日本福原在1986年推出業界首款上市的除菌過濾器,在食品、醫療、生物、精密工業、測量、化學、工業機械和工業電氣設備等各個領域都有廣泛應用。未來服務工業 (股) 公司為服務台灣的科研實驗室客戶而總代理 Fukuhara 除菌過濾器,目前主要推進的型號 (FUKUHARA有超過15個型號除菌過濾器) 包括:

- GM500B-M2-4:主要應用安裝空壓機系統出口 (至作業現場入口之間),出入口徑大小為Rc 1/2″ ,處理流量500L/min. @ 7 bar。(請參考上圖)
- ILF100-N20:主要應用安裝於空壓機系統管路末端 (進入作業現場主要設備之前),出入口徑大小為Rc 1/4″ ,處理流量100L/min. @ 7 bar,是屬於In Line Filter的種類。(請參考下圖右;下圖左為實驗流程中會直接或間接接觸需要確保無菌的器具或實驗主體時的除菌氣槍)

FUKUHARA除菌過濾器特點
一、除菌效率LRV ≧ 8 (JIS K 3835)
「LRV≧8」的意思是,即使向一次側 (入口) 釋放1億 ( 108 ) 個微生物,二次側 (出口) 檢出微生物數量只有最多1個或0個。表1和表2是壓縮空氣中細菌含量調查結果的範例,結果顯示,在壓縮空氣中檢測到了普通細菌、黴菌和酵母菌。然而,由於大腸桿菌在空氣中幾乎不存在,因此調查結果為陰性。由此可見,細菌數量會根據空氣壓縮機的安裝環境條件而改變。
根據 ASTM F838-05 標準,無菌級過濾器(sterilizing-grade filter)需在標準挑戰測試中,對 Brevundimonas diminuta(粒徑約 0.3 微米)實現至少 LRV = 7(10^7 CFU/cm² 的去除率)。LRV > 8 表示 Fukuhara 除菌過濾器的微生物攔阻能力高於標準無菌級要求,顯示其高效性能。
FUKUHARA除菌過濾器濾芯採用長期自主研發的聚丙烯(PP),是一種密度低、耐熱性佳、化學穩定性高的熱塑性塑膠,常應用於醫療、食品包裝及過濾材料中。PP材質的除菌薄膜通常會經過特殊加工(如熔噴或電紡技術),形成微孔結構,用以攔阻微生物或微粒。一般PP除菌薄膜(如用於醫療滅菌包材或口罩)通常能有效攔阻0.3至0.5微米以上的微生物(如細菌)。
對於更小的病毒(如0.02至0.3微米),其攔阻效率取決於薄膜的孔徑分佈、靜電吸附能力或多層結構設計 (FUKUHARA濾芯過濾能力0.2微米)。PP薄膜經過奈米級加工(如電紡技術),理論上可攔阻或擄獲低至0.1微米甚至更小的粒徑,但這需要具體產品的規格說明來確認。
表1 抽測空氣壓縮機出口含菌量

表2 空氣壓縮機冷凝水排放口含菌量

二、抗菌活性值2.1~5.2
主體內部採用抗菌處理;M系列濾芯外部也採用抗菌處理。
抗菌活性值:2.1~5.2 ( JIS將抗菌活性值設為2.0以上即為具有抗菌效果)。
三、專利減少汙染設計(G系列)
日本福原Fukuhara過濾器專利設計

日本福原Fukuhara過濾器壓縮空氣 (或氮氣) 流道設計由一次側入口進入之後先經過過濾器濾芯內側,然後經過結構與PP材質濾材之後,將異物或微生物攔阻在濾芯內側,避免異物與微生物沾附於過濾器外殼或排水器,排放於環境之中或者在更換的時候造成汙染,能夠有效降低汙染與微生物洩漏。(請參考下圖一般過濾器設計)

四、額定除菌粒徑0.2µm
Fukuhara除菌過濾器濾材材質為PP (聚丙烯) 且額定除菌粒徑0.2µm,除了部分病毒與粒徑0.1µm的Mycoplasma (黴漿菌)之外,大多數都能夠有效攔阻擄獲達到除菌效果,而且除菌效率高達99.999999%。以下是一般微生物的粒徑大小範圍:
細菌(如金黃色葡萄球菌、假單胞菌,0.5-5 微米)。
真菌(如黑麴菌、白色念珠菌,2-10 微米)。
支原體(如 Mycoplasma spp.,0.1-0.8 微米)。
病毒(如環境病毒,0.02-0.3 微米)。
主要細菌粒徑大小

五、長效除菌效果
Fukuhara除菌過濾器實際流量經過使用的時數達到6,000小時 或 安裝時間達到一年 時可以更換過濾器 (ILF100-N20) 或 過濾器濾芯 (GM500B-M2-4),具有極長時間的除菌過濾效果,節省營運費用。
FUKUHARA除菌過濾器行業應用
確認GM500B-M2-4以及ILF100-N20的濾芯孔徑為 0.2微米 (含) 以上、材質為 PP (聚丙烯)、微生物攔阻驗證(如 ASTM F838 或支原體測試)對於部分粒徑小於0.2微米病毒與之原體無法確保攔阻擄獲、我們也建議可以採用0.5微米預過濾預滅菌設計。
Fukuhara 除菌過濾器適用的主要行業:
(1) 製藥與生物製藥行業
- 應用場景:
- 無菌液體過濾:用於過濾抗生素、疫苗、蛋白質溶液、注射用水(WFI)等熱敏性液體,確保無菌並符合 FDA 和 EMA 標準(如 ASTM F838-05)。LRV ≧ 8 滿足無菌級要求,適合最終灌裝前的無菌過濾。
- 細胞培養基過濾:在生物製藥中,過濾細胞培養基以去除細菌和真菌,保護細胞培養(如單克隆抗體、基因療法)。PP 材質低吸附性可避免影響培養基成分。
- 醫療氣體過濾:過濾壓縮空氣、CO2 或氧氣,確保氣體無菌,用於發酵罐通氣或無菌操作環境。
- 優勢:
- LRV ≧ 8 確保高效去除細菌和真菌,符合製藥行業嚴格的無菌要求。
- PP 材質耐化學腐蝕,適合過濾多種藥物溶液。
- 若孔徑為 0.1 微米,對支原體提供一定防護,適用於高風險細胞培養 (FUKUHARA為0.2微米孔徑無法對全部支原體提供防護)。
- 局限:對部分病毒與部分支原體的攔阻能力有限(除菌活性 2.1 ~ 5.2),需搭配奈米過濾器或紫外線滅菌。
(2) 醫療與手術室
- 應用場景:
- 醫療氣體供應:過濾手術室使用的氧氣、壓縮空氣或麻醉氣體,確保氣體無菌,防止術後感染。LRV ≧ 8 適合此類對於壓縮空氣與氮氣的過濾應用,符合手術室無菌要求(如 ISO 5 或 ISO 7)。
- 優勢:
- LRV ≧ 8 提供高效率細菌/真菌攔阻,滿足手術室的高潔淨標準。
- PP 材質耐潮濕,適合手術室高濕環境(50-60% 相對濕度)。
- 局限:對病毒防護不足,需搭配紫外線(UV-C,254 nm 或 405 nm)或 HEPA 過濾器(0.3 微米,99.97% 效率)。
(3) 食品與飲料行業
- 應用場景:
- 氣體過濾:過濾發酵罐或灌裝線的壓縮空氣或 氮氣,防止微生物污染。
- 優勢:
- 無菌過濾避免熱處理對風味的影響,符合清潔標籤(無添加劑)趨勢。
- PP 材質符合食品安全標準(如 FDA 21 CFR),耐多種液體。
- 局限:高顆粒負荷可能導致堵塞,需搭配預過濾器(如 0.5 微米 PP 膜)。
(4) 生物技術與實驗室研究
- 應用場景:
- 細胞培養與發酵:過濾培養基、緩衝液或發酵用氣體,去除細菌和真菌,保護細胞或微生物培養。LRV ≧ 8 確保無菌環境,適合小規模實驗室或大規模生物反應器。
- 樣品前處理:用於 HPLC、UPLC 等分析儀器的樣品過濾,確保無菌和無顆粒污染。
- 注射器過濾器:若 GM500B 為小型濾芯,可用於實驗室注射器過濾,去除 0.2 微米以上的微生物。
- 優勢:
- LRV ≧ 8 滿足生物技術對高無菌標準的需求。
- 孔徑為 0.2 微米,可部分攔阻支原體,需考慮是否適合特定細胞培養實驗(如支原體陰性要求)。
- 局限:對部分病毒與部分支原體無效,需搭配奈米過濾器或紫外線滅菌。
(5) 其他
- 應用場景:
- 生醫製藥產線或實驗室壓縮空氣管路末端:LRV ≧ 8 以及孔徑0.2微米設計適合此應用。
- 食品飲料產線或實驗室壓縮空氣管路末端:LRV ≧ 8 以及孔徑0.2微米設計適合此應用。
- 牙醫診所診療設備壓縮空氣管路末端過濾器:LRV ≧ 8 以及孔徑0.2微米設計適合此應用。
- 局限:高懸浮物負荷需預過濾器,病毒去除需奈米過濾器。
手術室應用的補充分析
您之前提到手術室應用,以下是 GM500B 在手術室中的具體適用性:
- 醫療氣體過濾:最適合過濾氧氣、壓縮空氣或麻醉氣體,安裝在氣體管線末端(如氣瓶或中央供氣出口)。LRV ≧ 8 確保氣體無菌,防止術後感染。
- 局限:對病毒防護有限,需搭配 HEPA(0.3 微米,99.97% 效率)和紫外線(254 nm 或 405 nm)消毒系統,確保手術室 ISO 5/7 標準。
優勢與局限
- 優勢:
- 高效微生物攔阻:LRV ≧ 8 對細菌和真菌的去除率超過 99.999999%,滿足製藥、醫療、食品等行業的無菌要求。
- PP 材質穩定性:耐化學腐蝕和潮濕,適合多種流體和氣體過濾。
- 廣泛應用性:適用於氣體、液體過濾,覆蓋多個高潔淨行業。
- 局限:
- 支原體防護有限:除菌活性 2.1 ~ 5.2(若為支原體 LRV)表示去除率 99.2% 至 99.99937%,無法完全攔阻支原體,需 0.1 微米孔徑或專用濾膜驗證。
- 病毒防護不足:對病毒(0.19微米以下)無效,需奈米過濾器或紫外線滅菌。
- 高顆粒負荷:可能導致堵塞,需搭配預過濾器(如 0.5 微米 PP 膜)。
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