不銹鋼平板(ban)過(guo)濾器(qi)系(xi)統的構(gou)造(zao)、用途和特點(dian)比(bi)較介(jie)紹(shao)

        平(ping)板(ban)過(guo)濾系(xi)統是壹(yi)種(zhong)基(ji)於正壓(ya)過濾原理的實驗室固(gu)液分離設備，通(tong)過外部壓(ya)力驅(qu)動液體穿(chuan)過濾膜實(shi)現高(gao)效(xiao)分離。其核心構(gou)造(zao)包含(han)蠕(ru)動泵(beng)、過(guo)濾器(qi)主體、濾膜支(zhi)撐系(xi)統、泵(beng)管(guan)、密(mi)封(feng)件等(deng)部分。過濾器(qi)主體通(tong)常由(you)上下兩(liang)部分不銹鋼殼體組(zu)成(cheng)，內部形成密(mi)閉腔體。待(dai)過(guo)濾液體通(tong)過蠕(ru)動泵(beng)輸(shu)送(song)，從頂(ding)部進(jin)液口註(zhu)入腔體後(hou)，在(zai)壓(ya)力作用(yong)下，液體被(bei)迫(po)通(tong)過腔(qiang)體中部放置(zhi)的微孔(kong)濾膜，顆(ke)粒(li)或(huo)微生物被(bei)截留在濾膜表(biao)面(mian)，而(er)澄(cheng)清的濾液則從底(di)部出口流出。下(xia)面(mian)我們以(yi)聖斯特(te)的PF2150實驗室平(ping)板(ban)過(guo)濾系(xi)統為(wei)例，來(lai)逐(zhu)壹(yi)介紹平板(ban)過(guo)濾系(xi)統的各個(ge)組(zu)成(cheng)部分。

●蠕動泵(beng)：通(tong)過旋(xuan)轉輥(gun)輪擠壓(ya)彈性(xing)泵(beng)管(guan)，在(zai)泵管(guan)內形成(cheng)連續(xu)的正壓(ya)波，推動液體進(jin)入平板(ban)過(guo)濾器(qi)腔體。PF2150配(pei)置(zhi)的蠕動泵(beng)可(ke)以(yi)調(tiao)節過濾速(su)度(du)，通(tong)過調(tiao)節泵轉(zhuan)速(su)，可精(jing)準控(kong)制(zhi)腔(qiang)體內壓(ya)力和濾速(su)。PF2150配置(zhi)的蠕動泵(beng)采(cai)用(yong)鋁合(he)金泵(beng)頭，表面(mian)有防腐(fu)蝕(shi)塗層，可(ke)以承(cheng)受(shou)0.2Mpa左右的被(bei)壓(ya)，相較(jiao)於塑料泵(beng)頭，壽命(ming)長(chang)，過濾效(xiao)率(lv)也(ye)更高(gao)。

●泵(beng)管(guan)：壹(yi)端放入待(dai)過(guo)濾液體，壹(yi)端(duan)連接過(guo)濾器(qi)，中間(jian)安(an)裝在(zai)蠕動泵(beng)的泵頭內。蠕動泵(beng)管(guan)為(wei)鉑金(jin)硫(liu)化工藝的矽(gui)膠管(guan)，不易(yi)析出影響(xiang)濾液。

●過濾器(qi)主體：由(you)上下兩(liang)部分不銹鋼殼體組(zu)成(cheng)，中間(jian)為(wei)過(guo)濾膜和濾膜支(zhi)撐板(ban)。組(zu)裝(zhuang)完成(cheng)後(hou)，內部形成密(mi)閉腔體，濾液通(tong)過蠕(ru)動泵(beng)被(bei)壓(ya)入過濾器(qi)上腔室(shi)，並(bing)在壓(ya)力作用(yong)下，通(tong)過濾膜，擠(ji)入下腔(qiang)室(shi)。PF2150的過濾器(qi)采用(yong)304不銹鋼材質(zhi)制(zhi)作，作為(wei)基(ji)礎材質(zhi)，含(han)18%鉻(ge)和8%鎳，具(ju)有良(liang)好的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)和機械強(qiang)度(du)，適用(yong)於大(da)多數(shu)水溶(rong)液、弱酸(suan)弱堿及(ji)有機溶(rong)劑，成本(ben)優勢(shi)顯著(zhu)，占市場(chang)主流。如(ru)需要過(guo)濾含(han)鹽(yan)的液體，可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)采(cai)用316L不銹鋼材質(zhi)的型號——PF2142A，添加(jia)了(le)2-3%鉬元素(su)，顯(xian)著(zhu)提(ti)升耐(nai)氯(lv)離(li)子(zi)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力，特別(bie)適用(yong)於(yu)海(hai)水分析、含(han)鹽(yan)的濾液過濾或(huo)強酸(suan)環(huan)境。

●濾膜支(zhi)撐板(ban)：作(zuo)為(wei)過(guo)過(guo)濾濾精(jing)度(du)的保(bao)障核心(xin)，平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)和其他(ta)過(guo)濾裝(zhuang)置(zhi)壹樣(yang)，需要使(shi)用微孔(kong)過濾膜來(lai)截流濾液中的固體、顆(ke)粒(li)物(wu)、細(xi)菌(jun)微生物等(deng)，從而(er)達(da)到(dao)過(guo)濾效(xiao)果(guo)。但(dan)是過(guo)濾膜由(you)於(yu)材質(zhi)的限制，本(ben)身比(bi)較脆(cui)弱，所以(yi)在(zai)PF2150的過濾器(qi)中，帶有壹塊(kuai)承(cheng)托(tuo)過(guo)濾膜的濾膜支(zhi)撐片(pian)，其(qi)作用(yong)既能(neng)使(shi)液體均(jun)布通(tong)過，又(you)能(neng)確(que)保(bao)在過(guo)濾需要的操(cao)作壓(ya)力下，而(er)不致濾膜破損(sun)，是保(bao)障過濾有效性(xing)的重要組(zu)件(jian)。

●密(mi)封(feng)圈(quan)：PF2150的過濾器(qi)采用(yong)雙(shuang)凹(ao)槽設計(ji)，將矽(gui)橡膠密(mi)封(feng)圈(quan)緊密(mi)固定(ding)在(zai)上下殼體接合(he)處(chu)。這種(zhong)設(she)計能(neng)抵(di)抗0.3MPa的高(gao)壓(ya)，遠(yuan)高(gao)於(yu)傳(chuan)統真空過濾的0.1MPa極限，保(bao)障了過(guo)濾器(qi)的密(mi)封(feng)效果(guo)，過濾時(shi)不會(hui)漏液。此(ci)外，除(chu)了常規(gui)的矽(gui)膠密(mi)封(feng)圈(quan)外，密(mi)封(feng)圈(quan)材質(zhi)還(hai)可以根(gen)據(ju)過(guo)濾液體性(xing)質(zhi)選(xuan)擇(ze)，如(ru)過濾酸(suan)性(xing)、有機液體，還(hai)可(ke)以提供氟(fu)橡膠材質(zhi)的密(mi)封(feng)圈(quan)。

●管(guan)接口(kou)：包(bao)括(kuo)進(jin)液口、濾液出口(kou)和排氣(qi)口。進(jin)液口采(cai)用軟管(guan)接頭，便於(yu)連(lian)接蠕(ru)動泵(beng)；排(pai)氣(qi)口用(yong)於過(guo)濾結(jie)束(shu)後(hou)，泄(xie)壓(ya)來排(pai)出腔(qiang)體空(kong)氣(qi)，避免瞬間(jian)沖(chong)入的空氣(qi)擠破濾膜。濾液出口(kou)位於過(guo)濾器(qi)底(di)部，通(tong)過濾膜的濾液從這裏流(liu)出。

        板(ban)過(guo)濾器(qi)和真空抽濾裝(zhuang)置(zhi)均(jun)用於固(gu)液分離，但(dan)兩(liang)者在原理、結(jie)構(gou)和適用(yong)場(chang)景上存在(zai)顯(xian)著差(cha)異。

1.工(gong)作原理與(yu)壓(ya)力機制

平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)：依(yi)賴外部主動加(jia)壓(ya)，如(ru)蠕動泵(beng)向(xiang)密(mi)閉過濾器(qi)腔體註(zhu)入正壓(ya)空氣(qi)，推動液體穿(chuan)過濾膜。壓(ya)力可實(shi)時(shi)調(tiao)節，突破大(da)氣(qi)壓(ya)限制(zhi)。更高(gao)的壓(ya)力適合(he)於過(guo)濾量(liang)大(da)的工況。。

真空抽濾裝(zhuang)置(zhi)：通(tong)過真空泵抽取濾瓶(ping)內空氣(qi)形成(cheng)負(fu)壓(ya)，依(yi)賴大(da)氣(qi)壓(ya)差(cha)（≤0.1MPa）驅(qu)動液體。壓(ya)力上限固(gu)定(ding)，無法(fa)根(gen)據(ju)需求提升，處(chu)理大(da)量液體時(shi)過濾速(su)度(du)受限(xian)。

2.結(jie)構(gou)設(she)計與(yu)材質(zhi)選(xuan)擇(ze)

平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)：全(quan)不銹鋼結(jie)構(gou)（304/316L），耐(nai)壓(ya)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)。組(zu)件(jian)間(jian)通(tong)過卡(ka)扣(kou)或(huo)螺栓緊固(gu)，密(mi)封(feng)圈(quan)雙(shuang)重凹(ao)槽設計(ji)防泄(xie)漏(lou)。適(shi)配大(da)尺寸(cun)濾膜（最高(gao)可(ke)達(da)400mm）。

真空抽濾裝(zhuang)置(zhi)：玻璃(li)主體（布(bu)氏(shi)漏鬥+抽濾瓶(ping)）為主，易(yi)碎裂。砂芯濾膜基(ji)座易(yi)堵塞難清洗(xi)。分體式(shi)結(jie)構(gou)需真空泵、軟管(guan)、濾瓶(ping)等(deng)多組(zu)件(jian)連(lian)接，占用空(kong)間(jian)大(da)。

3.過濾效(xiao)率(lv)與(yu)處(chu)理能(neng)力

在相(xiang)同時(shi)間(jian)內，平板(ban)過(guo)濾器(qi)的處(chu)理量遠(yuan)超真空抽濾：

高(gao)通(tong)量場(chang)景：200mm平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)在0.3MPa壓(ya)力下，水流量(liang)達(da)0.2m³/h（即(ji)200L/h）。而(er)真空抽濾即(ji)使(shi)用大(da)號砂芯漏鬥（如(ru)90mm），因受(shou)限於0.1MPa壓(ya)差(cha)，流量(liang)僅20-30L/h29。

4 .操(cao)作便(bian)捷性(xing)與(yu)安(an)全(quan)性(xing)

操(cao)作復(fu)雜度(du)：真空抽濾需組(zu)裝(zhuang)泵(beng)、管(guan)路、濾瓶(ping)，並(bing)監(jian)控(kong)液位防倒(dao)吸(xi)。平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)只需連接泵(beng)管(guan)即(ji)可運(yun)行(xing)，自(zi)動將(jiang)帶(dai)過(guo)濾液體擠(ji)入過濾器(qi)內，全(quan)程(cheng)不需要人(ren)工(gong)倒(dao)液，甚至(zhi)不需要觀(guan)察，可(ke)讓(rang)其(qi)自(zi)行(xing)工作(zuo)。

安(an)全(quan)風險(xian)：玻璃(li)真空裝置(zhi)有破裂(lie)風險(xian)，尤(you)其(qi)在過濾有機溶(rong)劑時(shi)。不銹鋼平板(ban)過(guo)濾器(qi)無此(ci)隱(yin)患。

5.經濟(ji)性(xing)與(yu)長(chang)期成本(ben)

初(chu)期(qi)投(tou)入時(shi)，真空抽濾裝(zhuang)置(zhi)由(you)於(yu)普遍(bian)采用(yong)玻璃(li)、塑料材質(zhi)，成(cheng)本(ben)較低，而(er)平板(ban)過(guo)濾器(qi)因含(han)不銹鋼主體和專用(yong)泵(beng)，起(qi)步價壹般會(hui)高(gao)於(yu)真空抽濾裝(zhuang)置(zhi)。

但(dan)在(zai)長(chang)周(zhou)期使(shi)用時(shi)，玻璃(li)組(zu)件(jian)更換頻繁，存在(zai)壹定(ding)的破損(sun)率(lv)，砂芯基(ji)座堵塞後難修(xiu)復。平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)壽命(ming)更長(chang)，僅需定期更換密(mi)封(feng)圈(quan)。        

        如(ru)上所述(shu)，實(shi)驗(yan)室平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)憑借其材質(zhi)和操(cao)作便(bian)利上的優勢(shi)，已(yi)在多(duo)個(ge)關(guan)鍵領域(yu)發(fa)揮核心(xin)作用(yong)。

●生物醫(yi)藥領(ling)域(yu)

細(xi)胞(bao)培養與(yu)生物制(zhi)劑(ji)：為保(bao)障細(xi)胞(bao)培養基(ji)的絕對無菌(jun)，需使(shi)用0.22μm孔(kong)徑濾膜進(jin)行(xing)除(chu)菌過(guo)濾。200mm平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)配合(he)蠕動泵(beng)，可(ke)在(zai)30分鐘內完成(cheng)50L培(pei)養基(ji)的過濾（傳(chuan)統真空抽濾需4小時(shi)）。同樣應(ying)用於(yu)眼(yan)藥水、疫(yi)苗(miao)的終端(duan)除(chu)菌，符(fu)合(he)FDA GMP規(gui)範(fan)。

血清與(yu)蛋白(bai)溶(rong)液：高(gao)蛋(dan)白(bai)含(han)量(liang)的血清易(yi)在過濾時(shi)形成膠(jiao)體堵塞膜孔(kong)。平板(ban)過(guo)濾器(qi)通(tong)過可(ke)調(tiao)節壓(ya)力（0.2-0.4MPa）和150mm大(da)膜面(mian)積，將過(guo)濾效(xiao)率(lv)提(ti)升3倍。

●食品(pin)與(yu)環境(jing)分析

微生物檢測(ce)：在(zai)ISO 9308-1水質(zhi)大(da)腸桿(gan)菌檢測(ce)中，需將大(da)量水樣（如(ru)1000mL）通(tong)過0.45μm濾膜富(fu)集(ji)微生物。德(de)睿(rui)DERI的300mm平板(ban)過(guo)濾器(qi)配合(he)真空泵，可(ke)壹(yi)次(ci)性(xing)處(chu)理6個(ge)平(ping)行(xing)樣品(pin)，大(da)幅提(ti)升檢測(ce)效(xiao)率(lv)。

食品(pin)成(cheng)分分析：食用(yong)油(you)中懸浮雜(za)質(zhi)檢測(ce)需正己烷溶(rong)劑預稀釋(shi)，316L不銹鋼材質(zhi)的平板(ban)過(guo)濾器(qi)可耐(nai)受(shou)溶(rong)劑腐蝕(shi)，配合(he)聚(ju)四(si)氟乙(yi)烯（PTFE）濾膜實(shi)現精(jing)準分離。

●科研與(yu)工業(ye)特殊(shu)場(chang)景

光刻膠(jiao)凈(jing)化：半(ban)導體光刻膠(jiao)含(han)0.1μm級顆(ke)粒(li)需去(qu)除(chu)，否則導致晶圓瑕(xia)疵(ci)。平(ping)板(ban)過(guo)濾器(qi)搭配(pei)聚(ju)碸(feng)超濾膜，達(da)到(dao)芯片級潔凈(jing)標準。