切向流超滤系统
超滤系统及膜包产品手册 (2)
2
Pellicon 盒式膜堆和湍流网道设计
每种膜堆有完全相同的流道结构和长度,性能完全相同,真正达到线性放大。
Pellicon XL50
盒式膜堆 Pellicon XL 50 Pellicon 2
Pellicon 3
膜面积 50 cm2 0.1 m2 0.5 m2 2.5 m2 88 cm2 0.11 m2 0.57 m2 1.44 m2
0.0001 µm
反渗透 0.001 µm
超滤 0.01 µm
0.1 µm
微滤 1 µm
10 µm
净化
100 µm
0.2k Da
200k Da
20,000 kDa
糖类
蛋白质
B.diminuta
氨基酸 核酸
盐
寡核 苷酸
抗生素
碳黑
脊髓 灰质炎病毒
哺乳类病毒
支原体
酵母 大肠杆菌
细菌
红血 细胞
最小可 见颗粒
切向流超滤技术
切向流超滤技术 是目前普遍采用的一种膜分离技术,属于分子量水平的切向流过滤,通常截流分子量范围 :1-1000 kD。 超滤 (Ultrafiltration, UF) 是对溶液中的极小颗粒及可溶性分子进行分离的方法。这种分离主要基于分子的大小,但滤膜介质的 通透性也会受样品的化学、分子及电荷特性的影响。超滤通常只能分离那些大小相差 3-5 倍以上的分子,而不适合分离大小相 似的分子。
Pellicon 2
应用
研发
研发
工艺开发放大
中试或大生产
工艺开发放大
研发
工艺开发放大
中试或大生产
三种湍流网可供选择,A Screen,C Screen,V Screen,适于不同的应用
单向切向流超滤膜包原理
单向切向流超滤膜包原理1.引言1.1 概述概述单向切向流超滤膜包原理是一种用于处理各种液体和气体的过滤技术,其基本原理是通过超滤膜包实现对物质的分离和筛选。
该技术具有高效、低成本、易操作等特点,在水处理、食品加工、制药等领域得到广泛应用。
本文将对单向切向流超滤膜包原理进行详细介绍。
首先,会对该技术的基本原理和工作原理进行阐述,说明超滤膜包是如何筛选和分离物质的。
其次,会探讨单向切向流的运动方式以及其在超滤膜包中的应用。
最后,会总结目前该技术的优点和不足,并展望其未来发展的前景。
通过本文的阅读,读者将对单向切向流超滤膜包原理有更深入的了解,能够更好地应用于实际生产中。
希望本文能够为相关领域的从业者提供参考和借鉴,促进该技术的进一步发展和应用。
1.2文章结构在这个部分,你可以详细说明文章的结构和内容安排。
以下是一个示例:文章结构本文将按照以下结构进行叙述:引言、正文和结论。
引言引言部分将概述单向切向流超滤膜包原理,并介绍本文的目的。
首先,我们将简要介绍超滤膜包技术的背景和意义。
接着,我们将概述单向切向流超滤膜包原理的基本概念和工作原理。
最后,我们将明确本文的目的,即通过对单向切向流超滤膜包原理的深入探讨,提高读者对该技术的理解和运用。
正文正文将分为两个要点来介绍单向切向流超滤膜包原理。
第一个要点将探究单向切向流超滤膜包原理的基本原理和构成要素。
我们将详细讨论超滤膜包的结构以及关键组件的作用,例如滤袋、规流板等。
此外,我们还将介绍单向切向流超滤膜包在不同工况下的应用实例,并对其工作原理进行深入解析。
第二个要点将重点探讨单向切向流超滤膜包原理的工作过程和性能优势。
我们将详细介绍超滤膜包对液体中杂质的过滤和分离原理,并分析其与传统过滤技术的比较。
同时,我们将阐述单向切向流超滤膜包在能耗、处理效率和废液排放等方面的优势,以及其在水处理、食品加工和生物医药等领域的应用前景。
结论结论部分将对本文进行总结,简要回顾单向切向流超滤膜包原理的重要要点和优势。
URS-20㎡全自动超滤系统用户说明书
Page 1 of 2生产部User Requirements Specification (URS)用户需求规格说明书全自动切向流超滤系统(20㎡)文件编号:版次:01发布日期:1. 目的该用户需求规格说明书(URS)以文件形式总括了用户对全自动切向流超滤系统(20㎡)的质量要求,也描述了用户对该设备的工作过程及功能期望,从而保证制造商所提供的产品符合公司的所有要求。
该文件可作为设备验收的依据。
供应商应在规定的时间内完成并达到本用户需求的设计目标和质量标准。
2. 范围本用户需求书所列要求内容适用于全自动超滤系统,确保供应商能够提供符合本文件要求的设备、设施以及服务等。
需方对本URS的编制负责,供方需严格按照本URS所明确的法规标准、技术要求、服务要求,提供相关设备。
URS中用户仅提出基本的技术要求和设备的基本要求,并未涵盖和限制制造商设备具有更高的设计与制造标准和更加完善的功能、更完善的配置和性能、更优异的部件和更高水平的控制系统。
生产商应在满足本URS的前提下,提供制造方能够达到的更高标准和功能的高质量设备及其相关服务。
制造商的设备应满足国家有关设计、制造、安全、环保等规程、规范和强制性标准要求。
如遇与制造方所执行的标准发生矛盾时,应按最高标准执行(强制性标准除外),其附件(详细设备配置列表)由设备制造商提供。
3. 概述该设备可以根据工艺方法实现自动料液的转入,料液的浓缩,料液缓冲体系的置换。
除应满足规定的工艺要求之外,还应充分满足最新版GMP要求。
针对URS表格中的各要求内容,标注必要者为制造商必达到之部分;标注为期望者,制造商可选用不同的技术,但最终需符合使用方需求。
4. 法规和国家标准4.1.中国GMP: 药品生产质量管理规范(2010年修订)4.2.国际药品认证组织及其GMP指南4.3.MHRA数据完整性指南-20184.4.CJ/T 170-2002超滤水处理设备国家标准4.5.TJ36工业企业设计卫生标准4.6.GB52261机械安全机械电气设备第一部分:通用技术条件4.7.GB8196机械设计防护罩安全要求4.8.GB12265机械防护安全要求5. 缩略语5.1.D Q:设计确认5.2.G MP:药品生产质量管理规范5.3.I Q: 安装确认5.4.O Q: 运行确认5.5.P Q:性能确认5.6.R A: 风险分析5.7.S OP: 标准操作规程5.8.U RS: 用户需求说明6. 用户URS6.1 URS01硬件设计要求:6.2 URS02功能要求6.3 URS03材料要求:6.4 URS04安全需求6.5 URS05支援系统要求:6.6 URS06文件要求:6.7 URS07培训与服务需求5.8 URS08其他需求7. 供应商对项目要求的确认7.1.经批准的《用户需求》文件副本,交给指定的全自动切向流超滤系统(20㎡)供应商,其附件表格由供应商填写,确保本文件的要求得到供应商的书面回馈。
pellicon切向流超滤系统-使用手册
目录I. 概述.........................................................................................................................................- 2 -A. 切向流过滤....................................................................................................................- 2 -B. PELLICON系统的应用................................................................................................- 3 - II. PELLICON系统如何工作....................................................................................................- 4 - III. PELLICON系统的组装.......................................................................................................- 6 - A.拆箱................................................................................................................................- 6 - B.系统的装配..................................................................................................................- 6 -C. 泵和管子的装配............................................................................................................- 7 -D. 对泵的检查....................................................................................................................- 9 -F 膜包的安装.................................................................................................................- 12 -G 压紧步骤.......................................................................................................................- 12 -H.泵的操作......................................................................................................................- 14 -I. 泵和连接件的更换.......................................................................................................- 15 -J.标准有机玻璃的夹具到低残留夹具的转换............................................................- 15 - IV. Pellicon系统使用前的准备.............................................................................................- 16 -A. 预清洗和膜润湿..........................................................................................................- 16 -B. 标准水透过率(NWP)的测定......................................................................................- 16 -C. 完整性测试..................................................................................................................- 16 -D. 膜包的预先处理..........................................................................................................- 16 - V. Pellicon系统的操作..........................................................................................................- 17 -A. 操作模式......................................................................................................................- 17 -B. 主要操作参数..............................................................................................................- 23 -C. 测定参数......................................................................................................................- 23 - VI 用双泵操作Pellicon系统用于悬浮液的分离..................................................................- 27 -A.为什么增加一个泵.........................................................................................................- 27 -B. 双泵系统的应用...........................................................................................................- 27 -C.增加透过液泵/双泵系统的操作................................................................................- 27 - VII PELLICON系统维护........................................................................................................- 30 -A.泵.....................................................................................................................................- 30 -B. 夹具和膜包....................................................................................................................- 30 - 附录I 系统优化.........................................................................................................................- 32 - A.流量曲线(流通量与切向流速)....................................................................................- 32 - B.流通量随压力变化曲线..............................................................................................- 33 - C.流通量的衰减..............................................................................................................- 34 - D.优化运行条件..............................................................................................................- 35 - 附录II 问题与解决....................................................................................................................- 37 - 附录Ⅲ膜维护手册...............................................................................................................- 39 -A.选择清洗方法:..........................................................................................................- 40 -B.冲洗步骤.......................................................................................................................- 42 -C.清洗步骤.......................................................................................................................- 43 -D.清洗条件.......................................................................................................................- 46 -E.消毒步骤.......................................................................................................................- 47 -F.除热原步骤...................................................................................................................- 48 -G.水通量(NWP) 测量................................................................................................- 49 -H.膜堆的完整性检测.....................................................................................................- 51 -I.保存步骤........................................................................................................................- 54 -密理博中国有限公司I. 概述A. 切向流过滤在分离中通常有两种类型的过滤:垂直过滤和切向流过滤。
切向流过滤原理
默克密理博 生物制药工艺部主要内容过滤的分类 过滤的操作方式 切向流(TFF)过滤的基本概念过滤的分类 膜分离过程微滤超滤 反渗透/纳滤滤膜孔径分布反渗透 纳滤 超滤 微滤0.001 kD - 0.5 kD 0.00005 - 0.001 um0.1 kD - 2.0 kD 1 kD – 1 000 kD 0.001 - 0.10 um 0.1 - 0.65 µm区分谱图过滤方式普通过滤 (NFF) 滤芯形式或“死过滤”流向是垂直于过滤介质的 所有的液体全部透过过滤介质 颗粒被截留在过滤膜内部或表面切向流过滤 (TFF) 交叉流动过滤 流向是切向(平行)于过滤膜表面的一小部分液体透过过滤介质截留的颗粒从膜的表面被”扫除””普通过滤(死端过滤)液体流向膜表面过滤方式普通过滤 (NFF) 滤芯形式或“死过滤”切向流过滤 (TFF) 交叉流动过滤流向是垂直于过滤介质的流向是切向(平行)于过滤膜表面的所有的液体全部透过过滤介质一小部分液体透过过滤介质颗粒被截留在过滤膜内部或表面截留的颗粒从膜的表面被”扫除””切向流过滤(错流过滤) 透过流速溶液浓度 Cb切向流速膜表面浓度 Cw膜表面切向流过滤(TFF)料液浓度 Cb 料液切向流膜表面浓度 Cw透过液膜表面透过液膜表面[ ] permeate = [ ] retentate= 100 -VdfVdf(P R)) Permeate。
超滤系统及膜包产品手册
主要系统特点:
极高的样品回收率: 零残留样品体积 最小起始工作体积仅 15ml,系统管路残留体积 <1.5ml 可加接除菌呼收器,避免细菌污染样品
高效的蛋白活性回收率: 独特的样品杯壁凹槽设计使回流样品直达底部,避免产生 气泡 合二为一的磁力搅拌,避免补液透析过程中产生的浓差 极化 高度整合的设计,可使系统放置于冷柜中低温工作
默克密理博无缺陷 型超滤膜
支撑层与超滤膜之间粘合 得非常紧密,支撑层非常 均匀,没有任何缺陷。
传统超滤膜
膜层间粘合度较差,且超 滤分子截留层较薄,易产 生缺陷,产品易从超滤膜 孔隙间直接漏过。
应用不同,请选用默克密理博不同材质的滤膜:
Biomax® 超滤膜
Ultracel® PLC 超滤膜
膜材质 分子截留量 相对流速 相对截留 蛋白吸附 PH 值范围 特点
Pellicon® 盒式膜堆和湍流网道设计
每种膜堆有完全相同的流道结构和长度,性能完全相同,真正达到线性放大。
Pellicon® XL50
盒式膜堆 Pellicon® XL 50 Pellicon® 2
Pellicon® 3
膜面积
50 cm2
0.1 m2 0.5 m2 2.5 m2
88 cm2 0.11 m2 0.57 m2 1.44 m2
压力表:316L 不锈钢隔膜卫生型压力表 2 个,TC 接口,测 量范围 0-7kg 内部充甘油防止表针颤抖 超滤膜:可以选配三种材质的膜包 Biomax( 聚醚砜 ) 系列, PLC( 改良纤维素 ) 系列,PVDF( 聚偏二氟乙烯 ) 系列
特点:
坚固可靠的设计,可适应较高的操作压力,温度和苛刻的清洗要求 自动化的制造工艺,保证产品的连续性和可靠性 复合膜技术使产品收率最优 容易安装和清洗 典型应用:单克隆抗体、重组蛋白和非重组蛋白质
Mini Pellicon 切向流超滤系统
第三章 膜的保养...................................................................................................................... - 7 1. 总的保养指南..................................................................................................................... - 7 1.1 膜为什么要清洗 ....................................................................................................... - 7 1.2 清洗剂的选择 ........................................................................................................... - 7 1.3 清洗剂的概述 ........................................................................................................... - 7 2.膜堵...................................................................................................................................... - 9 2.1 膜堵的影响 ............................................................................................................... - 9 2.2 膜堵与浓差极化 ....................................................................................................... - 9 2.3 堵塞的机理 ............................................................................................................... - 9 2.4 控制膜的堵塞 ......................................................................................................... - 10 3.膜的选择............................................................................................................................ - 10 4.操作条件............................................................................................................................ - 10 5.流体的预处理.................................................................................................................... - 10 6.膜的清洗............................................................................................................................ - 10 7.影响清洗效果的因素........................................................................................................ - 11 8.清洗时间和清洗剂的浓度................................................................................................ - 11 9.温度.................................................................................................................................... - 11 10.水质 ................................................................................................................................. - 11 11.清洗效果的确定.............................................................................................................. - 12 12.系统冲洗.......................................................................................................................... - 13 13.消毒 ................................................................................................................................. - 13 14.典型的消毒剂.................................................................................................................. - 13 15.除热原.............................................................................................................................. - 14 16.完整性测试...................................................................................................................... - 14 17.保存 ................................................................................................................................. - 14 -
切向流超滤膜包维护手册
T F F切向流超滤膜包维护手册本手册对如何维护Millipore公司生产的切向流超滤膜、膜堆和超滤系统提供了一些建议。
这些建议是根据我们现有的经验和实践编写的,没有将所有可能用到的清洗、消毒和除热原的方法全部列出。
如果本手册中提供的方法不适合于您的应用,请与Millipore公司技术服务部门联络,以获取进一步的信息。
手册使用方法本手册详细介绍了以下的维护程序:???? 冲洗???? 清洗???? 消毒???? 除热原???? 水通量NWP的检测???? 完整性测试方法???? 保存本手册介绍了在每一步操作时超滤系统的连接方式,以及建议使用的切向流速和膜透压。
在清洗条件建议表中,列明了各种清洗剂的浓度、pH值、时间、温度和与膜的化学兼容性。
清洗剂选择表可以帮助用户根据不同的应用和污染情况,选择相应的清洗剂。
但是很难预测出所有应用所需的清洗剂,所以在清洗剂选择表中也同时列出了可供选择的其他清洗剂。
有一些应用可能需要两步清洗。
在这种情况下,必须用水将第一种清洗剂从超滤系统中完全冲洗干净之后,才可以使用第二种清洗剂,以免不同的清洗剂之间发生对膜堆有害的化学反应。
选择清洗方法:1.从清洗剂选择表中,找出类似的应用或可能的污染物。
2.选择与所使用的膜堆兼容的清洗剂。
3.从清洗条件建议表中,找出对应的清洗剂的操作条件。
选择消毒、除热原和保存剂的方法与此相同。
注:1.一定要确认您选择的清洗剂与膜材质是兼容的。
2.所有新膜堆在安装后第一次使用之前,必须进行冲洗和清洗。
3.清洗好的新膜堆要用纯水测定水通量NW P。
冲洗步骤Pellicon盒式膜堆在使用前后及清洗前都应冲洗,在每次清洗、消毒和除热原之后也要进行冲洗,以便将化学试剂冲洗干净。
1.?? 将透过管路和回流管路处于排放状态,确保在冲洗过程中没有液体流回清洗罐中。
2.? 在清洗罐中加入40-50℃的纯水(经过过滤的去离子水、注射用水或反渗透水)或缓冲液,如果水会导致系统和膜堆内溶质的沉淀,就必须用合适的缓冲液冲洗后才进行清洗。
超滤系统(个人总结)
目录超滤系统简介 (2)常规垂直过滤与切向流过滤比较 (2)超滤系统流程图: (3)主要配置: (4)超滤膜装置 (5)膜材料 (7)超滤膜包维护 (9)超滤膜包的维护主要包括以下几个方面 (9)清洗方法: (9)注意: (9)冲洗步骤 (9)清洗剂选择 (10)清洗条件 (10)消毒 (10)除热原 (10)水通量(NWP)测量 (11)完整性测试 (13)保存 (13)附录 (15)超滤系统简介超滤:是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质与溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。
以大分子与小分子分离为目的。
超滤装置如同反渗透装置,有板式、管式(内压列管式与外压管束式)、卷式、中空纤维式等形式。
浓差极化乃是膜分离过程的自然现象,如何将此现象减轻到最低程度,是超滤技术的重要课题之一。
采取的措施有:①提高膜面水流速度,以减小边界层厚度,并使被截留的溶质及时由水带走;②采取物理或化学的洗涤措施。
常规垂直过滤与切向流过滤比较通过比较发现为使在生产中保持连续、稳定的过滤,从而选择切向流过滤。
超滤系统一般包括:回流罐、补液罐、泵、质量流量计、压力传感器、温度传感器、隔膜阀(气动、手动)、压力控制阀、电控箱、管道、夹具等等。
超滤系统流程图: 回流罐超滤装置补液罐滤过液阀泵质量流量计压力传感器压力传感器质量流量计温度传感器压力控制阀压力传感器阀TMP/P/ P主要配置:泵形式:卫生级转子泵材质:316L SS(转子及与液体直接接触的管道部分)流速:200L/min (根据工艺确定)位置:进料段阀形式:卫生级隔膜阀(可调节开度)材质:316L SS膜片:PTFE/EPDM[1]位置:进料段、回流段、透过段、取样口等。
压力传感器形式:卫生级隔膜式[2]材质:316L SS[3]位置:进料段、回流段、透过段质量流量计形式:卫生级玻璃转子流量计材质:316L SS 接口及转子位置:进料段、透过段温度传感器形式:卫生级材质:316L SS位置:管道材质:316L SS超滤膜装置形式:板式、管式(内压列管式与外压管束式)、卷式、中空纤维式1、板式膜组件板框式组件是首先应用的大规模超滤与反渗透系统,这种设计起源于常规的过滤概念。
Minimate切向流过滤系统¥4550000
MiXXmate™切向流过滤系统¥45500。
00实验室规模的浓缩、脱盐与缓冲液置换·即插即用- 插入MiXXmate切向流过滤胶囊,添加样本,起动泵,即可进行处理.MiXXmate切向流过滤系统中,包括所有启动并快速进行切向流过滤必需的硬件、管路及配件。
·高浓缩系数-锥形底储槽以及紧凑结构设计,使系统拥有较低工作体积,从而获得高浓缩系数,将高达1升(甚至更多)的样浓缩到5ml之低。
·钝化-所有与流体发生接触的组件,其结构材料均具有低蛋白质结合、耐化学药品以及生物安全性.·样本损失降至最低-系统的体积和内部流体接触面积非常之低,另外,流体不会流经泵的机械装置,也不会被其截留.·处理温和 - 在苛刻的应用中,譬如脆弱生物分子的处理,可选择滚筒头蠕动泵。
·容易清洗,轻松维护-根据设计,无需任何工具,即可轻易装配或拆卸系统组件;管路和配件的更换也非常简单快捷;利用滑脱式紧固件锁定luer连接件,消除管路纽结的发生。
应用·蛋白质、肽、或核酸(DNA、RNA、寡核苷酸)的浓缩和脱盐·从澄清后的细胞培养介质中回收抗体或重组蛋白质·处理对于金属敏感的酶和分子·分离不同尺寸的生物分子·浓缩病毒或基因治疗载体·柱层析前的样本制备·凝胶过滤后的样本浓缩·去除水、缓冲液、介质溶液中的致热原MiXXmate切向流过滤系统仅用于MiXXmate切向流过滤储槽组件**包括蠕动泵,泵压头,压力计,阀,储槽(搅拌棒与内置式搅拌板装配在承滴盘上)压力计,阀,储槽(搅拌棒与内置式搅拌板装配在承滴盘上)外部尺寸: 30.7cm(宽)×48。
2cm(深)×20.8cm(高),12.1英寸(宽)×19英寸(深)×8.2英寸(高)30.7cm(宽)×20。
pellicon切向流超滤系统-使用手册
PelliconΒιβλιοθήκη 切向流超滤系统用户使用手册
目录
I. 概述 ......................................................................................................................................... - 2 A. 切向流过滤.................................................................................................................... - 2 B. PELLICON系统的应用................................................................................................ - 3 -
A.拆箱 ..............................................................................................................
切向流超滤
TFF的应用
切向流过滤通常用于浓缩或收集透过膜 的物质: 1、小于膜孔的物质能通过膜,并且可 能被除热原,或从大分子溶液中分离出 来。 2、大于膜孔的物质被截留且被浓缩, 并与小分子物质分开。
切向流(TFF)过滤系统模型
浓缩:随着浓缩的进行,溶液体积不断缩小。
浓缩:随着浓缩的进行,溶液体积不断缩小。
完整性测试
膜堆完整性检测应在新膜首次安装使用 前进行,合格后方可使用 在对膜堆进行完整性检测之前,系统应 该经过充分的清洗和冲洗,残留的清洁 剂会对结果有很大影响
操作步骤
首先确定系统已经清洗好,并且膜已经完全湿透。膜的 润湿可以在TMP为2.4bar的条件下,用水循环五分钟 将系统内的水排空 把经过过滤的并且压力可调节的气源接到膜堆的进口或 回流口,最好选择位置比较高那一个口 把没有接气源的进口或回流口用阀门或其他方法封闭 透过液口是开放的 慢慢的加压到指定的气压,然后稳定五分钟让残留的水 排出 测量并记录气压、温度和从透过口出来的气体流量。气 体流量可用气体流量计测量或如图示测量一定时间内在 倒置的灌满水的量筒中有多少体积水被排走 比较测量的流量与表格中的指标,如果测量值大于指标, 为异常
切向流超滤
压力过滤
定义:指以压力为推动力, 依靠膜的选择性,将液体 中的组分进行分离的方法。 膜过滤法的核心是膜本身,
膜必须是半透膜,即能透
过一种物质,而阻碍另一种 物质。
过滤分类
1、微滤(micro-filtration, MF) 2、超滤(untra-filtration, UF) 3、反渗透(reverse osmosisWater Permeability :
颇尔切向流超滤系统手册
颇尔切向流超滤系统手册实验室小试、中式规模颇尔公司提供业界领先的切向流过滤(TFF)技术,以满足日益增加的生物技术和生物工艺过程中的多样性需求并应对各种挑战。
这些产品的设计目的是在保证过滤效果一致以及获得最高过滤量的前提下,简化处理过程并使处理过程呈流水线化。
切向流超滤(TFF)能快捷、高效地进行生物分子的分离与纯化处理;可用于低至10毫升、高达数千升样品溶液的浓缩和脱盐处理;也可以用于不同大小生物分子的分离、细胞悬液收集、以及发酵液和细胞裂解液的澄清。
易于装配,操作简单-用管路和少许管路配件,简单地连接切向流超滤装置、泵以及压力表,向储槽中加入样品,即可开始工作。
快捷高效-对比透析,装配更轻松,处理速度快;对比离心浓缩装置或搅拌式超滤装置,可在更短的时间内获得更高浓度。
仅需在同一系统中执行两步操作-在同一系统中完成样品的浓缩和渗滤处理,节约时间并避免损失产物。
工艺和缩放-由于结构材料与平板式超滤器流体通路,实验室规模下的条件可以应用于生产规模的应用中。
处理低至10mL、或高达千升体积的样品,均可提供对应的切向流超滤装置。
成本低廉-切向流超滤装置与平板式超滤器经清洗后可再次使用,也可在单次应用后废弃。
可执行简单的完整性测试,检验滤膜和密封的完整性。
切向流超滤概论为什么要使用切向流超滤切向流(也称为“错流”)超滤中,泵推动流体通过滤膜表面,冲刷去除其上截留的分子,从而使滤膜表面的积垢程度降至最低。
在渗余物流体中产生紧靠滤膜的压力,使溶质和小分子通过滤膜。
如此方能完成过滤。
利用细分筛网分离沙子与鹅卵石的模拟实验,有助于理解切向流超滤的机理:筛网眼象征滤膜上的孔隙,而沙子与鹅卵石象征待分离的分子,在直流过滤中,沙子-鹅卵石混合物被迫向着筛网眼方向移动,随着一些较小的砂粒通过筛网眼落下,在筛网表面形成以个鹅卵石层,阻碍顶部砂粒向筛网方向移动并通过筛网眼(图1),在直流过滤中,增加压力,仅能对混合物施加压力,而无助于分离的促进;相比之下,在切向流超滤模式中,通过混合物的再循环防止限制层的形成,此再循环类似于:振动以去除阻塞筛网眼的鹅卵石,使得位于混合物顶部的砂粒落下并通过筛网眼。
切向流超滤系统原理
切向流超滤系统原理1. 引言切向流超滤系统是一种常用于水处理和废水处理的膜分离技术。
它通过使用特殊的膜来分离溶液中的溶质和溶剂,实现液体的分离纯化。
本文将详细介绍切向流超滤系统的基本原理。
2. 超滤膜的结构和特性超滤膜是切向流超滤系统的核心部件,它具有特殊的结构和分离特性。
超滤膜通常由聚合物材料制成,具有微孔结构。
这些微孔的大小在纳米级别,可以过滤掉大部分溶质,同时允许溶剂和小分子通过。
超滤膜的分离性能主要取决于孔径大小和孔径分布。
通常,超滤膜可以分为不同的级别,如低分子量、中分子量和高分子量。
这些级别对应着不同的孔径范围,可以满足不同溶质的分离需求。
3. 切向流超滤系统的工作原理切向流超滤系统利用压力驱动溶液通过超滤膜,实现溶质和溶剂的分离。
系统通常包括滤膜模块、泵和控制系统。
3.1 滤膜模块滤膜模块是切向流超滤系统的核心部件,它由多个超滤膜组成。
这些超滤膜被安装在一个容器内,形成一个膜堆。
溶液从膜堆的一侧进入,通过超滤膜后,在另一侧收集。
3.2 泵泵是切向流超滤系统的动力源,它提供足够的压力将溶液推动通过超滤膜。
泵的选择和设置需要根据溶液的性质和处理要求进行调整。
3.3 控制系统控制系统用于监测和调节切向流超滤系统的运行参数。
它通常包括压力传感器、流量计和自动控制装置。
通过实时监测和调整,控制系统可以确保系统的稳定运行和高效分离。
3.4 工作过程切向流超滤系统的工作过程可以分为三个阶段:预处理、过滤和清洗。
3.4.1 预处理在进入切向流超滤系统之前,溶液通常需要经过预处理,以去除悬浮物、颗粒和大分子物质。
常见的预处理方法包括沉淀、过滤和加药处理。
3.4.2 过滤在过滤阶段,泵将预处理后的溶液推动进入滤膜模块。
由于超滤膜的微孔结构,溶剂和小分子可以通过膜孔,而溶质和大分子被滞留在膜表面。
这样,溶质和溶剂就被有效地分离开来。
3.4.3 清洗随着过滤的进行,超滤膜表面会逐渐被溶质和颗粒物堵塞,导致通量下降。
切向流超滤系统工作原理
切向流超滤系统工作原理一、引言切向流超滤系统是一种常见的膜分离技术,广泛应用于水处理、废水处理、饮用水净化等领域。
那么,切向流超滤系统是如何工作的呢?本文将从系统结构、工作原理和应用场景三个方面进行介绍。
二、系统结构切向流超滤系统由进料管道、膜组件、膜壳、排液管道和压力控制装置等组成。
膜组件是切向流超滤系统的核心部分,通常由多个超滤膜组成,膜壳则起到保护膜组件的作用。
三、工作原理切向流超滤系统的工作原理是利用膜的分离作用实现物质的分离。
首先,通过进料管道将待处理的液体引入膜组件,然后施加一定的压力,使液体通过膜孔而分离成两个部分,即滤液和浓缩液。
滤液中的溶质、溶解物和微小颗粒等可通过膜孔,而浓缩液中的大分子物质则被截留在膜表面形成浓缩物。
切向流超滤系统与传统的压力过滤系统相比,具有以下几点优势:1. 高效性:膜孔尺寸小,具有更好的分离效果,能够有效去除微小颗粒和溶质。
2. 选择性:根据需要选择不同孔径的膜,可实现对不同分子大小的物质进行分离。
3. 节能性:相比传统过滤方法,切向流超滤系统的能耗更低,操作成本更少。
4. 可控性:通过调节压力和流速,可实现对分离效果的精确控制。
四、应用场景切向流超滤系统广泛应用于多个领域,包括但不限于:1. 水处理:可以用于海水淡化、饮用水净化和工业用水处理等,能够去除水中的悬浮物、细菌和病毒等。
2. 废水处理:可以对工业废水进行处理,去除其中的有害物质和污染物,提高废水的处理效果。
3. 食品和饮料工业:可用于浓缩果汁、提取食品添加剂、去除微生物和颗粒等。
4. 生物医药领域:可用于分离和浓缩生物制品、药物和疫苗等。
五、总结切向流超滤系统是一种高效、可控的膜分离技术,通过施加压力使待处理液体通过膜孔进行分离,实现滤液和浓缩液的分离。
切向流超滤系统具有高效性、选择性、节能性和可控性等优势,广泛应用于水处理、废水处理、食品工业和生物医药领域等。
随着科技的不断发展,切向流超滤系统将会在更多领域得到应用,并为我们的生活和工作带来更多便利。
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微滤
能截留0.1-1
微米之间的颗粒。微 滤膜允许大分子和溶解性固体(无 机盐)等通过,但会截留住悬浮物, 细菌,及大分子量胶体等物质。微 滤膜的运行压力一般为0.7bar。
超滤
能截留0.002-0.1 微米之间的大分子 物质和杂质。微滤膜允许小分子物 质和溶解性固体(无机盐)等的通 过,同时将截留下胶体,蛋白质, 微生物和大分子有机物,用于表示 超滤膜孔径大小的切割分子量范围 一般在1,000-500,000 KD之间,超 滤膜的运行压力一般为1-7bar。
–
Clarification澄清 Removal of larger solutes 除去大溶质 Filtrate is kept 滤出液不变
Membrane Capabilities 膜的能力
Feed Retentate
Membrane is selected to pass the wanted solute 被选择膜必须可以让目 标溶质透过
Permeate Filtrate
Membrane Capabilities 膜的能力
Wash Diafiltration透析 + – Removal of low Feed MW solute 除去小分子溶质 – Retentate is kept 截留不变 Membrane is selected to pass Permeate unwanted solute Filtrate while retaining wanted solute(s) Also known as "Constant Volume Washing" / "Buffer Exchange“比如”等体积冲洗””缓冲溶液的置换”
反渗透
是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有 溶解盐份及分子量大于100KD的有机物,同时允 许水分子通过。醋酸纤维类反渗透膜脱盐率一般 大于95%,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。 反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化,锅炉补 给水,工业纯水及电子级高纯水制备,饮用纯净 水生产,废水处理和特种分离等过程。在离子交 换前使用反渗透可达幅度降低操作费用和废水排 放量。反渗透纳滤膜的运行压力一般介于苦咸水 的12bar 到海水的70bar。
• ★4待过滤的产品溶液是什么?组成,性质,
稳定性
• ★5了解溶剂、溶质
– pH – 离子强度 – 粘性、浓度 – 操作温度
过滤膜材质的确定 ★6注意清洗/消毒化学物质的选择
★7膜的联粘/吸附性质、溶质与膜的相互作用
★8确认以上信息后再选择所用膜的材质。
TFF的分类
按照分离的精度一般可将其 分为:微滤,超滤,纳滤和反 渗透(RO)
Cellulose Acetate
Modified ("low protein binding") Polyethersulfones (Biomax) Unmodified Polyethersulfones (PT series) Nylon & other Polyamides
130 - >200
膜材料物理与化学特性
–
物理性质(抗机械力,不至于变形) 可压性 弹性 韧性 化学性质 pH 溶剂 化学兼容性
–
–
热敏性质 温度
一些膜材料的化学兼容性等(表2)
一些膜材料能够耐受pH的能力
Approximate Protein Adsorption of Different Membrane Materials
管式膜
管式膜不适用于普通水
处理因为能耗较大。它 们适用于高固物浓度的 流体,前处理要求最不 严格。
中空纤维膜
中空纤维膜因
其压力低,通 道无死点,通 量高及能反洗 的优势而在水 处理中得以广 泛的应用。
更为具体的分法
过滤膜能为我们实现哪些目标?
膜的捕获原理
膜的能力
Membrane Functionality
★9所有在仪器上操作的溶剂
以及溶质是否与主体材料有良 好的化学兼容性,比如说尽量 避免高浓度的氯离子或者碘离 子的使用等等。 ★10需特别注意接头(pp)、 开关的密封性问题。
工作模式的模拟
典型的TFF操作步骤
★11严格控制运行压力,密切关注压力的 变化,仪器运行过程中不能随便离开。进 口压力一般控制在30psi左右,上限不可超 过60psi。 ★12注重用后的维护,清洗/消毒工作必 须按照规定进行。 ★13每次试验开始和结束都必须做膜包的 完整性测试,只有当测量值小于或等于保 证书上之规格才能够使用或者保藏。
也会截留一部分比其分子量小的溶质。 因为溶质的形状、可压缩性、和与溶液 中其它物质的相互作用,都会影响膜对 它的截留性。另外,不同的超滤膜生产 厂家,标定膜分子量的标准不同。 ★1根据试验的分离目的,过滤中想除去什 么?目标物质的分子量为多少?并以此 来确定膜包的分子量。(备注)
★2所有上仪器的样品都必须进行预处
TFF System(切向流超滤系统)
研发部:李福祥
2008.2.25
摘要
TFF相关的概念 TFF膜的结构以及材质 TFF膜的物理与化学特性 TFF的分类及其应用现状 过滤膜的原理及其在实验与生产中的应用 切向流超滤系统的简介 切向流超滤系统的操作过程 膜包的完整性测试 附录:TFF相关术语
TFF分类方法II—根据膜组件的结构
主要有四大类: 1.平板膜 2.卷式 3.管式 4.中空纤维
平板式膜
历史上第一类超
滤膜是板式膜, 因为难于保证膜 表面适当的流速 及复杂的密封问 题,这类膜的应 用非常有限。前 处理要求不严格。
卷式膜
卷式膜利用板式膜 作为起点,因为卷 式膜的格网带来死 点及无法反洗,通 常不适用于工业原 水处理。它们适用 于高温、高压物料 分离或物料稳定的 其他应用,前处理 要求最严格。
聚酰胺类
如尼龙6 ( PA - 6) 和尼龙66 ( PA 66) 微孔滤膜,这类膜亲水性好,较耐 碱而不耐酸. 在酮、酚、醚及高分 子量醇类中,不易被浸蚀. 孔径型号 也较多. 适用于电子工业中超纯水的过滤、 食品饮料及制药工业中液体的终端 过滤等领域.
聚醚砜
该类膜具有良好的化学稳定性和 热稳定性,耐辐射,滤速快,应用面 也较广. 微孔滤膜在食品饮料及 医药工业中作为高档微孔滤膜产 品已得到认可和应用.
聚烯烃类
如聚丙烯( PP) 拉伸式微孔滤膜 和聚丙烯( PP)纤维式深层过滤 膜. 该类微孔滤膜具有良好的化 学稳定性,可耐酸、碱和各种有机 溶剂. 价格便宜. 但该类膜孔径分 布宽. 规格.
无机基材类微孔滤膜
如陶瓷微孔滤膜,玻璃微孔滤膜,各类 金属微孔滤膜等. 这是近几年来倍受 重视的新一族微孔滤膜.无机微孔滤 膜,具有化学稳定性好,机械强度高、 耐高温、耐生物降解、可洗刷等优点. 特别在高温气体分离和膜催化反应器 及食品加工等行业中,有良好的应用 前景.
切向流过滤VS正向流过滤
切向流技术的典型模式
TFF膜的结构与材质
TFF是以膜为基础的分离技术、因此过
滤膜的结构与材质是其核心之一。 TFF膜的孔径是用分子量(NMWL)来 标定的,比膜标定分子量大的颗粒将被 截留,但是,需要特别指出的是,膜在 截留大部分比其标定分子量大的溶质的 同时,
Sources: A.M.Pitt J.Paren.Sci.Tech. May 1987 pp 110-114, C. Samy Pharm.Tech.Intl. Nov. 1992 pp 38-48, Millipore in-house tests
• ★3严格控制操作流速与压力(具体看膜
包说明
聚碳酸酯和聚酯类
主要是核孔膜. 从研究方面来说,核 孔膜成孔的孔径非常均匀,一般厚度 为5~15μm. 该膜的孔隙率虽然只 有百分之十几,但因膜较薄,所以流体 的过滤速度与上述的几种膜相当. 由 于制做工艺较复杂,规模生产时重孔 率高,且膜价格尚高,应用受到了限制. 目前该类膜也可制成多种孔径规格.
理
工业上常用的膜材料及其性能
混合纤维素( CN- CA) CN - CA 是一种较标准的常用微孔滤膜,开 发最早,应用也比较成熟. 由于成孔性能良好, 亲水性强,因此该种滤膜的系列孔径规格分 级最多,从0.05μm 到8μm ,约有近十个孔 径型号,现已广泛应用于制药工业中的药液 除菌过滤,食品饮料中的液体终端过滤、环 境水样的调查和实验室分析检测等.
捕获机理 大小排除 – 表面捕获/内部捕获 – 吸附 – 颗粒被吸附在膜上
–
Porosity开孔率 Defined by % of membrane made up by the pores定义膜上开孔的比率 – The higher the porosity the higher the permeability – 高开孔率高通透率
纳滤
能截留纳米级(0.001 微米)的物质。纳滤膜的操 作区间介于超滤和反渗透之间,其截留有机物质的 分子量约为200-800KD 左右,截留溶解盐类的能 力为20%-98%之间,对可溶性单价阴离子盐的去 除率低于高价阴离子盐,如对氯化钠及氯化钙的去 除率为20%-80%,而对硫酸镁和硫酸钠的去除率 为90%-98%。纳滤一般用于去除地表水中的有机 物和色素,地下水中的硬度及镭,且部分去除溶解 盐,食品和医药生产中有用物质的提取,浓缩。纳 滤膜的运行压力压力一般为3.5-30bar。
பைடு நூலகம்
完整性测试 - Pellicon XL
完整性测试安装
将TANK VALVE关闭,并将其上之接 头移下,关闭回流阀。