微过滤在除菌处理中的应用

文章编号:1007-8924(2002)02-0051-03微过滤在除菌处理中的应用龚鑫萍马炳荣(上海一鸣过滤技术有限公司,上海201800)摘要:介绍了微过滤在除菌处理中的设计原则、处理流程、对过滤器的要求以及气体与液体在除菌处理中的区别,同时以液体除菌为例,介绍了使用过程中应注意的一些问题.关键词:微过滤;除菌处理中图分类号:TQ028.8文献标识码:A微过滤的主要功用是从气相或液相物质中去除(截留)胶体、细菌和固体污染物,以达到净化、分离和浓缩等工艺目的[1,2].微过滤膜是微过滤技术的核心,常见的膜形式有管式和平板式两种,所形成的微过滤器有折叠式和管式等.微过滤产品已在许多工业领域得到应用,如大规模集成电路、生物制药、医疗卫生、环境保护、食品工业和石油化工等行业.在除菌处理过程中,其良好的性价比已被工业实践所证实.1除菌处理的设计原则与流程111设计原则一个优良的除菌处理系统必须在达到绝对除菌要求的同时,使系统的操作费用最低,以实现可靠性与经济性的有机统一.112处理流程除菌处理的流程可简单地分为预净化和除菌处理两大部分.11211预净化它是为除菌处理服务的,其目的是去除被处理流体中的各种固形物.例如:气体中的水、油、尘埃;流体中的胶体、悬浮颗粒.合适的预过滤最好能滤除细菌、噬菌体等微生物外的所有杂质,使除菌过滤器达到最长的使用寿命,降低系统的运行费用.事实上,经预净化的气体或液体,只要一个除菌过滤器就可以完成除菌处理.而预净化工艺本身却很复杂(流程的设置),需要经多个不同级别的过滤器及相关的处理系统才能达到预期的要求.11212除菌处理其目的则要求彻底除菌,以保证能够达到无菌的要求.一般除菌处理流程由粗过滤、预过滤和除菌过滤3个过滤单元组成,各过滤单元选用的基本准则是粗过滤价格要便宜,预过滤精度要合适,除菌过滤必须可靠.2除菌处理过程对过滤器的要求211预过滤器预过滤器的形式以管式、袋式、折叠式为主,也可以是填充床式、浮运床式的过滤器,以及离心机、真空过滤机等过滤器材.预过滤器一般选用深层过滤器,在使用过程中要求有低的压降、高的容尘量和变动幅度小的过滤精度和效率.212除菌过滤器除菌过滤器的形式以板框式、管式、折叠式为主,使用最为普遍的是折叠式,其经济性在一般场合也为最好.除菌过滤器选用微滤膜为过滤介质,无机材料中主要有金属膜、合金膜、陶瓷膜等;高分子材料中主要有聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚砜膜和聚酰胺膜等.对除菌过滤器的重点要求是/可靠0,这种/可收稿日期:2001-04-16;修改稿收到日期:2001-06-18作者简介:龚鑫萍(1964-),女,上海市,工程师.第22卷第2期膜科学与技术Vo1.22No.22002年4月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYApr.2002靠0必须是/必然的0,而不能是/可能的0.从使用的角度考察,除菌过滤应具有以下5个特点:1)过滤精度高;2)通量大;3)能耐反复的消毒操作;4)亲水性或疏水性强;5)足够的使用强度.213各级过滤的配置各级过滤的配置问题主要有通量与精度两个方面,不同的物料处理流程是有区别的.例如:在无菌空气的处理中,压缩机的前置过滤器精度一般要大于5Lm,压缩机后的除油过滤器,出气含油量要求[3@10-6mg/mL,粗过滤器的过滤精度一般为0.5Lm,过滤效率95%左右,预过滤器的过滤精度为0.3Lm,过滤效率约99%,除菌过滤器的精度为0.01Lm,过滤效率99.9999%以上.3气体与液体除菌处理的区别311气体除菌处理的流程短在气体的除菌处理流程中,只需要3个过滤单元的组合,即可达到绝对无菌要求,而在液体的除菌处理中,不同的流体,需要不同的前处理,过程可能相对复杂,处理流程长(当然也有三级过滤的).312气体除菌处理的压降低在气体除菌处理的3个单元中总压降一般须控制在0.03~0.05MPa(压缩机出口压力一般在0.15~0.3MPa),由于气体的处理量(以体积计)大,因此,压头损失对能耗的影响度大.液体除菌过程中,增加推动力较为容易,由于处理量小,因而对能耗的影响度也小.313气体除菌滤芯的通气量大对于折叠式标准单元(10d,约25.4cm)滤芯,在相同的压降下气体的通量大于5m3/min,而液体则约为0.5m3/h,两者相差500倍以上.314气体除菌滤芯的精度高气体除菌滤芯的精度为0.01Lm,过滤效率为99.9999%,而液体除菌滤芯的精度为0.22Lm,过滤效率为99.9%.315气体除菌滤芯的使用寿命长气体除菌滤芯的使用寿命可达2年以上,而液体除菌滤芯可能只用几周甚至几天,这主要是因为液体内的组份和过滤行为较复杂.由于气体滤芯的使用寿命长,消毒次数必然就多,因而滤芯对消毒的耐受性要好,而液体滤芯则一般对过滤介质的耐受性要