工业软化水设备中的除菌过滤器净化之源

在20世纪60年代,膜过滤器的出现标志着一个新的时代,当时人们将0.45微米级别的膜称为“除菌级”过滤器。这些薄膜过滤器被广泛应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。此前,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是检验和确认过滤效果的标准菌株。但是,在1960年代后期,美国FDA的一位名叫Bowman博士发现了一种从蛋白质溶液中分离出来的小型细菌,它们能够穿透孔径为0.45微米的滤膜。当这些细菌在较高密度下挑战时,即10⁴-10^6个细胞/c㎡,他们就能成功穿越。这类细菌最终被命名为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),其拉丁文名称更准确地反映了它们小型特性。因此,从那以后,就有了使用更加紧密的筛网(如0.2或0.22微米)的需求。

微小短波单胞菌(B.diminuta ATCC®19146™)成为了检验除菌级过滤器效力的标准样本,并且至今依然如此。而最近,一种能通过0.1微米过滤网的新型细菌——Leptospira licerasiae——在Genentech公司的一个细胞培养基中被发现,这一发现预示着可能需要进一步提高除尘设备的性能要求,或是在工艺流程中增加额外措施,如巴氏消毒或紫外线消毒,以监控并控制这些极小规模生物。

那么为什么要定义它为0.22μm?这一点可以通过以下公式来计算:d = 毛细管直径(孔径)k = 形状校正因子σ = 润湿过滤介质表面张力P = 克服表面张力的压力θ = 液体与毛细管壁接触角

虽然理论上不一定重要,但对于功能性来说,这是一个定义上的界定。在ASTM F838-15标准下,用挑战水平大于等于1×107cfu/cm²有效面积以上缺陷短泄单胞核对隔绝材料进行挑战并经过适当验证,可以稳定生成无污染产品。采用这种方法去除液体中的生物污染物最大优点就在于这同时维护了物理、化学和生物学稳定性。此技术最早可追溯到巴斯德时代,而商业化生产则始于二次世界大战期间。随着时间推移,从最初的手工瓷质垫片到石棉纺织层再到现代薄膜技术,都经历了三个主要阶段发展过程。(根据Levy, 2001年)

简而言之,不仅仅是因为科学研究所需,更是一场历史性的转变,是工业进步的一部分,无论是在科学实验室还是日常生活,我们都能感受到这一变化带来的深远影响。

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