فیلترهای هوا که بخشی از وسایل زندگی افراد را تشکیل می‌دهند در هود آشپزخانه، ماشین‌ها، جاروبرقی و ماسک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. فیلتراسیون یکی از مکانیسم‌های رایج پالایش هوا و نمونه برداری از آلاینده‌های هوا می‌باشد. این فرایند بسیار پیچیده است و در برگیرنده تمام اصول مکانیکی ذرات، کنتیک گاز و دیگر خصوصیات آن مانند خاصیت الکتروستاتیک می‌باشد. فیبرها و یا دیگر مواد به‌دام انداز ذرات، می‌توانند با شکل‌هایی متفاوت و راندمان‌های مختلف برای جمع‌آوری ذرات ساخته شوند. در برخی از حالت‌های خاص مانند اتاق‌ عمل و یا صنایع الکترونیک استفاده از فیلتر با راندمان بالا در جمع‌آوری ذرات ضرورری می‌باشد.

یکی از پرطرفدارترین انواع سیستم‌ فیلتراسیون صنعتی استفاده از غبارگیر صنعتی یا بگ‌فیلتر می‌باشد. این سیستم فیلتراسیون درکارخانجات سیمان، ذوب‌آهن، کوره‌های ذوب فلزات، ریخته‌گری، صنایع غذایی و دارویی و... بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد و قابلیت انطباق‌پذیری و مانور بالایی را در هر نوع صنعت از خود نشان می‌دهد. همچنین بعلت راندمان بالای کاری بسیار قابل اتکا می‌باشد. این سیستم با نام‌های دیگری همچون غبارگیر کیسه‌ای یا غبارگیر خشک نیز شناخته می‌شود.

بگ‌فیلتر از یک محفظه تشکیل شده است که فیلترهای کیسه‌ای درون آن قرار دارند. مکانیزم عمل بگ‌فیلتر بدین صورت است که بعد از خروجی آن یک فن سانتریفیوژ قرار داده می‌شود و فن سانتریفیوژ با مکش هوا باعث می‌شود هوای آلوده وارد محفظه بگ‌فیلتر شود. مسیر جریان هوا در درون محفظه به گونه‌ای است که هوای ورودی برای خارج شدن باید از سطح فیلترهای کیسه‌ای عبور نماید. با عبور هوا از فیلترهای کیسه‌ای گرد و غبار بر روی آن مانده و هوای تمیز از خروجی محفظه بگ‌فیلتر خارج می‌شود.

اما به طور کلی فیلترهای مورد استفاده در تصفیه هوا در سه گروه اصلی قرار دارند:

فیلترهای گرانولی و فیبروزی(media)، فیلترهای هپا و فیلترهای پارچه‌ای

فیلترهای گرانولی و فیبروزی(media)

این فیلترها به این دلیل به این اسم خوانده می‌شوند که می‌توانند ذرات را با توجه به قطر آئرودینامیکی در درون اجزاء تشکیل دهنده فیلتر و در عمق آن جمع‌آوری کنند. این فیلترها دارای انواع مختلف فیبر و گرانول هستند. چون ذرات در عمق فیلتر جمع آوری می شود اکثرا پاکسازی آنها مشکل است.

موارد استفاده:

به عنوان پیش فیلتر برای گرفتن ذرات بزرگ قبل از جمع‌آوری کننده بعدی، که این کار برای افزایش راندمان آن وسیله و در نهایت افزایش راندمان سیستم می‌باشد. مثلا استفاده برای جمع‌آوری گرد و غبارات بزرگی که از کوره‌ها ایجاد می‌شود.

گرفتن گرد و غباراتی که توسط انواع دیگر وسائل جمع‌آوری کننده نمی‌توان آنها را جمع‌آوری نمود. به عنوان مثال از فیلترهای فیبروزی می‌توان برای جمع‌آوری گرد و غبارات چسبیده استفاده کرد.

فیلترهای فیبروزی از جنس بافته شده، felted و knitted ساخته می‌شوند. فیبرهای مورد استفاده در ساختمان فیلترها از جنس کتان، پلی‌پروپیلن، فایبرگلاس، نایلون، پلی‌استر، چوب، تفلون، پلی‌آمید p84 و سرامیک می‌باشد. انتخاب نوع فیلتر بر اساس هزینه مدیا، دمای عملیاتی، افت فشار و خصوصیات هواگذر مانند قابلیت اشتعال، خوردگی و رطوبت‌پذیری انجام می‌شود.

فیلترهای هپا

این فیلترها در ابتدا برای جلوگیری از حرکت ذرات رادیو اکتیو در هوا طراحی شدند و کارایی آنها بر اساس همین غلظت می‌باشد، به طوریکه فقط باید در مقابل جریانات هوایی قرار گیرند که از لحاظ غلظت با غلظت این ذرات مشابه باشند.

نکته مهم در مورد این فیلترها راندمان بسیار بالای آنها می‌باشد. افت فشار در این وسایل به آهستگی افزایش می‌یابد و به طور مستمر به حداکثر مقدار طراحی خود می‌رسد. افت فشار هنگامی که فیلتر تازه باشد عموما 125-250 پاسکال است. اگر فیلترها تعویض نگردد به ماکزیمم افت فشار در سیستم می‌رسیم که در این حالت هواگذر سیستم کاهش پیدا کرده و راندمان آن کاهش پیدا می‌کند.

از این فیلترها در مکانی استفاده می‌شود که راندمان جمع‌آوری بسیار بالایی مدنظر باشد. این فیلترها دارای ساختمانی کاغذی بوده که به صورت لایه لایه و تاخورده روی هم قرار دارند تا یک سطح بسیار بالایی را در مقابل عبور هوا برای صاف نمودن آن ایجاد کنند. این ساختار لایه لایه‌دار بودن باعث کاهش سرعت فیلتراسیون و به تبع آن افزایش راندمان جمع‌آوری و افت فشار پایین می‌شود. ولی طرح آن به گونه‌ای است که نمی‌توان آن را تمیز نمود و باید بعد از گذشت زمان آن را تعویض نمود. دلیل این امر هم آن است که فضای بین چین‌خوردگی‌های موجود در کاغذها که برای افزایش راندمان جمع‌آوری ایجاد شده‌اند بسیار کم می‌باشد.

از محدودیت‌ها و معایب این وسیله تصفیه‌کننده می‌توان عدم امکان تمیزنمودن آن، ظرفیت پایین در تصفیه هوا و استفاده در محیط‌های کم گرد و غبار را نام برد.

از فیلترهای هپا در مکان‌هایی که نیاز به هوای بسیار تمیز دارند مانند اتاق عمل بیمارستان‌ها، اتاق پاک موجود در صنایع الکترونیک و داروسازی و ... استفاده می‌شود. در این مکان‌ها فیلترها هوای داخل را از هوای بیرون تمیزتر می‌کنند چون دارای راندمان جمع‌آوری ذاتی بالایی می‌باشند، می‌توان از آنها به عنوان دومین جمع‌آوری کننده در سیستم تهویه استفاده نمود. توصیه می‌شود در سیستم‌هایی که از این فیلتر استفاده می‌شود دو فیلتر به صورت سری و پشت سر هم قرار گیرند. در این حالت اگر اولین فیلتر دچار نقص شد دومین جمع‌آوری کننده باعث حفاظت کارکنان می شود. حال اگر تنها یک فیلتر وجود داشته باشد و این فیلتر دچار نقص شود بدون اینکه کارکنان متوجه شوند، آنها در معرض آلودگی قرار می‌گیرند.

فیلترهای پارچه‌ای

 فیلترهای پارچه‌ای دارای کاربرد بسیار فراوانی در محیط‌های صنعتی و در سیستم‌های تهویه موضعی می‌باشند. این وسیله از یک محفظه تشکیل شده است که فیلترها درون آن قرار دارند. مکانیسم عمل این دستگاه بدین صورت است که بعد از خروجی آن یک هواکش قرار داده می‌شود و هواکش با مکش هوا باعث می‌شود هوای آلوده وارد محفظه شود. مسیر جریان هوا در درون محفظه به‌گونه‌ای است که هوای ورودی برای خارج شدن باید از سطح فیلترها عبور نماید. با عبور هوا از فیلترها گرد و غبار به روی آن مانده و هوای تمیز از خروجی محفظه خارج می‌شود.

در مقایسه با دو گروه قبلی این فیلترها را اکثرا می‌توان تمیز نمود. بطورکلی پاکسازی این فیلترها بر اساس چهار روش صورت می‌گیرد: تکان‌دادن، جریان معکوس، هوای جت‌پالس و سونیک

تکان‌دادن قدیمی‌ترین و ساده‎ترین روش تمیزنمودن فیلترهای پارچه‌ای می‌باشد. مکانیسم عمل آن به این صورت است که قسمت بالای فیلترها به یک عدد دستگاه نوسان‌دهنده به طور مستقیم و به صورت افقی یا عمودی متصل است. وقتی دستگاه نوسان‌کننده شروع به نوسان می‌کند گرد و غبار موجود بر روی فیلتر از آن زدوده می‌شود و به قسمت هاپر دستگاه سقوط کرده و از سیستم خارج می‌گردد.

عمل نوسان و تکان‌دادن توسط یک موتور صورت می‌گیرد که می‌تواند یا به صورت اتوماتیک و یا به صورت دستی و توسط اپراتور عمل کند. در صنایع و واحدهای کوچک این عمل توسط اپراتور و با یک اهرم که به فیلترها متصل است صورت می‌پذیرد و اغلب از موتور برای نوسان استفاده نمی‌شود.

در برخی از فیلترخانه‌هایی که دارای مکانیسم لرزش برای گرد و غبار زدایی از فیلتر هستند یک جریان هوای معکوس آرام از میان پارچه‌ها می‌گذرد که به جمع‌آوری گرد و غبارات از روی آن کمک می‌کند. تمیزنمودن فیلترها توسط جریان معکوس هوا نیازمند سیستمی از دمپرها برای قطع جریان اصلی هوا و باز نمودن جریان معکوس هوا می‌باشد. انتهای فیلترهای کیسه‌ای به یک صفحه فلزی متصل شده و طرف دیگر آنها بصورت معلق از بالای غبارگیر آویخته می‌شوند. این نوع از غبارگیرهای صنعتی از چند قسمت تشکیل شده‌اند تا امکان عملکرد پیوسته را برای سیستم فیلتراسیون فراهم نماید. این امر منجر به پیچیدگی طراحی و عملکرد فیلترخانه و افزایش هزینه‌های نصب و اجرا می‌شود. در نتیجه از جریان معکوس هوا فقط در فیلترخانه‌های نسبتا بزرگی استفاده می‌شود که سیستم لرزش به تنهایی قادر به گرد و غبار زدایی از روی فیلترها نیست.

فیلتراسیون در سیستم‌هایی که دمای هوا خروجی آنها بالا است نیازمند استفاده از پارچه‌های مخصوص می‌باشد. به عنوان مثال در چنین محیط‌هایی می‌توان از فیلترهای فایبرگلاس استفاده نمود. البته این نکته را نباید فراموش نمود که هر پارچه یا فیلتر دارای مقاومت حرارتی مخصوص به خود می‌باشد. مثلا از فیلتر فایبرگلاس در دماهای بسیار بالا نمی‌توان استفاده کرد. در این گونه موارد می‌توان از پارچه‌هایی از جنس سیمان سرامیک استفاده نمود. همچنین باید به این نکته توجه داشت که در انتخاب فیلتر و نوع سیستم تمیزکننده آن فاکتورهای مختلفی دخیل هستند. به عنوان مثال فیلترهای فایبرگلاس در مقابل لرزش مقاوم نیستند و لرزش باعث از بین رفتن آنها می‌شود. بنابراین برای این فیلترخانه باید از جریان هوای معکوس بدون لرزش استفاده کرد. این چنین سیستم‌هایی معمولا نیازمند کیسه‌هایی با سطحی مخصوص برای زیاد نمودن آزادسازی گرد و غبارات می‌باشند.

در روش آخر تمیزکردن فیلتر با استفاده از یک جریان هوا با فشار زیاد صورت می‌گیرد که به نام روش جت‌پالس معروف می‌باشد. در این روش هر فیلتر کیسه‌ای بصورت مجزا توسط قفسی فلزی حمایت می‌شود که هوا با فشار زیاد از قسمت بالای فیلتر وارد شده و باعث گرد و غبار زدایی فیلترها و در نتیجه جمع‌آوری آنها می‌شود.