Мембранная фильтрация воздуха

Мембранная фильтрация воздуха [c.226]

Следует отметить, что вследствие ограничений относительно точности и воспроизводимости, микробиологические методы являются неадекватными для оценки санитарного состояния производства без удовлетворительного плана отбора проб. Объем материала, отобранного для анализа, должен обеспечивать идеальные условия для подсчета выросших колоний микроорганизмов. Идеальным количеством для подсчета обычно считается около 30 колоний на фильтре диаметром 47 мм при мембранной фильтрации и от 30 до 300 - при посеве на чашки Петри диаметром 100 мм. Колонии микроорганизмов должны быть дискретными, и поддаваться подсчету на мембране фильтра или на чашке. При контроле поверхностей общепринятым методом является отбор проб с плошади 100 см или 25 см-. Объем пробы воды для микробиологического анализа обычно составляет 100-250 мл. Объем пробы воздуха зависит от метода испытания. Иногда могут потребоваться относительно малые объемы проб воздуха с целью предотврашения возможного высушивания питательной среды. [c.767]

Мембранные фильтры первоначально были разработаны для фильтрации воды, но их вскоре стали использовать также для фильтрации воздуха (табл. 3.80). Вначале это было сделано для анализа загрязнений воздушной среды, но интенсивное развитие отраслей промышленности с высокими технологиями привело к необходимости осуществлять особо тщательный контроль за производственной атмосферой, поэтому фильтры и мембраны стали широко применять для очистки и анализа промышленного воздуха. [c.226]

Для мембранной микрофильтрации воздуха могут использоваться тс же мембраны, что применяются для фильтрации водных растворов. Но есть и специальные мембраны. В частности, широкое применение находят серебряные мембраны, состоящие из мельчайших частиц серебра, сплавленных вместе с образованием пористой структуры. Никаких связующих агентов не используется. Достоинство серебряных мембран заключается в их высокой термической стойкости, благодаря чему они могут работать при температурах до 400 °С. В этих условиях другие мембраны или фильтры были бы разрушены. Их можно применять и при более низких температурах, при весовом анализе частиц в газовых потоках такого состава, который вызвал бы у обычных фильтрующих материалов большие потери в массе. Однако необходимо заметить, что серебряные мембраны не выдерживают действия на них таких химических агентов, как цианиды и сероводород. [c.228]

Воздух или другой газ, поступающий в ферментер, должен предварительно стерилизоваться. Наиболее простой способ стерилизации заключается в физическом удалении микроорганизмов фильтрацией воздуха через волокнистые фильтры. В большинстве лабораторных ферментеров используются заполненные стеклотканью трубчатые фильтры, но иногда применяют мембранные фильтры. В любом случае фильтры следует регулярно менять, чтобы обеспечить стерильные условия. Поскольку при длительном культивировании микроорганизмов существует опасность загрязнения фильтров, возникает [c.391]

Мембраны применялись первоначально для фильтрации воды в целях анализа содержащихся в ней загрязнений, однако очень скоро их стали применять также и для фильтрации воздуха. В анализе загрязнения воздуха мембранная фильтрация играет очень важную роль. Поэтому в настоящей книге наряду с обсуждением главной ее темы, а именно процессов фильтрации жидкостей, мы рассмотрим также вопросы, связанные с фильтрацией воздуха (см. гл. 14). [c.19]

Размеры частиц, с которыми мы имеем дело при мембранной фильтрации, имеют чрезвычайно широкие пределы (рис. 2.2). Например, размеры некоторых из самых больших микробных клеток более 10 мкм, а таких биологических объектов, как частицы пыльцы, более 100 мкм. Ближе к нижней границе этой шкалы находятся частицы клеточного уровня — отдельные бактерии имеют размер менее 0,3 мкм. Мембраны нередко используются также в вирусологии (см. гл. 12), и тут мы имеем дело с частицами еще меньших размеров — порядка 10 нм. Для удаления частиц из воздуха также применяются мембраны. В загрязненном воздухе находится множество вредных частиц, и даже чистый воздух содержит различные частицы. Фильтрационную очистку воздуха мы рассмотрим в гл. 14. [c.22]

На рис. 6.8 показаны типичные устройства для фильтрации под давлением, а на рис. 6.9 изображены отдельные компоненты фильтродержателя дисковых мембран большого диаметра. Подлежащая фильтрации жидкость, как правило, содержится в сосуде под давлением, снабженном входным и выходным патрубками (рис. 6.10). Давление в сосуде создается либо насосом, либо сжатым воздухом или инертным газом типа азота (последний предпочтительней). Выходной патрубок соединен с приемным сосудом, выходной конец которого подсоединяется к устройству фильтрации воздуха. Последнее устройство необходимо применять в тех случаях, когда важно соблюдать стерильность, поскольку могут происходить либо флуктуация давления, либо сброс давления из системы по завершении процесса фильтрации, а это может явиться причиной кратковременного создания разрежения со стороны выходного патрубка и подсоса воздуха в систему. [c.145]

Хотя мембранные фильтры первоначально были разрабо таны для фильтрации воды, их вскоре стали использовать также для фильтрации воздуха. Вначале это было сделано для анализа загрязнения воздушной среды, но интенсивное развитие отраслей промышленности с высокой технологией привела к необходимости осуществлять особо тщательный контроль за производственной атмосферой, поэтому фильтры и мембраны стали широко применять для очистки промышленного воздуха. Наиболее часто фильтрация воздуха через мембраны применя ется для контроля безопасности служащих (личный контроль) с помощью портативных фильтрующих устройств, имеющихся у каждого сотрудника. Личный контроль дает возможность оце нить риск воздушного загрязнения, с которым встречаются служащие в отдельных отраслях промышленности, и является существенной составной частью любой системы, предназначенной для обнаружения угрозы здоровью рабочего. Личный контроль широко используется в тех отраслях промышленности, где имеют дело с асбестом, хлопком, углем, цементом, песком и гравием. Другое обычное применение фильтрации воздуха — для его стерилизации в лабораторных или в промышленных целях. Если, например, какие-либо стерильные емкости доЛ жны быть заполнены воздухом, воздух предварительно должен быть простерилизован, и при этом фильтрация оказывается наиболее практичным методом. [c.379]

Распределение может быть охарактеризовано размерами частиц, как только что описано, или величиной их массы. Для определенных целей масса частицы оказывается более пригодным параметром, чем ее размер. Так, всегда несколько крупных частиц, которыми можно было бы пренебречь при счете, могут внести большой вклад в общую массу частиц в воздухе. Если же атмосфера содержит большое число очень мелких частиц, то функция распределения их размеров дает завышенное представление об их роли в атмосфере. Что выбрать при окончательном анализе — распределение частиц по массе или по размеру,— будет зависеть от цели исследования. Одни способы улавливания частиц больше основываются на их массах, другие— на их размерах. Процесс мембранной фильтрации в первую очередь определяется размером частиц, но некоторые механизмы их задержки мембранами (основанные главным образом на инерционности частиц) зависят больше от массы частиц, чем от их размера. [c.384]

Гравитационные силы. Сила тяжести действует только на очень крупные частицы, и при фильтрации воздуха ею можно пренебречь. Скорость седиментации частиц, представляющих опасность для здоровья, не оказывает существенного влияния на их захват мембранами до тех пор, пока лобовая скорость не станет меньше чем 5 см/с [2]. [c.388]

Рис. 14.6. Забивание мембраны при фильтрации воздуха. Забивание количественно характеризуется изменением перепада давления через мембрану. При сохранении постоянной скорости воздушного потока разница в величинах давления по обе стороны мембраны служит мерой ее забивания. При забивании пор мембраны, для того чтобы скорость потока воздуха сохранить постоянной, требуется

Недостатков у мембранных фильтров несколько. Тот факт, что все частицы собираются на ровной поверхности, означает, что, до того как произойдет забивание мембраны, может быть собрано лишь ограниченное количество этих частиц. Традиционные мембранные фильтры, как правило, не ведут себя как сита они задерживают частицы, много меньшие чем средний размер их пор, и поэтому их нельзя применять для определения размера частиц. Это было обнаружено еще на раннем этапе использования мембранной фильтрации этот вопрос мы уже рассматривали в разд. 14.3 с точки зрения механизмов фильтрации воздуха. Другой крупный недостаток мембранных фильтров состоит в том, что они намного чувствительнее к экстремальным условиям, таким, как высокие температуры и коррозионная среда, чем большинство волоконных фильтров. Поэтому их нельзя использовать во многих отраслях промышленности, где могут с успехом применяться стекловолоконные и асбестовые фильтры. [c.398]

Эффективность мембран для фильтрации воздуха 399 [c.399]

ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕМБРАН, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ВОЗДУХА [c.399]

Эффективность задержки частиц мембранами, используемыми при фильтрации воздуха, принято характеризовать величиной прохождения через мембрану частиц стандартного аэрозоля. Для испытаний обычно используют аэрозоли, содержащие шарики полистирольного латекса, кристаллы хлористого натрия, дорожную пыль и капельки диоктилфталата (ДОФ). С помощью ДОФ можно получить аэрозоль с каплями одного и того же размера, что позволяет оценить эффективность мембран по отношению к частицам данной величины. Б качестве стандарта для проверки эффективности мембран, используемых для фильтрации воздуха, применяют аэрозоли ДОФ с частицами диаметром 0,3 мкм. Стандартное оборудование для получения аэрозоля ДОФ имеется в про- [c.399]

Для анализа веществ, уловленных на мембранах при фильтрации воздуха, можно использовать разнообразные [c.403]

Цель этой главы состояла в том, чтобы продемонстрировать применение мембранных и глубинных фильтров как для анализа загрязнения воздуха, так и для фильтрации воздуха е целом. Это чрезвычайно сложный вопрос, и мы затронули. его лишь в самых общих чертах. Благодаря большому значению анализа распределения частиц по размерам для исследования загрязнения воздуха, особенно применительно к области профессиональных заболеваний, мембранные фильтры играют огромную роль для контроля и регламентации ряда факторов риска, связанных со здоровьем сотрудников, непосредственно на рабочих местах. [c.412]

Существенно то, что извлечение макрочастиц из воздуха с помощью мембранной фильтрации представляет собой процесс более сложный, нежели извлечение частиц из жидкости. Б случае жидкости извлечение частиц происходит почти полностью путем механической задержки, в то время как из газов частицы извлекаются также при соударениях и диффузии. [c.412]

При определении численности микроорганизмов в воздухе в пробирку с 10 мл стерильной водопроводной воды пропускают определенный объем воздуха. Для этого пробирка с водой закрывается стерильной пробкой с двумя стеклянными трубками. Одна трубка, сообщающаяся с воздухом, опускается в воду до дна пробирки, а другая трубка, соединенная с аспиратором, оканчивается сразу под пробкой. По количеству воды (в л), выпущенной из аспиратора, устанавливают объем воздуха, прошедшего через стерильную воду в пробирке. При прохождении воздуха через воду бактерии остаются в воде. Их численность затем определяют так же, как и в воде, после приготовления соответствующих разведений методом питательных пластин, или последующей фильтрацией через мембранные фильтры, подсчитав число зародышей на чашке или на мембранных фильтрах. Зная объем воздуха, прошедшего через воду, делают потом пересчет численности бактерий на [c.76]

Фильтродержатели, пригодные для мембранной фильтрации газов, изготавливаются рядом фирм, выпускающих мембранные фильтры. Имеются фильтродержатели как замкнутого типа — для установки в газовых шлейфах , так и открытого типа — для взятия проб на открытом воздухе (рис. 14.11). Для фракционирования частиц по размерам, когда применяют наборы мембран и фильтров, некоторые фирмы-изготовители выпускают комплекты фильтродержателей. Соответствующее лабораторное оборудование для большинства процессов мембранной фильтрации воздуха выпускается фирмами Миллипор , Нуклепор , Сарториус , Шляйхер и Шуль и Гелман . Фильтродержатель должен соответствовать размеру используемой мембраны и должен хорошо уплотнять ее по-краю. Помимо экранирующей сетки, располагающейся над мембраной и необходимой для выравнивания ее поверхности, под мембрану желательно поместить диск из тонкой целлюлозной бумаги. Тогда не будет сомнений в том, что всю поверхность мембраны омывает равномерный поток газа. Равномерное прохождение газа через мембрану особенно важно при последующем микроскопическом ее исследовании (см. гл. 8), поскольку в этом случае, как правило, анализируют лишь незначительную часть поверхности мембраны. [c.393]

При оценке окружающего воздуха посредством мембранной фильтрации образцы собирают на поверхность фильтра, который исследуют путем микроскопии или помещают на питательную среду для получения изолированных колоний. Этот метод сопровождается повыщенной по сравнению с методами импакции на поверхность агара гибелью клеток при осаждении на поверхность фильтра [8,20,23]. [c.772]

Воздух рабочей зоны. Определение количественной концентрации воздухопереносимых неорганических волокон фазовой концентрастной оптической микроскопией. Метод мембранной фильтрации [c.541]

Как видно из приведенного рисунка, эффективность улавливания оказывается наибольшей для очень мелких и очень крупных частиц и наименьшей для частиц размером 0,05-0,10 мкм. Представленная зависимость заставляет критически подходить к данным фракхщонного анализа размеров аэрозольньгх частиц по результатам мембранной фильтрации даже через хорошо откалиброванные мембраны, такие как Нуклеопоры . Важным параметром, влияющим на эффективность, является лобовая скорость воздушного потока, т.е. скорость его движения в направлении, перпендикулярном поверхности мембраны. Наибольшая эффективность, улавливания достигается при малых лобовых скоростях на уровне 1 см с и меньше. В действительности эффективность улавливания сложным образом зависит как от лобовой скорости, так и от размера пор, и существует оптимальная лобовая скорость для сепарации различных частиц по размерам. Таким образом, хотя фракционирование по размерам может быть осуществлено с помощью набора мембран Нуклеопор , действующих совместно как одно устройство, причем воздух проходит последовательно от одной мембраны к другой, использо- [c.228]

Борьба с микробами-контаминанталш в биотехнологических производствах Защита биотехнологических процессов от микробов-контаминантов эффективно осуществляется с помощью различных фильтров В последнее десятилетие широкое распространение приобрела мембранная фильтрация в целях получения стерильных воздуха и различных жидкостей (разновидность холодной стерилизации) Более того, мембраны нашли применение в рДНК-биотехнологиии, в дисперсионном и других анализах биомолекул. Многие термолабильные вещества стерилизуют такими же способами Следовательно, мембранная фильтрация может рассматриваться как самостоятельный (лабораторный или промышленный) процесс [c.253]

В настоящей главе будут изложены некоторые основные принципы выбора мембранных установок для их практического применения. Здесь будет идти речь лишь о жидкостной фильтрации фильтрацию воздуха мы обсудим в гл. 14. Любое применение мембранных установок является сугубо индивидуальным, и в последующих главах мы рассмотрим более подробно конкретные области применения мембран. Здесь же мы обсудим общий подход к проектированию мембранных установок с использованием мебранных фильтров. [c.128]

Взятие проб воздуха и их анализ представляют весьма обширную и технически высоко развитую область [2], поэтому в настоящей главе мы можем дать о ней лишь общее представление. Мы рассмотрим здесь главным образом механизмы извлечения мембранами частиц из воздуха и устройства для отбора проб воздуха, которые могут использоваться для аналитических целей, а также обсудим кратко методы контроля воздуха в промышленности. Хотя для фильтрации воздуха мембраны используются во многих случаях, для этой цели годятся и фильтры из таких материалов, как стекловолокно, бумага и синтетические волокна. Поэтому при необходимости мы будем расс1 атривать также некоторые из этих материалов. [c.380]

Существует несколько механизмов извлечения мембраной частиц прямой перехват (эффект касания), инерционное улавливание, диффузия, электростатическое притяжение и гравитационное осаждение (седиментация). Были проведены обширные исследования по удалению частиц из воздуха с помощью мембранных фильтров особенно подробно исследовалось фракционирование по размерам на мембранах Нуклепор. Полный обзор этих работ выполнил Хейдам [97]. Количественные расчеты и теория указанных механизмов имеются лишь для мембран Нуклепор благодаря строгой геометрии их пор, но качественное рассмотрение можно провести также и в случае удаления частиц другими мембранами, применяемыми для фильтрации воздуха. [c.386]

Для фильтрации воздуха с применением мембранных фильтров выпускается различное оборудование. Для выполнения аналитической работы (например, для анализа загрязнения воз-дущной среды) пригодны достаточно простые системы. На рис. 14.8 изображены основные компоненты такой системы они включают в себя воздуходувное устройство (например, вакуумный насос), средства, регулирующие скорость потока воздуха (например, вентиль или ограничительный жиклер), расходомер (для замера объема отфильтрованного воздуха), фильтродержатель с вложенным мембранным фильтром и пробоотборник. Необходимо, чтобы компоненты системы были расположены в последовательности, указанной на рис. 14.8, причем пробоот- [c.391]

Подробное рассмотрение фильтрующих материалов, пригодных для изучения загрязнения воздушной среды, приведено в рекомендациях американской ассоциации здравоохранения [2]. Фильтрующие материалы можно разделить на три основные группы волоконные фильтры, традиционные мембраны сетчатого типа и мембраны Нуклепор. Дольше всех и наиболее широко используются волоконные фильтры. В сущности для создания фильтра можно использовать любое волокно, изготовив из него плетеную ткань того или иного рода. Для изготовления волоконных фильтров, предназначенных для фильтрации воздуха, в отличие от тех, которые применяют при фильтрации воды, можно использовать значительно больше различных материалов, поскольку силы, участвующие в извлечении частиц, различаются для этих двух сред (см. разд. 14.3). Волоконные фильтры допускают существенно более высокие скорости потока, чем мембранные, но во многих случаях обладают намного меньшей эффективностью задержки и непригодны для микроскопического анализа. [c.397]

Некоторыми важными достоинствами с целью фильтрации воздуха обладают мембраны Нуклепор. Такие мембраны ведут себя по существу как сита, и поэтому их можно применять для анализа размера частиц [97, 211]. Они исключительно тонкие, намного тоньше, чем обычные мембранные фильтры, вследствие чего они имеют небольшую массу, а это играет важную роль при гравиметрическом анализе, и имеют невысокое сопротивление газовому потоку, измеряемое перепадом давления по обе стороны мембраны. Они почти прозрачны, даже без иммерсион- [c.398]

НОГО масла, так что в некоторых случаях можно применить прямую микроскопию. Кроме того, благодаря своей прозрачности они могут использоваться в разнообразных спектроскопических измерениях непосредственно в проходящем свете. Из-за большей устойчивости к растворителям поликарбонатной матрицы мембран Нуклепор по сравнению с эфирами целлюлозы, на основе которых изготавливаются традиционные мембраны, первые лучше подходят для некоторых анализов при фильтрации воздуха. Поскольку эти мембраны имеют гладкую поверхность, они лучше всего подходят для сканирующей электронной микроскопии. [c.399]

Установки мембранной очистки (УМО) работают на предприятиях Росугля в ряде областей РФ. Их действие предполагает тангенциальную фильтрацию маслоотходов через керамические мембраны. Последние обладают рядом преимуществ перед другими фильтрационными материалами, в частности возможностью использования при повышенных температурах, стойкостью в химически и биологически агрессивных средах, однородностью структуры, значительной механической прочностью, большим (3-5 лет) сроком службы. Регенерация керамических мембран осуществляется простой продувкой воздухом. Они же дают возможность стерилизовать установку паром, горячей водой, щелочами и кислотами. Модульность конструкции позволяет наращивать производительность УМО простым увеличением числа аппаратов. [c.248]

Существует несколько механизмов извлечения частиц мембраной прямой перехват (эффект касания), инерционное улавливание, диффузия, электростатическое притяжение и гравитационное осаждение (седиментация). При этом механизм прямого перехвата, oпpeдeJ яющий удерживание частиц, размеры которых превышают размеры пор, дополняется удерживанием по другим механизмам. Об относительном вкладе различных механизмов удерживания можно судить по экспериментально полученной зависимости эффективности удерживания частиц аэрозолей из воздуха при его фильтрации через мембрану Нуклеопор (рис. 3.20). Эффективность выражается как отношение числа уловленных мембраной частиц к количеству частиц, находившихся в исходной пробе воздуха. [c.228]