3D प्रिंटर धुएं और अन्य प्रदूषकों के लिए सबसे अच्छा वायु शोधक

विनिर्माण के लिए 3डी प्रिंटिंग में अविश्वसनीय क्षमता है। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी परिपक्व होती जा रही है और कीमतें गिर रही हैं, अब हमारे घरेलू कार्यशालाओं और स्कूल कक्षाओं में 3डी प्रिंटर रखना संभव हो गया है, जिससे अधिक लोग 3डी प्रिंटिंग को शौक या व्यवसाय के रूप में अपना सकेंगे।

दुर्भाग्यवश, 3D प्रिंटर से निकलने वाले धुएं और अन्य प्रदूषकों के कारण आपके घर के अंदर की वायु की गुणवत्ता पर भी नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। यह पता लगाने के लिए कि 3D प्रिंटर के प्रभावों को कम करने के लिए कौन सा वायु शोधक सर्वोत्तम है, हम प्रिंटर द्वारा उत्सर्जित प्रदूषकों की जांच करेंगे तथा यह भी देखेंगे कि कौन से उपकरण इन प्रदूषकों को वायु से हटाने में अच्छे हैं।

औद्योगिक वातावरण में, पर्याप्त इनडोर वायु गुणवत्ता बनाए रखने के लिए अक्सर फिल्टर और शक्तिशाली वेंटिलेशन सिस्टम मौजूद होते हैं, जिन्हें राज्य द्वारा निर्धारित कार्यस्थल मानकों के आधार पर मापा जा सकता है। हालाँकि, 3D प्रिंटर के घरेलू या स्कूल उपयोगकर्ताओं के लिए ऐसा कुछ भी नहीं है। क्योंकि यह तकनीक अपेक्षाकृत नई है, इसमें बहुत कम नियम हैं और कोई भी आपके घरेलू वर्कशॉप का निरीक्षण नहीं करता है, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि आपके 3D प्रिंटर का उत्सर्जन OSHA मानकों के अनुरूप है। इसका मतलब यह है कि आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि आपके घर में वायु की गुणवत्ता सुरक्षित और स्वस्थ बनी रहे। ऐसा करने का एक तरीका वायु शोधक का उपयोग करना है।

क्या एयर प्यूरीफायर 3डी प्रिंटर से निकलने वाले धुएं और कणों के विरुद्ध काम करते हैं?

3D प्रिंटर त्रि-आयामी आकृतियां बनाने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग करते हैं, लेकिन व्यक्तियों या छोटे व्यवसायों के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध अधिकांश 3D प्रिंटर मोल्टेन पॉलीमर डिपोजिशन (MPD) नामक विधि का उपयोग करते हैं। इस प्रक्रिया को फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (एफडीएम) भी कहा जाता है। एमपीडी प्रिंटर एक नोजल के माध्यम से प्लास्टिक को बाहर निकालते हैं, इसे 320 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर पिघलाते हैं, तथा पतली परतों में जमा करते हैं, जो मिलकर वांछित वस्तु का निर्माण करती हैं। जब प्लास्टिक को इतने उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, तो उसके घटक टूटने लगते हैं और बहुत महीन प्रदूषकों और धुएं के रूप में हवा में छोड़ दिए जाते हैं। एक वायु शोधक को हवा में इस प्रकार के प्रदूषकों को कम करने में सक्षम होना चाहिए।

हम यहां एमपीडी 3डी प्रिंटिंग पर ध्यान केंद्रित करेंगे। लोकप्रिय मेकरबॉट प्रिंटर इसी श्रेणी में आते हैं। अन्य प्रकार के 3D प्रिंटर संभवतः अन्य प्रकार के प्रदूषक उत्पन्न करेंगे, लेकिन उनमें से लगभग सभी पाउडर, बाइंडर या पिघलने वाले आधार पदार्थों पर निर्भर करते हैं, इसलिए आप जिस भी प्रकार का प्रिंटर उपयोग करते हैं, वायु शुद्धिकरण प्रणालियों पर विचार किया जाना चाहिए।

3D प्रिंटर में प्रदूषकों के प्रकार

उनके व्यापक उपयोग के कारण, अधिकांश प्रयोगशाला परीक्षण एमपीडी 3डी प्रिंटर का उपयोग करके किए गए। ये प्रिंटर दो प्रकार के प्रदूषक उत्पन्न करते हैं: वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) और अति सूक्ष्म कण (यूएफपी)।

प्लास्टिक वाष्प (वीओसी)

3D प्रिंटर में प्रयुक्त प्लास्टिक आमतौर पर एक्रिलोनिट्राइल ब्यूटाडीन स्टाइरीन (ABS) या पॉलीएलैक्टिक एसिड (PLA) होता है। दोनों प्लास्टिक इतने उच्च तापमान पर अनेक VOC उत्सर्जित करते हैं, जिनमें स्टाइरीन, फॉर्मेल्डिहाइड, मिथाइल मेथैक्रिलेट और हाइड्रोजन साइनाइड शामिल हैं। कार्बन मोनोऑक्साइड भी उत्पन्न हो सकता है। सही वायु शुद्धिकरण तकनीक को VOCs को ध्यान में रखना होगा, और सभी तकनीकें ऐसा नहीं करती हैं। HEPA फिल्टर या आयनाइजर जैसे पारंपरिक वायु फिल्टर केवल कणों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, गैसों के लिए नहीं और इसलिए 3D मुद्रण प्रक्रिया के दौरान निकलने वाले VOCs के हानिकारक मिश्रण के खिलाफ अप्रभावी हैं।

एबीएस प्लास्टिक संभावित रूप से अधिक हानिकारक है, क्योंकि यह पीएलए की तुलना में अधिक तापमान पर पिघलता है, और उच्च गलनांक के कारण अधिक विषैले यौगिक निकलते हैं (स्टीफेंस एट अल., 2013)। हम जानते हैं कि पिघलते प्लास्टिक से निकलने वाला धुआं चूहों और अन्य स्तनधारियों के लिए विषाक्त होता है (शेपर, थॉम्पसन और डेटविलर-ओकाबायशी, 1994)। इसके अतिरिक्त, 3D प्रिंटरों के लिए कई आधार सामग्रियों में रंग, लचीलापन, विद्युत चालकता या अन्य गुण प्रदान करने के लिए योजक पदार्थ शामिल होते हैं। ये योजक गर्म होने पर हवा में और भी अधिक विषैले वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) छोड़ सकते हैं।

प्लास्टिक और अति सूक्ष्म कण

एक अन्य समस्या क्षेत्र अति सूक्ष्म कण (यूएफपी) है, जो प्लास्टिक को अत्यधिक तापमान पर गर्म करने पर उत्पन्न होते हैं। ये कण, VOCs की तरह, पिघले हुए कच्चे माल के उपोत्पाद हैं। इन कणों का व्यास 0.1 माइक्रोमीटर से भी कम हो सकता है तथा इन्हें आसानी से सांस के माध्यम से अंदर लिया जा सकता है। 3डी प्रिंटर से निकलने वाले यूएफपी के दीर्घकालिक प्रभावों के बारे में बहुत कम जानकारी है, लेकिन यह निश्चित है कि यूएफपी का संचय आपके लिए अच्छा नहीं है। अपने अत्यंत छोटे आकार के कारण, मौजूदा वायु फिल्टरों को इन प्रदूषकों से निपटने के लिए विशेष प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है। पारंपरिक वायु फिल्टर आमतौर पर एक निश्चित आकार के कणों को संभाल सकते हैं (वे आमतौर पर वादा करते हैं कि वे 0.3 माइक्रोन चौड़े कणों पर सबसे अधिक प्रभावी हैं), लेकिन यूएफपी आमतौर पर छोटे होते हैं।

ये दो प्रकार के प्रदूषक 3D प्रिंटरों को वायु शोधकों के लिए विशेष रूप से कठिन समस्या बना देते हैं, क्योंकि उन्हें दो भिन्न प्रदूषकों - VOCs और UFPs - से निपटने में सक्षम होना चाहिए।

3D प्रिंटर से होने वाले प्रदूषण से निपटने के लिए किस प्रकार का वायु शोधक सर्वोत्तम है?

प्रत्येक वायु शोधन प्रौद्योगिकी की अपनी ताकत और कमजोरियां होती हैं, तथा सभी वायु शोधक कणीय प्रदूषकों और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों दोनों को नहीं संभाल सकते।

हेपा - HEPA फिल्टर 0.3 माइक्रोमीटर आकार के 99.97 प्रतिशत कणों को हटाने के लिए एक विशिष्ट मानक के अनुसार डिज़ाइन किए गए हैं। क्योंकि 3D प्रिंटर से निकलने वाले UFPs का आकार 0.1 माइक्रोन जितना छोटा हो सकता है, इसलिए HEPA फिल्टर उन सभी को हवा से नहीं हटा सकता। हालाँकि, ये छोटे कण एक-दूसरे से या हवा में मौजूद अन्य कणों से चिपक जाते हैं, जिससे वे बड़े हो जाते हैं। अध्ययनों से पता चला है कि जब प्रिंटर को HEPA फिल्टर वाले केस में रखा गया तो कमरे में UFP की सांद्रता 98 प्रतिशत कम हो गई। अतः HEPA फिल्टर कमरे में UFPs की मात्रा को कम करने में मदद कर सकता है, भले ही वह उन सभी को हटा न सके। हालाँकि, HEPA फिल्टर जले हुए प्लास्टिक से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों या गंध को नहीं हटाते हैं।

कार्बन फ़िल्टर – कार्बन फिल्टर हवा से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) को हटाने के लिए सक्रिय कार्बन का उपयोग करते हैं। चारकोल में अनेक स्थान होते हैं जहां VOC अणु फंस सकते हैं, जैसे कि ताले का चाबी के छेद में फंसना। इस प्रक्रिया को "अधिशोषण" कहा जाता है, जो हवा से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों और गंध दोनों को प्रभावी ढंग से हटा सकती है। कार्बन एयर प्यूरीफायर के साथ समस्या यह है कि वे धीरे-धीरे अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं क्योंकि कार्बन VOC अणुओं से “भर जाता है”। किसी बिंदु पर, फिल्टर न केवल काम करना बंद कर देता है, बल्कि वही विषाक्त यौगिक पुनः हवा में छोड़ना शुरू कर देता है। इसलिए, इन्हें बार-बार बदलने की जरूरत होती है। इसके अतिरिक्त, कार्बन फिल्टर कुछ यौगिकों जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड और अन्य प्रकार की गैसों को फ़िल्टर नहीं कर सकते। क्योंकि 3D प्रिंटरों द्वारा उत्सर्जित वाष्पशील कार्बनिक यौगिक प्लास्टिक को पिघलाने से संबंधित हैं, इसलिए घरेलू कार्बन फिल्टर इन पदार्थों को हटाने में उतने प्रभावी नहीं हो सकते हैं। अंततः, कार्बन फिल्टर UFPs सहित किसी भी कणीय प्रदूषक को पकड़ नहीं पाते।

ओजोन जनरेटर - ओजोन जनरेटर न केवल गैसों को हटाने में अपनी प्रभावशीलता में सीमित हैं, बल्कि वे हानिकारक ओजोन भी उत्पन्न करते हैं। इससे विषाक्त उपोत्पाद भी उत्पन्न होते हैं, तथा चूंकि प्रिंटर में प्लास्टिक गर्म होता है, इसलिए हवा में पहले से ही रसायन मौजूद होते हैं। इसके अतिरिक्त, ओजोन जनरेटर कणों को हटाते नहीं हैं, इसलिए संभावित खतरनाक यूएफपी प्रभावित नहीं होते हैं। इन कारकों के कारण, EPA घर के अंदर ओजोन जनरेटर का उपयोग न करने की सिफारिश करता है।

ionizer - एक आयनाइज़र अपने से गुजरने वाले कणों को विद्युत रूप से आवेशित करता है, जिससे वे एक साथ चिपक जाते हैं और हवा से अलग हो जाते हैं। हालाँकि, इस प्रक्रिया से ओजोन उत्पन्न होती है, जिसका अर्थ है कि इनमें ओजोन जनरेटर के समान ही नुकसान हैं। आयनाइजर VOCs के विरुद्ध भी अप्रभावी होते हैं, इसलिए वे 3D प्रिंटर से पिघले प्लास्टिक के विषैले उपोत्पादों को नहीं हटा पाते हैं। कुछ एयर प्यूरीफायर में एक विशेष “आयनीकरण” खंड होता है जो उपकरण की मुख्य तकनीक का पूरक होता है।

पीसीओ - पीसीओ एयर प्यूरीफायर फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके हवा से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों को हटाने का दावा करते हैं। हालाँकि, इन प्रतिक्रियाओं के उपोत्पाद अप्रत्याशित होते हैं और विषाक्त हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, पीसीओ एयर प्यूरीफायर कुछ ओजोन उत्सर्जित करते हैं तथा कण प्रदूषकों के विरुद्ध प्रभावी नहीं होते हैं।

3D प्रिंटिंग में हानिकारक पदार्थों के लिए हमारी सिफारिशें

कार्बन और HEPA निस्पंदन का एक संकर - वैकल्पिक रूप से, यदि आपकी व्यक्तिगत स्थिति या बजट अनुमति देता है, तो आप पर्याप्त संख्या में कार्बन और HEPA फिल्टर के साथ एक संकर इकाई पर विचार करना चाह सकते हैं, क्योंकि यह 3D प्रिंटर यौगिकों द्वारा बनाए गए कणों और VOCs से निपटने में मदद कर सकता है। यद्यपि कार्बनिक कण नष्ट नहीं होते, फिर भी HEPA फिल्टर प्रदूषकों को पकड़ लेते हैं। ध्यान रखें कि कार्बन परत पर्याप्त भारी होनी चाहिए (उदाहरण के लिए 5 पाउंड से अधिक) ताकि वह VOCs को पर्याप्त रूप से अवशोषित कर सके (पतली परतें शीघ्र ही संतृप्त हो जाती हैं)।

3D प्रिंटर का उपयोग करते समय वायु गुणवत्ता सुधारने के अन्य तरीके

3D प्रिंटर का उपयोग करते समय सबसे महत्वपूर्ण कदम पर्याप्त वेंटिलेशन का उपयोग करना है। चूंकि 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया में घंटों या दिन भी लग सकते हैं, इसलिए संभवतः इसके लिए एक से अधिक खुली विंडो की आवश्यकता होगी। एक उपयुक्त निकास पंखा जो बाहर की ओर हवा निकालता है, वह वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) और कणों को घर से बाहर निकाल देगा, जिससे स्वच्छ हवा मिलेगी।

जैसे-जैसे 3D प्रिंटर के उपयोग के संभावित खतरों को बेहतर ढंग से समझा जा रहा है, नए प्लास्टिक और आधार सामग्री विकसित की जा रही हैं जो कम मात्रा में VOCs और UFPs का उत्पादन करती हैं। कम उत्सर्जन वाली आधार सामग्री का चयन करने से भी इनडोर वायु की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है।

HEPA फिल्टर से सुसज्जित आवरण में 3D प्रिंटर का उपयोग करना इसे सुरक्षित बनाने का एक सिद्ध तरीका है। हालाँकि, वर्तमान में बहुत कम 3D प्रिंटर्स बेचे जाते हैं। अपने कार्यशाला में HEPA संलग्नक जोड़ना 3D प्रिंटर के कारण होने वाली वायु गुणवत्ता संबंधी कई समस्याओं से बचने का एक अच्छा तरीका है।

जैसे-जैसे 3डी प्रिंटिंग तकनीक अधिक उपलब्ध और सस्ती होती जा रही है, वैसे-वैसे इनडोर वायु गुणवत्ता और हमारे स्वास्थ्य पर इसके प्रभाव के बारे में हमारी समझ भी बढ़ती जा रही है। इसलिए, यदि आपके घर या कार्यस्थल पर 3D प्रिंटर है, तो सुरक्षित इनडोर वातावरण बनाए रखने के लिए एयर प्यूरीफायर चुनते समय सोच-समझकर निर्णय लेना महत्वपूर्ण है।