연속 사용 응용 분야에서 필터 수명을 극대화하는 4가지 선택 전략

지난 FOCUS ON 정밀여과 Part 1에서는 필터 수명 예측과 관련된 고려 사항과 실험을 통한 총 처리량 추정 방법을 다루었습니다.

이번 두 번째 기사에서는 연속 사용 응용 분야에서 필터의 수명을 최대화할 수 있는 네 가지 선택 전략을 소개합니다.

주요 기준은 화학적 호환성, 온도, 단백질 결합 특성, 기공 크기입니다.

1. 화학적 호환성

응용 분야의 화학적 성질과 호환되는 필터 선택이 성공의 핵심입니다.

호환성이 떨어지는 필터는 파울링(막힘)이 발생하기 전에도 품질 저하로 정상적인 작동이 어렵습니다.

선택한 필터는 화학적 호환성뿐만 아니라 작동 조건과의 물리적 호환성도 확보해야 합니다.

• PTFE, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) → 가혹한 용매 사용 시 최고의 저항성

• 나일론, 폴리프로필렌, PVDF → 내화학성이 우수하고 덜 엄격한 용도에 경제적

• PES 멤브레인 → 극한 pH 및 일부 산화제에 뛰어난 저항성

또한 살균 및 세척 과정에서 사용하는 유체와의 호환성도 고려해야 합니다.

세척액은 최소한 동일한 기공 크기로 여과되어야 하며, 그렇지 않으면 세척액의 입자가 필터 수명을 단축시킬 수 있습니다.

2. 온도 내성

작동 온도가 높은 환경에서는 화학적 호환성과 차압 저항성이 떨어질 수 있습니다.

따라서 반드시 필터 권장 최대 서비스 온도를 확인해야 합니다.

고온 환경에 적합한 소재는 다음과 같습니다.

• 순수 PTFE

• 은, 유리 섬유, 산화알루미늄, 석영 필터

이들은 모두 고온 저항성이 우수합니다.

3. 단백질 결합 특성

생명 과학 분야의 여과에서는 유체에 단백질이 많이 포함될 수 있습니다.

예: 조직 배양 배지, 혈청, 용해물, 발효 추출물

이 경우 단백질 결합 특성이 낮은 필터를 선택해야 수명을 늘릴 수 있습니다.

• 적합: PES, CA(셀룰로오스 아세테이트)

• 비추천: MCE(혼합 셀룰로오스 에스테르), 나일론 → 단백질 흡착이 잘 되어 막힘 발생이 빠름

4. 기공 크기 선택

필터 수명을 최대화하려면 필요한 여과 수준을 만족하는 가장 큰 기공 크기를 선택하는 것이 원칙입니다.

• 기공 크기가 작을수록 → 입자 적재 용량 감소

• 흔한 오해: “기공이 작을수록 더 좋은 여과 품질”

• 실제: 불필요하게 작은 기공 크기는 수명 단축과 비용 증가를 초래

특히 1μm 이상의 기공 크기가 필요한 경우에는 멤브레인보다 **유리 섬유 필터, 폴리프로필렌 섬유 필터(부직포 미디어)**가 더 효과적입니다.

이들은 먼지 보유 능력이 뛰어나 장시간 안정적인 여과가 가능합니다.

결론

연속 사용 응용 분야에서 필터 수명을 극대화하기 위해 고려해야 할 네 가지 기준은 다음과 같습니다.

1. 화학적 호환성

2. 온도 내성

3. 단백질 결합 특성

4. 기공 크기 선택

이 전략에 따라 올바른 필터를 선택하면 총 처리량을 높이고, 장기적으로 여과 비용까지 절감할 수 있습니다.

다음 Part 3에서는 필터 수명 연장을 위한 또 다른 핵심 전략인 프리필터 사용에 대해 다루겠습니다.