필터가 "완전하다(완전성)"은 필터의 공극크기 보다 큰 입자 및 미생물이 멤브레인의 공극을 통해서 통과하지 않은 것을 의미하며 반대로 필터가 "완전하지 않다(비 완전성)"는 필터가 잘못 생산되거나 손상을 입어서 필터의 공극크기 보다 큰 입자 및 미생물이 멤브레인의 공극을 통해서 통과하는 것을 의미합니다.
질량 확산도는 물질이 다른 물질을 통해 얼마나 빨리 확산되는지를 측정한 것입니다. 물 속 공기의 질량 확산도는 온도와 압력에 따라 달라집니다. 확산도가 높을수록 확산 과정이 더 빠르게 발생합니다.물 속 공기의 질량 확산도는 25°C, 대기압 2에서 약 2.2 x 10^-5m^2/s입니다. 이는 공기 분자가 0.022mm/s 2의 속도로 물을 통해 확산된다는 것을 의미합니다.
Air Flow Diffusion Test는 Forward Flow Test라고도 하며 멤브레인의 모든 기공에 용액을 채운 후에 일정한 공기압을 멤브레인에 적용하면 멤브레인의 기공 속에 있는 용액에 공기가 녹아들어 가기 시작합니다. 차압이 높으면 높을수록 많을 공기압으로 공기가 용액에 보다 많이 확산이 되고 공극들이 많으며 많은 수록 공기확산이 더 많이 일어납니다. 멤브레인의 면적이 넓으면 보다 높은 기공률(기공 분포도)이 있기 때문에 공기확산이 더 일어납니다. 반대로 공극의 길이가 길면 다른 표현으로 멤브레인 두께가 두꺼우면 두꺼울수록 공기확산이 천천히 일어납니다.
• 완전히 젖은 멤브레인 필터의 기공에 액체가 용해됩니다.
• 압력 차이(예: 확산 테스트 압력)는 필터 전체에 걸쳐 다른 공기 농도를 제공합니다.
• 공기는 필터 기공에 용해된 액체를 통해 흐릅니다.
• 공기의 유량(l/min)을 측정하여 Air Flow Diffusion Test 사양과 비교합니다.
• 기공의 액체에 충분한 확산이 일어나면 더 이상 액체에 확산이 일어나지 못하는 공기는 멤브레인의 하단부로 흘러나오며 압력을 좀 더 높이면 가장 큰 기공 속에 물이 멤브레인 하단부로 튀어나오는 Bubble Point(기포점)이 발생합니다.
• Diffusion 후에는 Bubble Point가 발생하기 때문에 한 쌍과 같습니다.
• Diffusion은 Forward Flow라고 부르기도 합니다.
• 기포점(Bubble Point) 테스트는 비대칭 멤브레인의 공극과 면적이 넓은 면적에서는 일정성이 없이 증가하기 때문입니다.
• Air Flow Diffusion Test는 기포점(Bubble Point) 테스트와 병행하여 테스트를 합니다.
• 습윤(Wetting)은 필터를 적시는 것을 의미하는데 충분히 적시지 못하면 공극에 충분한 물이 채워지지 않기 때문에 확산 속도의 차이가 날 수 있습니다.
• 습윤액(Wetting Fluid)은 확산에 영향을 주는데 유기용매의 경우에는 높은 확산속도를 가집니다.
• 가스(Gas)의 종류는 확산에 영향을 줍니다. CO2는 O2 또는 N2에 비해 높은 가스 흐름(Gas Flow)을 가집니다.
• 온도(Temeperature)의 차이는 확산에 영향을 줍니다. 60도에서 25도에 비해서 80%의 높은 확산이 일어납니다.
• 공극구조(Pore Structure)는 확산에 영향을 줍니다. 멤브레인의 종류에는 비대칭(Asymmetric) 멤브레인과 대칭(Symmetric) 멤브레인이 있는데 비대칭막의 경우에는 아래로 내려갈수록 기공폭이 좁아져 액체증이 얇아지고 확산이 비선형적으로 증가합니다.
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