除菌系統的設計原則與流程

 

一個優良的除菌系統必須在達到絕對除菌要秋的同時，使系統的操作費用低，以實現可靠性與經濟性的有機同一處理流程

除菌處理的流程可簡單的分為凈化和除菌處理兩大部分，預凈化是為除菌處理服務的，其目的是出去被處理流體中的各種固形物，例如：氣體中的水、油、塵埃，立體里的膠體、懸浮物顆粒。合適的預過濾好能濾除細菌、噬菌體等衛生區外的所有雜質，使除濾器達到常的使用壽命，降低系統的運行費用，除菌處理的目的則要求徹底除菌，以保證能夠達到無菌的要求

一般除菌處理流程有粗過濾、預過濾、除菌過濾三個過濾單元組成，各過濾單元選用的基本準則是粗過濾價格要便宜，預過濾精度要合適，除菌過濾要可靠

（1預過濾器

預過濾器的形式以管式、袋式、折疊式為主，也可以是填充床式或浮動床式的過濾器以及離心機，真空過濾機等過濾器材，預過濾器一般采用深層過濾器，在使用過程中要求有低的壓降，高的容塵量以及變動幅度小的過濾精度和效率

（2除菌過濾器

除菌過濾器的形式一板框式、管式、折疊式為主，使用為普遍的是折疊式

除菌過濾器選用微過濾膜為慮介質，無機材料中主要有金屬膜、合金模、陶瓷膜。高分子材料中主要有聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚礬膜、聚酰胺膜

對除菌過濾器的重點要求是“可靠”。這種可靠必須是“絕對”的，而不是“可能的”，

從使用的角度考察，除菌過濾應具備以下五個特點，①高的過濾精度②大的通過量③能耐反復的消毒操作④強的親水性或疏水性⑤足夠的機械強度

（3各級過濾的配置

各級過濾器的配置問題主要有透過量與精度兩個方面，不同的物料處理流程是有區別的，氣體與液體除菌處理的區別

(1氣體除菌處理的流程短

在氣體的除菌處理流程中，只需要三個過濾單元的組合，即可達到絕對無菌要求，而在液體的除菌處理中，不同的流體則需要不同的前處理，過程可能相對復雜，處理流程較長

（2氣體除菌處理的壓降低

在氣體除菌處理的三個單元中總壓降一般控制在0.03-0.05Mpa，由于氣體的處理量大，因此，壓頭損失對能耗影響大，液體除菌過程中，增加推動力較為容易，由于處理量小，因而對能耗的影響也小

（3氣體除菌濾芯的通氣量大

對于折疊標準單元濾芯，在相同的壓降下氣體的通量>5m/min，而液體則約為0.5m/h

（4氣體除菌濾芯的精度高

氣體除菌濾芯的精度為0.01um，過濾效率為99.999%而液體除菌的精度為0.22um，過濾效率為99.9%

（5氣體除菌濾芯的使用壽命長

氣體除菌濾芯的使用壽命可達兩年以上，而液體除菌濾芯可能只用幾周甚至幾天，這主要是因為液體內的組分和過濾行為比較復雜，由于氣體濾芯的使用壽命長，消毒次數必然就多，因而濾芯對消毒的耐受性要好，而液體濾芯則一般對過濾介質的耐受性要求相對較高

除菌過濾器使用中的幾個問題

（1使用壓力

使用壓力的高低取決與膜的強度、濾芯的結構、濾芯使用的材質、幾何圖形、過濾介質的溫度等因素，一般情況下使用壓力上限為0.2-0.3Mpa。極端使用壓力為《0.5Mpa

濾芯使用時，開始壓力差宜在0.02 Mpa左右，這樣過濾產生的濾餅層較為稀疏，過濾過程中，壓力降上升較為緩慢，有利于延長濾芯的使用壽命

（2使用溫度

一般使用溫度取決于濾膜的材質即濾膜的耐熱性和過濾介質對濾膜的侵蝕性，CN-CA膜長期使用溫度為50度，尼龍-6膜為60度，PVDF膜為80度

（3 濾芯材質的選擇

對于單一溶劑，相對而言，濾芯材質選擇是方便的，而多組分溶劑在選擇膜材料及濾芯時則要謹慎，可通過溶解度參數法粗選，然后再通過實驗法認證。

（4 消毒問題

濾芯器消毒是一個日常操作工序，濾芯常見的消毒方式有蒸汽、熱水和化學劑消毒三種<br>

蒸汽消毒是注意選擇飽和蒸汽，一則是可以可靠殺死細菌，二則是可通過控制壓力來調節溫度，蒸汽消毒對于疏水濾芯來說相對是簡單的，但對親水濾芯特別是膜材料能問不高的濾芯來說，操作方法是至關重要的。