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人們常對空氣濾膜的截留能力一知半解,這是因?yàn)榭讖酱笮∈窃谝后w中測定的。濾膜在空氣中的滯留能力特性與其在液體測試中獲得的結(jié)果特性大相徑庭。實(shí)際上,同樣的濾膜在水中可以是疏水性濾膜,而在空氣中卻成了親水性濾膜。
濾膜在空氣或其他氣體中的截留能力約為其在液體中的10倍。
在氣體過濾中,碰撞定律和吸附定律起著非常重要的作用。這表示,液體中測定孔徑為1.2μm的濾料在空氣中相當(dāng)于0.12μm孔徑的濾料,這種濾料可被視為消毒等級(jí)。
濾膜中的靜電電荷也可增大其在空氣中的截留能力,它可將空氣中的微粒和微生物吸附到濾膜表面及孔壁上,進(jìn)而提高產(chǎn)品的截留能力。而且,液體過濾時(shí)液流會(huì)攜帶微粒、細(xì)菌或病毒通過濾膜,而空氣過濾則不存在這種問題。
此外,空氣過濾還得考慮到布朗運(yùn)動(dòng)原則。
這一規(guī)律表明空氣中的微粒并非直線移動(dòng),而是呈之字形運(yùn)動(dòng),因此更容易被濾膜截留。
如前所述,濾膜在空氣中對細(xì)菌或病毒的滯留能力是其在液體中測定值的10倍。因此,液體中測定孔徑為0.2μm的濾膜在空氣中的滯留能力相當(dāng)于空氣中測定孔徑為0.02μm的濾膜。
盡管大家熟知,靜脈輸液過濾器內(nèi)置了0.02-0.03μm的聚四氟乙烯濾膜作為透氣膜,但此應(yīng)用中的濾膜并非用來截留細(xì)菌或病毒。當(dāng)與一種含有維生素的全胃腸外營養(yǎng)液(TPN)一起使用時(shí),透氣膜僅作為滲水之用。維生素內(nèi)含表面活性劑,以便于人體吸收。但表面活性劑會(huì)降低溶液的表面張力,而當(dāng)液體的表面張力下降時(shí),溶液就會(huì)更容易地浸濕疏水膜。因此通常采用小孔聚四氟乙烯薄膜作為透氣膜,以免太快浸濕。
正確選擇濾料
了解了疏水濾料滯留特性之后,應(yīng)選擇符合設(shè)備要求的最大孔徑的濾料。道理很簡單:孔徑越大,流速越快,阻力越小,但還是能截留細(xì)菌。選擇合適的濾料,應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
· 過濾器的應(yīng)用壓力
· 所需流速
· 可以使用的有效過濾面積(即過濾器的大小)
· 溶液的類型(切記:孔徑與疏水性成反比。)
疏水深度濾料。與微孔覆膜不同的是,深度濾料沒有明確的微孔結(jié)構(gòu),其制造工序是先在某一網(wǎng)膜上沉積多層纖維,然后用某種粘合劑粘合。深度濾料的過濾機(jī)制是迷宮效應(yīng)。一些濾料需要載體支持以減少玻璃或其他基料的脫落,而另一些則不需要。雖然濾膜也有迷宮效應(yīng),但它不具有深度濾料的厚度。在過濾器中使用深度濾料,可謂優(yōu)缺參半(見表III)。就優(yōu)點(diǎn)而言,深度濾料的性能均在空氣中測定,且流速遠(yuǎn)大于微孔膜的流速;它阻力更小;攔截微粒的深度更大,比較不易堵塞。
微孔過濾器對細(xì)菌和病毒的過濾截留作用
微孔膜濾料可用于空氣或其他氣體的過濾,但人們一般用它來過濾液體(見表I)。了解各種濾料的特定用途非常重要,因?yàn)闉V料對細(xì)菌或病毒的截留作用強(qiáng)度在空氣中與在液體中相差甚大。濾料必須能夠達(dá)到所需效果,而又不會(huì)明顯影響流動(dòng)或者過早發(fā)生阻塞。
濾膜孔徑的檢驗(yàn)
但是,制造商應(yīng)該明白深度濾料并非絕對濾料,而只是一種相對濾料。顯然,這種相對過濾強(qiáng)度是深度濾料的一大缺陷。對于一定大小的微粒,深度濾料只能截留其中的一部分(例如對于大于等于0.3μm的微粒,只能滯留其中的99.97%),因此無法確保絕對的截留效果。這種濾料的疏水性和穩(wěn)定性亦欠佳。別忘了如果液體能夠通過濾料,病原體也可以。
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