空气的深层过滤除菌原理和介质

一、空气的过滤除菌原理

1、布朗扩散截留作用

2、拦截截留作用

3、惯性撞击截留作用

4、重力沉降作用

5、静电吸引作用

在过滤除菌中，有时很难分辨上述各种机理各自所作贡献的大小。

随着参数的变化，各种作用之间有着复杂的关系，目前还未能作准确的理论计算。

一般认为惯性撞击截留、拦截截留和布朗运动截留的作用较大，而重力和静电引力的作用则很小。

气流速度小：布朗扩散截留和拦截截留显著

气流速度大：惯性撞击截留作用显著

二、空气过滤除菌常用介质

1、纸类过滤介质

玻璃纤维纸：以质量较好的无碱玻璃采用喷吹法制成直径很小的纤维（Φ1-1.5μm），由于纤维特别细小，故不宜散装填充，而采用造纸的方法作成0.25-1mm厚的纤维纸。一般应用时需将3～6张滤纸叠在一起使用。

玻璃纤维纸很薄，纤维间的孔隙为1～1.5μm，厚度约为0.25-0.4mm，密度为2600 kg/m3，堆积密度为384 kg/m3，填充率为14.8％。

优点：过滤效率高，对于>0.3μm的颗粒的去除率为99.99％以上，同时阻力比较小，压降较小。

缺点：强度不大，特别时受潮后强度更差。为了增加强度，在纸浆中加入7-50％的木浆。

2、纤维状或颗粒状过滤介质

（1）棉花：常用的过滤介质，通常使用脱脂棉，有弹性，纤维长度适中。一般填充密度为130～150 kg/m3，填充率为8.5～10％。

（2）玻璃纤维：纤维直径小，不易折断，过滤效果好。纤维直径约为5～19μm，填充密度为130～280 kg/m3，填充率为5～11％。

（3）活性炭：要求活性炭质地坚硬，不易压碎，颗粒均匀，装填前应将粉末和细粒筛去。常用小圆柱体的颗粒活性炭，大小为Φ（3×10）～（3×15）mm，密度1140 kg/m3，填充密度为470～530 kg/m3，填充率44％。

缺点：体积大，占有空间大，操作困难，装填介质时费时费力，介质装填的松紧程度不易掌握，空气压降大，介质灭菌和吹干耗用大量蒸汽和空气，另外更换玻璃纤维类介质时碎沫飞扬，影响操作人员身体健康。

空气过滤除菌的介质

3、微孔滤膜类过滤介质

微孔滤膜类过滤介质的空隙小于0.5μm，甚至小于0.1μm，能将空气中细菌真正滤去，即绝对过滤。

特点：易于控制过滤后的空气质量，节约能量和时间，操作简便。

这一类介质包括纤维素脂微孔滤膜、聚四氟乙烯微孔滤膜等。

三、空气过滤器的结构

1、深层棉花（活性炭、玻璃纤维）过滤器

深层棉花过滤器是立式圆筒形，内部充填过滤介质，空气由下向上通过过滤介质，以达到除菌的目的。

其中：

金属丝网和麻布的作用是使空气均匀进入棉花滤层；

夹套的作用为灭菌，在消毒时对过滤介质加热，要十分小心控制，温度过高容易使棉花焦化而局部丧失过滤效率，甚至有烧焦着火的危险。

2、平板式纤维纸分过滤器

空气从筒身中部切线方向进入，空气中的水雾沉入筒底，由排污管排出，空气经缓冲层通过下孔板经薄层介质过滤后，从上孔板进入顶盖排气孔排出。

其中：

金属丝网和麻布的作用仍是使空气均匀进入滤层。

3、管式过滤器

4、接迭式低速过滤器

四、提高过滤除菌效率的措施

1、设计合理的空气预处理设备，选择合适的空气净化流程，以达到除油、水和杂质的目的。

2、设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。

3、保证进口空气清洁度，减少进口空气的含菌数。方法：①加强生产场地的卫生管理，减少生产环境空气中的含菌数；②正确选择进风口，压缩空气站应设上风口；③提高进口空气的采气位置，减少菌数和尘埃数；④加强空气压缩前的预处理。

4、降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态下工作。方法：①使用无润滑油的空气压缩机；②加强空气冷却和去油去水；③提高进入过滤器的空气温度，降低其相对湿度。