProjetosOs filtros fibrosos são altamente eficientes na remoção de partículas micrométricas, mas na remoção de partículas na faixa nanométrica seu desempenho é ainda pouco conhecido. Durante a filtração, à medida que as partículas são depositadas no meio filtrante, tanto a queda de pressão quanto a eficiência de coleta tendem a aumentar. Diante disso, este trabalho objetivou verificar a deposição das partículas em meios filtrantes fibrosos e o desempenho deles limpos e durante esta deposição. Foi utilizado filtro de fibras de celulose (HEPA) e Poliéster na remoção de partículas nanométricas de NaCl. A deposição foi avaliada através das curvas de queda de pressão em função da massa acumulada. O desempenho do filtro foi avaliado pela contagem de partículas antes e após o meio filtrante e a queda de pressão foi monitorada a fim de obter as curvas de filtração. A velocidade de filtração foi mantida em 6 cm.s-1 e a concentração da solução gerada a uma vazão de 0,0042 L/min em um inalador comercial foi de 5 g.L-1. Os resultados mostraram que a deposição das partículas nestes filtros ocorreu primeira no interior dos meios filtrantes e em seguida na superfície em ambos os filtros. O filtro HEPA apresentou menor permeabilidade, maior resistência específica da torta e menor ponto de colmatação. As eficiências experimentais para os filtros limpos variaram de 99,8 a 100% para o filtro HEPA e de 15 a 100% para o filtro de poliéster para a faixa de partículas avaliadas. As eficiências teóricas se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais no filtro de fibras heterogêneas, para o filtro de fibras homogêneas, o ajuste não foi tão satisfatório. Ambos os filtros apresentaram uma aleatoriedade de dados experimentais, o que provavelmente ocorreu na região de transição entre mecanismos de coleta. Durante a deposição, a eficiência dos meios filtrantes aumentou com a deposição das partículas, chegando a 100% de eficiência ao final da filtração