산업용 필터의 종류와 원리 – Depth, Membrane, Pleated 비교

산업용 필터의 종류와 원리 – Depth, Membrane, Pleated 비교

(Types and Mechanisms of Industrial Filters – Depth, Membrane, and Pleated)

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Depth filter captures particles inside the media layer.

1. 서론 (Introduction)

산업 공정(Industrial Process)에서 필터(Filter)는 단순한 여과 장치가 아니라 공정 안정성(Process Stability)과 제품 품질(Product Quality)을 결정짓는 핵심 요소입니다.
특히 반도체(Semiconductor), 제약(Pharmaceutical), 정밀화학(Precision Chemical) 분야에서는 미세 입자(Particle), 젤(Gel), 금속 이온(Metal Ion)까지 제어해야 하므로 필터 구조와 원리를 정확히 이해하는 것이 필수입니다.

산업용 필터는 구조에 따라 Depth Type, Membrane Type, Pleated Type 세 가지로 구분됩니다.
이 글에서는 세 가지 구조의 여과 원리(Filtration Mechanism), 압력손실(Pressure Drop), 유지보수 주기(Maintenance Cycle), 적용 산업(Industry Application)을 실무 기준으로 비교합니다.

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2. Depth Filter (심층 여과 필터)

1) 구조 및 원리 (Structure & Mechanism)

Depth Filter는 다층 섬유 구조(Multi-layer Fiber Structure)로 이루어져 있으며, 입자가 필터 표면이 아닌 내부(Internal Matrix)로 침투하면서 포집됩니다.
이 방식은 여과면적이 넓고, 점도가 높은 액체(High Viscosity Liquid)나 입자 부하가 많은 공정(High Particle Load)에 적합합니다.

2) 주요 소재 (Material)

• Polypropylene (PP)
• Glass Fiber
• Cellulose Blend

(→ PTFE/PS/Nylon은 일반적으로 Depth에는 잘 안 쓰이지만, 복합층 구조 일부에 혼합 적용되기도 합니다.)

3) 대표 브랜드 예시 (Representative Brands)

• Pall Profile II Series – Melt-blown 구조 기반 심층 여과
• 3M Betafine XL Series – Gradient Density 구조로 차압 분산 설계

4) 장점 및 단점 (Pros & Cons)

항목	장점	단점
구조	단순, 고입자 용량	표면 여과 대비 정밀도 낮음
차압	초기 차압 낮음	포집 후 급격한 상승 가능
재생성	일부 가능 (백워시)	반복 재생 시 효율 저하

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3. Membrane Filter (멤브레인 필터)

Membrane filter blocks particles on the surface with defined pore size.

1) 구조 및 원리 (Structure & Mechanism)

Membrane Filter는 균일한 기공 크기(Uniform Pore Size)를 가진 막(Single-layer Film)을 통해 입자를 표면(Surface)에서 차단하는 방식입니다. 대표적으로 0.2 µm, 0.45 µm 등 멤브레인 등급(Micron Rating)이 사용됩니다.

2) 주요 소재 (Material)

 

• Polytetrafluoroethylene (PTFE) – 불소계 멤브레인, 강한 내화학성 / 고순도 가스·용제용
• Polyethersulfone (PES) – 멸균용, 고유량 / 제약·바이오 공정
• Polyvinylidene Fluoride (PVDF) – 고내화학성 / 반도체 Wet 공정
• Nylon (6, 6/6) – 친수성·기계강도 우수 / Solvent·Oil 계열 여과
• Polystyrene (PS) – 고순도 수계·생명과학 분야용 (ex. γ-sterilized capsule filter)

3) 대표 브랜드 예시 (Representative Brands)

 

• Entegris Planarcap / Guardian Series – 반도체용 CMP 및 Wet Process 전용
• Sartorius Sartopore – 제약용 멸균(sterilizing-grade) 필터
• Millipore Durapore PVDF – 높은 화학 내성, 바이오 및 정밀화학용

4) 장점 및 단점 (Pros & Cons)

항목	장점	단점
여과 정밀도	0.1~1.0 µm 절대 등급	포집 용량이 적음
세정성	CIP 가능	차압 상승 시 막 손상 가능
적용 공정	멸균, 초순수, 용매	고점도 액체 부적합

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4. Pleated Filter (주름형 카트리지 필터)

Flow passes through pleated membrane layers, increasing surface area and filter capacity.

1) 구조 및 원리 (Structure & Mechanism)

Pleated Filter는 멤브레인이나 Depth Media를 주름(Pleat) 형태로 접어 여과면적을 극대화한 구조입니다.
같은 하우징 크기에서도 더 큰 유량(Flow Rate)과 긴 수명(Lifetime)을 확보할 수 있습니다.

2) 주요 소재 (Material)

• Polypropylene (PP)
• PTFE
• PES
• Nylon

3) 대표 브랜드 예시 (Representative Brands)

• Pall Ultipleat High Flow – 고유량 시스템용 주름형 구조
• 3M LifeASSURE Series – 미세입자용 Final Filtration
• Millipore Express SHC – 제약·바이오 공정용 고효율 멤브레인 구조

4) 장점 및 단점 (Pros & Cons)

항목	장점	단점
여과면적	동일 길이 대비 3~4배	초기비용 다소 높음
교체주기	장시간 운전 가능	설치 공간 확보 필요
용도	대유량 시스템	고점도액은 Depth가 유리

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5. 세 가지 구조 비교 요약 (Comparison Table)

Visual comparison of three industrial filter types showing texture and structure differences.

구분	Depth Filter	Membrane Filter	Pleated Filter
여과 방식	Internal (심층여과)	Surface (표면여과)	Surface + Extended Area
여과 효율	중간 (Nominal)	고정밀 (Absolute)	고정밀 + 고유량
차압 특성	완만 상승	급격 상승	균일 유지
교체주기	짧음	중간	김
주요 산업	화학, 도금, 페인트	반도체, 제약	반도체, 정밀화학, 플랜트
대표 브랜드	Pall Profile II, 3M Betafine	Entegris Guardian, Millipore Durapore	Pall Ultipleat, 3M LifeASSURE

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6. 결론 (Conclusion)

필터의 구조와 원리를 이해하는 것은 단순한 기술 지식이 아니라,
제품 선정(Selection), 공정 효율(Process Efficiency), 교체비용 유지관리(Cost Optimization)를 결정짓는 실무적 판단 기준입니다.

• Depth Filter: 고점도, 고입자 부하 공정
• Membrane Filter: 멸균 및 초정밀 공정
• Pleated Filter: 고유량 및 장시간 운전용

다음 포스트에서는 실제 현장에서 자주 사용하는 카트리지 필터 선정 기준 (유량, 점도, 차압 계산법)을 다룹니다.
→ Next Post: Cartridge Filter Selection Guide – Flow, Viscosity, and Differential Pressure Calculation

 

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