ES2310811T3 - Adsorbente, camara colectora de polvo, asi como procedimiento para la adsorcion de olores. - Google Patents

Adsorbente, camara colectora de polvo, asi como procedimiento para la adsorcion de olores. Download PDF

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Abstract

Filtro colector de polvo de un material de filtración que puede ser atravesado por aire, estando contenido en el filtro colector de polvo un adsorbente en forma suelta, caracterizado porque el adsorbente está constituido por fibras, copos y/o granulado como material de soporte sobre el que se aplica superficialmente un material de adsorción pulverulento.

Description

Adsorbente, cámara colectora de polvo, así como procedimiento para la adsorción de olores.
La invención se refiere a un nuevo filtro colector de polvo con adsorbente, especialmente a la adsorción de olores. El adsorbente está constituido por un material de soporte específico y un material de adsorción. La invención se refiere además a una cámara colectora de polvo en la que está contenida el adsorbente. Finalmente, la invención se refiere todavía a un procedimiento para la adsorción de olores.
En el estado de la técnica ya se conocen distintas medidas que llevan a una reducción de olores de polvos depositados en filtros.
Una solución consiste en conducir el aire cargado de sustancias odoríferas a través de un filtro separado conectado aguas abajo. En este sentido se utilizan filtros de lecho de relleno, pero también filtros de estructuras de soporte recubiertas de carbón u otros adsorbentes. Una solución de este tipo se describe en el documento GB 2 288 749.
En el estado de la técnica también se conoce conseguir una ocultación de olores mediante la introducción en la cámara de filtración de cuerpos impregnados con sustancias olorosas. Para esto se usan formaciones fibrosas impregnadas con perfume que están revestidas de una envoltura de plástico, sustancias naturales, como por ejemplo pepitas de naranja o cáscaras de naranja, elementos de plástico que durante el proceso de moldeo por inyección se presurizan con perfume o aceites esenciales naturales, pero también materiales de soporte inorgánicos como arena/carbonatos que están impregnados con sustancias olorosas (documento WO 94/21305). En el documento US 5.461.751 A se describen granulados impregnados con sustancias antibacterianas y/o fungicidas.
Finalmente, por el documento WO 01/08543 A1 se conoce introducir un adsorbente en forma suelta en un filtro colector de polvo. Como adsorbentes se exponen en este caso carbón activo que puede presentarse en forma fraccionada/esférica o también como fibras, así como zeolitas y polímeros porosos.
La solución según el documento WO 01/08543 ya muestra una reducción satisfactoria de sustancias odoríferas en el aire de purga de aspiradoras portátiles. No obstante, esta solución también tiene una grave desventaja. En relación a la distribución uniforme del adsorbente en la bolsa de filtración, se desea usar un adsorbente ligero lo más fino posible. Esto tiene además la ventaja de que la superficie interna del adsorbente está disponible en numerosos caminos relativamente cortos (poros de entrada). Debido a la alta carga de polvo fino en una bolsa de filtración de aspiradora por la que pueden obstruirse fácilmente los poros de entrada, entonces sólo puede garantizarse que la superficie interna se aproveche casi completamente para la adsorción de olores.
No obstante, partículas muy finas no permanecen como desea mezcladas homogéneamente con el polvo dentro de la bolsa de filtración, sino que atraviesan las capas más internas del filtro y la mayor parte se deposita en la pared de la bolsa de filtración. Mediante esto aumenta de forma no deseada la resistencia de la bolsa de filtración (aumento de la pérdida de presión) y el adsorbente ya no está disponible como ligante de olores. Mediante el uso de adsorbentes de grano relativamente grueso puede evitarse este aumento de la pérdida de presión de la bolsa de filtración. No obstante, la distribución uniforme a la que se aspira del adsorbente en la bolsa de filtración empeora por el mayor peso de las partículas. Adicionalmente, los poros de entrada se obstruyen rápidamente y tan sólo está a disposición una pequeña fracción de la superficie interna para la adsorción de olores.
Partiendo del documento WO 01/08543 A1, el objetivo de la presente invención es especificar un novedoso adsorbente, así como una cámara colectora de polvo, con el que se consiga una reducción mejorada de olores de polvos depositados en cámaras colectoras de polvo en comparación con el estado de la técnica y en el que el material de adsorción se utiliza eficazmente.
El objetivo se alcanza con respecto al filtro colector de polvo mediante las características de la reivindicación 1 referentes al procedimiento para la adsorción de olores mediante las características de la reivindicación 52. Las reivindicaciones dependientes especifican variantes ventajosas.
Por tanto, según la presente invención se propone que el adsorbente del filtro colector de polvo esté constituido por fibras, copos y/o granulado como material de soporte sobre el que se aplica un material de adsorción pulverulento. La solicitante pudo demostrar que cuando se usa un adsorbente de este tipo, por ejemplo en una cámara colectora de polvo, en comparación con el estado de la técnica sólo debe utilizarse una fracción de material de adsorción. En este sentido, con el filtro colector de polvo según la invención se consigue al mismo tiempo una clara reducción de olores de los polvos depositados en cámaras colectoras de polvo. Esto se atribuye obviamente a que el adsorbente presente en fibras y/o copos está presente arremolinado en el filtro colector de polvo en las condiciones de funcionamiento, por ejemplo de un filtro colector de polvo, y por tanto se mezcla homogéneamente con el polvo.
Normalmente no es posible la utilización de material de adsorción pulverulento puro con un tamaño medio de grano comparable como se aplica sobre las fibras/copos ya que si no el material de filtración se obstruye fácilmente.
En el adsorbente según la invención, el material de adsorción puede presentarse en función del material de soporte y/o del procedimiento de aplicación en una cantidad del 1 al 100% en peso. En la combinación material de soporte-gránulo o partícula esférica de polímeros macroporosos y material de adsorción de polímeros macroporosos puede aplicarse dependiendo de la carga electrostática hasta el 100% en peso de material de adsorción. En los otros casos, el material de adsorción se aplica en una cantidad del 1 al 40% en peso, preferiblemente en una cantidad del 7 al 25% en peso. El material de adsorción en forma de polvo puede aplicarse en este caso en toda la superficie o también sólo en zonas sobre la superficie del material de soporte.
Desde el punto de vista del material, en el caso del material de adsorción pueden utilizarse materiales pulverulentos conocidos de por sí por el estado de la técnica. Especialmente adecuados son en este sentido carbón activo basado en carbón mineral, vegetal, de bambú o de cáscara de coco, carbón activo impregnado ácidamente o básicamente o con sales de plata, carbono funcionalizado, zeolitas hidrófobas y/o polímeros macroporosos hidrófobos.
La solicitante pudo demostrar que, además de carbón activo pulverulento, también es especialmente adecuado carbono funcionalizado en forma de un esqueleto de carbono aromático con grupos funcionales. Un adsorbente de este tipo se conoce bajo la denominación Carbonized Basal Plates (CBP). Una descripción de estos materiales puede encontrarse en R. Kunz, 1816 North Cascade Avenue, Colorado Springs. En la Fig. 1 se reproduce la estructura de un adsorbente de este tipo. Este adsorbente ha demostrado ser especialmente adecuado. También ha demostrado ser adecuado carbón activo de nudos de bambú pulverulentos. Un material adsorbente de este tipo puede obtenerse, por ejemplo, de Aqua Air Adsorbens en DE-04509 Krostitz bajo la denominación BW 200.
Se prefiere cuando el carbón activo se utiliza en un tamaño medio de grano de 1 a 100, preferiblemente 15 a
50 \mum.
Se ha mostrado que, además del carbón activo anteriormente descrito, son especialmente adecuadas zeolitas seleccionadas. Esencial para la idoneidad es en primer lugar que los microporos de la zeolita tengan un tamaño suficiente. Sólo por encima de un diámetro de 5 \ring{A} los microporos están en condiciones de adsorber y unirse a moléculas odoríferas típicas. Adicionalmente, la zeolita debe tener un carácter fuertemente hidrófobo (apolar). Sólo a partir de una relación de SiO_{2}/Al_{2}O_{3} > 200 (módulo) una zeolita es suficientemente apolar para unirse a las moléculas odoríferas. Se prefieren especialmente zeolitas con un módulo > 300. La superficie supera 400 m^{2}/g. El tamaño de partícula de las zeolitas usadas se encuentra a de 2 a 30 \mum. El volumen total de poros se encuentra por encima de 0,2 cm^{3}/g, pero también pueden utilizarse aglomerados de estas partículas. En este caso también puede realizarse un mayor volumen total de poros mediante los macroporos formados. Tales zeolitas están disponibles, por ejemplo, mediante desaluminado de los tipos Y, 13C, ZSM5 y Beta.
Además de las zeolitas también son adecuadas bentonitas, especialmente "tierras de Fuller".
En el caso de las zeolitas han demostrado ser muy adecuados los tipos comerciales DAY (Degussa), así como TZB 9013 (Tricat) y DALY (Tricat).
Como tercer grupo especialmente ventajoso son de mencionar los polímeros macroporosos (macrorreticulares). Un representante típico es el SDVB reticulado (estirenodivinilbenceno). Se forma mediante copolimerización de estireno con divinilbenceno en presencia de los denominados porógenos (formadores de poros). Se usan preferiblemente variantes hidrófobas con una superficie de > 600 m^{2}/g y microporos de 6 a 20 \ring{A}, así como una proporción lo más alta posible de mesoporos (20 a 500 \ring{A}) y macroporos (> 500 \ring{A}). El diámetro promedio de poros se encuentra entre 3 y 300 \ring{A}.
De manera ventajosa, el tamaño de partícula se encuentra entre 1 y 500 \mum. Se prefieren partículas de 1 a 200 \mum. El volumen de poros de tales productos se encuentra normalmente > 0,4 cm^{3}/g. Tales polímeros macroporosos pueden adquirirse comercialmente en Rohm & Haas (Amberlite), Purolite (Makronet), Dow Chemicals (Optipore), Mitsubishi Chemical Company (Sepabeads) y Bayer (I-ONAC).
También es adecuado un recubrimiento con complejos organometálicos cristalinos porosos, como por ejemplo "MOF-177". Este adsorbente realiza una superficie extremadamente grande (4500 m^{2}/g) a microporos suficientemente grandes (10 \ring{A}). Estos cristales se describen en Nature, tomo 427, páginas 523 a 527, febrero de 2004. Se remite al contenido de revelación de este documento.
Como material de soporte para el adsorbente según la invención se proponen fibras, copos y/o granulado.
Desde el punto de vista del material, para el material de soporte del adsorbente pueden utilizarse con respecto a las fibras fibras químicas y/o fibras naturales. En el caso de las fibras químicas serían de mencionar fibras celulósicas como viscosa o fibras sintéticas. Ejemplos de fibras sintéticas son fibras de poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliacrilmetilo y/o poli(alcohol vinílico).
Ejemplos de fibras naturales son celulosa, fibras de madera, miraguano, lino, yute, cáñamo de Manila, coco, lana, algodón, kenaf, abacá, rafia de morera y/o pulpa de celulosa.
Se ha mostrado además que en las fibras se prefiere cuando éstas están ramificadas, onduladas, huecas y o texturizadas y/o presentan una sección transversal no circular (por ejemplo, trilobal).
En cuanto a las medidas es favorable cuando las fibras presentan una longitud media entre 0,3 mm y 100 mm, preferiblemente entre 0,5 y 70 mm.
Las fibras sintéticas también pueden dotarse de un acabado antibacteriano. Esto puede realizarse añadiendo ya en la fabricación sustancias antibacterianas. La ventaja de estas fibras consiste en que las sustancias antibacterianas no se liberan prácticamente y no se produce disminución de la acción antibacteriana. Tales fibras pueden obtenerse en Rhovyl en F-55310 Tronville en Barrois, por ejemplo, las fibras Rhovyl'A.S.+® o en Japan Exlan Co. Ltd., Tokio, así como en Sterling Fibers Inc., 5005 Sterling Way, Pace, Fla bajo la marca "biofresh" y DAK Americas, 5925 Carnegie Blvd., Charlotte, NC 28209.
Evidentemente también es posible dotar posteriormente a las fibras de un acabado antibacteriano.
Según la presente invención también se prevé que como material de soporte no sólo se utilicen fibras, sino también copos. Como materiales adecuados serían de mencionar en este sentido espumas, telas no tejidas, tejidos, almidón espumado, poliolefinas espumadas, así como láminas.
En el caso de los copos son ventajosos diámetros de 0,3 a 30 mm, preferiblemente 0,5 a 20 mm. Especialmente favorable es un diámetro de 1 a 9,5 mm.
Según la invención, como material de soporte también pueden utilizarse granulado. Como granulado en el sentido de la invención también se entienden partículas esféricas. Las partículas esféricas de este tipo a partir de polímeros se denominan en la técnica "perlas". En este sentido, como granulado/perlas se utilizan especialmente según una variante preferida polímeros sintéticos macroporosos. La ventaja de esta variante estriba en que, por una parte, el adsorbente está constituido como material de soporte por un adsorbente, concretamente por polímeros macroporosos, sobre el que se aplica un segundo material adsorbente en forma de polvo. En este sentido, en el caso del material adsorbente pueden utilizarse todos los materiales adsorbentes como ya se describe anteriormente. En el caso de los polímeros macroporosos que se utilizan como material de soporte se prefieren aquellos que presentan un tamaño de partícula de 0,2 a 1,5 mm, preferiblemente de 0,3 a 1. Los polímeros macroporosos como material de soporte pueden estar constituidos por polímeros como ya se describe anteriormente en los materiales de adsorción, preferiblemente estos polímeros sintéticos macroporosos se sintetizan a partir de poliestireno, ácido acrílico y/o sus derivados. La superficie específica se encuentra por encima de 300 m^{2}/g, preferiblemente en intervalos entre 400 y 1200 m^{2}/g. Otra característica de los polímeros porosos como material de soporte es que éstos presentan un volumen de poros que es superior a 0,4 ml/ml.
Los materiales de soporte de este tipo pueden obtenerse comercialmente, por ejemplo, en la empresa Rohm & Haas y se comercializan bajo la marca Amberlite XAD. Otro proveedor es la empresa Purolite, que también ofrece polímeros adecuados bajo la marca Makronet MN.
En este sentido, el adsorbente según la invención se sintetiza aplicando químicamente y/o físicamente sobre el material de soporte como se describe anteriormente el material de adsorción pulverulento sobre la superficie del material de soporte.
Una aplicación en el sentido de la presente invención puede realizarse aplicando el material de adsorción calentado sobre las superficies del material de soporte de manera que mediante transferencia de calor sobre la superficie del material de soporte se realice una unión por fusión y se adhieran las partículas pulverizadas. Por otra parte, la superficie del material de soporte también puede reblandecer y entonces aplicarse las partículas sobre su superficie. En el caso de fibras bicomponentes es posible que la capa externa presente un menor punto de fusión que el núcleo, de manera que mediante su calentamiento sea posible una adherencia de las partículas.
Físicamente, la aplicación puede realizarse utilizando material de soporte electrostáticamente cargado. Puede trabajarse con material de soporte cargado triboeléctricamente o con material de soporte cargado mediante corona. Se usan preferiblemente, por ejemplo, fibras fraccionadas cargadas. También es posible conseguir la adherencia del material de adsorción al material de soporte mezclando fibras, copos, granulado y/o perlas adecuados y material de adsorción cargando el material de soporte y las partículas de adsorción de signo contrario mediante el efecto triboeléctrico. Así se consigue un excelente enlace electrostático de las partículas de adsorbente al material de soporte sin reducir la superficie de partículas de adsorbente mediante aglutinantes. De manera especialmente ventajosa puede utilizarse esta posibilidad en la variante de fibras sintéticas con polímeros macroporosos. Así por ejemplo, la combinación de fibras de polipropileno con polvo de SDVB (estirenodivinilbenceno) muestra en el mezclado una carga triboeléctrica fuerte. Se ha comprobado sorprendentemente que en la combinación de un SDVB macroporoso como material de soporte con un material de adsorción basado en SDVB macroporoso funcionalizado con amina aparece un efecto triboeléctrico fuertemente marcado que lleva a un enlace especialmente estable del material de adsorción al soporte.
El adsorbente como se describe anteriormente también puede presentarse en una envoltura permeable al aire. La ventaja de esta forma de realización estriba en que el adsorbente puede manipularse fácilmente y cuando se utiliza, por ejemplo, en un filtro colector de polvo en una aspiradora puede introducirse sin problemas en el filtro colector de polvo. En este sentido, la envoltura para un caso de aplicación de este tipo se construye destruyéndose de nuevo en la condiciones de funcionamiento de manera que el adsorbente pueda arremolinarse en el filtro colector de polvo y mantenerse en circulación. Materiales adecuados para esto son materiales no tejidos, por ejemplo, materiales no tejidos con pequeño gramaje, por ejemplo, fundidos y soplados con 5 g/m^{2}.
Una cámara colectora de polvo con un filtro colector de polvo según la invención destaca ahora porque contiene un adsorbente como se describe anteriormente. Se ha comprobado favorablemente cuando en la cámara colectora de polvo por 1000 cm^{3} de volumen están contenidos de 0,03 a 5 g de adsorbente. Con especial preferencia, la cantidad de adsorbente por 1000 cm^{3} se encuentra a de 0,3 a 2 g de adsorbente. En la forma de realización de material de adsorción pulverulento sobre granulado en forma de polímeros macroporosos son suficientes cantidades de 0,05 a 1 g/1000 ml. En el caso de una cámara colectora de polvo como se describe anteriormente se trata preferiblemente de la denominada aspiradora sin bolsa, como por ejemplo aspiradoras ciclónicas.
Para aspiradoras ciclónicas es favorable cuando se utilizan polímeros porosos como materiales de adsorción ya que éstos no producen contaminación adicional por el desgaste del carbón o proporción de granulación inferior y se evita un rayado de los recipientes colectores la mayoría de las veces transparentes. Según la presente invención, por una cámara colectora de polvo también se entiende un recipiente de recogida de desechos, por ejemplo, bolsas de basura.
Según la presente invención, por una cámara colectora de polvo también se entienden especialmente aquellas en las que la cámara colectora de polvo se forma por un filtro colector de polvo que está constituido por un material de filtración que puede ser atravesado por el aire. Para conseguir un efecto óptimo del adsorbente en el filtro colector de polvo, según la invención éste se carga desde un principio en forma suelta en el filtro colector de polvo o bien el adsorbente se presenta en una bolsa presente en una envoltura permeable al aire en el filtro colector de polvo. Entonces, la bolsa puede fijarse en una posición, por ejemplo, directamente en la zona de impacto de la corriente. El adsorbente también puede encontrarse en forma suelta en una parte de la superficie interna de la bolsa y estar cubierto por una fina capa de material no tejido permeable al aire (bolsa). Esta zona también puede configurarse como bandas continuas. El adsorbente también puede presentarse en una almohadilla. En este caso se utiliza una almohadilla que está constituida por al menos una capa de un papel de filtro o un material no tejido especial sobre el que se encuentra el adsorbente. En este sentido, el adsorbente está entonces cubierto con al menos una capa de un material no tejido. En este sentido, este material no tejido se diseña de manera que en las condiciones de funcionamiento se produce una destrucción del material no tejido. Evidentemente, la almohadilla debe disponerse de manera que el papel de filtro/el material no tejido especial se aplique directamente sobre la parte interna de la bolsa de filtración y el ligero material no tejido sea directamente alcanzado por la corriente de aire. Una forma de realización especialmente preferida de la envoltura permeable al aire es una almohadilla que se forma a partir de una capa de papel de filtro con una permeabilidad al aire > 250 l/m^{2}/s de un relleno con el adsorbente según la invención y una capa de un material no tejido con un peso por unidad de superficie < 10 g/m^{2}. Esta almohadilla se fija, por ejemplo, mediante pegado puntual en la cámara colectora de polvo de manera que la capa de papel de la almohadilla está orientada hacia el material de filtración de la cámara colectora de polvo. En este contexto se menciona el contenido de revelación de los documentos WO 2004/052500 A1, EP 1 426 090 A1 y EP 1 415 699 B1.
Los filtros colectores de polvo de este tipo son preferiblemente bolsas de aspiradora. En este sentido, éstas se dimensionan y diseñan normalmente de manera que puedan ser atravesadas con un caudal de 10 m^{3}/h a 400 m^{3}/h. En este sentido se prefiere cuando en el filtro colector de polvo por 1000 cm^{3} de volumen estén contenidos de 0,03 a 5 g de adsorbente, con especial preferencia de 0,3 a 2 g de adsorbente. En el caso de cantidades más pequeñas se constató que entonces no se alcanzaba un efecto suficientemente reductor del olor y en el caso de cantidades mayores es desventajoso porque entonces la cámara colectora de polvo ya se llena como tal con un volumen de adsorbente demasiado grande.
En este sentido, el filtro colector de polvo según la invención está constituido preferiblemente desde el punto de vista del material por un material de filtración que puede ser un papel de una o varias capas y/o material no tejido. Los materiales de filtración de este tipo se conocen, por ejemplo, para bolsas de aspiradora. Para esto se remite al documento EP-A 0 960 645 A1. En el caso del filtro colector de polvo según la invención puede tratarse, por ejemplo, de una bolsa de aspiradora o bien de un filtro plisado o un filtro de bolsa.
Finalmente, la invención se refiere a un procedimiento para la adsorción de olores en una cámara colectora de polvo (reivindicaciones 52 a 57).
El procedimiento según la invención para la adsorción de olores destaca porque se utiliza un adsorbente como se describe anteriormente. En este sentido se trabaja preferiblemente en la cámara colectora de polvo con de 0,03 a 5 g de adsorbente por 1000 cm^{3}.
En el procedimiento según la invención, como cámara colectora de polvo se utiliza preferiblemente un filtro colector de polvo de un material de filtración de que puede atravesarse por aire. En este sentido, en el procedimiento es importante que el adsorbente se encuentre suelto en el filtro colector de polvo durante el funcionamiento del filtro colector de polvo. En este sentido, el filtro colector de polvo es preferiblemente una bolsa de aspiradora. Por tanto, el adsorbente se introduce en el filtro colector de polvo o en la fabricación o poco después de la fabricación y así se suministra. En el primer uso a un caudal dado se produce entonces un arremolinamiento del adsorbente en el filtro colector de polvo cerrado y el adsorbente puede desarrollar su efecto reductor del olor como se describe anteriormente. Evidentemente, también es posible que el adsorbente se introduzca al empezar el proceso de aspiración, concretamente de modo que se aspire el adsorbente.
El adsorbente puede presentarse además en una envoltura y, al igual que se describe anteriormente, ya estar contenido desde un principio en la bolsa de aspiradora o bien el adsorbente se introduce con la envoltura en la bolsa de aspiradora antes de empezar el proceso de aspiración o se aspira directamente.
En el procedimiento según la invención es especialmente favorable que el adsorbente también pueda introducirse posteriormente, es decir, directamente con el inicio del proceso de aspiración, ya que mediante esto también pueden mejorarse todas las bolsas de filtración corrientes hasta la fecha en su efecto reductor del olor sencillamente mediante aspiración o introducción del adsorbente antes del primer proceso de aspiración. Evidentemente, cuando sea necesario también puede realizarse una dosificación posterior. Con especial preferencia, en el procedimiento según la invención se trata de un procedimiento para aspirar polvo con una aspiradora de suelo o una aspiradora portátil y el filtro colector de polvo es una bolsa de aspiradora.
La invención se explica más detalladamente a continuación mediante un ejemplo y las figuras 1 a 4.
La fig. 1 muestra la estructura de carbono funcionalizado como se utiliza preferiblemente como agente de adsorción;
la fig. 2 muestra gráficamente el transcurso de la concentración de sustancia odorífera del gas de salida en distintas muestras;
la fig. 3 muestra una recopilación tabulada;
la fig. 4 muestra en representación fotográfica un adsorbente según la invención.
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Ejemplo
A continuación se describen mediante ejemplos los experimentos realizados.
1) Preparación de la medición
Las aspiradoras de suelo modelo Miele S512-1 se pusieron en funcionamiento durante varias horas antes de la serie de mediciones con una bolsa de filtración vacía para minimizar un olor eventualmente presente del aparato. Un día antes del inicio real de la medición se utilizó una bolsa de filtración en cada uno de los aparatos. Después se enmascaró completamente cada aparato para evitar así una salida de aire del aire de salida por otra abertura distinta de la abertura de toma de muestras perforada (diámetro de 13 mm). Después, los aparatos se ajustaron en el armario estufa ajustado a 20ºC. Además, la cantidad de café necesaria para toda la serie de mediciones se sacó de un envase al vacío de 500 g, se pesó y se retractiló en porciones de 5 g.
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2) Desarrollo del experimento
La superficie del experimento para aspirar la mezcla de café/polvo está constituida por una baldosa de laminado con el área 1,21 m x 1,85 m, correspondientemente 2,24 m^{2}. Las aspiradoras de suelo funcionaron con el ajuste de cepillos "alfombra". Para investigar la disminución de olor en la bolsa de aspiradora, para cada aparato se extendieron uniformemente en los días de investigación de 1 a 650 g de polvo de prueba tipo 8 (DMT, composición: 70% de polvo mineral, 20% de Arbocell, 10% de línteres), así como 5 g de café (10% de café con respecto a la cantidad de polvo) sobre la superficie experimental. En el día de experimento 7º y 8º se extendieron cada vez 100 g de polvo y 10 g de café, en el último día de experimento tan sólo se tomaron muestras. Después de extender la mezcla de café/polvo, el pie de aspiración se puso en un trozo limpio de la superficie experimental y a una baja potencia de aspiración (300 vatios) se llenó una bolsa de muestra con una longitud total de 1,5 m (volumen de llenado de aproximadamente 15 litros) directamente de la abertura de toma de muestras de las aspiradoras de suelo enmascaradas Después se tomarse la bolsa de muestra (a llenado completo) y desconectarse el aparato, el enmascaramiento se eliminó completamente y la potencia de aspiración se reguló a un nivel elevado a potencia máxima (1.600 vatios). La mezcla de café/polvo se aspiró luego durante una duración de dos minutos de la superficie experimental. Después del muestreo, los aparatos se desconectaron, se enmascararon completamente de nuevo y se guardaron en el armario estufa hasta la siguiente toma de muestras. En cada día de experimento se tomaron la temperatura y la humedad del aire al sacarlas del armario estufa, así como en el muestreo.
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3) Variantes estudiadas y dotación de los aparatos
Todos los aparatos funcionaron con filtros de protección del motor.
Variante A
Aparato A, 3 g de fibra fraccionada/MN 200 MR 4636 suelta en la bolsa de filtración,
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Variante B
Aparato B, 3 g de fibra fraccionada/DALY suelta en la bolsa de filtración,
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Variante C
Aparato C, 3 g de fibra fraccionada/MN 200 MR 4638 suelta en la bolsa de filtración,
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Variante D
Aparato D, variante nula, bolsa de filtración vacía,
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Variante E
Aparato E, 3 g de fibra fraccionada/TZB 2014 suelta en la bolsa de filtración,
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Variante F
Aparato F, 3 g de fibra fraccionada/DAY suelta en la bolsa de filtración,
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4) Procedimiento de medición y análisis 4.1 Emisión de olores 4.1.1 Procedimiento de medición; base del procedimiento
Determinación de la concentración de sustancias odoríferas según la norma europea DIN EN 13725.
4.1.2 Material de muestreo
El aire de muestra entra en el muestreo estático en una bolsa de plástico. Como bolsas de muestra se usan tubos de plástico habituales en el comercio que están constituidos por material inodoro (Nalophan NA© que, por una parte, es casi impermeable al gas y, por otra parte, prácticamente no adsorbe ninguna sustancia odorífera.
4.1.3 Olfatómetro
La olfatometría representa una presentación controlada de aire cargado con sustancias odoríferas, así como una recopilación de las sensaciones que aparecen en el hombre debido a ellas. Con el olfatómetro se diluye una muestra de gas (muestra de sustancias odoríferas) con aire neutro y se ofrece a personas de prueba (probandos) como muestra olfativa. Un colectivo de probandos está constituido por cuatro oledores, así como un director del experimento que se encarga del manejo del olfatómetro durante un proceso de medición.
Para las mediciones descritas se usó un olfatómetro TO9 controlado por ordenador con cuatro sitios para probandos y evaluación automática. Las mediciones se realizaron correspondientemente a DIN EN 13725. El olfatómetro funcionó con aire a presión a través de un grupo de filtros con gel de sílice (deshumidificación), carbón activo (deposición de sustancias odoríferas), filtros de algodón y filtros microfinos de fibra de vidrio (deposición de polvo). Las mediciones se realizaron correspondientemente a DIN EN 13725 según el procedimiento de sí o no.
Las cantidades de sustancias odoríferas se miden en unidades de olor (UO) correspondiéndose una UO a la cantidad de sustancia de una sustancia odorífera o una mezcla de sustancias que - distribuida a 20ºC y 1013 hPa en 1 m^{3} de aire neutro - provoca una percepción de olor correspondientemente a la definición del umbral olfativo al 50% de un colectivo de probandos. La concentración de sustancias odoríferas en el umbral olfativo asciende por definición a 1 UO/m^{3}.
Análogamente al sonido se definen niveles de sustancias odoríferas respecto a la concentración umbral de 1 UO/m^{3}. En este sentido, por ejemplo, una concentración de sustancias odoríferas de 100 UO/m^{3} se corresponde con un nivel de sustancias odoríferas de 20 dB.
4.1.4 Descripción del colectivo de probandos
En las mediciones olfatométricas se midió con director del experimento y cuatro probandos correspondientemente a DIN EN 13725.
4.1.5 Evaluación de las muestras
La medición olfatométrica de las muestras se realizó como máximo cuatro horas después del muestreo.
4.1.6 Número de series de medición por día de medición
12 mediciones de concentración de sustancias odoríferas, cada una con tres series por medición. Cada dos mediciones de concentración de sustancias odoríferas con n-butanol.
4.1.7 Otros estudios
Para asegurar adicionalmente los resultados, todos los días de medición se analizó la intensidad y la hedónica (valoración directa a partir de las bolsas de muestra según la directiva VDI 3882) de las muestras.
En este sentido, los probandos caracterizaron olores diferentes de café (olor de polvo) típicos para las series de experimentos.
En las series de experimentos se tomaron la temperatura y humedad ambiente durante el muestreo en los días de medición, así como la temperatura y la humedad en los armarios estufa respectivos al sacar los aparatos.
La Fig. 2 muestra el transcurso de la concentración de sustancias odoríferas del aire de salida de las aspiradoras de las 5 variantes de fibras recubiertas investigadas en comparación con una variante nula. La Fig. 2 hace ver que todas las variantes investigadas producen una clara reducción de la concentración de sustancias odoríferas del aire de salida. En este caso es especialmente sorprendente el buen efecto a la muy pequeña cantidad de agente de adsorción. Ya con 0,3 g de agente de adsorción puede lograrse una clara reducción de la concentración de sustancias odoríferas. Por el contrario, las soluciones actualmente habituales usan 10 g de carbón activo.
La Fig. 3 muestra los resultados es una recopilación tabulada.
En la Fig. 3 incluso están contenidos en la recopilación, además de los experimentos que ya están contenidos en la Fig. 2 y que se denominan la serie de experimentos XII, los resultados de mediciones de otros experimentos.
Los resultados de mediciones de las series de experimentos X y XI se refieren en este sentido esencialmente a fibras recubiertas con carbones activos. Como se deduce de la Fig. 3, el adsorbente según la invención destaca especialmente porque ya a las cantidades más pequeñas de agente de adsorción (por ejemplo, 0,3 g de carbón activo de nudos de bambú) ya se alcanza una alta disminución por encima de la media de la concentración de sustancias odoríferas del aire de salida.
La figura 4 muestra en forma de una representación fotográfica un adsorbente según la invención. El adsorbente que está representado en la figura 4 está constituido por un material de soporte macroporoso (Rohm und Haas, XAD1600) que se obtuvo a partir de SDVB. El material de soporte macroporoso se utilizó en forma de una denominada "perla" y presenta un diámetro de partícula de 200-350 \mum. En el caso del material de adsorción que se aplica sobre el polímero macroporoso se trata de polímeros macroporosos de SDVB funcionalizado (Purolite MN200). El material de adsorción presenta un diámetro de partícula de 0-40 \mum. La figura 4A muestra ahora perlas sin recubrir de XAD1600 con un diámetro entre 0,2 y 0,35 mm. La figura 4B muestra las perlas de XAD1600 según la invención recubiertas electrostáticamente con partículas de MN200 con un diámetro entre 0 y 40 \mum. Como muestra la figura 4B, el material de adsorción macroporoso recubre casi completamente el material de soporte. En el caso del ejemplo según la figura 4B se utilizaron el 70% en peso de material de adsorción referido al material de soporte.

Claims (57)

1. Filtro colector de polvo de un material de filtración que puede ser atravesado por aire, estando contenido en el filtro colector de polvo un adsorbente en forma suelta, caracterizado porque el adsorbente está constituido por fibras, copos y/o granulado como material de soporte sobre el que se aplica superficialmente un material de adsorción pulverulento.
2. Filtro colector de polvo según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de adsorción se aplica en una cantidad del 1 al 50% en peso del material de soporte.
3. Filtro colector de polvo según la reivindicación 2, caracterizado porque se aplica del 7 al 25% en peso.
4. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material de adsorción se selecciona de carbón activo, carbón activo impregnado, carbono funcionalizado, zeolitas hidrófobas, polímeros porosos hidrófobos, bentonitas y/o complejos organometálicos cristalinos.
5. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4, caracterizado porque en el caso del carbono funcionalizado se trata de un esqueleto de carbono aromático con grupos funcionales.
6. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4, caracterizado porque en el caso del carbón activo se trata de carbón de cáscara de coco, vegetal, mineral o de bambú.
7. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el carbón activo está impregnado con productos químicos ácidos o básicos y/o con sales de plata.
8. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4, caracterizado porque las zeolitas poseen microporos con un tamaño de poro > 5 \ring{A}.
9. Filtro colector de polvo según la reivindicación 8, caracterizado porque el tamaño de poro de los microporos es > 6,5 \ring{A}.
10. Filtro colector de polvo según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la superficie específica de las zeolitas es > 400 m^{2}/g.
11. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque las zeolitas presentan un módulo > 200, preferiblemente > 300.
12. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el tamaño de partícula de las zeolitas se encuentra en el intervalo de 2 a 30 \mum.
13. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4, caracterizado porque los polímeros porosos presentan microporos de 6 a 20 \ring{A}, mesoporos de 20 a 500 \ring{A} y macroporos > 500 \ring{A}.
14. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4 ó 13, caracterizado porque el diámetro promedio de poro se encuentra entre 3 y 300 \ring{A}.
15. Filtro colector de polvo según la reivindicación 4, 13 ó 14, caracterizado porque el tamaño de partícula de los polímeros porosos se encuentra en el intervalo de 1 a 500 \mum, preferiblemente 1 a 200 \mum.
16. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 4, 13 a 15, caracterizado porque el volumen de poros es \geq 0,4 cm^{3}/g.
17. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 4, 13 a 15, caracterizado porque los polímeros porosos son hidrófobos.
18. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 4, 13 a 17, caracterizado porque los polímeros porosos se sintetizan a partir de estireno, ácido acrílico y/o sus derivados.
19. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el material de adsorción está unido químicamente y/o físicamente al material de soporte.
20. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque el material de adsorción está unido a un material de soporte electrostáticamente cargado.
21. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el material de adsorción es pulverulento y presenta un tamaño medio de grano de 1 a 100 \mum.
22. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque el material de soporte son fibras que se seleccionan de fibras químicas y/o fibras naturales.
23. Filtro colector de polvo según la reivindicación 22, caracterizado porque las fibras llevan un acabado antibacteriano.
24. Filtro colector de polvo según la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque las fibras químicas son fibras celulósicas como viscosa y/o fibras sintéticas.
25. Filtro colector de polvo según la reivindicación 24, caracterizado porque las fibras sintéticas se seleccionan de fibras de poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliacrilonitrilo y/o poli(alcohol vinílico).
26. Filtro colector de polvo según la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque las fibras naturales se seleccionan de celulosa, fibras de madera, miraguano, lino, yute, cáñamo de Manila, coco, lana, algodón, kenaf, abacá, rafia de morera y/o pulpa de celulosa.
27. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 22 a 26, caracterizado porque las fibras son planas, ramificadas, onduladas, huecas y/o texturizadas y/o presentan una sección transversal no circular (por ejemplo, trilobal).
28. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 22 a 27, caracterizado porque las fibras presentan una longitud media entre 0,3 mm y 100 mm, preferiblemente entre 0,5 y 70 mm.
29. Filtro colector de polvo según la reivindicación 28, caracterizado porque las fibras presentan una longitud media de 1 a 9,5 mm.
30. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque el material de soporte son copos que se seleccionan de espumas, telas no tejidas, tejidos, almidón espumado, poliolefinas espumadas, así como láminas y fibras regeneradas.
31. Filtro colector de polvo según la reivindicación 30, caracterizado porque los copos presentan un diámetro de 0,3 mm a 30 mm, preferiblemente 0,5 a 20 mm.
32. Filtro colector de polvo según la reivindicación 31, caracterizado porque los copos presentan un diámetro de 1 a 9,5 mm.
33. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 32, caracterizado porque el material de soporte son granulados que se seleccionan de polímeros macroporosos.
34. Filtro colector de polvo según la reivindicación 33, caracterizado porque el tamaño de partícula de los granulados se encuentra en el intervalo de 0,2 a 1,5 mm, preferiblemente de 0,3 a 1,0 mm.
35. Filtro colector de polvo según la reivindicación 33 ó 34, caracterizado porque los polímeros macroporosos se sintetizan a partir de poliestireno, ácido acrílico y/o sus derivados.
36. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 33 a 36, caracterizado porque la superficie de los polímeros macroporosos es > 200 m^{2}/g, preferiblemente > 350 m^{2}/g.
37. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 33 a 36, caracterizado porque la porosidad es \geq 0,4 ml/ml.
38. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 37, caracterizado porque el adsorbente está encerrado en una envoltura permeable al aire.
39. Filtro colector de polvo según la reivindicación 38, caracterizado porque la envoltura es un material no tejido permeable al aire.
40. Filtro colector de polvo según una de las reivindicaciones 1 a 39, caracterizado porque en el filtro colector de polvo por 1000 cm^{3} de volumen están contenidos de 0,03 a 5 g de adsorbente.
41. Filtro colector de polvo según la reivindicación 41, caracterizado porque por 1000 cm^{3} están contenidos de 0,3 a 2 g de adsorbente.
42. Filtro colector de polvo según una de las reivindicaciones 1 a 41, caracterizado porque el adsorbente está presente en el filtro colector de polvo en una bolsa que presenta una envoltura permeable al aire.
43. Filtro colector de polvo según la reivindicación 42, caracterizado porque el adsorbente está dispuesto en una parte de la superficie interna del filtro colector de polvo bajo una cubierta.
44. Filtro colector de polvo según la reivindicación 43, caracterizado porque la cubierta es una capa de material no tejido.
45. Filtro colector de polvo según la reivindicación 43, caracterizado porque el adsorbente está contenido en una almohadilla que está dispuesta en una parte de la superficie interna del filtro colector de polvo.
46. Filtro colector de polvo según la reivindicación 45, caracterizado porque la almohadilla está constituida por al menos una capa de un papel de filtro o un material no tejido especial, estando dispuesto el adsorbente sobre la superficie del papel de filtro cubierta por al menos una capa de material no tejido.
47. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 42 a 46, caracterizado porque el material de envoltura de la bolsa o la cubierta está formado por un material destructible en condiciones de funcionamiento.
48. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 47, caracterizado porque el filtro colector de polvo se dimensiona y diseña de manera que pueda funcionar con un caudal de 10 cm^{3}/h a 400 m^{3}/h.
49. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 ó 40, caracterizado porque el material de filtración del filtro colector de polvo es un papel de una o varias capas y/o material no tejido.
50. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 49, caracterizado porque es una bolsa de aspiradora.
51. Filtro colector de polvo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 49, caracterizado porque es un filtro plisado o filtro de bolsa.
52. Procedimiento para la adsorción de olores con un filtro colector de polvo, caracterizado porque se trabaja con un filtro colector de polvo según una de las reivindicaciones 1 a 51.
53. Procedimiento según la reivindicación 52, caracterizado porque se usa de 0,2 a 5 g de adsorbente por 1000 cm^{3} de filtro colector de polvo.
54. Procedimiento según la reivindicación 52 ó 53, caracterizado porque antes de empezar un primer proceso de aspiración o al empezar el proceso de aspiración el adsorbente se introduce en el filtro colector de polvo.
55. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 52 ó 54, caracterizado porque el adsorbente está presente en una envoltura y antes de empezar un primer proceso de aspiración o al empezar el proceso de aspiración se introduce en el filtro colector de polvo.
56. Procedimiento según la reivindicación 55, caracterizado porque la envoltura se elige de tal manera que se destruye al caudal dado.
57. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 52 a 56, caracterizado porque se trata de un procedimiento para aspirar polvo con una aspiradora de suelo o una aspiradora portátil.
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