Принцип фильтрации

В следующей таблице приведены относительные размеры мелких частиц.

Фильтрация – наука, которая постоянно обогащается информацией, уникальной терминологией и собственными знаниями.Эти базовые концепции определены в отрасли, что позволяет нам общаться с вами, нашими клиентами, на основе общего понимания основ фильтрации.Мы представим некоторые основные элементы, связанные с технологией фильтрации и их взаимосвязями.Фильтрация — это процесс пропускания проб жидкости, воздуха и газа через проницаемую среду для удаления твердых частиц.Существует множество различных характеристик мембранных материалов, которые влияют на их эффективность в различных областях применения, и ниже приведены важные характеристики, которые следует учитывать при выборе лучшей для вас мембраны.

1. Биобезопасность

Эти тесты проводятся в соответствии с ISO-10993 и классом Vl USP. Проведенные тесты: цитотоксичность, сенсибилизация, раздражение или внутрикожная реактивность, системная токсичность (острая), гемосовместимость (гемолиз).

2. Эффективность фильтрации и размер пор мембраны.

Фильтрация через тонкую пленку означает, что фильтрующий материал не пропускает частицы размером больше номинальной апертуры.Это позволяет четко классифицировать абсолютный размер пор мембраны.Задержку бактерий можно определить по размеру пор мембраны.Апертуры обычно измеряются в микронах или микронах (мкм) и должны быть явно указаны как номинальные или абсолютные значения. Номинальная апертура относится к эффективности удержания большей части (60–98%) частиц определенного размера, и это также зависит от условий процесса, таких как концентрация, рабочее давление и т. д. Номинальные параметры могут варьироваться от производителя к производителю.Когда апертура или скорость удерживания являются «номинальным значением», она должна быть выражена в размере частиц и процентном соотношении, а когда скорость является «номинальным значением», она должна быть выражена в размере частиц и процентном соотношении, то есть степень удерживания частиц размером 0,3 мкм составляет 99,97%.Условия фильтрации, такие как рабочее давление и концентрация загрязняющих веществ, оказывают очевидное влияние на эффективность удержания фильтра с номинальным номиналом. Абсолютная апертура — это способность удерживать 100% частиц определенного размера при определенных условиях испытаний (размер частиц, контрольное давление, концентрация, обнаружение). Размер пор и заражение организма. Заражение организма. Размер пор 0,1 микрона. Chlamydia leydii, Shortwave Monas Defective 0,2 микрона Serratia marcescens 0,45 микрона 0,8 микрона. Виды лактобацилл 1,2 микрона. Candida albicans. соответствующие бактерии. Гидрофобная мембрана в десять раз эффективнее удерживает бактерии в воздухе, чем в жидкости с тем же размером пор. Тест DOP используется для характеристики эффективности фильтра при удалении твердых частиц из воздуха и основан на удержание капель аэрозоля, образованных маслянистыми аэрозольными частицами (DOP) размером 0,3 мкм, обычно выражается в процентах.Высокоэффективный воздушный фильтр (HEPA) имеет эффективность удержания не менее 99,97% для капель DOP размером 0,3 мкм (ASTM: D2986-95A). Размер частиц 0,3 мкм был выбран для характеристики, поскольку большинству воздушных фильтров трудно задерживать частицы такого размера. .Эффективность фильтрации используется для характеристики эффективности мембранного фильтра при удалении частиц из жидкости.При фильтрации жидкости эффективность фильтрации зависит от отфильтрованных частиц, превышающих или равных определенному диаметру.При фильтрации газов эффективность фильтра определяется удалением всех частиц, включая частицы наиболее легко проницаемого размера (см. эксперимент с DOP выше).Некоторые производители фильтров используют весовой процент отфильтрованных частиц для обозначения эффективности фильтрации, но он не может точно отражать количество частиц, которые могут быть отфильтрованы через мембрану фильтра, что является номинальной точностью фильтра.Фильтры Hepa часто имеют рейтинг B, и эффективность фильтрации можно рассчитать, используя значения бета, показанные ниже:

% эффективности (η)= (β-1)/βx100

Фильтры с точностью 1 мкм или менее часто оцениваются по падению титра или логарифмическому значению.

3. Эффективная площадь фильтрации (EFA)

Это фактическая фильтруемая область фильтруемого устройства.Например, в трубчатых фильтрах из расчета устройства EFA следует исключить каркасы из пластика.В сетчатом фильтре следует удалять только закрытые участки.

4. Точка пузырька

Обычно тест проводится на гидрофильной мембране, и его цель — проверить целостность мембраны у пловца.Испытание обычно проводится с водой, однако его можно проводить и с гидрофильной пленкой, используя для смачивания пленки иную жидкость, кроме воды.АД является показателем размера пор мембраны и связано с фактической задержкой бактерий.Гидрофильная мембрана. Гидрофильная мембрана обладает проницаемостью для водного раствора, после намокания она может остановить газ.Это означает, что водный раствор проходит через гидрофильную мембрану, но подача газа останавливается, когда мембрана становится влажной, пока приложенное давление не превысит «точку пузырька», после чего воздух вытечет из отверстия, жидкость вытечет. выброшен, и газ пройдет.Сухая гидрофильная мембрана пропускает газ.Наша полиэфирсульфоновая мембрана является гидрофильной мембраной.Точка пузырька также часто используется для проверки того, имеет ли мембрана размер пор 0,2 или 1,2 микрона. Точка пузырька — это давление воздуха, необходимое для прохождения жидкости через максимальное отверстие мембраны смачивающего фильтра, которое может косвенно измерять отверстие. и оценить способность фильтрующей мембраны отфильтровывать частицы.Точка пузырька зависит от жидкости смачивающей мембраны фильтра.При определенном размере пор фильтра жидкости с более высоким поверхностным натяжением (например, вода) имеют более высокую температуру пузырька, чем жидкости с более низким поверхностным натяжением (например, изопропиловый спирт).Рейтинг точки пузырька используется для определения максимального размера пор при образовании пузырьков.Чем больше отверстие, тем ниже давление, необходимое для образования пузырьков, а единица измерения точки пузырька мембраны выражается в фунтах на квадратный дюйм или барах [ASTMF316-03 Стандартный метод испытания характеристик отверстия]

5. Расход воды (WFR)

Обычно испытание проводится на гидрофильной мембране. Целью WFR является измерение потока жидкости через смоченную гидрофильную мембрану при фиксированном испытательном давлении и времени.Тест обычно проводится с водой;Однако, если процесс фильтрации совместим с жидкостью, его также можно выполнять с другими жидкостями.

6.Прорыв воды (WBT)

Гидрофобные мембраны проницаемы для газов, но блокируют водные растворы.Другими словами, они действуют наоборот по сравнению с гидрофильными мембранами.Это означает, что газ пройдет через эти мембраны, но попадание водного раствора будет предотвращено. Этот тест проводится на гидрофобной мембране и также зависит от размера пор мембраны.Давление WBT (иногда называемое давлением проникновения воды) — это давление, необходимое для проталкивания водного раствора через гидрофобную мембрану.

Давление прорыва воды — это давление, необходимое для того, чтобы вода прошла через максимальный размер пор сухой гидрофобной мембраны фильтра, что определяет способность фильтра действовать как барьер для жидкости.Чем больше отверстие, тем меньшее давление требуется для проталкивания воды через микроотверстие.В индустрии фильтрации используются фунты на квадратный фут (фунт на квадратный дюйм) или бар для обозначения давления прорыва воды в устройстве.

7. Воздушный поток (AF)

Это скорость потока, обычно связанная с гидрофобными мембранами.Это количество воздуха, которое проходит через мембрану и удерживает поверхность под определенным давлением.

8. Глубина и мембранная фильтрация

Глубинная среда — это фильтр, состоящий либо из нескольких слоев, либо из одного слоя среды, имеющей глубину, которая улавливает загрязнения внутри своей структуры, а не на поверхности.Преимущества Низкая стоимость Высокая пропускная способность Высокая грязеемкость Конечный фильтр Удаляет частицы различных размеров Потенциальные недостатки Миграция среды (осыпание) Номинальный размер пор Выгрузка частиц при повышенном перепаде давления Мембранный фильтр обычно задерживает на поверхности загрязняющие вещества, размеры которых превышают размер пор. мембрана.Загрязнения, размер пор которых меньше номинального, могут проходить через мембрану или улавливаться внутри мембраны другими механизмами.Мембранные фильтры обычно используются для критически важных задач, таких как стерилизация и окончательная фильтрация.Преимущества Возможны абсолютные субмикронные размеры пор Могут удерживать бактерии и частицы (зависит от размера пор) Как правило, более низкие экстрагируемые вещества Обычно можно проверить целостность Потенциальные недостатки Более низкие скорости потока, чем глубинные среды Более дорогие, чем глубинные среды

9. Разница давления (AP)

Разность давлений – это разница между давлением в системе до того, как жидкость попадет в фильтр (давление на входе) и давлением в системе после прохождения жидкости через фильтр (давление на выходе).В системах с постоянным током разница давлений постепенно увеличивается по мере того, как мембрана фильтра начинает засоряться.

10.Термическая стабильность

Термическая стабильность означает способность фильтра сохранять функциональность и целостность при повышении температуры.Термическая стабильность важна, когда продукты необходимо стерилизовать, например, в высокотемпературном автоклаве, а некоторые фильтры нельзя автоклавировать из-за термической нестабильности.Следует отметить, что существует корреляция между химической совместимостью и термической стабильностью.Многие фильтры совместимы с химикатами при комнатной температуре, но не при высоких.Термическую стабильность фильтра можно охарактеризовать путем определения максимальной рабочей температуры в конкретных условиях.

11. Пористость

Пористость (также называемая «открытым пространством» или «объемом пустот») является мерой всего открытого пространства (микропор) внутри фильтра.Обычно мембрана фильтра имеет 50-90% открытого пространства.Скорость потока пропорциональна пористости фильтрующей мембраны (для определенного размера пор и толщины фильтрующей мембраны больше пор = более высокая скорость потока).

12. Скорость потока

Размер пор фильтра не только указывает на его эффективность удержания частиц, но также влияет на его производительность, включая скорость потока и поток.Например, мембрана фильтра с большим отверстием будет иметь более высокую скорость потока и более высокий поток.Стоит отметить, что скорость потока и поток фильтров с одинаковым размером пор, но изготовленных из разных полимеров и процессов литья, также будут разными.

Аналогичным образом, пористость также влияет на скорость потока и пропускную способность фильтрующей мембраны.Пористость используется для характеристики количества отверстий или микропор в мембране фильтра.Скорость потока и поток положительно коррелировали с пористостью мембраны фильтра.

13. Эффективность удержания частиц в воздухе.

В воздушных фильтрах Zhenfu используются признанные во всем мире методы определения эффективности удержания частиц.

Следующая таблица представляет собой международный стандарт классификации и рейтинга HEPA и ULPA.

Фильтровать категории и рейтинги

Ранг Класс Проверка размера частиц Эффективность фильтрации %

EPA – Эффективность твердых частиц в воздухе

HEPA-Высокоэффективная очистка воздуха от твердых частиц

ULPA — воздух со сверхнизким содержанием частиц

14. Бактериальное и вирусное тестирование.

Обычно это выполняется в независимом испытательном центре, который разрабатывает специальные протоколы для моделирования типов проблем, с которыми фильтр может столкнуться в клинических условиях.Проблемная частица выбирается для имитации размера часто встречающихся бактерий и вирусов.Обычно эти тесты не проводятся с использованием «живого» вируса из-за вопросов стоимости и безопасности.Компания ZHENFU назначила Nelson Laboratories, штат Юта, США, своим независимым испытательным центром.В их протоколе бактериальных испытаний в качестве возбудителя используется Staphylococcus Aureus, размер которого составляет приблизительный размер 0,6 мкм, а в вирусном тесте используется бактериофаг X174, размер которого составляет 0,027 мкм.Стоит отметить, что размер вируса ВИЧ составляет 0,08 мкм, а вируса гепатита С — 0,03 мкм, поэтому протокол испытаний дает клинически значимое отражение их эффективности. Другими словами, эффективность фильтрации вируса гепатита С и вируса ВИЧ выше, чем у вируса. эффективность фильтрации, предоставленная Nelson Laboratories