I. Определение и основной механизм эффективности фильтрации с помощью фильтрующего элемента со складчатой мембраной.
1. Основное определение и ключевые технические показатели
Эффективность фильтрации является основным параметром для оценки эффективности фильтрации фильтрующего элемента и представляет собой долю примесей определенного размера, удаленных фильтрующим элементом, выраженную в процентах. Обычные промышленные классы точности включают 90%, 95%, 99%, 99,9%, 99,99%, причем более высокие значения указывают на более высокую способность перехвата частиц и лучшую точность фильтрации. Его основные показатели оценки включают три пункта, широко используемые при промышленных испытаниях и калибровке производительности:
Значение β (коэффициент фильтрации): Формула расчета сердцевины: βₓ = количество частиц на входе фильтрующего элемента / количество частиц на выходе фильтрующего элемента. Соответствующая формула расчета эффективности фильтрации: эффективность = (1 - 1/βₓ) × 100%, что является универсальным стандартом для количественной оценки способности улавливать частицы различного размера гофрированного фильтрующего элемента из полипропилена.
MPPS (минимальный размер проникающих частиц): это размер частиц, при котором фильтрующий элемент имеет наименьшую эффективность улавливания. Это ключевая основа для определения истинной эффективности фильтрации складного фильтрующего элемента. Самый легко проникающий размер частиц обычных фильтрующих элементов составляет 0,1–0,3 мкм, и именно этот размер частиц с наибольшей вероятностью проникнет в фильтрующий слой, который также является основным диапазоном для тестирования производительности фильтрующих элементов.
SAL (уровень обеспечения стерильности): основной показатель, специально установленный для стерильных фильтрующих элементов, отраслевой стандарт соответствия должен достигать 10⁻⁶, что означает, что вероятность выживания микробов в фильтруемой жидкости не превышает одного на миллион, обеспечивая требования стерильной чистоты жидкости, обрабатываемой полипропиленовым гофрированным фильтрующим элементом.
2. Четыре синергетических механизма перехвата
Складчатый фильтрующий элемент с микропорами не зависит от одного метода просеивания для фильтрации. Он основан на четырех механизмах фильтрации, которые должны быть объединены синергетически, обеспечивая полномерный эффективный перехват частиц различных размеров, охватывая крупные, средние, микро- и субмикрочастицы, и все правила перехвата применяются к фильтрующему элементу Pp:
Прямой перехват (эффект сита): основной механизм фильтрации. Когда размер частиц примесей превышает размер пор фильтрующего материала, они будут непосредственно перехвачены и заблокированы поверхностью фильтрующего материала. Этот механизм обеспечивает превосходный эффект улавливания частиц размером ≥ 1 мкм, эффективность улавливания приближается к 100%, а также превосходную стабильность фильтрации для полипропиленового гофрированного фильтрующего элемента.
Эффект инерционного столкновения: В основном для крупных частиц размером ≥ 5 мкм. Когда жидкость течет с высокой скоростью, крупные частицы подвергаются инерции и отрываются от линии потока жидкости, активно сталкиваются и прилипают к поверхности волокон фильтрующего материала для перехвата. Чем выше скорость потока, тем значительнее эффект инерционного столкновения и тем лучше эффект перехвата крупных частиц складчатого фильтрующего элемента.
Эффект диффузионной адсорбции: Применимо к микрочастицам размером ≤ 0,5 мкм. Мелкие частицы подвергаются броуновскому движению и диффундируют неравномерно, нарушая ограничения линии потока жидкости и фиксируясь на поверхности волокон фильтрующего материала под действием силы Ван-дер-Ваальса. В условиях низкой скорости потока эффективность улавливания этого механизма может достигать более 95%, что является основным принципом фильтрации микрочастиц гофрированного фильтрующего элемента из полипропилена.
Эффект накопления мостиков: частицы, размер которых меньше размера пор фильтрующего элемента, постепенно накапливаются и образуют стабильную структуру «арочного моста» внутри пор фильтрующего материала, дополнительно улавливая примеси меньшего размера. Высококачественные фильтрующие материалы с одинаковым размером пор могут повысить общую эффективность улавливания до более чем 98%, что значительно улучшает общую производительность фильтрующего элемента Pp.