切向流过滤装置介绍
切向流过滤装置介绍
切向流过滤装置介绍切向流过滤装置是一种常用的筛选和过滤固体颗粒的设备，广泛应用于化工、食品、制药、石油、冶金、纺织、环保等行业。
切向流过滤装置主要由筛管、支撑体、进料管、排渣管、出口管等组成，其工作原理是利用流体的强大冲击力和切向力，将固体颗粒分离出来。
切向流过滤装置的工作原理是利用液体流通过筛管时的高速旋转，使筛管周围的液体产生切向力，使固体颗粒沿着筛管壁面旋转与上升，当颗粒升至一定高度时，由于离心力的作用，颗粒会与液体分离，然后落入渣料滑槽，并通过排渣管排出。
而纯净的液体则通过筛管的中心穿过出口管排出。
1.高效过滤：切向流过滤装置利用强大的液体旋转和离心力，能够有效地分离固体颗粒，使过滤效果更加彻底，减少悬浮物的含量。
2.扩散性较低：切向流过滤装置的入口截面积较大，流速较低，能够减少颗粒在入口处的扩散，提高过滤效果。
3.不易堵塞：由于切向流过滤装置的进料口位于筛管下端，固体颗粒在下沉过程中不易聚集，减少了堵塞的可能性，提高了装置的稳定性和可靠性。
4.操作简便：切向流过滤装置结构简单，操作方便，可以根据需要随时调整流量和分离效果，满足不同工况的要求。
1.精细化工：切向流过滤装置能够有效地过滤微小颗粒，提高产品的质量和纯度，广泛应用于化工领域，例如提取、分离和浓缩等工艺过程。
2.食品加工：切向流过滤装置能够过滤掉食品中的杂质和固体颗粒，提高产品的品质和口感，常用于液体食品的生产过程，如果汁、酒类、调味品等。
3.制药行业：切向流过滤装置能够去除药物中的微小颗粒和杂质，提高药品的纯度和稳定性，适用于药物制剂、注射液、生物制品等领域。
4.石油化工：切向流过滤装置可用于石油和润滑油的分离和过滤，去除杂质和颗粒，保护设备的长期稳定运行。
5.环保行业：切向流过滤装置可用于处理废水和废气，将颗粒物分离出来，提高处理效果和设备的寿命。
总之，切向流过滤装置是一种高效、可靠、灵活的固液分离设备，应用广泛，并且在不同行业中具有重要的地位和作用。
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。
切向超滤装置的原理及应用
切向超滤装置的原理及应用概述切向超滤装置是一种常用于液体分离和浓缩的技术，它可以通过筛选微小颗粒物和高分子物质来获得更纯净的溶液。
本文将介绍切向超滤装置的原理，以及它在各个领域的应用。
原理切向超滤装置通过使用高分子材料制成的多孔性膜，来筛选液体中的颗粒物和溶质。
其原理基于物质的大小和形状，利用半透膜对溶液进行筛选和分离。
切向超滤装置的膜孔径通常在0.01-0.1μm之间，具有较高的筛选效率。
当溶液通过膜时，较小的颗粒和溶质可以顺利通过膜孔，而较大的颗粒物则被阻隔在膜表面。
通过调整膜孔径的大小，可以实现对不同分子大小的筛选，从而获得不同纯度的溶液。
切向超滤装置的另一个特点是，溶液在膜孔内不产生明显的流动，而是呈现切向流动。
这种切向流动能够减少膜孔被堵塞的机会，提高装置的使用寿命。
应用切向超滤装置在多个领域中得到了广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：食品和饮料工业•饮用水处理：切向超滤装置可以用于制备纯净的饮用水，去除水中的颗粒物、细菌和病毒等污染物。
•酿造和乳制品工艺：切向超滤装置可以用于获得高纯度的酿造原料和乳制品成品，同时保留其中的有益物质。
生物医药工业•药物生产：切向超滤装置可以用于提取药物中的有效成分，并去除其他杂质物质。
•生物制品处理：切向超滤装置可以用于分离和浓缩生物制品中的细胞、蛋白质等物质。
环境保护•污水处理：切向超滤装置可以用于污水处理，去除其中的悬浮物、重金属离子、细菌等有害物质。
•废水回收：切向超滤装置可以对废水进行处理和回收利用，减少水资源的消耗。
有机合成和化学工艺•反应物分离和纯化：切向超滤装置可以用于有机合成和化学反应中的反应物分离和纯化。
•溶剂回收：切向超滤装置可以用于溶剂的回收利用，减少化学工艺中的溶剂损耗。
总结切向超滤装置利用多孔膜的筛选原理，实现了对溶液的分离和浓缩。
它在食品和饮料工业、生物医药工业、环境保护以及有机合成和化学工艺等领域都有着重要的应用。
其优势在于高效、可靠且操作简单，能够为各行各业的生产提供更纯净的溶液，解决了许多传统分离方法无法解决的问题。
MilliporePellicon切向流超滤装置
MilliporePellicon切向流超滤装置Millipore Pellicon切向流超滤装置型号：Pellicon切向流超滤（TFF）是指液体沿着与膜平行的方向流动，在过滤的同时对滤膜表面进行冲刷，使膜表面不会形成凝胶层，保持稳定的超滤速度。
从而广泛应用于研发、中试及工业生产中.详细介绍：1、生化制品的分离提纯、浓缩、脱盐、脱醇（胸腺肽、肝素钠、细胞色素C等）2、基因工程产品的分离提纯、浓缩、脱盐（干扰素、EPO、TPO、G-CSF等）3、血浆蛋白的分离、浓缩、脱醇（白蛋白、球蛋白、凝血因子等）4、细胞培养制品的分离、浓缩（病毒、抗体等）5、蛋白产品层析前后或冻干前的缓冲液置换6、细胞、菌体及病毒的收集7、发酵液或培养液的澄清，去除菌体和细胞碎片8、小分子产品除热原（如：葡萄糖、抗生素、培养液、水、小肽等）9、完全线性放大的Pellicon-2系列膜包10、使用了新一代的Biomax膜和Ultracel PLC膜，流速更快，使用更安全11、使用高交联氨基甲酸乙酯粘合剂，改善了化学兼容性12、有50cm2，0.1m2，，0.5m2，，2.5m2四种面积的膜包可以选择13、每种膜包都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14、有三种湍流网可以选择，A Screen,C Screen,V Screen，适合不同的应用细密湍流网粗糙湍流网悬空式湍流网A Screen C Screen V Screen低浓度蛋白质溶液低浓度溶液（单克隆抗体）高浓度蛋白质溶液或高浓度溶液（IgG，生物大分子）高粘度溶液（多糖，澄清过滤或微孔过滤Millipore Pellicon2超滤膜包型号：Pellicon2Pellicon2膜包成为平板类切向流装置的新标准。
使用Biomax或Ultracel PLC膜的Pellicon产品线在设计时考虑了线性放大和应用开发问题。
提供各种滤筒支架和配置，适合于任意大小安装。
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。
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。
切向流过滤在制药工艺中的应用
付丙鹏 纯化与过滤产品应用专家 bingpeng.fu@
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
膜过滤技术
按孔径大小分类：
死端过滤
压力
——去除杂质（内毒素、杂蛋白等）
切向流过滤工艺
浓缩
浓缩因子 V1/V0 2 3 4 5 10 20 30 40
• • 收膜上大分子——————浓缩/去除小分子 收膜下小分子——————去除大分子/澄清
小分子残留（%） 50% 33% 25% 20% 10% 5% 3.3% 2.5%
• 100% permeable
8 超滤/微滤 9 排空/缓冲 液顶洗 10 清洗 11 检测水通量
优化工艺参数
选择合适的清洗方法，恢复膜性能
12 保存
膜包清洗
膜污染是造成膜通量持续下降的原因！ 目的：去除膜污染物，保持膜性能；防止批间交叉污染； 污染物：微生物、颗粒、胶体离子、蛋白、色素…… 酸 硝酸、磷酸、柠檬
选择合适的清洁剂： 1. 根据污染物选择相应清洁剂 2. 膜包材质与清洁剂的兼容性 3. 清洁剂与生产工艺的兼容性
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
切向流过滤
切向流过滤切向流过滤的主要目的是集中的产品目前在饲料从以前的提纯或分离步骤的解决方案。
料液在一个闭环循环，通过过滤器。
实时测量可以允许浓度终点的准确测定，从而最大限度地提高产量。
通过安装在过滤过程的开始和彼此之间的过滤步骤光度传感器，流量可以被停止，再循环或切换到一个备用过滤器，如果浊度达到不可接受的水平。
通过使用内联控制，产品将达到必要的澄清，无设备故障或操作未能确定的问题，通常在昂贵refiltering造成的风险，失去的时间或质量差的成品。
切向流过滤福利•最大化产品产量•延长过滤器寿命•改进的过滤时间•尽量减少产品损失•即时检测的突破•降低成本优化控制在一个典型的TFF系统有3个流动过程中，应考虑监测：饲料产品回流罐，回流回流罐的回报和渗透流排水。
产品饲料在系统的整体控制计划，OPTEK AF45 AF46紫外吸收传感器可以控制进料浓度，调整流速和压力，优化的过程。
贯穿线要么一个的OPTEK TF16浊度，或AF45或AF46紫外线的吸收传感器通常用来监视渗透线。
OPTEK传感器安装在您的渗透路线，您可以识别跟踪1PPM下的遏制和实时检测过滤器的突破，同时消除了散装收集化验分析。
回流线一个OPTEK AF45，AF46紫外线传感器是一个理想的方法来监测过滤过程中的浓度。
可测浓度高达30外径实时读数，并在不违反制度的完整性，并通过抽样不浪费产品趋势。
从内嵌传感器的过程数据收集由的OPTEK控制4000转换。
C4000转换器具有不可分割的浓度读数和山峰的趋势。
C4000转换器的输出可以被发送到PLC或工厂DCS，或用于驱动基于触发点的阀门。
C4000转换器提供了多达三个用户可选择报警设置点，提供系统的完整性与发生故障立即通知经营者，以防止潜在的破坏性的产品损失。
切向流过滤摘要OPTEK联光度计是一个非常有效的监控过滤性能的方式来达到澄清产品的最有效和成本的有效手段，过滤步骤，因为它通过过滤步骤。
ufdf膜包原理
UFDF 膜包原理
UFDF 膜包是一种用于生物制药工艺的切向流过滤 (TFF) 装置，可以实现对生物制剂的浓缩、洗滤和纯化。
UFDF 膜包由一层半透膜和一个外壳组成，半透膜的孔径可以根据需要选择不同的分子量截留(MWCO) 值。
UFDF 膜包的工作原理如下：
超滤(UF)：超滤是指利用压力差驱动料液沿着膜表面切向流动，根据分子大小和形状的差异，将料液中的成分分离为透过液和浓缩液。
超滤可以实现对生物制剂的浓缩，提高其浓度和稳定性，同时去除杂质和低分子量的物质。
洗滤(DF)：洗滤是指在超滤的基础上，向料液中添加适当的缓冲液，将浓缩液中的不需要的溶质置换为所需的溶质，从而改变生物制剂的缓冲条件和pH值。
洗滤可以实现对生物制剂的纯化，提高其质量和活性，同时减少其盐度和内毒素。
切向流超滤
膜包衰减率
膜包衰减率＝（NWP上-NWP）/ NWP上× 100％
每次NWP的衰减不应超过10％。 如果 NWP衰减幅度较大，说明清洗效果不好，应该 试用其它的清洗剂和清洗程序。
Feed Retentate
Permeate
Feed 进液（膜上）
Retentate 回流 Permeate 透过（膜下）
超滤膜包及膜堆
切向流（TFF）过滤系统模型
基本超滤操作参数
压降、压差：
跨膜压 Trans -membrane Pressure ：
标准水通量Normalized Water Permeability ：
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。
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 osmosis, RO)
= 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 算出过滤膜的总面积 A＝面积ft2(m2) 根据测量的温度，从表中找出的NWP温度校 正系数F R
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
02IntrotoTFFrev1MM-JC
Introduction to Tangential Flow Filtration (TFF) 切向流过滤介绍Objectives 目标–Review TFF principles 切向流过滤原理–Define TFF vocabulary 定义切向流过滤专有名词–Point out key process parameters and their impacts on TFF performance 指出关键工艺参数及其对切向流过滤性能的影响–Understand how TFF modules are designed 了解切向流过滤组件怎样设计2Introduction to Tangential Flow Filtration (TFF)切向流过滤（TFF）介绍–Theory 理论–Application of TFF in biopharmaceutical processes 生物制药过程中的切向流过滤应用–Definition of terms 术语定义–Membranes 膜–Module design 组件设计3Types of Filtration过滤类型–Normal Flow Filtration (NFF) 正常流过滤•Cartridge or “dead-ended” filtration 滤筒或“闭塞端”过滤•Flow is perpendicular to the filter media 流动垂直于过滤介质•All fluid passes through the media 全部流体通过介质•Particles are retained in/on filter 颗粒被过滤器截留45Fluid Flow流体流动FILTER SURFACE 过滤表面Normal Flow Filtration 正常流过滤Types of Filtration过滤类型Normal Flow Filtration (NFF) 正常流过滤（NFF）•“Dead-ended” filtration 死端过滤•Flow is perpendicular to the filter media 流体流动方向垂直于过滤介质•All fluid passes through the media 全部流体通过介质•Particles are retained in/on filter 颗粒被过滤器截留Tangential Flow Filtration (TFF) 切向流过滤（TFF）•Cross-flow filtration 切向流动过滤•Flow is tangential (parallel) to the filter surface 流体流动方向与过滤表面相切（平行）• A small percentage of the fluid flows through the filter media 一小部分流体流过过滤介质•Retained particles are swept away from filter surface 过滤表面截留的颗粒被冲走6Tangential Flow Filtration 切向流过滤 7Bulk Concentration C b体积浓度C bMEMBRANE SURFACE 膜表面Wall Concentration Cw壁浓度CwLiquid Tangential Flow 液体切向流TFF System 切向流系统8Retentate 回流液Tank罐P FP p Water, buffer 水，缓冲液MODULE组件Pump 泵Filtrate 滤液(Permeate) （透出液）P RQ TQ DRetentateValve 回流阀QQ = Feed flowrate 进料流率Q D = Diafiltration flowrate 透析液流率 Q T = Permeate flowrate 透过端流率Introduction to Tangential Flow Filtration (TFF)切向流过滤（TFF）介绍–Theory 理论–Application of TFF in biopharmaceutical processes 生物制药工艺中的切向流过滤应用–Definition of terms 术语定义–Membranes 膜–Module design 组件设计9Basic TFF Applications基本TFF应用–Clarification 澄清–Concentration 浓缩–Diafiltration or Buffer Exchange 透析或缓冲液更换–Depyrogenation 去除热原10Introduction to Tangential Flow Filtration (TFF) 切向流过滤（TFF ）介绍–Theory 理论–Application of TFF in in biopharmaceutical processes 生物制药工艺中的TFF 应用–Definition of terms 术语定义 –Membranes 膜–Module design 组件设计11TFF Module TFF 组件12Permeate Flow 透过端流速Feed Flow 进料流量 Retentate Flow 回流端流量Membrane 膜Inlet Pressure 进口压力Retentate Pressure 回流端压力Permeate Pressure 渗透压力Feed Channel (Screened or Open) 进料流道（遮蔽或开放）Permeate Channel 渗透物流道Definition of Terms : 术语定义： Pressure Drop (ΔP) 压力降（ΔP ）13P in = 3 barP out = 2 barInlet Pressure 进口压力Retentate Pressure 回流端压力Permeate Pressure 透过端压力∆P = P in – P out = k. Q = k (Feed flow) = k (Retentate flow + Permeate flow) ∆P = Pin – Pout = k. Q = k （进料流量）= k （回流液流量 + 渗透物流量）DP = (3 - 2) = 1 bar @ 10 L/min or lpm DP = (4 - 2) = 2 bar @ 20 L/min or lpmPperm = 0,5 barFeed Channel 进料流道Permeate Channel 渗透物流道How to Adjust Pressure Drop? 怎样调节压力降？00.511.522.533.540.005.0010.0015.0020.0025.00Flow rate (ml/min)D e l t a P (b a r )14By adjusting pump speed 通过调节泵速Definition of Terms : 术语定义：Transmembrane Pressure (TMP) 跨膜压15P feed = 3 barP ret = 2 barInlet Pressure 进口压力 Retentate Pressure回流端压力Permeate Pressure 透过端压力TMP = (Pfeed + Pret) - Pperm 2 TMP = (3 + 2)/2 – 0.5 = 2 barPperm = 0.5 barPermeate Channel 渗透物流道Feed Channel 进料流道How to Adjust TMP? 怎样调节跨膜压？–By adjusting pump speed 通过调节泵速–By opening/closing the retentate valve 通过开启/关闭回流阀–Specific to microfiltration application: 微滤应用所特有：By opening/closing the permeate valve or using a pump to meter the permeate flowrate 通过开启/关闭透过端阀，或使用泵，以计量供给渗透物流率16102030405060708090 TMP (psi)0 10 20 30 40 50 60 F l u x 通量（L M H ）Definition of Terms : 术语定义： Flux (J) 通量（J ）“Production capacity” of the membrane 膜的“生产能力”Flux = Permeate Flowrate = Volume Membrane Area (area) (time) 通量 = 渗透物流率 = 体 积 膜面积 (面积) (时间) Common Unit = liters/m 2/hr (LMH) 常用单位 = 升/平方米/小时 (LMH)17Liters 升Square Meter 平方米Hour 小时Flux 通量 = 200 L/hr/2m² = 100 L/hr/m² = 100 LMHDefinition of Terms : 术语定义：Polarization 极化18Controlled Polarized Membrane 受控极化膜Non-polarized Membrane 非极化膜Polarized Membrane 极化膜Definition of Terms : 术语定义：Polarization and Flux 极化和通量19Flux = f(TMP) at Q在Q时，通量 = f(TMP)Optimal TMP 最佳TMPNon controlled Polarization 非受控极化Controlled polarization 受控极化0 10 20 30 40 50 60 70 80 90TMP (psi)102030405060Flux(LMH)通量（LMH）Q=4 l/min= feed flowrate进料流率Definition of Terms : 术语定义：Retention & Passage 截留和通过 Retentate 滞留物Permeate 渗透物% Retention 截留率%% Passage 通过率%20 % Passage =[ ] retentate[ ] permeatex 100 % Retention = 100 - % PassageRetention of protein X = 100 - (1 g/L permeate/100 g/L retentate) x 100= 99 % 蛋白质截留率X = 100 – (1 g/L渗透物/100 g/L滞留物) x 100 = 99 %Definition of Terms : 术语定义：Volumetric Concentration Factor (VCF) 体积浓缩因子（VCF）21StartV initialFinishVfinal VCF =VinitialVfinal20 L of feedstock are ultrafiltered until 18 L havepassed through the filtrateVCF = 20 L/ 2 L = 10-fold concentration20 L进料，执行超滤，直到18 L滤液通过VCF = 20 L/ 2 L = 10倍浓缩Definition of Terms : 术语定义：Concentration Factor (CF) 浓缩因子（CF）22Start开始V initialFinish结束VfinalCF =Final Concentration 最终浓度Initial Concentration 初始浓度20 L of feedstock are ultrafiltered until 18 L have passed through the filtrateVCF = 20 L/ 2 L = 10-fold concentration20 L进料，执行超滤，直到18 L滤液通过VCF = 20 L/ 2 L = 10倍浓缩This 20 L feedstock contained 5 g/L of product and a concentration of 48 g/L was found in the retentate 该20 L进料的产品含量为5 g/L，而滞留物浓度为48 g/L CF = 48 / 5 = 9.6Definition of Terms : 术语定义：Diafiltration 透析23After concentration浓缩后Wash retentate withbuffer用缓冲液洗滞留物PURIFICATION when is product 纯化（当为产品时）YIELD ENHANCEMENT when is contaminant 收率提高（当为污染物时）Example : Product is albumin and contaminant is NaCl实例：产品为白蛋白，污染物为NaCLDefinition of Terms : 术语定义：Yield 收率Yield = product recovered at end of process收率 = 过程结束时，所回收的产品▪loss to permeate 透过端损失▪adsorption to membrane 膜吸附▪unrecoverable product due to hardware limitations 由于硬件限制，不可回收的产品24Finish结束VfinalIntroduction to Tangential Flow Filtration (TFF)切向流过滤（TFF）介绍–Theory 理论–Application of TFF in in biopharmaceutical processes 生物制药工艺中的TFF应用–Definition of terms 术语定义–Membranes 膜–Module design 组件设计25TFF Membranes – SizeTFF膜–尺寸Microfiltration 微滤▪Unit is rated poresize 单位为额定孔隙尺寸–0.1 - 0.65 µmUltrafiltration 超滤▪Unit is molecularweight 单位为分子量– 1 kD - 1,000 kD26TFF Membranes – Polymer TFF膜–聚合物Membrane Chemistry 膜化学▪Microfiltration 微滤–PVDF (Durapore™) PVDF（Durapore™）–Polyethersulfone 聚醚砜▪Ultrafiltration 超滤–Low binding polyethersulfone (Biomax™) 弱吸附聚醚砜（Biomax™）–Composite regenerated cellulose (Ultracel™) 复合再生纤维素（Ultracel™）27Durapore0.22umInterface SubstrateUF LayerUltracel 10kDUltrafiltration Membrane Structure 超滤膜结构28 Classical membrane with voids传统膜，有空隙Biomax membrane withhomogenous microporous systemBiomax膜，均匀微孔体系Destructive Test : 破坏性试验：UF Membrane Qualification 超滤膜鉴定UF membranes are labeled by “Nominal Molecular Weight Limit” (NMWL) 超滤膜以“名义上分子量极限”（NMWL ）来标示 膜孔大小29Does it specify the membrane? 它是否指定了膜？ - No 否Why? 为什么？- There is no standard definition for NMWL among manufacturers 各个制造商对NMWL 并无标准定义Destructive Test : 破坏性试验：UF Membrane Qualification : Mixed Dextran UF 膜鉴定：混合葡聚糖Mixed dextran testing uses a polydisperse mixture of dextran molecules and maps the entire retention profile of the membrane allowing 混合葡聚糖测试使用葡聚糖分子的多分散混合物，绘制该膜的整个截留曲线，从而：▪better reproducibility batch-to-batch 批与批之间的再现性更佳 ▪tighter specifications 更严格的技术规格 ▪meaningful QA/QC release 发布有意义的QA/QC30But, there is NO correlation between retention and non-destructive integrity test results 但是，截留率与非破坏性完整性试验结果之间没有相关性Presentation Outline演示报告提纲–Introduction and Theory 介绍和理论–Application of TFF in in biopharmaceutical processes 生物制药工艺中的TFF应用–Definition of terms 术语定义–Membranes 膜–Module design 组件设计31TFF Device Characteristics切向流过滤装置特性Pellicon® 2 and Pellicon 3 CassettesPellicon® 2和Pellicon 3超滤膜包▪Flat sheet membrane device 平板膜装置▪Linear scalability 线性可量测性▪Screened retentate flow channel 过滤后的回流端流道▪Highest efficiency 效率最高–highest flux at given cross-flow velocity in feed channel 在给定的进料流道切向流速下，通量最高▪Smallest working volume and hold-up volume 工作体积和滞留体积最小▪Minimal floor space 占地面积最小32Pellicon Cassette Pellicon 超滤膜包33Feed 进料Retentate 回流液Permeate 透出液Certificate of Quality 质量证书34Conclusion结论–TFF basics and vocabulary are reviewed 温习了TFF基本原理和词汇–TFF module is manufactured and controlled with high quality to ensure device performances 高质量地制造和控制TFF组件，以保证装置性能–To maintain product quality, different procedures are required before and after the process 为保持产品质量，工艺过程之前和之后需要各种不同程序35。
切向流超滤PPT精选文档
微滤(micro-filtration)
超 滤 (untrafiltration)
反渗透(reverse
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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。
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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）
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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
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浓缩：随着浓缩的进行，溶液体积不断缩小。
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浓缩：随着浓缩的进行，溶液体积不断缩小。
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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！。
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Ultrafiltration Devices超滤装置
Cassettes (Pellicon XL and Pellicon 2)盒式 (Pellicon XL and Pellicon 2) − Flat sheet device with平板式 − fine screened channel (1-100 kD)致密筛网 (1-100 kD) − coarse screened channel (100-1000 kD)粗糙筛网 (100-1000 kD)
– Flat plate device with coarse screened channel 带有粗糙筛网的平板
– Series/parallel configuration to limit cross flow
requirements 系列配置限定了切向流速的要求
All thermoplastic construction eliminates
adhesives, limits extractables
– 热塑性结构无粘合剂，不易裂开
– 可耐受溶媒 (仅限纤维素材料的UF膜)
– 从20平方英尺线形放大
– 最小工作体积为5L
MILLIPORE
17
Typical TFF Devices, Uses and Operating Conditions
Absolute linear scalability at all sizes – 各孔径呈现绝对线形放大
Smallest minimum working volumes at all sizes – 最小的最小工作体积
MILLIPORE
12
Typical TFF Devices, Uses and Operating Conditions
Î use open channel to prevent plugging if total suspended
solids >2-5% by volume Î 如果固状悬浊物总量大于2-5%, 使用开放流道型防止堵
塞
Availability of chosen membrane可选用相应的膜 usually available in only 1 or 2 devices通常只有一两种超滤装
MILLIPORE
4
Microporous (MF) TFF Devices 切向流微滤装置(MF)TFF
MILLIPORE
5
TFF Devices, Uses and Operating Conditions
切向流(微滤)装置,使用及操作条件
Microporous (MF) TFF Devices
− suspended (open) screen channel (viscous solutions) 悬浮 (开放型) 筛网 (粘性溶液)
Highest efficiency (highest flux at given
cross flow velocity in feed channel) – 高效率 (在固定的切向流速下表现最高的通透量)
MILLIPORE
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Typical TFF Devices, Uses and Operating Conditions
典型切向流超滤装置，使用及操作条件
Ultrafiltration Devices超滤装置
ÎThermoplastic flat plate (Prostak-UF) 热塑性平板式 (Prostak-UF)
– Aseptic applications灭菌应用
MILLIPORE
6
Microporous (MF) TFF Devices – Prostak 切向流微滤装置 - Prostak
Permeate
透过
Retentate回流
, Uses and Operating Conditions
切向流微滤装置(MF)
ÎGlass Reinforced (PES) flat plate (Prostak)
改良聚醚砜外壳平板膜 (Prostak)
– Flat plate, open flow channel平板式,开放流道
– (SIP) Steamable in place(SIP) 在线蒸汽灭菌
典型切向流超滤装置，使用及操作条件
Applications for Pellicon UF cassettes: PELLICON UF 盒式超滤装置的应用: High-value, low-to-medium volume product concentration / diafiltration, where high recovery required at small final volumes 高价值、低产量产品的浓缩及透析, 浓缩后最终体积较小时要求 保证良好的蛋白收率 – Where compact systems needed due to floor space restrictions 由于可放置设备的空间有限，紧凑型的超滤设备为最佳选择。
置可选
Mechanical complexity, reliability and ease-of-use构造复杂,可 靠但使用简单
Simplicity of scale-up线形放大的简单性
Cost (device AND operating system)成本(设备本身及相应操
作系统)
MILLIPORE
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Typical TFF Devices, Uses and
– Bacterial, yeast, mammalian cMeIlLlLsI细PO菌RE，酵母和哺乳动物细胞
10
Ultrafiltration (UF) TFF Devices 切向流超滤装置（TFF）
MILLIPORE
11
Typical TFF Devices, Uses and Operating Conditions
TFF Devices切向流过滤装置
Basic Concepts of Tangential Flow Filtration (TFF) 切向流过滤的基本概组件(TFF)
MILLIPORE
1
Outline概要
Types of TFF Devices切向流过滤装置的种类 Îopen channel开放型流道 Îturbulence-promoted channels湍流增强型流道 Î"enhanced" by secondary flow次流道加强型
MILLIPORE
9
TFF Devices, Uses and Operating Conditions
切向流装置,使用及操作条件
Microporous TFF Devices切向流微滤
装置
ÎHollow fibers中空纤维
– Open flow channel (diameters vary)开放流道 (孔的直径大小各异)
典型切向流超滤装置，使用及操作条件
Prostack UF 的应用:
– High-value, medium-to-high volume product 高价值、高产量的产品
– Solvent-containing streams含溶媒的溶液
– Where cassette filter costs become too high 当盒式超滤膜成本太高时
Spiral-wound (screen
between flat sheets wound in
a spiral pattern)
卷式膜(卷起的膜每层之间有筛网)
MILLIPORE
3
TFF Device Selection-Considerations 超滤装置的选择-
从全面考虑的角度进行
Suspended solids in feed含悬浊的固状物进料
Maximum suspended solids
<5% to avoid plugging 最大悬浮固状物的量<5% 避免堵塞孔道
MILLIPORE
8
Microporous (MF) TFF Devices – Pellicon
切向流微滤装置 - Pellicon
Feed进口
Permeate透过
Retentate回流
Where very fast, easy scale-up needed 当要求快速、简单地实现线形放大时
MILLIPORE
13
Millipore提供从研发到生产规模的全 套超滤装置
搅拌式超滤杯 Labscale
Cogent M
离心式超滤管
Cogent SV
Lab
Pilot
Production
MILLIPORE
Stacks of Pellicon 2
20 cm 10 cm each way
cassette - from 0.5
from center to 80m² per holder
MILLIPORE
15
Millipore超滤系统真正实现线性放大
0.1m²
800x
80m²
Pellicon
Cassettes
from center
20 cm 10 cm each way
from center
Pellicon XL50 - 0.05 m²
Pellicon 2 “Mini” - 0.1 m²
20 cm 10 cm each way
from center
Pellicon 2 cassette - 0.5 m²
Open channel 开放流道