Graphical Illustration of Gas Filtration Principle

在生物制药行业中，过滤器主要被用于去除过滤介质中的杂质或实现除菌功能，从而确保工艺生产的安全顺利进行。根据过滤介质的不同，过滤器分为气体过滤与液体过滤。上节艾里奥斯《“芯”中有数》系列课堂，我们探讨了液体过滤的工作原理，今天我们将深入剖析气体过滤器的截留机理。

气体过滤器是如何工作的？

气体过滤器的截留机理相比液体过滤器更为复杂，可分为：

1.尺寸排除，去除大颗粒

2.其他机理，去除小颗粒

尺寸排除容易理解，那我们重点来说说如何去除小颗粒。通常可分为扩散拦截、惯性碰撞、重力沉降和静电吸引。

• 扩散拦截

因为布朗运动而导致的颗粒无规则运动，增加了颗粒物与过滤膜的接触，从而增加了颗粒被拦截的可能性。而且通常颗粒越小布朗运动越剧烈，截留效率更高。

• 惯性碰撞

过滤膜内部结构不规则，当气体通过滤膜时，颗粒物的惯性会使其与滤膜发生碰撞，从而增加被拦截的可能性。当颗粒物越大惯性作用越明显，截留效率更高。对于除菌级气体过滤器，因为滤膜孔径够小，大部分大颗粒物都会因为尺寸排除被截留，因此惯性碰撞的作用不明显，但对于孔径较大的预过滤器，惯性碰撞会起到相当大的作用。

• 重力沉降

该机理的作用效果与惯性碰撞类似，对于大颗粒作用较为明显。

• 静电吸引

根据颗粒物和滤膜材质的特性，分子间作用力可能会截留靠近或接触滤膜的颗粒物。通常在有压力脉冲的情况下，这些颗粒物依然会被拦截住，因为分子间作用力产生的结合力比气流带来的拖拽力要强好几倍。该机理的效率依赖于两个因素，气体湿度和速度。气体越干燥带电量越大，而气流速度需要保证颗粒物与滤膜有足够长的接触时间。

这里要引入一个新的概念MPPS，Most Penetrating Particle Size最易穿透粒子尺寸，顾名思义，就是在所有上述机理的相互作用下最有可能无法被截留住的颗粒大小。而净效率则可通过MPPS与空气速率的函数转变来得到。

一张图总结

Alioth 空气过滤器-Alipore® TAHF 除菌级过滤器

艾里奥斯Alipore® TAHF 系列由具有疏水性和化学惰性的PTFE（聚四氟乙烯）滤膜组成，该产品通过严格的液体细菌截留验证，可高效截留润湿或潮湿气体中的微生物或颗粒。高强度、耐受多次在线蒸汽灭菌。适用于制药应用中对质量要求严格的气体除菌过滤及有机溶剂的过滤。

TAHF除菌级筒式滤芯：5、10、20、30英寸规格

TAHF Alicap® L型囊式除菌级过滤器：0.5、1、2、4英寸规格（耐高温）

典型应用：N2、O2、CO2及压缩空气等除菌过滤；发酵罐、储液罐等呼吸器；有机溶剂的除菌过滤