フィルターを制限する 5 つの主要な要因の詳細な分析

フィルターは単純な網またはふるいとして考えられることが多く、濾過または分離は長い面で実行されます。 これは昔もそうでしたが、現在ではほとんどのフィルターはフィルター壁にある程度の厚み、つまりフィルター装置に深さがあり、湾曲した流路の形状が汚染物質の除去に補助的な役割を果たしています。

　　フィルターは液体中の微量の固体粒子を除去する装置です。 液体が特定のフィルタースクリーンを備えたフィルターカートリッジに入るとき、その不純物はブロックされ、きれいな濾液がフィルター出口から排出されます。 洗浄が必要な場合は、チューブ底部のネジプラグを回転させて液を排出し、フランジカバーを取り外し、フィルターカートリッジを取り出し、処理後に再度取り付けてください。

　　 皆さんが知っているように、フィルターの中心要素はフィルター膜です。フィルター膜は、微多孔性の支持層 (支持体) 上に用意された小さな細孔が詰まった膜です。 フィルター膜を製造するための材料には、有機膜 (ポリスルホン中空糸膜など) や無機膜 (セラミック膜など) など、数多くあります。 メンブレンフィルターは濾過精度が高く、粒度制御の混乱が比較的少なく、逆洗による機能回復が容易です。 したがって、使用とメンテナンスが非常に便利です。

　　 濾過のメカニズムと影響因子

　　 濾過機構

　　 流体には 2 つの主な濾過機構があります。 1 つは、インターセプト、ふるい分け、表面捕捉などの粒子のサイズに基づく分離です。もう 1 つは吸着です。つまり、化学的/電荷作用により粒子がフィルターに付着します。 このため、各製薬工場は実際のニーズに応じて異なるフィルター膜を選択する必要があります。

流体の特徴

　　 流体の特性に関係します。 たとえば、流体の粘度や化学組成/イオン組成などです。 流体の粘度が高くなるほど、同じ圧力下での流量は遅くなります。 流体と膜の接触が多くなり、濾過効果が向上します。別の例は、流体と膜の混合です。 接触時間もろ過効果に大きく影響します。 混合/接触時間が長いほど、濾過効果は高くなります。 さらに、流体の特性は流体に対する膜の吸着および保持効果にのみ影響し、粒子サイズの除去には影響しないことに注意してください。

　　 前提を操作する

　　 粒子流量や濾過圧力などの実際の動作条件に関係します。 良好な濾過効果を達成するには、一般に低い流量を選択します。流量が低いほど、保持効果は高くなります。 実際の実験では、膜構造の動きが濾過にとって不利であることが証明されています。 ろ過プロセス中に膜の構造が変化すると、デプスフィルターから粒子や繊維が沈殿する可能性があり、ろ過効果に影響を及ぼします。 ただし、速度/圧力の差は吸着保持に重要な影響を与えるだけであり、サイズ排除に対する影響は比較的小さいです。

　　粒子の種類

　　粒子の種類もフィルター効果に密接に関係します。 パーティクルには、変形可能なパーティクルと変形不可能なパーティクルの 2 種類があります。 特定の圧力下では、変形可能な粒子がフィルター膜に入り込み、より多くのフィルターメッシュがブロックされるため、ゲルの濾過などの濾過効果に影響します。 しかし、不変粒子をろ過するとろ過膜上にケーキ状の物体が形成されます。

　　 フィルターメンブレンタイプ

　　 フィルター膜の種類に関係します。 フィルター膜が異なれば、孔径と構造も異なります。 膜構造の中には剛性のものもあれば、可動性のあるものもあります。 前濾過膜の定格孔径には同じ国家基準がありません。 メーカーごとに独自の定義と方法があります。 したがって、ベンダーの選択と交換には注意を払う必要があります。 0.22μmプレろ過膜も同様で、異なるメーカーのフィルタを使用する必要があります。 効果は大きく異なります。 滅菌濾過の公孔径は法律で定められており、各事業者が統一基準を実施しているため、選定・交換の際は比較的容易です。

　　 フィルター材

　　 それはフィルターの材質に関係します。 濾過材は水との関係により、親水性（水に濡れる）と疎水性（水に濡れない）の２種類に分けられます。 親水性フィルターは主に水または水/有機溶液混合濾過および滅菌濾過に使用されます。たとえば、セルロース材料（再生セルロース、混合セルロースエステル）、PVPPポリカーボネート、PVDF変性ポリフッ化ビニリデンなどです。疎水性フィルターは水を遮断またはフィルター膜に導きます。主に溶媒、酸、アルカリおよび化学ろ過、タンク/装置の呼吸装置、プロセスガス、発酵吸気/排気ろ過に使用されます。PTFE ポリテトラフルオロエチレン、PVDF ポリフッ化ビニリデンなど、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリカーボネートなど

　　 フィルターの特性と構造

　　 フィルターは、積層フィルター、積層ディスクフィルター、袋式エアフィルター除塵フィルターの4種類に大別されます。