平板(ban)過濾(lv)系統(tong)的(de)構造(zao)、特(te)點和應(ying)用(yong)

        平板(ban)過濾(lv)系統(tong)是(shi)壹種基於正(zheng)壓過濾(lv)原理(li)的(de)實驗室(shi)固液(ye)分(fen)離(li)設備(bei)，通(tong)過外(wai)部壓(ya)力驅(qu)動液(ye)體穿過濾(lv)膜(mo)實(shi)現(xian)高效(xiao)分(fen)離(li)。其(qi)核(he)心(xin)構造(zao)包(bao)含蠕動泵(beng)、過濾(lv)器(qi)主(zhu)體、濾膜(mo)支撐系(xi)統(tong)、泵(beng)管(guan)、密封(feng)件(jian)等部分。過濾(lv)器(qi)主(zhu)體通(tong)常由(you)上下(xia)兩(liang)部分不(bu)銹(xiu)鋼殼(ke)體(ti)組(zu)成(cheng)，內(nei)部形成密(mi)閉腔(qiang)體(ti)。待(dai)過濾(lv)液體(ti)通(tong)過蠕動泵(beng)輸送(song)，從(cong)頂(ding)部進液(ye)口(kou)註入腔體(ti)後(hou)，在壓力作用(yong)下(xia)，液體被迫通(tong)過腔(qiang)體中(zhong)部(bu)放(fang)置的微孔濾(lv)膜(mo)，顆(ke)粒(li)或(huo)微生(sheng)物被截留在濾膜(mo)表(biao)面(mian)，而澄(cheng)清(qing)的濾液則從(cong)底(di)部出口(kou)流出(chu)。下面(mian)我們以聖(sheng)斯特(te)的PF2150實驗(yan)室(shi)平板(ban)過濾(lv)系統(tong)為(wei)例(li)，來逐壹介(jie)紹(shao)平板(ban)過濾(lv)系統(tong)的(de)各個(ge)組(zu)成(cheng)部分。

●蠕動泵(beng)：通(tong)過旋轉(zhuan)輥(gun)輪擠(ji)壓(ya)彈性(xing)泵(beng)管(guan)，在泵(beng)管(guan)內(nei)形成連(lian)續的(de)正(zheng)壓波(bo)，推(tui)動液(ye)體進入平板(ban)過濾(lv)器(qi)腔(qiang)體。PF2150配(pei)置的蠕動泵(beng)可(ke)以(yi)調(tiao)節(jie)過濾(lv)速(su)度，通(tong)過調(tiao)節(jie)泵(beng)轉(zhuan)速(su)，可(ke)精(jing)準(zhun)控(kong)制腔(qiang)體(ti)內(nei)壓力和濾(lv)速(su)。PF2150配置的蠕動泵(beng)采用(yong)鋁合(he)金泵(beng)頭(tou)，表(biao)面(mian)有防(fang)腐(fu)蝕塗(tu)層，可(ke)以(yi)承(cheng)受0.2Mpa左右的(de)被壓，相(xiang)較(jiao)於塑料(liao)泵(beng)頭(tou)，壽命(ming)長(chang)，過濾(lv)效(xiao)率(lv)也更高。

●泵(beng)管(guan)：壹端(duan)放(fang)入待(dai)過濾(lv)液體(ti)，壹端連(lian)接過濾(lv)器(qi)，中(zhong)間(jian)安(an)裝(zhuang)在蠕動泵(beng)的泵(beng)頭(tou)內(nei)。蠕動泵(beng)管(guan)為(wei)鉑(bo)金硫化(hua)工藝(yi)的矽(gui)膠管(guan)，不(bu)易(yi)析(xi)出影響濾(lv)液。

●過濾(lv)器(qi)主(zhu)體：由上下(xia)兩(liang)部分不(bu)銹(xiu)鋼殼(ke)體(ti)組(zu)成(cheng)，中(zhong)間(jian)為(wei)過濾(lv)膜(mo)和濾(lv)膜(mo)支撐板(ban)。組(zu)裝(zhuang)完成(cheng)後(hou)，內(nei)部形成密(mi)閉腔(qiang)體(ti)，濾(lv)液(ye)通(tong)過蠕動泵(beng)被壓入過濾(lv)器(qi)上腔(qiang)室(shi)，並在壓力作用(yong)下(xia)，通(tong)過濾(lv)膜(mo)，擠(ji)入下腔(qiang)室(shi)。PF2150的(de)過濾(lv)器(qi)采(cai)用304不(bu)銹(xiu)鋼材質制作(zuo)，作(zuo)為(wei)基(ji)礎材質，含18%鉻(ge)和8%鎳，具有良(liang)好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)和機(ji)械強度，適(shi)用(yong)於大多(duo)數水(shui)溶液、弱酸(suan)弱堿及有機(ji)溶(rong)劑(ji)，成本(ben)優(you)勢(shi)顯著(zhu)，占(zhan)市場(chang)主(zhu)流。如需要過濾(lv)含鹽(yan)的(de)液體(ti)，可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)采(cai)用(yong)316L不(bu)銹(xiu)鋼材質的(de)型(xing)號(hao)——PF2142A，添加(jia)了(le)2-3%鉬(mu)元素，顯著(zhu)提升耐(nai)氯離(li)子腐(fu)蝕能力，特(te)別適用(yong)於海水(shui)分析(xi)、含鹽(yan)的(de)濾液(ye)過濾(lv)或(huo)強酸(suan)環境(jing)。

●濾膜(mo)支撐板(ban)：作(zuo)為(wei)過過濾(lv)濾精(jing)度的保障核(he)心(xin)，平板(ban)過濾(lv)器(qi)和其(qi)他過濾(lv)裝(zhuang)置壹樣(yang)，需要使用微孔過濾(lv)膜(mo)來(lai)截(jie)流(liu)濾(lv)液中(zhong)的(de)固體(ti)、顆(ke)粒(li)物、細(xi)菌(jun)微生(sheng)物等，從(cong)而達到過濾(lv)效(xiao)果(guo)。但是(shi)過濾(lv)膜(mo)由(you)於材質的(de)限制，本(ben)身比較脆(cui)弱，所(suo)以(yi)在PF2150的過濾(lv)器(qi)中(zhong)，帶(dai)有壹(yi)塊(kuai)承(cheng)托過濾(lv)膜(mo)的(de)濾(lv)膜(mo)支撐片，其(qi)作(zuo)用(yong)既能(neng)使液體(ti)均(jun)布(bu)通(tong)過，又能確(que)保在過濾(lv)需要的操作(zuo)壓(ya)力下，而不(bu)致(zhi)濾膜(mo)破(po)損(sun)，是(shi)保(bao)障過濾(lv)有效(xiao)性(xing)的重(zhong)要組(zu)件(jian)。

●密(mi)封(feng)圈(quan)：PF2150的過濾(lv)器(qi)采(cai)用雙(shuang)凹槽(cao)設計(ji)，將(jiang)矽(gui)橡膠(jiao)密封(feng)圈(quan)緊(jin)密固定在上下(xia)殼(ke)體(ti)接(jie)合(he)處(chu)。這種設計(ji)能(neng)抵抗0.3MPa的(de)高壓，遠高於傳統(tong)真(zhen)空過濾(lv)的0.1MPa極(ji)限，保障了過濾(lv)器(qi)的(de)密封(feng)效(xiao)果(guo)，過濾(lv)時不(bu)會(hui)漏(lou)液。此外，除(chu)了(le)常規(gui)的(de)矽(gui)膠密(mi)封(feng)圈(quan)外，密(mi)封(feng)圈(quan)材質還(hai)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)過濾(lv)液體(ti)性(xing)質選(xuan)擇(ze)，如(ru)過濾(lv)酸(suan)性(xing)、有機(ji)液(ye)體(ti)，還可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)氟橡膠(jiao)材質的(de)密(mi)封(feng)圈(quan)。

●管(guan)接口(kou)：包(bao)括(kuo)進液(ye)口(kou)、濾液(ye)出口(kou)和排氣(qi)口(kou)。進液(ye)口(kou)采用(yong)軟管(guan)接頭(tou)，便於連(lian)接蠕動泵(beng)；排氣(qi)口(kou)用於過濾(lv)結(jie)束(shu)後(hou)，泄壓來(lai)排出腔體(ti)空(kong)氣(qi)，避(bi)免(mian)瞬(shun)間(jian)沖(chong)入的空(kong)氣(qi)擠(ji)破(po)濾膜(mo)。濾(lv)液(ye)出(chu)口(kou)位(wei)於過濾(lv)器(qi)底(di)部，通(tong)過濾(lv)膜(mo)的(de)濾(lv)液(ye)從(cong)這裏(li)流(liu)出。

        板(ban)過濾(lv)器(qi)和真(zhen)空(kong)抽濾(lv)裝(zhuang)置均(jun)用(yong)於固液(ye)分(fen)離(li)，但兩(liang)者在原理(li)、結(jie)構和適(shi)用(yong)場(chang)景(jing)上存在顯著(zhu)差異(yi)。

1.工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)與(yu)壓力機制

平板(ban)過濾(lv)器(qi)：依(yi)賴(lai)外(wai)部主(zhu)動加(jia)壓(ya)，如(ru)蠕動泵(beng)向密(mi)閉(bi)過濾(lv)器(qi)腔(qiang)體註(zhu)入正(zheng)壓空(kong)氣(qi)，推(tui)動液(ye)體穿過濾(lv)膜(mo)。壓(ya)力可(ke)實(shi)時(shi)調(tiao)節(jie)，突(tu)破(po)大氣(qi)壓限制。更高的壓(ya)力適合(he)於過濾(lv)量大(da)的工況(kuang)。。

真空抽(chou)濾裝(zhuang)置：通(tong)過真(zhen)空泵(beng)抽取(qu)濾(lv)瓶內(nei)空氣(qi)形成負(fu)壓，依(yi)賴(lai)大(da)氣(qi)壓差(cha)（≤0.1MPa）驅(qu)動液(ye)體。壓力上限固定，無(wu)法(fa)根據(ju)需求(qiu)提升(sheng)，處理(li)大(da)量液體時過濾(lv)速(su)度受限。

2.結(jie)構設計(ji)與(yu)材質選(xuan)擇(ze)

平板(ban)過濾(lv)器(qi)：全(quan)不(bu)銹(xiu)鋼結(jie)構（304/316L），耐壓(ya)耐(nai)腐(fu)蝕。組(zu)件(jian)間(jian)通(tong)過卡(ka)扣(kou)或(huo)螺(luo)栓(shuan)緊(jin)固，密(mi)封(feng)圈(quan)雙(shuang)重(zhong)凹槽設計防(fang)泄(xie)漏(lou)。適配(pei)大(da)尺(chi)寸濾膜(mo)（最(zui)-高可(ke)達400mm）。

真空(kong)抽濾裝(zhuang)置：玻璃(li)主(zhu)體（布氏(shi)漏(lou)鬥+抽(chou)濾(lv)瓶(ping)）為(wei)主(zhu)，易(yi)碎(sui)裂。砂芯(xin)濾(lv)膜(mo)基(ji)座易(yi)堵塞難清洗(xi)。分體(ti)式結(jie)構需真(zhen)空泵(beng)、軟管(guan)、濾瓶(ping)等多(duo)組(zu)件(jian)連(lian)接，占(zhan)用空(kong)間(jian)大(da)。

3.過濾(lv)效(xiao)率(lv)與(yu)處理(li)能(neng)力

在相(xiang)同時間(jian)內(nei)，平板(ban)過濾(lv)器(qi)的(de)處理(li)量(liang)遠超(chao)真(zhen)空抽(chou)濾：

高通(tong)量場(chang)景(jing)：200mm平板(ban)過濾(lv)器(qi)在0.3MPa壓力下，水(shui)流量達0.2m³/h（即200L/h）。而真(zhen)空(kong)抽濾即使用大(da)號(hao)砂芯(xin)漏(lou)鬥（如(ru)90mm），因(yin)受(shou)限於0.1MPa壓差(cha)，流(liu)量(liang)僅(jin)20-30L/h29。

4 .操作便捷(jie)性(xing)與(yu)安(an)全性(xing)

操作復(fu)雜(za)度：真空抽(chou)濾需組(zu)裝(zhuang)泵(beng)、管(guan)路、濾(lv)瓶，並監控(kong)液(ye)位(wei)防(fang)倒(dao)吸(xi)。平板(ban)過濾(lv)器(qi)只需連(lian)接泵(beng)管(guan)即可(ke)運(yun)行(xing)，自(zi)動(dong)將(jiang)帶過濾(lv)液體(ti)擠(ji)入過濾(lv)器(qi)內(nei)，全程不(bu)需要人工倒(dao)液(ye)，甚至(zhi)不(bu)需要觀(guan)察，可(ke)讓(rang)其(qi)自(zi)行(xing)工作(zuo)。

安(an)全風(feng)險(xian)：玻(bo)璃(li)真(zhen)空(kong)裝(zhuang)置有破(po)裂風(feng)險(xian)，尤(you)其(qi)在過濾(lv)有機(ji)溶(rong)劑(ji)時。不(bu)銹(xiu)鋼平板(ban)過濾(lv)器(qi)無(wu)此隱患。

5.經(jing)濟性(xing)與(yu)長(chang)期(qi)成(cheng)本(ben)

初(chu)期投入時，真(zhen)空(kong)抽濾(lv)裝(zhuang)置由於普遍(bian)采用玻璃(li)、塑(su)料(liao)材質，成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)，而平板(ban)過濾(lv)器(qi)因(yin)含不(bu)銹(xiu)鋼主(zhu)體和專(zhuan)用(yong)泵(beng)，起(qi)步價壹(yi)般(ban)會(hui)高於真空(kong)抽(chou)濾(lv)裝(zhuang)置。

但在長(chang)周期使用時(shi)，玻(bo)璃(li)組(zu)件(jian)更換(huan)頻繁(fan)，存在壹定的(de)破損(sun)率(lv)，砂芯(xin)基(ji)座堵塞後難修復(fu)。平板(ban)過濾(lv)器(qi)壽(shou)命(ming)更長(chang)，僅(jin)需定期(qi)更換(huan)密(mi)封(feng)圈(quan)。        

        如上所(suo)述(shu)，實(shi)驗室(shi)平板(ban)過濾(lv)器(qi)憑(ping)借(jie)其(qi)材質和操(cao)作(zuo)便利(li)上的(de)優(you)勢(shi)，已(yi)在多(duo)個關(guan)鍵(jian)領域發揮核(he)心(xin)作用(yong)。

●生(sheng)物醫藥領域

細(xi)胞培養與(yu)生(sheng)物制劑(ji)：為(wei)保(bao)障細胞培養基(ji)的(de)絕-對(dui)無(wu)菌(jun)，需使用0.22μm孔(kong)徑(jing)濾膜(mo)進行(xing)除(chu)菌(jun)過濾(lv)。200mm平板(ban)過濾(lv)器(qi)配(pei)合蠕動泵(beng)，可(ke)在30分鐘(zhong)內(nei)完成(cheng)50L培養基(ji)的(de)過濾(lv)（傳統(tong)真(zhen)空抽(chou)濾(lv)需4小時）。同樣(yang)應用(yong)於眼藥水(shui)、疫(yi)苗(miao)的終(zhong)端除(chu)菌(jun)，符合FDA GMP規(gui)範(fan)。

血(xue)清(qing)與(yu)蛋(dan)白(bai)溶液(ye)：高蛋(dan)白(bai)含量(liang)的(de)血(xue)清(qing)易(yi)在過濾(lv)時形成膠(jiao)體堵塞膜(mo)孔(kong)。平板(ban)過濾(lv)器(qi)通(tong)過可(ke)調(tiao)節(jie)壓(ya)力（0.2-0.4MPa）和150mm大(da)膜(mo)面(mian)積(ji)，將(jiang)過濾(lv)效(xiao)率(lv)提升3倍(bei)。

●食(shi)品與(yu)環境(jing)分析(xi)

微生(sheng)物檢測：在ISO 9308-1水(shui)質大(da)腸桿菌(jun)檢測中(zhong)，需將(jiang)大量(liang)水(shui)樣(yang)（如1000mL）通(tong)過0.45μm濾(lv)膜(mo)富(fu)集(ji)微生(sheng)物。德睿(rui)DERI的300mm平板(ban)過濾(lv)器(qi)配(pei)合真(zhen)空泵(beng)，可(ke)壹(yi)次(ci)性(xing)處理(li)6個(ge)平行(xing)樣(yang)品，大幅(fu)提(ti)升檢測效(xiao)率(lv)。

食品成分(fen)分(fen)析(xi)：食用(yong)油中(zhong)懸浮雜(za)質檢測需正(zheng)己烷溶劑預(yu)稀釋(shi)，316L不(bu)銹(xiu)鋼材質的(de)平板(ban)過濾(lv)器(qi)可(ke)耐(nai)受(shou)溶(rong)劑腐(fu)蝕，配合(he)聚四氟乙(yi)烯（PTFE）濾膜(mo)實(shi)現(xian)精(jing)準(zhun)分(fen)離(li)。

●科研與(yu)工業(ye)特(te)殊場(chang)景(jing)

光(guang)刻膠凈化(hua)：半導體光(guang)刻膠含0.1μm級(ji)顆(ke)粒(li)需去(qu)除，否則導致(zhi)晶(jing)圓(yuan)瑕(xia)疵(ci)。平板(ban)過濾(lv)器(qi)搭(da)配聚(ju)碸超(chao)濾(lv)膜(mo)，達到芯片級潔(jie)凈標(biao)準(zhun)。