切向流过滤
切向流超滤膜包原理
切向流超滤膜包原理
切向流超滤膜包是一种新型的膜分离技术，它采用了切向流技术和超滤膜包技术相结合的方式，能够有效地实现对水中微小颗粒和有机物的去除，是一种非常有效的水处理技术。
切向流超滤膜包的原理是利用超滤膜包的过滤作用，将水中的杂质和有机物分离出来，同时通过切向流技术，使水在膜包内部形成旋转流动，从而增加了水与膜的接触面积，提高了过滤效率。
此外，切向流技术还能够有效地防止膜的堵塞和污染，延长膜的使用寿命。
切向流超滤膜包的结构比较简单，通常由膜包、进水管、出水管和切向流装置组成。
进水管将水引入膜包内部，经过膜包的过滤作用后，清洁的水通过出水管排出。
切向流装置则通过旋转流动的方式，增加了水与膜的接触面积，提高了过滤效率。
切向流超滤膜包的应用范围非常广泛，可以用于饮用水、工业水、污水处理等领域。
在饮用水处理方面，切向流超滤膜包可以有效地去除水中的微生物、有机物和重金属等有害物质，提高水的质量。
在工业水处理方面，切向流超滤膜包可以用于电子、化工、制药等行业的水处理，有效地去除水中的微粒和有机物，保证生产过程的稳定性。
在污水处理方面，切向流超滤膜包可以用于城市污水处理厂和工业废水
处理厂，实现对污水的高效处理和回收利用。
总之，切向流超滤膜包是一种非常有效的水处理技术，具有过滤效率高、膜的使用寿命长、防止膜的堵塞和污染等优点，可以广泛应用于饮用水、工业水、污水处理等领域，为人们提供更加清洁、安全的用水环境。
超滤系统原理
超滤系统原理
1.超滤概念
超滤是切向流过滤(据滤膜的截留孔径分类)中的一种,也称切向流超滤,能截留0.002-0.1微米之间的大分子物质和蛋白质,允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，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1000-500000之间。
超滤膜的运行压力一般1-7bar。
2超滤基本原理
2.1切向流概述
在分离中通常有两种类型的过滤：垂直过滤(NFF)和切向流过滤(TFF)。
在垂直过滤中，所有的流体直接通过滤膜，被截留的物质堆积膜表面。
由于这些物质的堆积，通过滤膜的流量迅速下降直至完全停止;在切向流过滤中，流体如下图所示十字地流过滤膜。
2.2基本原理
超滤是一个错流合切向流的过程，待过滤的液体沿膜表面流动，在过滤膜上形成流体剪切，使得污染物较难在膜表面形成。
以现在超滤系统为例，要过滤的样品经泵加压后输入膜组件中，由于膜内外的压力差，一部分液体渗过滤膜进入较小的孔即透过液，而样品中的病毒等较大分子（或大分子）则截留进入较大孔即回流液。
下图是超滤膜过滤的示意图。
PALL 过滤膜预组装好的,并通过膜和隔离层粘接和固定在一起,膜堆
中每个膜片被固定于分离网之间,因此膜堆里每个膜层是平行的,这种盒式膜堆在较小的容积内能提供很大的膜表面积,流体被泵入超滤 系统的进液口,流入底部导流板进入膜堆的大孔孔中,流体切向地通过膜,没有通过膜的部分流入膜另一侧的大孔中,流出回流口.透过膜的流体(透过液)流进底部导流板的小孔孔中,最后流出透过液口.如下图所示，未能找到到实际使用的图片，实际使用的稍有差别。
滤液 入口
浓缩液
膜 泵
回流。
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。
切向流超滤膜包原理
切向流超滤膜包原理切向流超滤膜包（TFF）是一种用于分离混合物的膜技术，广泛应用于水处理、生物医药和食品工业等领域。
它通过膜孔的大小和形状来实现溶质和溶剂的分离，具有高效、经济、环保等优点。
切向流超滤膜包的原理是基于超滤膜的特性，超滤膜是一种具有特定孔径的薄膜，能够阻隔大分子物质的通过，而允许小分子物质和溶剂通过。
超滤膜包括多层膜，每一层膜都有不同的孔径大小，以实现不同分子大小的分离。
在切向流超滤膜包中，混合物通过膜包的入口进入，经过多层膜的过滤作用后，在膜包的出口处分离出溶质和溶剂。
具体过程如下：1. 进料：混合物通过膜包的入口进入，进料流量和压力可以根据需要进行调节。
2. 切向流：混合物在进料管道中形成切向流，即沿着膜包的表面流动，并与膜表面接触。
3. 过滤：在切向流的作用下，溶剂和小分子物质通过超滤膜的孔隙进入膜包内部，而大分子物质被截留在膜表面。
4. 分离：溶剂和小分子物质通过膜包内的通道流出，形成产物流，而截留在膜表面的大分子物质则被排除出系统。
切向流超滤膜包的分离效果主要取决于膜的孔径和形状，膜的孔径越小，其分离效果越好。
此外，进料流量和压力也会影响分离效果，过高的流量和压力可能导致膜的堵塞和破损。
切向流超滤膜包具有许多优点。
首先，它能够高效地分离混合物，去除悬浮物、杂质、有机物等，使溶剂更加纯净。
其次，切向流超滤膜包具有较高的通量和较低的能耗，能够满足工业生产的需求。
此外，切向流超滤膜包的结构紧凑，占用空间小，可以方便地进行组合和安装。
在水处理领域，切向流超滤膜包被广泛应用于海水淡化、污水处理、工业废水处理等领域。
在海水淡化中，切向流超滤膜包可以去除海水中的盐分和杂质，生产出符合饮用水标准的淡水。
在污水处理中，切向流超滤膜包可以去除污水中的有机物和微生物，使其达到排放标准。
在工业废水处理中，切向流超滤膜包可以回收废水中的溶剂和有用物质，实现资源的循环利用。
在生物医药领域，切向流超滤膜包被广泛应用于药物分离和纯化。
单程切向流过滤的工艺开发工作流程和控制策略的设计以及集成和连续的实施
单程切向流过滤的工艺开发工作流程和控制策略的设计以及集成和连续的实施
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四、SPTFF的集成与连续实施
1. 系统集成：将SPTFF与其他单元操作（如混合、沉淀、结晶等）集成，形成连续的生产工艺，提高生产效率和产品质量。
2. 连续操作：采本。
3. 自动化与数字化：利用先进的自动化和数字技术，实现SPTFF系统的远程监控和智能控制，提升生产效率和灵活性。
单程切向流过滤工艺开发：工作流程、控制策略设计与集成实施
一、引言
单程切向流过滤（Single-Pass Tangential Flow Filtration, SPTFF）是一种高效的生物制药和生物工程中常用的分离纯化技术。它通过切向流将待处理液体推动过过滤膜，实现固液或液液分离。本文将探讨SPTFF的工艺开发工作流程，控制策略的设计，以及其集成和连续的实施。
Cross Filtration 切向流过滤
CROSS FILTRATION死端过滤DEF OR 普通过滤NFFDead-end Filtration or Normal Flow Filtration•料液流动方向和过滤方向平行•颗粒被截留在过滤膜内部或表面•膜表面形成滤饼 (Cake)切向流过滤TFF OR 错流过滤CFFT angential Flow Filtration or Crossflow Filtration•料液流动方向和过滤方向垂直•截留颗粒或分子从液体中分离出来•切向流抑制了溶质在膜表面的堆积•筛网: 支撑和扰流的作用，增加对膜的冲刷效果死端过滤 VS 切向流过滤 DEAD-END VS CROSSFLOW FILTRATION切向流过滤的应用 CROSSFLOW FIL TRATION APPLICATION浓缩或澄清 CONCENTRATION OR CLARIFICATION 小分子不断透过膜成为透过液, 大分子 (样品) 不断被截留回流至储罐, 储罐中的样品体积越来越少, 样品浓度越来越高。
•P1 = Inlet pressure 进口端压力•P2 = Outlet pressure 出口端压力或回流端压力•P3 = Permeate pressure 透过端压力DIAFILTRATION 洗滤BATCH 批次模式•加洗涤液稀释料液•再浓缩 (去除洗涤体积)•重复CONTINUOUS 连续模式•恒定体积模式•浓缩的同时加入洗涤液, 使加入洗涤液的速度与过滤速度相同, 在系统内保持体积和浓度的恒定。
•储罐中样品体积和浓度始终保持不变, 样品的缓冲体系逐渐被置换成另一种缓冲体系。
膜孔径的选择样品浓缩和透析:•样品截留模式: 膜孔径大小为目标分子量的1/3-1/5•样品透过模式: 膜孔径一般大于目标分子量的5-10倍•两种物质分离模式: 一般需要分子量差异在10倍以上菌体/细胞收获:•细胞浓缩：超滤膜通常更容易操作•分离细胞和蛋白：微滤膜通常会获得更好的收率滤膜的选择一般来说，对于哺乳动物细胞分泌表达的澄清过滤，可选择0.2到0.65μm的微滤膜；对于大肠杆菌裂解液的澄清过滤可选择500 KD或750 KD超滤膜；⽽酵⺟分泌上清的澄清过滤可使用750 KD超滤膜或0.1μm微滤膜。
1切向流过滤原理
1切向流过滤原理切向流过滤原理是一种在流动系统中用于精细过滤微粒的技术。
它利用流体的流动和微粒的分散性质，将微粒排除在流体流过特定的过滤介质时。
本文将详细介绍切向流过滤原理的机制和应用。
切向流过滤原理基于流体流动时的牛顿第一定律，即物体在不受外力作用时，保持匀速直线运动或保持静止的状态。
当流体经过精细过滤介质时，流经微孔的速度会减小，从而减小了流体的惯性。
由于微粒的质量比流体大，所以微粒会保持它们的原始速度，以及取向和位置，继续前进，穿过过滤介质。
在切向流过滤中，流体通过一个慢速旋转的细长管道，过滤介质位于管道内部的壁面上。
根据微粒的运动原理和过滤介质的作用，可以将流体微粒的过滤过程分为三个阶段：捕获、传递和排出。
首先是捕获阶段。
在管道中的过滤介质上，微粒受到细长管道壁的惯性作用，沿着壁面的切向运动形成一个薄层。
随着流体的通过，微粒在薄层中的位置被固定，靠近管道壁面。
然后是传递阶段。
微粒沿着管道壁面的切向运动，逐渐向下游传递。
由于过滤介质的细小孔隙，微粒不能穿过这些孔隙，只能继续沿着壁面运动。
最后是排出阶段。
当微粒到达管道末端时，它们因为惯性的作用而冲出流体，并落入管道底部的收集器中。
通过定期清洗收集器，可以将积聚的微粒排出系统。
切向流过滤技术具有几个重要的优势。
首先，与传统的一般过滤器相比，切向流过滤器具有更高的过滤效率。
其次，切向流过滤器能够过滤比一般过滤器更小的微粒，达到更高的分离效果。
此外，切向流过滤器的排污时间可控，允许方便的维护和周期性清洗，从而实现连续过滤。
切向流过滤器的应用广泛。
在工业生产中，它常用于精细过滤液体，如溶剂、纯化溶液和废水。
它还可以用于液态材料的分离、分级和纯化过程。
例如，在制药工业中，切向流过滤器常用于对药物精制过程中的杂质去除，从而提高产品质量和纯度。
在食品加工中，切向流过滤器可以用于果汁、酒精和糖浆等液态食品的细菌、颗粒物和杂质的分离。
总之，切向流过滤是一种基于微粒惯性作用的高效、精细过滤技术。
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。
切向流过滤原理
切向流原理
press
普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。 普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。
切向流原理
press
普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。 普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。
切向流原理
press
普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。 普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。
• 1、压力过滤分类 压力过滤分类 • 2、切向流原理 切向流原理 • 3、切向流步骤 切向流步骤
谢 谢 大 家！
压力过滤分类
1、微滤(micro-filtration, MF) 2、超滤(untra-filtration, UF) 3、反渗透(reverse osmosis, RO)
压力过滤分类
微滤(micro-filtration) 微滤
超滤(untra-filtration) 超滤
反渗透(reverse osmosis) 反渗透
切向流原理
2012 年 03 月07 日
切向流原理-主要内容 切向流原理 主要内容
• 1、压力过滤分类 压力过滤分类 • 2、切向流原理 切向流原理 • 3、切向流步骤 切向流步骤
压力过滤分类
定义：指以压力为推动力， 定义：指以压力为推动力， 依靠膜的选择性， 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 膜必须是半透膜， 身，膜必须是半透膜，即 能透过一种物质, 能透过一种物质,而阻碍另 一种物质。 一种物质。
切向流步骤-置换缓冲溶液 切向流步骤 置换缓冲溶液
置换缓冲溶液： 溶剂逐渐被置换。 置换缓冲溶液：随着实验的进行 溶剂逐渐被置换。
切向流超滤系统
★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。
• ★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）
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。
完整性测试 - Pellicon XL
完整性测试安装
切向流过滤在制药工艺中的应用
层流和湍流
透过液
透过液
层流层
层流
湍流层
层流层 透过液 透过液
层流过滤
湍流过滤
浓差极化模型
进料
回流液
凝胶层
滤过液
由于膜对溶质的截留，使得越接近膜界面的区域浓度越高。
切向流过滤装置
循环
浓缩液
LC 料液罐 P2
P1
P3
泵
过滤器
透过液
主要内容
• 切向流过滤原理 • 切向流过滤的应用
• 切向流过滤膜的选型
1. 对已知分子量蛋白marker的截留率
切向流过滤膜的截留率
（Rejection Coefficient）
2. 对特定dextran 标准物质 的截留率 通过凝胶渗透色谱（GPC）检 测Dextran分子量和含量，判 断超滤膜的截留率
切向流过滤膜的截留率
（Rejection Coefficient）
长期保存
20%乙醇 0.05~0.1N NaOH 膜包清洗循环冲洗系统5min后，拆下膜包，用上述溶剂浸泡
主要内容
• 切向流过滤原理 • 切向流过滤的应用
• 切向流过滤膜的选型
• 膜包的使用方法和清洗
• 切向流过滤工艺优化
• 应用举例
切向流过滤工艺优化
切向流过滤工艺影响因素
料液性质 操作参数 滤膜性能 操作设备
300 kDa
500 kDa 1000 kDa
切向流膜包
材质选择——蛋白吸附 不同膜材质蛋白吸附性能比较 （以IgG 为例）
膜材 IgG吸附量（ug/cm2）
PESU
（ 聚醚砜）
4.7 2.7
Cellulosetriacetate
切向流超滤PPT精选文档
微滤(micro-filtration)
超 滤 (untrafiltration)
反渗透(reverse
4
滤膜孔径分类
5
区分图谱
6
过滤方式
7
普通过滤（死端过滤）
普通过滤：随着浓缩的进行，膜表面的大分子逐渐增多。
8
切向流过滤（TFF）
9
为何采用切向流过滤？
1、死端过滤中，流速随过滤的进行而 降低。当过滤膜为孔径细小的超滤膜或 料液中固形物含量很高时，采取死端过 滤时流速急速下降。因而只适合处理小 体积样品。 2、TFF应用时，在过滤膜表面产生剪 切力，减小膜表面物质堆积，稳定过滤 速度。适于较大规模样品处理。
切向流超滤
1
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。
2
过滤分类
1、微滤(micro-filtration, MF) 2、超滤(untra-filtration, UF) 3、反渗透(reverse osmosis, RO)
循环结束后，关闭泵，将系统中的水排 空，用以下公式计算标准水通量 （NWP）
36
标准水通量Normalized Water Permeability ：
R = 透过速度 ml/min Pin = 进口压 psi(bar) Pout=出口压 psi(bar) Pp = 透过口压psi(bar) T ＝水温°C
14
浓缩：随着浓缩的进行，溶液体积不断缩小。
15
浓缩：随着浓缩的进行，溶液体积不断缩小。
16
浓缩：随着浓缩的进行，溶液体积不断缩小。
tff atf 发展历程
tff atf 发展历程
TFF（切向流过滤）和ATF（交替式切向流）是两种常用的中空纤维切向流过滤的细胞截留装置。
其发展历程如下：
TFF出现较早，液体的运动方式也更加直观简洁，但由于传统的TFF使用蠕动泵进行液体输送，蠕动泵产生的剪切力会对细胞造成较大的伤害，使细胞活率下降，同时产生的细胞碎片也容易堵塞中空纤维滤膜，因此早期的TFF在灌流培养中并没有表现出良好的效果。
之后出现的ATF则采用了隔膜泵进行液体驱动，降低了剪切力对于细胞的伤害，提高了细胞活率以及灌流培养时间，得到了较广泛的使用。
总体来说，TFF和ATF都是用于细胞截留的重要装置，它们的发展和应用推动了灌流培养技术的发展和应用。
切向流过滤名词解释
切向流过滤名词解释
嘿，朋友！今天咱来聊聊切向流过滤。
你知道吗，切向流过滤就像是一场神奇的分离魔法！
比如说，咱想象一下，有一堆乱七八糟的东西混在一起，就像你桌上那堆文具、零食和杂物混一块儿似的。
而切向流过滤呢，就像是有一双神奇的手，能把你想要的东西精准地挑出来，把其他不要的留在一边。
切向流过滤可不是随随便便就能完成的哦！它有自己独特的方式。
它利用一种特殊的流动方式，让液体沿着过滤膜的表面快速流动，就好像河水在河道里奔腾一样。
在这个过程中，那些需要被分离的物质就会被巧妙地截留或者透过过滤膜。
咱再打个比方，这就好比你在操场上跑步，你沿着跑道跑，而跑道旁边有一些障碍物，你能顺利地绕过去或者跨过去，而那些障碍物就被留在了原地。
切向流过滤就是这么厉害！
在很多领域都能看到切向流过滤的身影呢！像生物制药领域，它能帮助分离出那些珍贵的药物成分，就像在一堆沙子里找出金子一样。
在食品工业中，也能用来分离出纯净的食品原料。
“哎呀，这切向流过滤可真是太神奇了！”你是不是也这么觉得呢？它就像是一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活和各种产业做出巨大的贡献。
我觉得切向流过滤真的是一项非常了不起的技术，它让很多复杂的分离工作变得简单高效，给我们的生活带来了诸多便利。
我们真应该好好感谢它呀！。
切向流过滤技术
切向流过滤技术TFF是切向流过滤，它是一种压力驱动的，根据分子尺寸的膜分离过程。
用TFF，样本混合物不是像直流过滤那样被强迫通过一个单一的通路来通过膜。
而是流体通过多次再循环的方式，切向通过膜的表面。
这种由施加压力带来的“清扫”行为，降低了初始样本在膜表面的积累。
比膜截留分子量大的目标分子得到了保留，然而小分子和缓冲液通过了膜。
切向流过滤是一种浓缩和脱盐10ml到几千升样本溶液的有效方法。
它可以用来从小的生物分子中分离大的生物分子，捕获细胞悬浮液以及澄清发酵液和细胞裂解物。
TFF可以应用于一系列应用包括蛋白质化学，分子生物学，免疫学，生物化学和微生物学。
本文将对切向流过滤技术的原理，主要参数和应用进行重点介绍。
常规过滤是指在压力的作用下，液体直接穿过滤膜进入下游，而大的颗粒或分子则被截留在膜的上游或内部，小的颗粒或分子透过膜进入下游。
在这种操作方式下，液体的流动方向是垂直于膜表面进入下游的，所以也有人称之为“死端过滤”（Dead End Filtration）。
常规过滤的应用包括澄清过滤、除菌过滤和除病毒过滤等等，不是本文讨论的重点。
而切向流过滤则是指液体的流动方向是平行于膜表面的，在压力的作用下只有一部分的液体穿过滤膜进入下游，这种操作方式也有人称之为“错流过滤”（Cross Flow Filtration）。
由于切向流在过滤过程中对膜包的表面进行不停的“冲刷”，所以在这种操作模式下有效的缓解了大的颗粒和分子在膜上的堆积，这就使得这种操作模式在很多应用中具有独特的优势。
切向流（也称为“错流”）过滤中，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。
于此同时，切向流体也会产生垂直于滤膜的压力，推动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试验，有助于理解切向流过滤的机理：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，在筛网表面形成一个鹅卵石层，阻碍顶部砂粒向筛网方向移动并通过筛网眼，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，在切向流过滤模式中，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。
切向流过滤工艺的优化
切向流过滤工艺的优化王斌(密理博中国bin_wang@)切向流过滤（Tangential Flow Filtration ，简称TFF ）是制药工艺中已经被广泛采用的一种过滤操作方式，它的应用包括澄清过滤、产物浓缩、除热原、除小分子杂质、脱盐和缓冲液置换等等。
切向流过滤的概念是相对于常规过滤（Normal Flow Filtration ，简称NFF）而言的，如下图1 所示：图1 常规过滤与切向流过滤示意图常规过滤是指在压力的作用下，液体直接穿过滤膜进入下游，而大的颗粒或分子则被截留在膜的上游或内部，小的颗粒或分子透过膜进入下游。
在这种操作方式下，液体的流动方向是垂直于膜表面进入下游的，所以也有人称之为“死端过滤”（Dead End Filtration）。
常规过滤的应用包括澄清过滤、除菌过滤和除病毒过滤等等，不是本文讨论的重点。
而切向流过滤则是指液体的流动方向是平行于膜表面的，在压力的作用下只有一部分的液体穿过滤膜进入下游，这种操作方式也有人称之为“错流过滤”（Cross Flow Filtration）。
由于切向流在过滤过程中对膜包的表面进行不停的“冲刷”，所以在这种操作模式下有效的缓解了大的颗粒和分子在膜上的堆积，这就使得这种操作模式在很多应用中具有独特的优势。
从滤膜的截留孔径进行分类，可以将过滤分为澄清过滤、微滤、超滤和反渗透等等。
下图2 粗略的标明了不同级别的滤膜和截留图谱。
图2. 滤膜截留图谱相应的，将不同孔径的滤膜采用切向流的操作方式进行过滤，即可称之为切向流微滤、切向流超滤等等。
下图3 为典型切向流过滤系统的示意图，通常包括泵、膜包和夹具、贮罐、连接管件以及阀门和压力表等。
本文将对切向流过滤工艺的优化思路进行介绍。
图3. 典型切向流过滤系统示意图一个切向流过滤的生产工艺由许多参数决定，其中关键的工艺参数有：切向流流量、跨膜压（TMP）、透出液控制、膜面积、透析条件等。
这些参数既相互影响又相互制约，要同时达到提高生产效率和节约成本的目的，就必须首先对这些参数进行优化。
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 ：
切向流过滤系统安全操作及保养规程
切向流過濾系統安全操作及保养规程前言切向流過濾系統是一种高效的过滤系统，其具有过滤精度高、不易堵塞、使用寿命长等优势，被广泛应用于生产中，保障了生产安全、生产效率和产品质量。
然而，在长期使用中，如果不按照规定进行操作和保养，会影响过滤效果和使用寿命，甚至造成设备损坏和生产事故。
因此，对切向流過濾系統进行安全操作和保养至关重要。
本文档旨在介绍切向流過濾系統的安全操作及保养规程，以帮助用户正确使用和维护设备，延长其使用寿命，提高过滤效率，确保生产安全和质量。
安全操作规程1. 操作前检查在使用切向流過濾系统之前，必须进行系统的全面检查和维护。
具体操作如下：•检查传动链的正确安装和松紧度，保证传动链通畅顺畅。
•检查滤桶的密封性能和松紧度，保证滤桶的密封性能良好，不漏液。
•检查电机和电气控制部分，确保能够直接正常工作。
•检查电动葫芦调整合理，各根钢丝绳火升平直，不发生扭或交叉拉力。
•检查切向流過濾系统的滤芯，确认是否安装正确和取代时是否到期，保证滤芯的正常工作效果。
2. 操作中注意事项切向流過濾系统在使用时，需要注意以下安全事项：•严禁在滤桶内进行人工清理，不得将手或工具伸入滤桶内。
•严禁在设备工作时对设备进行维修或保养操作。
•在滤桶内加水时，应适度，不得超过滤桶规定的最高水位。
3. 操作后清理和检查使用切向流過濾系统之后，必须对系统进行清理和检查，以保证下次使用的效果和安全。
如下：•清理滤桶内的残留物和积水，保证滤桶内的干燥。
•检查传动链和滤芯，确认是否存在一些松动和堵塞。
•关闭电源和全部控制电路电源，并将设备的安全栅栏关闭。
保养规程切向流過濾系统的保养非常重要，它将直接影响设备的使用寿命和过滤质量。
下面，我们将介绍切向流過濾系统中的保养规程。
1. 滤芯更换滤芯的更换非常重要，建议每隔三个月或过滤负荷达到50%时更换滤芯。
2. 滤桶和传动链清洗在滤芯更换的时候，要对滤桶和传动链进行清洗，可以使用清洗剂和清水进行清洗，保持设备的清洁和干燥。
切向流过滤膜包的使用流程
切向流过滤膜包的使用流程1. 简介切向流过滤膜包是一种常用于固液分离的设备，适用于各种工业领域。
它可以高效地过滤废水、工业液体以及净化处理过程中的颗粒物，具有广泛的应用价值。
2. 安装准备在使用切向流过滤膜包之前，我们需要进行一些安装准备工作。
•确保设备的净化系统已经正常运行，并且具备相应的过滤能力。
•检查过滤膜包的完整性，确保没有破损或者其他损坏情况。
•准备必要的工具，例如扳手、刀具等。
3. 安装步骤接下来，我们将按照以下步骤进行切向流过滤膜包的安装。
3.1 安装位置选择在安装切向流过滤膜包之前，需要选择一个合适的安装位置。
一般来说，应该选择一个便于清洗和维护的位置，并且要注意不要影响其他设备的正常运行。
3.2 安装过滤膜包在选定安装位置后，可以开始安装过滤膜包了。
1.使用扳手等工具拆卸管道连接口，并保留好原有的密封垫片。
2.将切向流过滤膜包放置在管道上，并确保与管道的连接口对齐。
3.使用扳手等工具将过滤膜包的连接口与管道的连接口紧固，并确保密封完好。
4.检查安装是否稳固，并进行必要的调整。
3.3 连接管道安装好过滤膜包后，需要进行管道的连接。
1.确认过滤膜包与其他设备的连接方式，如采用螺纹连接、法兰连接等。
2.根据连接方式，选择合适的连接件，并进行连接。
3.检查连接是否紧固，并进行必要的调整。
4. 使用维护一旦切向流过滤膜包安装完成，就可以开始使用了。
4.1 启动设备在使用过滤膜包之前，需要先启动设备。
1.确认设备的电源是否正常接通。
2.打开净化系统的阀门，让液体流经过滤膜包。
3.检查设备是否正常运行，并监测过滤效果。
4.2 定期清洗为了保证切向流过滤膜包的正常运行，需要定期清洗。
1.关闭净化系统的阀门，停止液体的流经。
2.使用清水或者特定清洗液进行清洗，确保过滤膜包表面的污物被清除。
3.检查清洗效果，并确保过滤膜包的表面干净。
4.3 维护保养定期维护切向流过滤膜包，可以延长其使用寿命。
1.检查过滤膜包的连接是否紧固，是否有松动情况。
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Thank you!
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切向流过滤
Tangential Flow Filtration
Shandong Topscience
HMG/HCG Department 赵文蒙 2010.06.15
1
过滤的分类
2
滤膜孔径分布
3
过滤方式
4
普通过滤(死端过滤)
液 体 流 向
5
切向流过滤(错流过滤)
透 过 流 速
6
常规过滤(NFF)
38
How to Control Polarization浓差极化的控制
39
Balance TMP & Cross-flow Rate平衡膜透压和切向流速
40
Balance TMP & Cross-flow Rate平衡膜透压和切向流速
41
Reducing Concentration Polarization降低浓差极化
52
Selecting the Cleaning Solution选择最洁净的清洗方法
53
Antifoam- A Typical Foulant 防沫剂
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Tips on Antifoams 有关防沫剂的技巧
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Polarization Summary 极化现象总结
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Concentration 浓缩
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Concentration 浓缩
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基本超滤术语
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Operation: Diafiltration操作: 透析
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Diafiltration透 析
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Diafiltration透 析
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Diafiltration透 析
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Diafiltration透 析
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Effects of Fouling堵塞的影响
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Fouling in Microporous and Ultrafiltration TFF 堵塞的成因
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How to Control Fouling 堵塞的控制
51
Aspects of Successful TFF Operation 成功地进行TFF操作的各方面要素
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Diafiltration透 析
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Diafiltration透 析
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Diafiltration透 析
28
基本超滤术语
29
基本超滤术语
30
基本超滤操作参数
31
TFF Definitions & EquationsTFF的定义&公式
32
Polarization and Fouling极化与堵塞
7
切向流过滤(TFF)
8
切向流（TFF）过滤系统模型
9
基本TFF术语
10
基本超滤术语
11
基本超滤术语
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Concentration 浓缩
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Concentration 浓缩
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Concentration 浓缩
15
Concentration 浓缩
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Concentration 浓缩
Hale Waihona Puke 42Flux Controlled TFF通量控制（TFF）
43
Flux Controlled TFF通量控制（TFF）
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Typical One Pump System典型的单泵系统
45
Two Pump Flux Controlled System双泵通量控制系统
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Conventional vs.Flux Controlled TFF 常规的TFF和通量控制的TFF
33
Definitions of Polarization and Fouling有关术语
34
Polarization极化
35
Polarization 极化
36
Polarization in MF and UF TFF极化的形成
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Controlling Polarization浓差极化的控制