自然界中的除菌过滤器揭秘板框隔膜压滤机的工作原理

在60年代，膜过滤器问世，被认为0.45微米级别的膜是“除菌级”过滤器。这种薄膜过滤技术广泛应用于生物制品和液体药品中，去除细菌、酵母、霉菌以及非生物颗粒物。但是在60年代末期，美国FDA的Bowman博士发现，即使是0.45微米孔径的滤膜，当挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时，也有细菌能穿透。因此，更加致密（0.2或0.22微米）的滤膜被用于除菌过滤。

后来，一种名为缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta）的细菌被用作检验除菌级过滤器的标准。这类标准要求筛查出能够通过更小孔径但实际上仍可生存并繁殖于人体内的小型细菌，如Leptospira licerasiae，它们可以通过0.1微米的过滤器，这意味着可能需要进一步提高过滤标准或者在生产过程中添加额外消毒步骪。

为什么定义为0.22μm？这取决于一个公式：d = 毛细管直径（孔径）k = 形状校正因子σ = 润湿过滤器液体表面张力P = 克服表面张力的压力θ = 液体与毛细管壁接触角根据这个公式计算得出的标称孔径并不重要，因为它是一个功能性定义。按照ASTM F838-15标准，如果挑战水平大于等于1×107cfu/cm²有效面积的缺陷短波单胞菌对该设备进行挑战，并且经过验证，可以稳定地产生无菌流出的设备，那么它就是一个有效的除菌装置。

使用不含活細胞之产品最大的好处在於此技術除了能夠去除細蟲外，並能夠維持過濾物質之物理、化學與生物學穩定性。在歷史上，此技術始於巴斯德時期，但直到二次世界大戰後才開始商業化生產與應用。這一技術發展主要經歷了從瓷質濾柱到石棉纖維夾層再到現今薄膜過濾三個主要階段。