2024年12月03日

水处理精密过滤器的定义与应用

在20世纪60年代,膜过滤技术问世,最初认为0.45微米级别的膜为“除菌级”过滤器。这些薄膜过滤器被广泛用于生物制品和液体药品中,以去除细菌、酵母、霉菌以及非生物颗粒物。使用粘质沙雷氏菌作为标准菌株来检查和确认过滤器的除菌效果。但是在上个世纪60年代末期,美国FDA Bowman博士发现一种微小细菌,即缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),可以通过0.45微米孔径的滤膜。这促使人们采用更致密(0.2或0.22微米)的滤膜作为新的标准。

自此以后,微小短波单胞菌被用作检验除菌级过滤器的标准菌株。最近,一种能透过0.1微米过滤器的细菌——Leptospira licerasiae,被发现于Genentech生物科技公司的一项细胞培养基研究中,这表明可能需要进一步提高除了衣保护力要求或者在工艺中增加附加消毒措施。

为什么会定义为0.22μm?这可以通过一个公式计算得到:d = 毛细管直径 + k * σ / P + θ,其中 d 是毛细管直径,k 是形状校正因子,用以修正通过毛细管和直接穿透孔洞之间的差异;σ 是润湿液体表面张力;P 是克服表面张力的压力;θ 是液体与毛细管壁接触角。因此,不同材料选择时都有其特定的功能性定义。

根据ASTM F838-15,如果挑战水平大于等于1×107cfu/cm²有效面积上的缺陷短波单胞acteria可稳定重现无害产品,那么该设备就是一款高效且安全地实现了除病原性分子的目的。

使用筛选法去除液体中的病原体最大的优点是它既能保持物理、化学和生物学稳定性,也能够有效维护产品质量。在商业化生产之前,该技术已有记录,最早可追溯到巴斯德时代,但直至二次世界大战后才开始广泛应用。从瓷质截流柱到石棉纺织夹层,再到现在薄膜截流,每一步都是对这一技术不断进步的一个标志。

随着科学技术不断发展,对于何谓“除病原性分子”的理解也在不断深入,这对于确保水处理过程中的安全至关重要。而精密水处理系统不仅依赖于高效率、高纯度的机械设计,还需要严格控制操作环境及实施适当的手段,如UV消毒或化学灭藻剂,以确保整个系统运行平稳且无污染。此外,更先进的人工智能算法也正在被用于预测并优化整个生命周期,从而减少成本并提高整体效率。在未来,无论是新型材料还是先进算法,其共同目标将是提供更加高效、环保且经济实惠的一站式解决方案,为工业界带来革命性的变化。