微孔过滤简介剖析

1、气体气体液体微孔过滤技术液体微孔过滤技术简介简介上海过滤器有限公司上海过滤器有限公司一一.主要内容主要内容几个基本概念几个基本概念?主要过滤机理概述主要过滤机理概述?过滤器件及滤芯形式过滤器件及滤芯形式?GS-ABC无菌空气净化流程介绍无菌空气净化流程介绍?上过空气微孔过滤产品介绍上过空气微孔过滤产品介绍?空气过滤器的选择及安装空气过滤器的选择及安装使用使用消毒注意事项消毒注意事项?上过液体微孔过滤产品介绍上过液体微孔过滤产品介绍?液体过滤器的选择及安装液体过滤器的选择及安装使用使用消毒消毒保存注意事项保存注意事项?过滤器的检测方法过滤器的检测方法(详述泡点法详述泡点法)?二二. .微孔过滤术

2、语及几个基本概念微孔过滤术语及几个基本概念( (一一) )1.1.微孔过滤微孔过滤: :微孔过滤是一种压力驱动下的分离方法微孔过滤是一种压力驱动下的分离方法, ,是指将液体或气体中的颗粒、是指将液体或气体中的颗粒、细菌及其它污染物从上述流体中分离出来达到进化或提纯过程。过滤介质的细菌及其它污染物从上述流体中分离出来达到进化或提纯过程。过滤介质的孔径范围一般为孔径范围一般为0.01-10um0.01-10um。2.2.过滤精度过滤精度: :过滤精度一般分公称精度和绝对精度过滤精度一般分公称精度和绝对精度. .公称精度一般是由微孔过滤介质生产厂家标定的公称精度一般是由微孔过滤介质生产厂家标定的,

3、,依据起泡点压力值进行依据起泡点压力值进行相应的换算得的相应的换算得的. .绝对精度则是指在规定的测试条件下绝对精度则是指在规定的测试条件下, ,能够通过的最大硬球型的直径能够通过的最大硬球型的直径, ,它它是过滤介质最大孔径的计数是过滤介质最大孔径的计数. .通常当过滤效率大于通常当过滤效率大于99.98%99.98%时时, ,可作为过滤器的可作为过滤器的绝对精度标准绝对精度标准. .3.3.过滤效率过滤效率: :是指过滤膜或过滤器对气是指过滤膜或过滤器对气 液流体中某种粒径颗粒截留程度液流体中某种粒径颗粒截留程度. .表示为表示为: :效率效率=(1-=(1-下游粒子数量下游粒子数量) )

4、* *100% 100% 上游粒子数量上游粒子数量三三. .微孔过滤术语及几个基本概念微孔过滤术语及几个基本概念( (二二) )4.4.流量流量: :在规定的测试条件下在规定的测试条件下, ,干净的液体或气体在单位时间里通过单位干净的液体或气体在单位时间里通过单位面积膜或单个标准滤芯的体积总和面积膜或单个标准滤芯的体积总和. .流量与压差流量与压差( (压力降压力降) )有较大的关联有较大的关联. .5.5.压力降压力降: :是指流体在过滤管道中及以经过过滤器时的压力损失的总和是指流体在过滤管道中及以经过过滤器时的压力损失的总和. .直直观而言观而言, ,上该过滤器上下游之压力差值上该过滤器上

5、下游之压力差值. .6.6.疏水性疏水性/ /亲水性亲水性: :过滤介质能被表面张力较大的液体充分润湿且易于通过过滤介质能被表面张力较大的液体充分润湿且易于通过, ,表征该表征该过滤介质或材料具亲水性过滤介质或材料具亲水性; ;反之则疏水性反之则疏水性. .高分子过滤介质或材料如尼龙高分子过滤介质或材料如尼龙膜膜 磺化聚砜膜磺化聚砜膜 纤维素膜等纤维素膜等, ,为亲水性膜为亲水性膜; ;聚四氟乙烯膜聚四氟乙烯膜/ /聚偏二氟乙烯聚偏二氟乙烯膜膜. .为疏水性膜为疏水性膜. .亲水性材料或膜可以用水作起泡点试验亲水性材料或膜可以用水作起泡点试验; ;疏水性材料或疏水性材料或膜只能用异丙醇或酒精等

6、低表面张力的液体作起泡点试验膜只能用异丙醇或酒精等低表面张力的液体作起泡点试验. .四四.微孔过滤机理概述微孔过滤机理概述(一一)流体中颗粒流体中颗粒 细菌细菌 杂质主要是通过以下四过滤机理而被除去杂质主要是通过以下四过滤机理而被除去. .1.1.直接拦截直接拦截: :流体中颗粒流体中颗粒 细菌细菌 杂质等于或大于滤材孔径杂质等于或大于滤材孔径, ,受到孔的拦截而受到孔的拦截而被截留被截留( (筛分原理筛分原理),),另因颗粒间的搭桥效因还可以截留小于滤材孔另因颗粒间的搭桥效因还可以截留小于滤材孔径的颗粒径的颗粒, ,不规则的颗粒也可被截留不规则的颗粒也可被截留. .液体流体极主要的拦截因素液

7、体流体极主要的拦截因素. .2.2.惯性拦截惯性拦截: :颗粒在流动的流体中具有质量和速度颗粒在流动的流体中具有质量和速度, ,所以它有一股动量所以它有一股动量. .当液当液体和它夹带的颗粒通过过滤介质时体和它夹带的颗粒通过过滤介质时, ,流体将选取阻力最小的通道流流体将选取阻力最小的通道流过过, ,并顺着流道改变而改变并顺着流道改变而改变. .气体流体则不一样气体流体则不一样, ,颗粒因其有动量颗粒因其有动量, ,它它仍作直线运动仍作直线运动, ,因此极易被表面碰撞或孔壁碰撞而被拦截因此极易被表面碰撞或孔壁碰撞而被拦截. .五五.微孔过滤机理概述微孔过滤机理概述(二二)3.3.扩散拦截扩散拦

8、截: :对于非常小的颗粒可以通过扩散拦截对于非常小的颗粒可以通过扩散拦截, ,特别是气体流体中的特别是气体流体中的极小颗粒极小颗粒. .因其非常小因其非常小, ,其质量也极小其质量也极小, ,在流体中作在流体中作“布朗运动布朗运动”, ,非常不规则的剧烈运动非常不规则的剧烈运动, ,增加了它们撞击过滤介质的机会或自身增加了它们撞击过滤介质的机会或自身碰撞的机会而被有效拦截碰撞的机会而被有效拦截. .4.4.静电吸附拦截静电吸附拦截: :过滤介质表面如有静电性过滤介质表面如有静电性, ,可以吸附流体所带异性电荷粒子可以吸附流体所带异性电荷粒子, ,从而将其拦截从而将其拦截, ,对于流体中带有同性

9、电荷的粒子对于流体中带有同性电荷的粒子, ,则有排拆性则有排拆性, ,使使其不易通过其不易通过, ,同样也达到拦截的效果同样也达到拦截的效果. .六六.微滤膜器件单元形式微滤膜器件单元形式1.1.膜器件定义膜器件定义：所谓膜器件是将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内。在一定驱动力作用所谓膜器件是将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内。在一定驱动力作用下，可完成混合物中某一组份下，可完成混合物中某一组份( (或各组份或各组份) )的分离装置。微孔膜过滤器是以微的分离装置。微孔膜过滤器是以微孔膜作为过滤介质的。孔膜作为过滤介质的。2.2.微滤基本单元形式：微滤基本单元形式：目前主要有六种装置形式

10、：单层平板式，多层平板式，中空纤维管式，园管式，目前主要有六种装置形式：单层平板式，多层平板式，中空纤维管式，园管式，螺旋卷式，折叠筒式。螺旋卷式，折叠筒式。折叠筒式是目前最常用的微滤单元形式，最大的优点是接口形式多样折叠筒式是目前最常用的微滤单元形式，最大的优点是接口形式多样( (见附图见附图) )，结构紧凑，有效过滤面积大，占在面积小，流体分布好，流体阻力小，安装结构紧凑，有效过滤面积大，占在面积小，流体分布好，流体阻力小，安装方便，消毒彻底。方便，消毒彻底。七七.折叠筒式滤芯构型图折叠筒式滤芯构型图 八八.微孔过滤器及折叠式滤芯微孔过滤器及折叠式滤芯微孔过滤器通常是由不锈钢外壳(或工程塑

11、料外壳)和折叠筒式滤芯构成.可分为液体微孔过滤器及气体(空气)微孔过滤器.过滤器筒体Housing for Filter折叠式滤芯Pleated Cartridge九九.GS-ABC无菌空气净化流程简介（一）无菌空气净化流程简介（一）十十.GS-ABC无菌空气净化流程简介（二）无菌空气净化流程简介（二）GS-ABC无菌空气净化流程为本公司国内首创，具自主知产权，已广泛应用于国内二十多个省市的抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂、多糖等微生物好氧发酵工程中。GS-ABC无菌空气净化系统 ，就是将空压机进气口前的二次过滤（ GS-A1，GS-A2）归纳为A；总过滤器（ GS-B1）与预过滤器（ GS-B

12、2）归纳为B；终端GS-PTFE（NB）无菌高效精过滤器归纳为 C。该流程最大的优点是无菌空气的高度可靠性及压缩空气净化流程的最低压力损失达到了矛盾的统一.为使无菌空气得到保证 ,B段过滤效率(0.5um)已达99.99%,基本上达到 100级,即预过滤器就接近或达到无菌指标 ;C段为高精度终端无菌过滤 ,使空气进一步净化 ,其过滤效率 (0.01um)99.9999%, 从而做到了双保险 .虽然B,C二次过滤均达到了无菌之目的 ,但其初始总压力降仅为 0.015-0.02Mpa,而传统的棉花活性炭总过滤器的总压力降一般为0.05-0.07Mpa, 相比之下,GS-ABC空气净化流程减少压力损

13、失为 0.04Mpa左右.由此可节约电能 15%左右.总过滤器与预过滤器无需蒸汽消毒 ;终端无菌空气精过滤器不需每一批消毒 ,只需视生产情况2-3个月左右消毒一次 ,从而也可节约大量的蒸汽 .十一十一.公司空气过滤芯产品介绍公司空气过滤芯产品介绍?GS-A1型滤芯型滤芯(袋式与板式袋式与板式,过滤精度过滤精度5um,空气压缩机前置过滤器空气压缩机前置过滤器)GS-A2型滤芯型滤芯(大面积筒式与大面积筒式与W型大风量式型大风量式,过滤精度过滤精度2um,空气压空气压缩机前置过滤器缩机前置过滤器)GS-B1(大面积筒式大面积筒式,过滤精度过滤精度0.5um,效率为效率为:90-95%,初始压降小初

14、始压降小于于0.005Mpa.总过滤器滤芯总过滤器滤芯)GS-B2(大面积筒式与国际标准型大面积筒式与国际标准型226#式式,过滤精度过滤精度0.5um,效率效率为为:95-99.99%,初始压降小于初始压降小于0.005Mpa,预过滤器滤芯预过滤器滤芯)GS-PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)型空气除菌精滤芯型空气除菌精滤芯(过滤清度过滤清度0.01um,效率效率为为:99.9999%,初始压降小于初始压降小于0.005Mpa,精过器滤芯精过器滤芯)GS-NB型型(硼硅酸纤维披覆聚四氟乙烯硼硅酸纤维披覆聚四氟乙烯)空气除菌精滤芯空气除菌精滤芯(过滤精度过滤精度0.01um,效率为效率为:99.

15、9999%,初始压降小于初始压降小于0.005Mpa，精过滤器滤，精过滤器滤芯芯)GS-Z蒸汽滤芯（聚四氟乙烯粉末烧结，过滤精度蒸汽滤芯（聚四氟乙烯粉末烧结，过滤精度1.0um)十二十二.气体气体(空气空气)过滤器的选择过滤器的选择1.气体气体(空气空气)的特点的特点：气体与液体不同气体与液体不同, ,除具有流动性除具有流动性, ,还有可压缩性的特点。空气成份形还有可压缩性的特点。空气成份形态简单态简单, ,主要以气态存在主要以气态存在, ,夹着或漂浮着一些固体颗粒夹着或漂浮着一些固体颗粒 细菌病毒细菌病毒 噬菌体噬菌体 气溶胶等气溶胶等. .2.气体气体(空气空气)过滤器的选择：过滤器的选择

16、：概括来说，在选择空气过滤器时，必须考虑如下几个重要的因素。概括来说，在选择空气过滤器时，必须考虑如下几个重要的因素。2-1.气体的可压缩性气体的可压缩性,要求过滤器壳体须按国标要求过滤器壳体须按国标GB150-1988生产检验合格的生产检验合格的产品产品2-2.除菌精滤芯的过滤介质必须具备较强的疏水性除菌精滤芯的过滤介质必须具备较强的疏水性. .2-3.选择通量大、压降小、有效面积大的滤芯。选择通量大、压降小、有效面积大的滤芯。2-4.空气总过滤、预过滤、精过滤要合理配匹。空气总过滤、预过滤、精过滤要合理配匹。2-5.容尘量、过滤精度、过滤效率应据实际进行配匹。容尘量、过滤精度、过滤效率应据

17、实际进行配匹。2-6.2-6.无菌空气净化系统必须考虑安全可靠且节能降耗。上海过滤器有限公无菌空气净化系统必须考虑安全可靠且节能降耗。上海过滤器有限公司具有自主知识产权的司具有自主知识产权的GS-ABCGS-ABC无菌空气净化系统流程具有国内先进性。无菌空气净化系统流程具有国内先进性。十三十三.空气过滤器安装及使用注意事项空气过滤器安装及使用注意事项十四空气除菌过滤器在线消毒（一）十四空气除菌过滤器在线消毒（一）十五十五.空气除菌过滤器在线消毒（二）空气除菌过滤器在线消毒（二）?在线蒸汽消毒操作步骤在线蒸汽消毒操作步骤1 . 所有阀门处于关闭状态。所有阀门处于关闭状态。2 .打开阀门打开阀门V

18、4,V5。3 .打开并调节阀门打开并调节阀门 V7，使蒸汽压力稳定在，使蒸汽压力稳定在 0.13MPa左右，依次打开阀门左右，依次打开阀门 V8、 V9，排，排除蒸汽过滤器和蒸汽管道中的冷凝水。除蒸汽过滤器和蒸汽管道中的冷凝水。4.非常缓慢的打开阀门非常缓慢的打开阀门 V10，使蒸汽进入除菌过滤器，冷凝水自阀门，使蒸汽进入除菌过滤器，冷凝水自阀门V4和和V5中排出。中排出。5.关闭阀门关闭阀门V4、调节、调节V10 、V5 阀门开度，使进入除菌过滤器系统上、下游的蒸汽压阀门开度，使进入除菌过滤器系统上、下游的蒸汽压力差不超过力差不超过 0.03MPa。6.6.保持蒸汽消毒状态保持蒸汽消毒状态3

19、0分钟，消毒过程中随时注意观察压力表显示，使之保持在分钟，消毒过程中随时注意观察压力表显示，使之保持在0.10-0.13 MPa（温度显示在（温度显示在 120130）。）。7. 蒸汽消毒过程中，随时开闭阀门蒸汽消毒过程中，随时开闭阀门 V4、V9以排除冷凝水。以排除冷凝水。8.蒸汽消毒完成后，关闭蒸汽消毒完成后，关闭 V10,V7。微开阀门。微开阀门 V1、V2使压缩空气缓慢进入除菌过滤器，使压缩空气缓慢进入除菌过滤器，以排除过滤器中的残存蒸汽。以排除过滤器中的残存蒸汽。9.待除菌过滤器尽可能接近环境温度后，调节关闭阀门待除菌过滤器尽可能接近环境温度后，调节关闭阀门V5，打开，打开 V6，并

20、逐渐加大，并逐渐加大 V1、V2阀门开度使过滤系统进入工作状态。阀门开度使过滤系统进入工作状态。十六十六.公司液体过滤芯产品介绍公司液体过滤芯产品介绍GS-PES(聚醚砜膜聚醚砜膜)型液体精滤芯型液体精滤芯?GS-PPM(聚丙烯膜聚丙烯膜)型液体精滤芯型液体精滤芯?GS-NL(尼龙尼龙-6膜膜)型液体精滤芯型液体精滤芯?GS-PTFE(亲水性聚四氟乙烯膜亲水性聚四氟乙烯膜)型液体精滤芯型液体精滤芯?GS-PVDF(聚偏二氟乙烯膜聚偏二氟乙烯膜)型液体精滤芯型液体精滤芯?GS-PP(聚丙烯热喷纤维膜聚丙烯热喷纤维膜)型液体预过滤芯型液体预过滤芯?GS-PPX(聚丙烯或棉纤维线绕聚丙烯或棉纤维线绕

21、)型液体预过滤芯型液体预过滤芯?GS-DS(多种材料、多种型号多种材料、多种型号)滤袋滤袋?GS-TH(金属钛烧结金属钛烧结)型预过滤芯型预过滤芯?十七十七.液体过滤器的选择液体过滤器的选择1.1.液体的特点液体的特点：液体具有流动性、不可压缩性两大特点。液体成份的多样复杂性、液体具有流动性、不可压缩性两大特点。液体成份的多样复杂性、物理化学性质及工艺条件的巨大差异性，使得选择液体过滤器存在较物理化学性质及工艺条件的巨大差异性，使得选择液体过滤器存在较大的难度。大的难度。2.2.液体过滤器的选择：液体过滤器的选择：概括来说，在选择过滤器时，必须考虑如下几个重要的因素。概括来说，在选择过滤器时，

22、必须考虑如下几个重要的因素。2-1 待去除颗粒的大小，颗粒形状和硬度。待去除颗粒的大小，颗粒形状和硬度。2-2 颗粒的数量。颗粒的数量。2-3 待过滤的流体的性质。待过滤的流体的性质。2-4 待过滤流体的温度；是连续的还是间歇的。待过滤流体的温度；是连续的还是间歇的。2-5 有效压差、过滤介质对流体的适应性以及要求过滤的程度。有效压差、过滤介质对流体的适应性以及要求过滤的程度。十八十八.液体过滤器的安装及注意事项液体过滤器的安装及注意事项十九十九.液体除菌过滤器蒸汽灭菌液体除菌过滤器蒸汽灭菌 （一）（一）二十二十.液体过滤器蒸汽灭菌（二）液体过滤器蒸汽灭菌（二）二十一二十一. .已使用的液体滤

23、芯保存方法及清洗再生已使用的液体滤芯保存方法及清洗再生一。滤芯保存方法一。滤芯保存方法?滤芯若暂不用，应将其保存在过滤器内，加入含有合适抗菌剂的水中滤芯若暂不用，应将其保存在过滤器内，加入含有合适抗菌剂的水中( (如如10ppm10ppm的的次氯酸钠溶液或次氯酸钠溶液或 2%2%双氧水双氧水) )，重新使用前，应将抗剂彻底冲洗干净，重新使用前，应将抗剂彻底冲洗干净?滤芯若长期不用，应将其用水冲洗干净，在小于滤芯若长期不用，应将其用水冲洗干净，在小于6060下烘干，套上塑料袋，置于下烘干，套上塑料袋，置于干燥清洁处，切勿靠近锋利物体，以免损坏滤膜，造成不必要的损失干燥清洁处，切勿靠近锋利物体，以

24、免损坏滤膜，造成不必要的损失二。滤芯的清洗再生二。滤芯的清洗再生?折叠筒式滤芯一般不主张再生使用。过滤的压差折叠筒式滤芯一般不主张再生使用。过滤的压差p0.15Mpap0.15Mpa 或流量明显下降，或流量明显下降，则主张更换。则主张更换。二十二二十二.折叠筒式过滤器完整性检测方法折叠筒式过滤器完整性检测方法 (一一)过滤器完整性检测方法主要有两种：破坏性完整性检验方法；非破坏性完过滤器完整性检测方法主要有两种：破坏性完整性检验方法；非破坏性完整性检验方法。整性检验方法。非破坏性完整性检验方法又主要包括气泡点法非破坏性完整性检验方法又主要包括气泡点法 (BP)、扩散流法、扩散流法(DF)、压力、压力衰减法及气溶胶挑战试验。衰减法及气溶胶挑战试验。1.起泡点法：起泡点法：泡点法是基于假设滤膜是由许多柱状园型孔组成泡点法是基于假设滤膜是由许多柱状园型孔组成.当滤膜的孔被已知表面当滤膜的孔被已知表面张力的液体充分湿润时张力的液体充分湿润时,空气通过膜孔所需的压力与膜孔空气通过膜孔所需的压力与膜孔(毛细孔毛细孔)半径存半径存如下关系如下关系.即力平衡时即力平衡时;毛细管力毛细管力=液柱重力液柱重力,进你得出如下关系进你得出如下关系:r=2 ?cos/p2.扩散流法（扩散流法（DF法）：法）：当过滤器被浸润液完全湿润，滤芯两侧压力差小于气泡点压力时，宏观