Устройство для концентрирования и фильтрации растворов Советский патент 1992 года по МПК C12M1/12 

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к устройству для концентрирования и фильтрации растворов и разделения биологических материалов.

В настоящее время в биологической практике используют устройства для концентрирования и фильтрации жидких биологических материалов с применением глубинных и поверхностных Фильтров-мембран, монтажной рамкой которых являются фильтродержатели типа Зейтца или Сальникова. В последние годы широко применяются фильтры на основе лавсановых мембран (ядерные

фильтры). Известно несколько вариантов устройств, изготовленных по принципу сложенных друг на друга пластин (рамок) специальной конструкции, уплотненных прокладками. Между пластинами помещают ядерные Фильтры.

Устройство для концентрирования суспензий, включает ультрайильтраци- онный модуль (фильтр пресс), выполненный в виде укрепленного между фланцами набора плоскопараллельных фильтрующих элементов, разделенных фильтр-подложками с продольными каналами для прохождения и сбора фильтраvj VI С

vJ vj

та с обеих сторон и тонкими дренажными сетками.

Известно также устройство для концентрирования и Фильтрации растворов, содержащее фильтры в виде мембран с размещенными между ними плоскими прямоугольными прокладками с каналами на их поверхности для прохода фильтруемой среды, фильтрата и отвода последнего, собранными в виде пакета одна над другой, патрубчи для подвода и отвода среды, сообщенные с каналами и элементы крепления фильтров и прокладок в пакете.

Недостатком известных устройств , для концентрирования и фильтрации растворов является невысокая производительность процесса фильтрации.

Целью изобретения является повышение производительности устройства для концентрирования и фильтрации растворов.

Это достигается тем, что прокладки выполнены из Ј-аминокапроновой кислоты, при этом каналы для отвода фильтрата размещены на верхней поверхности прокладки, выполнены поперечно, имеют треугольный профиль в вертикальном сечении и объединены общим продольным каналом с прямоугольными каналами в продольном сечении, расположенными перпендикулярно фильт- ратоотводящим прямоугольным отверстиям каналы для прохода Фильтруемой среды расположены на нижней поверхности прокладки, выполнены продольно, также имеют треугольный профиль в вертикаль ном сечении, объединены с прямоугольными каналами в поперечном сечении, расположенными перпендикулярно прямоугольным отверстиям для подачи и отвода Фильтруемой среды, а также на верхней и нижней поверхностях прокладки дополнительно выполнены параллельно отверстиям для подачи и отвода фильтруемой среды и сбора фильтрата выступы треугольного профиля в вертикальном сечении для уплотнительных резиновых прокладок.

На фиг.1 изображено схематично устройство для концентрирования и фильтрации растворов; на фиг.2 - прокладка, вид сверху, на фиг.З - прокладка, вид снизу; на фиг. - про- / дольный разрез прокладки, сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 - поперечный разрез прокладки, сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.6 - поперечный разрез проклад10

15

20

25

17/81774

ки, сечение В-В на фиг.З , нз фиг. 7 - продольный разрез прокладки, сечение Г-Г на фиг.2.

Устройство для концентрирования и фильтрации растворов включает ультрафильтрационный модуль 1, соединенный посредством входного 2 и выходного 3 патрубков через насос k с емкостью для фильтруемой среды (концентрата) 5, а через фильтроотводящие патрубки 6 с емкостью для сбора фильтрата 7.

Ультрафильтрационный модуль 1 выполнен в виде набора собранных в кассету прокладок 8, стянутыми дюралевыми фланцами 9 с помощью болтов 10. Размещенные между прокладками ядерные мембраны и уплотнительные резиновые прокладки на фиг. 1 не показаны.

Прокладка 8 имеет фильтратотводя- щую поверхность (фиг. 2), представляющую собой сеть связанных между собой поперечных треугольного профиля в вертикальном сечении каналов 11, объединенных с общим продольным каналом 12 и с прямоугольными продольного сечения каналами 13, расположенными перпендикулярно фильтратотводящим прямоугольным отверстиям I .

Прокладка 8 имеет фильтрующую поверхность (фиг.З) представляющую собой сеть взаимосвязанных между собой продольных треугольного профиля в вертикальном сечении каналов 15, объединенных с прямоугольными поперечного сечения каналами 16, расположенными перпендикулярно прямоугольным отверстиям для подачи и отвода фильтруемой среды 17.

На верхней и нижней поверхностях прокладки 8 дополнительно выполнены параллельно отверстиям для подачи и отвода фильтруемой среды 17 и для сбора фильтрата 14 треугольного профиля в вертикальном сечении выступы 18 для уплотнительных резиновых прокладок.

Устройство для концентрирования и фильтрации растворов работает следующим образом.

50 Фильтруемую среду из емкости 5 с помощью насоса 4 подают через входной патрубок 2 в ультрафильтрационный модуль 1. Внутри модуля среда через прямоугольные отверстия для ее пода- 55 чи 17 прокладок 8 проходит через сеть прямоугольных каналов 16, продольных, треугольного профиля в вертикальном сечении каналов 15 нижней

30

35

40

45

517

поверхности, Фильтруясь попадает снова через прямоугольные каналы 16 в прямоугольные отверстия 17 для отвода фильтруемой среды и затем через выходной патрубок 3 поступает обратно в емкость для фильтруемой среды 5- При прохождении по нижней поверхности прокладки фильтруемая среда концентрируется за счет отделения фильтрата, который через ядерные мембраны поступает на верхние поверхности прокладок 8, Проходя через сеть поперечных треугольного профиля о вертикальном сечении каналов 11, общий продольный канал 12 и прямоугольные продольного сечения каналы 13 Фильтрат поступает через Фильтратотводящие прямоугольные отверстия Ik, а затем через фильтрат- отводлщие патрубки 6 в емкость 7 для сбора фильтрата.

Процесс фильтрации среды повторяют многократно до получения оптимального результата.

Использование в устройстве для- кон- центрирования и фильтрации растсрров прокладок данной конструкции позволяет повысить производительность процесса фильтрации, а именно при общей площади фильтрующей поверхности 1,0 м2. объем прохождения фильтрата через поры ядерных мембран при концентрировании биологического субстрата составляет 30-35 л/ч, в при ультрафильтрации л/ч.

Кроме этого при 10-кратном концентрировании вирусных и бактериальных суспензий достигается минимальная .потеря антигенного материала при одновременном повышении его активности .

Использование данного устройства в биологической промышленности позволит повысить качество и снизить

i

5

781

jg 20

25 др

35

40

затрать на производство биопрепаратов . Формула изобретения

У . тройство для концентрирования и Фильтрами растворов, содержащее Фильтры в виде мембран с размещенными между ними плоскими прямоугольными прокладками с каналами на их поверхности для прохода фильтруемой среды, фильтрата и отвода последнего,, собранными в виде пакета одна над другой, патрубки для подвода и отвода среды, сооба1енные с каналами, и элементы крепления фильтров и прокладок в пакете, отличающееся тем, ч го, с целью повышения производительности, прокладки выполнены из Ј--аминокапрО ювой кислоты и представляют собой ядерные мембраны, при этом каналы для отвода фильтрата размещены на верхней поверхности прокладки, имеют треугольный профиль в вертикальном сечении и объединены общим продольным каналом с прямоугольными каналами в продельном сечении, расположенными перпендикулярно фильтратот™ водящим прямоугольным отверстием, а . каналы для грохигл фильтр/е, ofi расположены на нижней псгзерлности прокладки, выполненн продольно, также имеют треугольный профиль в верти- калы-юм сечени s, объединены с прямоугольными каналами в поперечном сечении, расположенными перпендикулярно прямоугольном огвс--.рстиям для подачи и отвода фильтруемой среды, при этом на верхней и нижней поверхностях прокладки дополнительно выполнены .параллельно отверстиям длл подачи и отвода фильтруемой среды и сбора фильтрата выступы треугольного профиля в вертикальном сечении длл уплотни-ельичх р.езиноаых прокладок.

(I

ал,

и/

Г

х.„,„ f Д ,/ , ,

jЈbJ 4fi b 4&r43 k

V

-X:

V

I I k

I I k

Использование: область биотехнологии, устройства для концентрирова, ния и Фильтрации биологических растворов. Сущность изобретения: устройство содержит фильтры в виде мембран с размещенными межу ними прокладками. имеющими каналы для прохода фильтруемой среды, фильтрата и отвода последнего. Прокладки выполнены изЈ-амино- капроновой кислоты, а каналы для отвода фильтрата размещены на их верхней поверхности , имеют треугольный профиль в вертикальном сечении и . объединены общим продольным каналом. Каналы для прохода фильтруемой среды расположены на нижней поверхности прокладки, выполнены продольно и также имеют треугольный профиль в вертикальном сечении, объединены прямоугольными каналами в поперечном сечении, расположенным1/ перпендикулярно прямоугольным отверстиям для подачи и отвода фильтруемой среды. При этом на верхней и нижней поверхностях прокладки дополнительно выполнены выступы треугольного профиля для уплотни- тельных резиновых прокладок. 1 ил.

I

/ Х7

Л- Х-/

7/

(

:xi:i - 1

X

L

5 SJ

//

.ТГ.„.

ff

&;

l . J

I I

4 i

/

г|| Г

н,

I

JS

м

«. ч |

6-е и

,:щшжш%&ш

futtS

ч / / в-б

м. 6

г-г

И

iS