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医用气体过滤和排气

让我们帮助您将成品设备从设计推向市场

空气和气体膜过滤解决方案

 

70多年来,颇尔一直是领先医疗保健用过滤材料生产商,深谙空气和气体薄膜过滤解决方案的科技动态。在排气和送气应用中,设备和医务人员保护可能需要在成品设备中加入疏水膜,用于改善患者舒适度和避免环境污染。空气和工作气体以及设备排气过滤用于清除有害颗粒物。在为这些应用选择过滤材料的过程中,必须考虑以下因素:空气流量高但透过滤膜表面压降小的滤膜、优异的额定水侵入压力以及除菌方法相容性。如果滤膜满足空气和气体输送的高效微粒空气(HEPA)和超低穿透空气(UPLA)标准要求,将有助于将成品设备从设计推向市场。

 

选择空气和气体膜过滤

 

 

因为颗粒和微孔表面还存在其它相互作用机理,尽管出人意料,但清除气流中颗粒物的确比清除液体中颗粒物更容易实现。当孔径小于颗粒尺寸时,可能通过筛留机理捕获颗粒。重力沉降和电子吸引力都参与这种通过直接拦截的吸附捕获。

 

第二种机理是吸附颗粒捕获,该机理基于惯性碰撞和扩散拦截,由于较低粘度几乎不影响颗粒轨迹,因此气体和空气流中的这两种作用更强。因此,空气流带走的大颗粒的惯性更大,即使空气流呈曲线,但大颗粒的流动轨迹呈相对的直线形。由于更可能粘在固体过滤器表面上,这对于质量更大的颗粒尤其明显。粒径为0.3至1微米的颗粒通常通过惯性捕获,特别是在高速流体中,这可能会冲击纤维而不是微孔开口。一旦被捕获,这些颗粒不会再被释放回空气流中。

 

另一方面,气流中可能悬浮颗粒,其质量过小而不能产生惯性碰撞。但是,它们的尺寸可能较小,足以通过扩散运动接触过滤器表面。与惯性碰撞类似,气流的低粘度使得能够通过扩散捕获带走悬浮颗粒。这种扩散拦截机理对空气过滤器的高过滤效率贡献最大。颗粒捕获率与颗粒直径的平方根成反比。

 

由于可选大量种类不同的滤材,理解控制空气和气体过滤效率的因素将有助于为您的特定用途作出正确选择。选择用于空气和气体过滤的材料时,您需要考虑4种主要材料规格,这包括水侵入压力、压差、空气流量和细菌截留。另外还要注意疏油性、耐化学性和耐热性以及除菌方法。

medical air filter

水侵入压力

 

水侵入压力是用于确定疏水性薄膜孔径的一种程序,可替代用于亲水膜的气泡点试验。进行该试验时,通常在膜过滤器一侧加水,然后逐渐增加压力,直至水透过过滤器结构并从滤膜对侧流出。为您的应用选择疏水膜时,建议确保滤膜使用时将承受的压力不高于额定侵入压力。这将确保滤膜通过保留滤液中的液滴而正确工作。

 

 

 

 

压差

 

压差(ΔP)是液体到达过滤器前的系统内压力(上游压力)和液体流经过滤器后的系统压力(下游压力)之间的差。选择滤材时,为了确保满足成品设备的所有流量要求,在设计阶段必须分析该因素。

 

空气流量

 

您的应用需求的流量要求是多少?是否为排出应用?透过滤膜的空气移动最少或不需要在短时间内透过大量空气?疏水膜的空气流量受到多个因素影响,例如压差、孔隙率、孔径以及有效过滤面积(EFA),它们最终应该引导装置设计,实现过滤器的最大能力。

 

 

 

 

hydrophobic membrane

细菌截留

 

为了测量疏水膜的截留效率,通常将滤材用于标准尺寸的气溶胶颗粒。细菌过滤效率试验方法是测量该截留效率的标准试验。根据其定义,该方法基于0.3微米金黄色酿脓葡萄球菌的气溶胶激发测量过滤器效率,其中该细菌以预定流量透过过滤器。通常用截留百分比表示。

 

关于空气过滤的一个最常见错误概念是:高效的除菌级疏水过滤器必须有0.2微米的孔径。这种想法是错误的,这是因为:由于通过微孔膜过滤气体的特性原因,小于孔径的颗粒尺寸通常在10-1级别,会在排气应用中被滤留。如果滤膜孔径高达3微米,将明显降低设备和仪器的被污染风险。确定疏水膜的细菌截留效率时,要注意孔径大于0.2微米的效率等级可提供空气和气体过滤应用需要的气溶胶。

 

 

热稳定性

 

热稳定性是滤材在高温下保持完整性和功能的能力。考虑过滤器除菌时,例如高温高压除菌,热稳定性很重要。因为热稳定性不足,某些过滤器无法采用高温高压灭菌。要切记化学相容性与热稳定性有关,许多种滤材在室温下可与某化学特性相容,但在高温下则不行。可通过测定规定条件下的最高工作温度表征过滤器热稳定性。

化学相容性

 

化学相容性指滤材可耐受化学物质的能力,以避免对过滤器功能产生不良影响、导致过滤器材料脱落颗粒或纤维或增加可萃取物。注意:相容性与特定温度下的特定化学物质或化学物质组合相关。要选择正确的过滤器,您必须确定其与液体的相容性。温度、浓度、施加压力和接触时间长度会影响相容性。必须谨慎选择用于生产过滤产品的材料,使其耐受性适用于各种化学溶液。当然,必须明确要过滤液体和实际使用条件下过滤器元件之间的相容性。

medical air and gas filtration

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