过滤机

工业过滤原理和戴口罩的科学

发布时间:2023/6/8 22:13:28   
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无论日常生活还是工业生产中,过滤过程随处可见。农家做豆花,为使做出的豆花可口,石磨推出來的或豆浆机所打出的豆浆,都必须先以滤布或滤网过滤。而工业生产中,很多医药、化工、纺织产品的生产都离不开过滤过程。过滤並不牽涉化学变化,它只是一种物理过程。

以工业粘胶长丝的生产为例,为了使通过黃化和溶解等工序制得的纤维素黃酸酯纺丝液具有可纺性,在纺液通过纺机成形为固体絲条之前,必须加以三道过滤,即粗滤、精滤和精细滤,最后还加上喷絲头处小滤器的把关,把纺絲液中的杂质微粒的尺度控制到5微米以下。如若不然,纺机根本抽不出絲,或者抽絲易断头或者产生毛絲影响产品质量。

无论什么类型的过滤机或过滤器,基本的硬件就是滤材一一滤布、滤网或者膜。

在过滤的时候,希望通过滤材的是不含杂质的流体,希望拦截下來的是杂质粒子。既然希望有想要的东西通过,自然滤材都有孔隙,也不可避免孔隙会被杂质微粒挤占,而且随着过滤过程的进行,滤材进入端的表面会形成一层杂质膜,工业上称之为滤餅。随着滤餅的形成,过滤效果就更好了,我们想要获得的流体变得更加纯净。所以工业过滤原理其实主要就是滤餅过滤。

但是隨着滤材孔隙的堵塞和滤餅的增厚,过滤的阻力愈來愈大,虽然所获得的流体愈來愈纯净,而过滤量(即所获得流体的通过量)愈來愈小。这就是说,工业过滤过程中,流体的过滤质量和过滤量成反比。

从工业过滤过程的分析你会获得什么启发呢?

人们戴口罩以防止病毒和细菌从口和鼻进入人体,

减少病患。

科普知识告诉我们,无数的细菌和病毒就像微尘一样,充斥在人们生活的空间。正常人体中与人共存的病毒就有18至30种,且虽存在但大多未到致病程度,为人体免疫力所制。

细菌和病毒的尺度,用微米來量都太大,而要用纳米來度量。

这就带來一个问题,人们戴的口罩是用纺织材料制成的,以物理学家的眼光看來,口罩自身的孔隙度相对纳米尺度的细菌和病毒,拦截和防御的效果仍然很有限。人们必须呼吸才能生存,制作口罩的材料即滤材不可能采用工业上那样致密的种类繁多的滤材。

这样看來,一个新口罩刚使用的时候,其孔隙还一点没被灰尘、细菌和病毒挤占的时候,其拦截防御能力其实最差。当挤占到一定程度的时候,防御能力反而更强,这是滤餅原理所致。

当口罩已被灰尘和某些细菌占据了孔隙或表面的时候,对另一些想入侵的细菌或病毒具有一定的排他属性。

但是当口罩己堵塞到使人窒息的时候,虽防病毒效果好,为了吸入空气生存下去,人们还必须换戴新口罩。

而且口罩戴的时间长了,某些从口内呼出或从外面入侵的细菌会繁殖,同样对人的健康构成威胁。

结论就是,新口罩不一定预防效果最好,一天换一个口罩未必科学,但一只口罩戴的时间也不能过长,时间因人而异。



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