在20世纪60年代,膜过滤器的出现被认为是对抗细菌、酵母和霉菌的一种革命性技术。最初,0.45微米级别的膜被视为“除菌级”的标准,但随着时间的推移,我们发现了一个名为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)的微生物,它可以穿透这些薄膜。在此之后,0.2或0.22微米的过滤孔成为行业标准,因为它们能够有效阻挡这种细小但潜在危险的生物体。
最近,一种新的挑战者出现了——一种能通过0.1微米过滤器的小型细菌(Leptospira licerasiae),这让人们意识到我们可能需要进一步提高过滤设备的性能,或是在工艺流程中引入额外的手段来监控和控制这些微小生物。
为什么会将“除菌”定义为0.22微米呢?答案在于公式:d = 毛细管直径(孔径)+ k 形状校正因子 + σ 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。这意味着除了物理尺寸之外,还有其他因素影响了过滤效果。因此,“除菌”并不仅仅关于孔径,而是一个功能性的定义,它基于ASTM F838-15标准,对于使用大约1×10^7cfu/cm²挑战水平的大量缺陷短波单胞菌进行挑战,并且经过验证以确保稳定无害地产生无菌液体。
采用过滤法去除液体中的生物质最大的好处在于它不仅能够消灭病原体,而且能保持产品物质上、化学上和生物学上的稳定性。此技术从巴斯德时代开始就有记录,但直到二次世界大战后期才开始商业化生产。从瓷质滤柱到石棉-纤维夹层再到今天薄膜技术,这一领域经历了三个主要阶段发展。