过滤
目标
- 过滤的主要目的是将固体从液体和气体中分离出来。此外，过滤还涵盖以下方面：
- 为了去除分散液中的污染物颗粒，以便能够重新利用该分散液。
- 通过去除分散液，可以回收固体颗粒。
- 溶剂和固体必须具有高质量。
- 可以通过去除空气中的颗粒物来净化可用于制药的气体。
- 它用于对热不稳定的注射剂产品进行灭菌处理。
过滤技术的应用
水净化
过滤最常见的应用是用于制药用水的净化。制药行业用水必须符合各种药典中的规定标准。在这里，需要区分“注射用无菌水”、“注射用纯化水”和“注射用纯净水”这三类水。在生产符合这些标准的饮用水之前，必须先安装过滤器。作为消毒前的一个二级处理步骤，过滤通常用于去除由于金属盐沉淀、石灰沉淀或磷酸盐沉淀而产生的沉淀物中的残留生物絮凝物。
制药行业
不同化学成分的物质是通过过滤来分离的，这是一种物理操作方法。利用这种技术纯化化合物是化学家工作中非常重要的环节。通过过滤，可以纯化多种酶、氨基酸、抗生素、药物中间体、大宗药品、血液制品、植物酸钙、肌醇、沙源生长促进剂、有机磷、葡糖淀粉酶等物质。过滤器和生物消化装置可以结合使用，同时处理原料流，例如在生物过滤器中就可以实现这一点。
生物制药行业
过滤是生物制药行业中用于去除液体、气体和空气中污染物的常用技术。
化学工业
通过过滤方法，可以分离和纯化多种物质，这些物质包括染料、农药、硅酸、甘油、白碳、碳酸钠、各种添加剂、碱性化学品、化学填充剂、颜料、白氧化铝、锰、烧碱、纯碱、泥浆、皂苷以及石墨等。
食品工业
过滤器已被用于去除葡萄酒、果汁、食用油、植物油、糖厂产品、米酒、白葡萄酒、软饮料、啤酒、柠檬酸、植物蛋白、葡萄糖等中的不需要的颗粒物质。
环境工程
过滤器可以用于分离化学废水、矿山废水、生活废水、皮革废水以及盐泥废水。
黏土产业
活性粘土、普通粘土、电子陶瓷用粘土、高岭土、膨润土等，都是通过过滤工艺进行分离和提纯的。
供暖、通风和空调系统
过滤可以去除空气中的微生物、颗粒物、挥发性有机化合物（VOCs），以及那些导致呼吸系统疾病、过敏、哮喘和建筑物相关健康问题的过敏原。理想情况下，这些有害物质应该被完全消除或大幅减少。
HVAC 建筑物中的过滤器。商业和机构建筑可以通过利用先进的空气过滤技术来实现绿色建筑的目标，这些技术不仅能提供更优质的空气，还能降低能源成本。
开发新的食品和饮料产品
孔径在0.1到20微米之间的微过滤器能够有效去除牛奶中的细菌和腐败微生物。然而，超滤过程中可能被截留并重新加入液态牛奶中的蛋白质分子可能会影响牛奶的外观和感官特性。研究发现，孔径小于0.01微米的超滤装置也会产生这种影响。
甘蔗和甜菜糖产业
微滤和超滤是两种用于去除甘蔗糖中杂质的工艺，这些杂质包括淀粉、右旋糖酐、树胶、蜡、蛋白质和多糖等，这些杂质通常需要通过其他分离方法来去除。
影响过滤效果的因素
滤饼厚度
滤饼的厚度会影响滤液通过它的流速。为了减少固体含量，从而提高过滤速率，可能需要进行初步的倾析操作。
固体的粒径
较大的颗粒尺寸通常会提高过滤速率（kg/m²/h）。当颗粒平均尺寸较小时，且颗粒分布范围较窄时，过滤速率会更高。
细小固体的絮凝/分散现象
在过滤效果不佳或分散性差的浆料中，细小固体的絮凝通常是可取的。通过使用多种聚电解质絮凝剂，过滤速率有很大的提升空间。在使用絮凝剂（尤其是聚电解质）时，需要强烈的搅拌以实现良好的固体与絮凝剂之间的接触。然而，搅拌强度应尽可能降低，同时絮凝过程的老化时间也应尽量缩短。有些浆料粘度极高，单纯稀释无法有效提高其流动性，因此使用分散剂可能是更好的选择。
浆料老化时间
在某些工艺中，样品的储存时间（即“滞留时间”）可能会通过“条件作用”影响过滤器的性能。当样品储存时间过长时，由于过度老化，可能会出现过滤效果下降的问题。
搅拌速度
测试浆料容器或过滤管可能会对部分浆料进行分类，尤其是在浆料浓度差异较大的情况下。
粒径 如果可能的话，应增加搅拌（或混合）的强度，直到细颗粒和粗颗粒充分混合。然而，如果搅拌速度过高，可能会导致滤饼厚度受限、粗颗粒无法形成，或者细小的絮状物被压平。
周期时间
通常，过滤鼓的旋转速度以每秒转数或每分钟转数来表示。过滤鼓的转速越快，其转动速度也就越高。然而，在这种高速旋转条件下，滤饼会变得更薄，有时也会变得更潮湿，这可能会导致排放受阻。因此，滤饼必须始终能够顺利排出。
蛋糕压缩（Cake compression）
在过滤过程中，通常会压缩可压缩的滤饼以降低其水分含量。
过滤介质的类型
织物的过滤性能主要由纱线类型和编织方式决定。可以纺制单丝纱、多丝纱或短纤维纱，或者这些纱线的组合。如果多丝纱的捻度较高，其过滤效果可能更接近单丝纱。织物的孔隙率和透气性是重要的性能指标。Frazier透气性评级以“每平方英尺每分钟立方英尺”的单位表示，用于衡量在半英寸水压下干燥织物中的空气流量，这一指标与织物的开口面积百分比相似。然而，透气性并不能直接用来确定织物的孔隙率或颗粒截留能力，因为孔隙率本身是无法直接测量的。