필터 멤브레인에 대한 공극크기를 필터 생산업체에 따라서 0.2um 또는 0.22um로 필터, 브로셔, 카탈로그 및 기술자료에 명기를 하고 있습니다. 이에 따라서 사용하는 고객들에게 많은 혼란을 주고 있습니다. 0.2um와 0.22um 공극크기의 표기의 차이를 알기 위하여 멤브레인의 구조,공극크기의 결정 방법과 역사에 대해서 설명을 하겠습니다. 멤브레인의 기공의 구조는 우리가 상상하는 것처럼 일정한 공극크기의 구멍들이 멤브레인에 있을 것이라고 생각하는데 트랙애칭 테크놀로지로 생산하는 Polycarbonate와 Polyester을 제외하고는 PES,Nylon,PVDF 및 PTFE 멤브레인은 기공의 불규칙하게 멤브레인 표면 및 내부에 분포되어 있습니다. 허나 멤브레인표면 및 내부에서 흡착 및 Size exclusion 방법으로 입자를 제거하기 때문에 불규칙한 기공으로 인해서 입자들이 빠져나가지 않습니다.
멤브레인 표면 및 내부에 불규칙한 기공경로가 분포하고 있지만 이중에서 가장 큰 기공의 사이즈를 확인하기 위해서는 Bubble point 테스트를 진행합니다. Bubble point 테스트는 필터를 관련된 용액으로 적시게 되면 멤브레인의 모든 기공에 용액이 차게 되면서 멤브레인과 용액사이에 표면장력이 작용하여 서로 강하게 붙어있게 되는데 기공의 크기가 작으면 작을수로 표면장력이 더 강하게 됩니다. 이와 같이 적셔진 필터에 압력을 가하게 되면 필터 멤브레인내의 가장 큰 기공에서 멤브레인과 용액이 분리되면서 필터의 downstream으로 용액이 밀려나오게 됩니다. 이후에 가장 큰 기공을 통해서 공기가 나오게 되는데 보통 Bubble point test을 진행을 할 때는 필터가 장착된 하우징의 outlet에 실리콘 호스를 끼워서 물이 담긴 수조에 넣기 때문에 큰 기공을 통해서 나오는 공기가 물이 담긴 수조에서는 Bubble로 보이게 됩니다. Bubble Point Test 공식을 수학적으로 계산을 하면 0.2um 또는 0.22um 공극크기에 비례한 Bubble Point 압력값(역으로 압력값에 해당하는 공극크기를 계산할 수 있음)을 계산할 수 있는데 이를 기준값으로 이하로 나오면 0.2um 또는 0.22um 기공크기가 유지된 것이고 이상으로 나오면 유지되지 않는 것으로 확인할 수 있습니다. 따라서 수학적으로 기준압력을 기반으로 0.2um 또는 0.22um을 결정하기 때문에 이는 수학적인 값에 불과 하며 공극크기를 통하여 통과할 수 없는 입자크기 등급을 정하는 의미 정도입니다. 따라서 0.2um 또는 0.22um의 0.02um 차이로 입자 또는 미생물 제거에 차이가 없습니다.
이와 같이 수학적인 공식인 Bubble Point 테스트를 통해서 필터가 제거할 수 있는 입자의 등급을 결정했다면 필터가 완전하게 타겟 미생물을 100% 제거하는지에 대한 테스트는 Bacteria challenge test을 통해서 제균 등급필터 여부를 결정합니다. B.diminuta균이 발견되기 전까지는 0.45um 멤브레인필터로 모든 미생물을 100% 제거할 수 있다고 믿었습니다만 Brevundimonas diminuta의 발견은 여전히 0.45미크론 필터를 대량으로 통과할 수 있는 박테리아가 있음을 보여주었습니다. Brevundimonas diminuta를 발견한 후에 많은 과학자들은 새로운 필터 표준을 만들기 위해 경쟁했으며 필터의 기공 크기는 기존 표준의 약 절반인 0.2 또는 0.22um로 임의로 정의했습니다. Bacteria Challenge Test는 Brevundimonas diminuta 1 x 107cfu/cm2을 필터 멤브레인에 투입하여 0 x 107 cfu/cm2가 나오면 제균등급필터라고 합니다. 즉 제균등급은 직접적으로 Brevundimonas diminuta균을 투입해서 1마리의 미생물도 나오지 않는 경우를 의미합니다.
필터의 입자제거등급은 업체에 따라서 0.2um 또는 0.22um 등급(rating)으로 결정할 수 있습니다. 이는 단지 표기하는 필터등급일 뿐이고 실질적인 성능은 Bacteria Challenge Test를 통해서 결정되고 제균등급필터로 확인되면 표기되는 0.2um 또는 0.22um 등급(rating)의 성능은 동일하다고 보면 됩니다.
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