自然界中除菌过滤器的定义与反渗透膜回收成本分析

在60年代初期，膜过滤器进入了市场，当时人们认为0.45微米的膜就是“除菌级”过滤器。这些薄膜过滤器广泛应用于生物制品和药品液体中，以去除细菌、酵母、霉菌以及非生物颗粒物。但是，到了60年代末期，美国FDA的Bowman博士发现了一种从蛋白质溶液中分离出来的小型细菌，即当它们在孔径为0.45微米的滤膜上达到10⁴-10^6个细胞/平方厘米时，它们可以穿透这种滤料。这类小细菌被命名为缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta）。因此，从此以后，我们开始使用更紧密的滤网（0.2或0.22微米），以确保更高水平的净化效果。

最近，一种能通过0.1微米过滤器的大型细菌（Leptospira licerasiae）被发现，这表明我们可能需要进一步提高过滤器的标准或者在工艺流程中增加额外措施来监控和控制这些小型细菌。

为什么会定义为0.22μm？这主要取决于一个公式，该公式计算了毛细管直径、形状校正因子、润湿介质表面张力以及克服表面张力的压力，以及介质与毛细管壁接触角之间的关系。实际上，“除菌”并不完全依赖于具体孔径，而是一个功能性定义。在ASTM F838-15标准下，如果一个过滤系统能够稳定地对抗至少有1×107cfu/cm²挑战水平的大量缺陷短波单胞菌，并且能够产生无污染产品，那么它就被认为是一台有效的“除菌”设备。

采用物理方法去除液体中的生物污染物最大的好处在于它既能保持产品无污染，同时也不会破坏原有的化学或物理特性。这项技术最初可以追溯到巴斯德时代，但直到二次世界大战后才逐渐商业化。随着时间推移，包括瓷质材料、石棉纺织布层和现在薄膜材料等多种类型已经用于实现这一目的。