Устройство для испытаний микрофильтрационных мембранных фильтров Советский патент 1993 года по МПК B01D65/10 C12N1/00 

Изобретение относится к мембранной технике. Оно может быть использовано в химической, медицинской, фармацевтической и родственных отраслях промышленности для оценки качества мембранных микрофильтров при их изготовлении и использовании.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату решением, принятым за прототип и базовый объект сравнения, является устройство для исследования стерилизующей способности фильтров, содержащее два фильтродержателя, последовательно соединенных трубопроводом.

Каждый фильтродержатель представляет собой два фланца, между которыми расположен мембранный фильтр на подложке. Над фильтром на верхнем фланце имеется рассекатель входящего потока, предохраняющий мембранный фильтр от разрыва при изменении направления потока.

Недостатками известного устройства являются возможность образования (при на- мокании фильтров) воздушных пробок, препятствующих фильтрации; наличие неудаляемой жидкости между двумя филь- тродержателя-мй по окончании фильтрации, что приводит к плохому закреплению микроорганизмов на аналитическом фильтре,затруднениями при переносе фильтра в чашку Петри на поверхность твердой питательной среды, проливу оставшейся жидкости наружу, повышению риска вторичной контаминации; Невозможность определения механической прочности мембранных фильтров после термической обработки и фильтрации из-за трудности извлечения их без повреждения.

XI

ю

СА

О

ел кэ

со

Цель изобретения - повышение достоверности результатов, обеспечение удобства эксплуатации, предотвращение образования воздушной пробки над аналитической мембраной и попадания капель .фильтрата на нее по окончании фильтрации.

Цель достигается тем, что в устройстве для испытаний мембранного фильтра, содержащем два последовательно соединенных трубопроводом фильтродержателя с испытуемой и аналитической мембранами, трубопровод снабжен краном, а внутренняя полость между краном и фильтродержате- лем с аналитической мембраной сообщаетс с внешней средой посредством гидрофоб- ного фильтра; внутри трубопровода между краном и фильтродержателем аналитической мембраны размещена .трубка; во фланце фильтродержателя над испытуемой мембраной закреплен рассекатель потока с калиброванными отверстиями.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - рассекатель потока, используемый для определения механической прочности мембранного фильтра..

Устройство состоит из фильтродержателя для испытуемых мембранных фильтров, включающего крышку 1, рассекатель потока 2 с калиброванными отверстиями, подложку 3, основание 4 и испытуемый фильтр 5; фильтродержателя для аналитических мембранных фильтров, включающего крышку б, аналитический мембранный фильтр 7, подложку 8 и основание 9; трубопровода 10 с краном 11, сообщающим полости фильтро- держателей, в котором смонтирована вспомогательная трубка 12. Полость трубопровода 10 между краном и крышкой сообщается с атмосферой посредством гид- рофобного фильтра 13.

Фильтродержатель аналитического мембранного фильтра 7 соединен приемной емкостью 14 фильтрата.

Устройство работает следующим обра- зом.

Собранное устройство с помещенными в нем испытуемым 5, аналитическим 7 и гидрофобным 13 мембранными фильтрами стерилизуют в автоклаве в заданном режи- ме, обычно при 120° С в течение 3.0 мин.

Суспензию тест-микроорганизмов, например. АТСС 19146 через штуцер 1 подают на испытанный мембранный фильтр 5, фильтрат из которого по трубопроводу 10, через кран 11 и трубку 12 поступает на аналитический фильтр 7. а затем о приемную емкость 14.

Аналитический мембранный фильтр 7 гарантированного качества имеет поры диаметром 0,2-0,3 мкм, Он задерживает все

микроорганизмы, прошедшие через испытуемый фильтр 3.

Воздух, первоначально находившийся в полости между фильтродержателями, вытесняется жидкостью через фильтродержа- тель. Жидкость и воздух при этом двигаются в противоположных направлениях. Трубка 12 разделяет эти потоки, что улучшает процессы вытеснения воздуха жидкостью, а по окончании фильтрации - жидкости воздухом.

При этом жидкость пройти через мелкопористый гидрофобный фильтр .13 не может.

По окончании фильтрации кран 11 закрывают. К фильтру 13 подсоединяют источник сжатого газа (компрессор, шприц и т.д.), с помощью которого жидкость из. кольцевого канала между трубопроводом 10 и трубкой 2 и из фильтродержателя с фильтром 7, вытесняется в приемную емкость 14. Фильтр 13 одновременно предотвращает контаминацию фильтра 7 посторонней микрофлорой.

Жидкость, оставшаяся в трубке 12 не выливается на фильтр 7, так как диаметр ее достаточно мал, а сама она выполнена из гидрофобного полимерного материала. Подсушенный таким образом фильтр 7 извлекают затем из фильтродержателя и пере- носят, соблюдая правила и условия асептики, а чашку Петри, на поверхность твердой питательной среды и помещают в термостат. По прошествиии 15 сут подсчитывают количество образовавшихся колоний микроорганизмов. Зная концентрацию С микроорганизмов в исходной суспензии, объем профильтрованной жидкости V и количество прошедших через испытуемый фильтр клеток N (количество колоний на аналитическом фильтре) подсчитывают коэффициент удержания КУ испытуемого фильтра:

КУ - у С V

Для определения механической прочности испытуемого фильтра 5 фильтродержа- тель, в котором он находится, отсоединяют от трубки и подсоединяют к источнику газа манометром, либо к прибору для определения точки пузырька, типа Интегритест, Паллтроник, Сарточек, Порчек.

Сжатый газ подают со стороны основания 4. Рассекатель потока 2 служит в данном эксперименте подложкой мокрой мембраны. Как показано на фиг,2, рассекатель 2 имеет равномерно распределенные по поверхности калиброванные отверстия 15 диаметром обычно 2-6 мм, в зависимости от прочности фильтра и величины точки пузырька.

По достижении определенной величины давления происходит прорыв мокрого мембранного фильтра, что легко регистрируется визуально по манометру либо с помощью прибора.

Во избежание дополнительных погрешностей определения необходимо, чтобы давление прорыва было меньше точки пузырька.

Используя данное устройство, можно осуществить выполнение целого ряда анализов на одном образце мембранного фильтра, не извлекая его из фильтродержатёля, например, в таком объеме и последовательности.

1. Определениеточки пузырька (диффузионного потока, первого потока) до автоклавирования.

2. Определение проницаемости фильтра до автоклавирования,

3. Определение фильтрационной характеристики фильтра, как изменение скорости фильтрации модельной или реальной суспензии после автоклавирования.

4. Определение коэффициента удержания КУ по фильтрации модельной суспензии тест-микроорганизмов или латексных частиц.

5. Определение точки пузырька (диффузионного и первого потоков) после автоклавирования.

6.,ОпРеделение механической прочности мембранного фильтра.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявленное устройство обеспечивает до- стоверность результатов, удобство эксплуатации и широкий диапазон экспериментов.

Сущность изобретения: устройство включает последовательно соединенные трубопроводом фильтродержатель с аналитической мембраной и фильтродержатель с испытуемой мембраной, в котором установлен рассекатель потока с калиброванными отверстиями. На трубопроводе установлены кран и гидрофобный фильтр, при этом гидрофобный фильтр расположен между краном и фильтродержателем с аналитической мембраной. Внутри трубопровода между краном и фильтродержателем с аналитической мембраной установлена трубка, верхний край которой присоединен к внутренней поверхности трубопровода с образованием кольцевого канала, соединяющего аналитический фильтр с гидрофобным фильтром. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения 1. Устройство для испытаний микро- фильтрационных мембранных фильтров, включающее последовательно соединенные трубопроводом фильтродержатель с аналитической мембраной и фильтродержатель с испытуемой мембраной, в котором установлен рассекатель потока, отличаю- ще есятем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов и обеспечения удобства эксплуатации устройства, оно снабжено краном и гидрофобным фильтром, установленными на трубопроводе, при этом гидрофобный фильтр расположен между краном и фильтродержателем с аналитической мембраной, а в рассекателе

выполнены калиброванные отверстия и он размещен над испытуемой мембраной.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью предотвращения образования воздушной пробки над аналитической мембраной и попадания капель фильтрата на нее по окончании фильтрации, оно снабжено трубкой, расположенной внутри трубопровода между краном и филь- тродержателем с аналитической мембраной,, при этом верхний край трубки присоединён к внутренней поверхности трубопровода с образованием кольцевого канала., соединяющего аналитический фильтр с гидрофобным фильтром,