支持層上の膜の使用

濾過中の非常に微細な粒子の極めて高効率除去に対する最近の重点は、非常に微細な多孔質表面層の需要をもたらし、この需要は膜の積層によって適切にロバストな基材への積層によって満たされてきた。使用される膜は極めて厚い（12~75μm）ので、特別な接着剤または可能な場合には、火炎結合が適切な基材と組み合わせるために使用されることが必須である。不織布材料は、特にPTFE膜の支持については、基質として非常に適していることが証明されている。意図された用途に応じて、基板は軽量スパンボンドポリプロピレンまたはポリエステルの範囲で、厚い針フェルトのような実質的な布地に及ぶ。膜ベースの濾過媒体は、それらを多数の用途に適したものにする独自の特性を提供します。これには、パルス洗浄された産業用アプリケーション（バッグハウス、空中汚染防止およびガスタービン）、呼吸器、消費者および産業用掃除機、医療、バイオ医薬品および攻撃的な化学物質が含まれます。

注意することが重要です膜ろ過技術は膜ファウリングによって大きく制限されました

膜汚れは、膜性能を劣化させることによってより高い運転および維持費をもたらし、そして最終的に膜寿命を短くする。したがって、一般に優れた汚れ保持容量を有する不織状多孔質支持体を使用することは賢明であり、そしてはるかに広い孔径分布を有さない。このような品質、機械の強化。

膜への強度は、汚れの減少でより良い性能を与えます。ポリエステル繊維からなる不織布を有するポリスルホンブレンドナノ多孔質膜上の研究研究（Hegde et al。、2011）において、不織布支持体が濾過プロセス中に膜に機械的強度を提供することとは別に膜ファウリングを最小にすることが観察された。したがって、塩の除去、改善されたフラックス、熱安定性、およびプロトン伝導性の観点から、より良い膜性能を助ける。膜は本質的に表面濾過装置であり、その使用にはほとんどまたは全ての深さ濾過が含まれない。実際には、多くの膜は非対称構造のものであり、そして効果的に2つの層を含む。活性表面層は非常に薄い皮膚であり、その透過性は極めて重要である。より低いより厚い層はより開いた構造のものであり、その役割は活性層のための機械的支持体として機能することである。最も人気のある膜の1つはPTFEです。 PTFE（天然疎水性）膜の利点は、その優れた化学的および耐熱性およびその非粘着性の性質である。 PTFEとは別に、別の最も広く使用されているアクリルコポリマー膜は本質的に親水性であり、そして低い抽出性を提供する。不織ポリエステル布を有する積層体は、半導体水、医薬品、食品および飲料に使用されている。

最も一般的なePTFEメンブレンの他に、UPE膜はまた不活性で、厳しい産業環境と互換性があると報告されています。これらの膜の固有の構造的性質は、柔軟な複合材料、強化されたプリーツ加工および新しい高性能フィルタ設計を可能にする。クリーンルーム、HEPA、ULPAフィルタで使用されている間、それらは絶対的な保護を提供します。それらはクリーンルームの一生のために設置されるように設計されています。プレフィルタは、空気流中の大部分の粒子を捕捉し、膜フィルターの負荷を減らすために使用されます。高アルファメンブレンフィルタは圧力降下を低下させ、クリーンルームの操作中のエネルギー消費量の大幅な節約をもたらします。フィルタの典型的な5年間の使用可能な生活の上に、結果として生じる節約は、メンブレンフィルターの追加コストを簡単に上回ります（GalkaとSaxena、2009）。

ほとんどの場合、メンブレンフィルタは、クリーンルーム用途に使用されながら、10~20 cm / sの面速度で動作します。 EPTFEおよびUPE膜を有する複合材料は、これらのより高い空速で高効率を提供し、低圧降下は消費電力を低減した高気流速度を可能にする。低圧降下、ULPA効率および疎水性膜特性は、外科用および病院の気道管理に不可欠であり、患者と機器の両方を保護します。同じ特性は、オストミーバッグなどのアプリケーションを通気するのに理想的です。膜はまた、典型的には炭素含浸不織布に積層され得る。合わせたフィルタは、圧力緩和を提供し、フィルタを通る液体の流れに対する絶対的な障壁を両方向に与えるために提供する。特定の要件に応じて、膜を処理してその疎油性を高めることができる。バイオ医薬品製造において、ePTFEおよびUPEフィルターは、発酵および細胞培養中に生成されたガスを排出するために使用され得る。これらの通気フィルターは、微生物、エアロゾル、およびフィルターが濡れている場合には微生物に対する絶対的な障壁を必要とする。 UPE膜のガンマ安定性特性は、医療およびバイオ医薬品分野（GalkaとSaxena、2009）における単一用途において大きな利益をもたらす。

工業用ガス濾過では、従来の布地よりも高い効率がフィルタ膜によって提供されます。拡張PTFE膜を図8に示す。8.7。細孔の大きさは、直径2.5μm未満の粒子を捕捉しながら、依然として空気が通過することを可能にし、それによって特に従来のフィルタよりも小さい粒子のためのフィルタリングにより効果的であることを証明する（図8.8）。この膜は、ニードルパンチフェルト、スパンボンドまたはスパンレース不織布に取り付けられています。ホモポリマーアクリル、トルコン、ノメックス、静電性導電性ポリエステル、ポリエステルおよびポリプロピレンを含む異なる繊維ポリマーを使用して、PTFE糸/ガラス糸の織物を織布として製造することができる。化学的に不活性なPTFE膜は、最大260℃の高温に耐えることができる。基材を選択するときは、濾過動作温度と化学環境を考慮に入れなければならない。高効率および例外的な流れ能力は、PTFE膜内の独立した微細構造によって提供されます（Martin、1999; Griffin、2003; Menardi Filters、2013; Mueller Sales、2013年; Simatek A / S、2013a）。プレーンスパンボンド媒体と比較して、99.999％のわずかに高い濾過効率（ラミネートなしの99.9975％の効率）を、スパンボンドポリエステル媒体へのPTFE膜の積層によって与えた。この結果は、わずかに高い圧力降下で動作しながら得られた。そのようなスパンボンド媒体は、多くの用途（Martin、1999）を換気するバッグハウスに採用されてきた。

工業用ガス濾過プロセスでは、膜フィルターもケーキの除去に役立ちます。これに関して、ケーキ接着力は、濾材からのケーキの除去の有効性を決定する。濾過プロセス中に濾過ケーキが形成されると、その結果、圧力降下が増加するにつれて、フィルタを通る空気流に対する抵抗が増加する。圧力降下が比較的高いと考えられると、ケーキは洗浄プロセスによって除去されなければならず、その結果、コストを削減する。したがって、ケーキ除去プロセスの改善は、実質的な経済的利益、ならびに濾過プロセスのより大きな改善への重要な寄与を表すことができる。

しかしながら、一次ケーキも濾過に参加して布地を保護するので、ケーキの完全な除去は望ましくない。特に、安定した一次ケーキ形成が粒状の性質のために困難である糖粒子において問題が生じる。

メンブレンフィルターは、以下のものを含む多くの利点を提供することがあります。

•メンテナンスコストの削減

•プラント利用の増加

•フィルター寿命の増加

•環境コンプライアンスを満たして超過する。

•粒子状物質とダウン時間を短縮した。

•エネルギーコストの削減

•清掃サイクルの削減

•スループットの向上