Фильтрование. Микрофильтрация

1. Механизм микрофильтрации
2. Свойства частиц, влияющие на процесс фильтрации
3. Свойства жидкости, влияющие на процесс фильтрации
4. Свойства фильтрующей перегородки, влияющие на процесс фильтрации
5. Типы пористых фильтрующих перегородок
     5.1. Сеточные или ситчатые фильтрующие перегородки
     5.2. Глубинные фильтрующие перегородки
     5.3 Мембранные фильтрующие перегородки
6. Требования, предъявляемые к полимерным мембранам
7. Полимеры для изготовления мембран
8. Проектирование мембранных установок и выбор аппаратурного оформления процесса микрофильтрации
9. Фильтродержатели
     9.1. Шприцевые фильтродержатели
     9.2. Капсульные фильтродержатели
     9.3. Вакуумные фильтродержатели
     9.4. Фильтродержатели дисковых мембран для работы под давлением
10. Патронные фильтрующие элементы (картриджи)
     10.1. Фильтрующие элементы из негибких материалов
     10.1.1. Металлокерамические фильтры
     10.1.2. Керамические фильтры
     10.1.3. Пенокерамические фильтры
     10.1.4. Фильтры из жестких полимерных материалов
       Фильтрующие элементы из вспененных полимеров
       Фильтрующие элементы из волокнообразующих полимеров
     10.2. Фильтрующие элементы из гибких материалов
     10.2.1. Фильтрующие элементы из металлической или полимерной сетки
     10.2.2. Фильтрующие элементы из горфированных фильтровальных материалов

9.1. Шприцевые фильтродержатели

    Шприцевой фильтродержатель с вложенным в него фильтром, надетый на шприц, представляет собой простейшую систему для мембранного фильтрования жидкостей. Давление или вакуум, необходимые для фильтрования, создаются путем перемещения поршня шприца. Требуемый диаметр шприцевого фильтродержателя зависит от природы и объема фильтруемого раствора. Обычно шприцевые фильтродержатели имеют на входном конце гнездо замка Люэра, а на выходном конце — конус замка Люэра. Они поставляются стерильными, готовыми к немедленному использованию, с уже вложенным мембранным фильтром. После употребления такие фильтродержатели выбрасывают, что исключает необходимость их предварительной подготовки и очистки.

    В шприцевые фильтродержатели обычно устанавливаются полимерные мембраны: гидрофильные (ацетат целлюлозы, регенерированная целлюлоза, стекловолокно, полиэфирсульфон, полиамид) или гидрофобные (фторопласт, политетрафторэтилен), имеющие диаметры 13 или 25 мм. В зависимости от рейтинга фильтрации мембраны готовые шприцевые мембранные модули имеют различное назначение (см. Таблицу «Типичные примеры использования мембран в аналитической химии»)

    Основными областями применения шприцевых фильтродержателей являются:

• стерилизующая фильтрация;
• задержание частиц и обеспложивание жидкой среды;
• осветляющая и предварительная фильтрация;
• задержание частиц в водных и органических растворах;
• очистка агрессивных жидкостей, газов для газовой и жидкостной хроматографии;
• стерилизующая фильтрация воздуха.

    К шприцевым фильтродержателям однократного применения относят фильтродержатели, изготовленные из полимерных материалов (поликарбоната, полипропилена). Для многократного применения шприцевых фильтродержателей при их изготовлении используют нержавеющую сталь или фторопласт (тефлон).

9.2. Капсульные фильтродержатели

    Другой разновидностью фильтродержателей одноразового применения являются, так называемые капсульные фильтродержатели, более известные как капсульные фильтры. В отличие от шприцевого фильтродержателя в капсульных фильтрах используется не плоская мембрана, а патронный фильтрующий элемент высотой 65 мм, 125 мм или 250 мм, который запрессован в корпус держателя. При этом существенно увеличивается площадь фильтрующей поверхности, которая в зависимости от типа фильтрующей перегородки может составлять от 0,2 м²  до 1 м². Фильтрующая перегородка может быть любой (сетчатым, глубинным, мембранным), что определяет фильтрующие свойства капсульного фильтра.
    Как и шприцевые фильтродержатели капсульные фильтры могут быть как одноразовыми, так и многоразовыми.
    Одноразовые фильтры капсульного применяются для предварительной, тонкой, осветляющей и стерилизующей фильтрации жидких и газовых сред в медицинской, микробиологической, фармацевтической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности от механических частиц и микроорганизмов. 
    Для многократного применения капсульных фильтродержателей при их изготовлении используют нержавеющую сталь, они имеют разборный корпус и в них размещен один фильтрующий патронный элемент высотой 60 мм.
    Наибольшее распространение разборные капсульные фильтры получили в заводских и научно-исследовательских лабораториях для фильтрации малых объемов жидкостей и газов, для моделирования, изучения и оптимизации существующих и разработки новых схем фильтрации различных веществ.
    Перепад давления на капсульных фильтрах может быть обеспечен как с помощью небольшого лабораторного насоса (напорное фильтрование), так и с помощью водоструйного насоса, создающего необходимый для протекания процесса фильтрации перепад давления (вакуумное фильтрование). Дополнительно капсульный фильтр может быть укомплектован спускным краном для стравливания воздуха, манометром и ответными штуцерами.