BR112014022656B1

BR112014022656B1 - Módulo de membrana de fibra oca tipo cartucho

Info

Publication number: BR112014022656B1
Application number: BR112014022656-3A
Authority: BR
Inventors: Hayato Inuzuka; Kohei Fujii; Norihiro Takeuchi; Atsushi Kobayashi; Takashi Mimitsuka
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2021-04-13
Also published as: JPWO2013136903A1; US9795923B2; WO2013136903A1; AR090257A1; US20150034546A1; JP6028726B2; TW201343244A

Abstract

módulo de membrana de fibra oca tipo cartucho. módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho (100), modo estável, capaz de executar uma filtração, possuindo estrutura resistente ao calor para líquido quente ou vapor saturado, podendo ser facilmente trocado. inclui elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho (10); feixe de membrana de fibra oca (1); cilindro de distribuição (2), com porção de distribuição (22) para solução tratada através de uma pluralidade de furos contínuos (21), porção suporte (23) para o feixe de membrana de fibra oca (1) e porção de borda (24) formada em porção de circunferência externa, e de resina adesiva (3) fixando adesivamente o feixe de membrana de fibra oca (1) à porção suporte (23); caixa de módulo (40) que acomoda o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho (10); membro selador (9) disposto para contratar superfície de extremidade do cilindro de distribuição (2) e a caixa de módulo (40) (cabeçote superior (5)); e membro selador (11) disposto para contatar com superfície circunferencial interna da caixa do módulo (4) (porção de corpo principal da caixa do módulo (40, 40a, 40c)) e superfície circunferencial externa do cilindro de distribuição (2).

Description

Campo

[0001] A presente invenção refere-se a um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho para separação de fluído. Mais particularmente, refere-se a um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho resistente ao calor que favorece refino e concentração/ separação de produtos farmacêuticos e alimentícios, produção de água esterilizada, etc.

Antecedente

[0002] Nos últimos anos, membranas de microfiltração ou ultrafiltração vêm sendo usadas não apenas no tratamento de água para suprir água industrial e água de torneira a partir de águas fluviais, águas de pântano, águas de lençol freático, águas de esgoto, águas do mar, águas industriais, e também em uma ampla variedade de campos, tal como refino e concentração/ separação de alimentos e produtos alimentícios e farmacêuticos. Acima de tudo, um módulo de membrana de fibra oca do tipo pressão externa, que realiza a filtração de fora para dentro da membrana de fibra oca, se caracteriza pelo fato de uma área de membrana de filtração unitária do módulo ser significativamente obtida em larga escala, e, ademais, por sua alta detergência, usando fricção com ar, que limpa a matéria suspensa em uma superfície de membrana de fibra oca fazendo vibrar a superfície de membrana de fibra oca fazendo ar passar de baixo para cima do módulo de membrana de fibra oca, e lavando com água que flui na direção inversa, que limpa a matéria suspensa em uma superfície de membrana de fibra oca, suprindo água permeável ou líquido de limpeza de dentro para fora da membrana de fibra oca, e similar.

[0003] Em adição, um módulo de membrana de fibra oca usado para produtos alimentícios e farmacêuticos pode ser usado para um sistema de tratamento por membrana que trata uma solução não diluída biologicamente ativa realizando esterilização usando um líquido quente, esterilização usando vapor de água saturada, limpeza química usando ácido ou um produto alcalino, etc.. Para isto, é requerida resistência térmica e química para todos os membros incluídos no módulo, em adição à membrana de fibra oca.

[0004] Até então, com respeito à resistência térmica e mecânica, uma caixa de módulo feita de aço inoxidável é usada, e um módulo de membrana de fibra oca, no qual um feixe de membrana de fibra oca é fixado com resina adesiva usando uma resina epóxi resistente ao calor, como componente principal, é preferivelmente usado.

[0005] No módulo de membrana de fibra oca, quando ocorre um ciclo térmico devido à diferença de temperatura no instante de operação de filtração por membrana e no instante de esterilização por vapor saturado atuando no módulo, ocorre uma descamação, devido à diferença de expansão térmica entre a caixa de aço inoxidável e a resina epóxi adesiva, e uma solução não diluída, água bruta, se mistura com o filtrado, o que é um problema.

[0006] Por outro lado, um módulo de membrana de fibra oca descrito na Literatura de Patente 1 usa uma estrutura de fixação na qual uma porção côncava e uma porção convexa são fisicamente acopladas, tal como uma junção parafusada entre a caixa de aço inoxidável e resina adesiva epóxi, e usa uma estrutura, na qual duas membranas seladoras circulares são arranjadas no lado da circunferência interna e no lado de circunferência externa da superfície limítrofe entre uma resina adesiva e uma caixa em uma superfície de extremidade no lado da abertura de um módulo de membrana de fibra oca, daí permitindo separar a solução não diluída do filtrado, mesmo quando um ciclo térmico é recebido.

[0007] No entanto, na Literatura de Patente 1, a caixa de aço inoxidável e a resina epóxi adesiva se acoplam fisicamente. Assim, por exemplo, uma solução pode permear uma folga, e ser depositada na folga em uma filtração do tipo pressão externa, e a ocorrência da contaminação devido a uma falha de esterilização com vapor é relativa à folga, onde a solução não diluída se permeia e se deposita.

[0008] Por outro lado, isto não é preferível, em termos de encargos financeiros e ambientais, quando uma descamação ocorre entre caixa de aço inoxidável e a resina epóxi adesiva, e o módulo inteiro é descartado, e, portanto, uma variedade de módulos de membrana de fibra oca do tipo cartucho vem sendo sugerida.

[0009] No módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da Literatura de Patente 2, uma passagem de água circulante é formada, selada a líquido, provendo um painel externo com forma de cabeceira, e uma filtração de fluxo transversal pode ser estavelmente realizada, formando um furo contínuo, para permitir que a passagem de água circulante se comunique com a parte de dentro.

[00010] No entanto, nesta configuração, a solução não diluída se acumula entre a passagem de água circundante e caixa, formando uma acumulação de líquido que pode impedir a esterilização com líquido quente ou vapor de água saturado.

Lista de Citação Literatura de Patente

[00011] Literatura de Patente: Publicação de Patente em aberto Japonês No 63-302907.

[00012] Literatura de Patente: Publicação de Patente em aberto Japonês No 2001-269546.

Sumário Problema Técnico

[00013] A presente invenção foi concebida em vista da descrição acima, e provê um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho facilmente substituível, que, de modo estável, pode realizar uma filtração, desde que a solução não diluída não permeie um filtrado dentro do módulo, durante operação de filtração de fluxo cruzado, e provenha uma estrutura resistente ao calor para um líquido quente e vapor de água saturado.

Solução do problema

[00014] Para resolver o problema acima e alcançar o objetivo da invenção, um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da invenção inclui: um elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho incluindo um feixe de membrana de fibra oca, um cilindro de distribuição que é disposto em uma porção de circunferência externa do feixe de membrana de fibra oca, e inclui uma porção de distribuição que distribui a solução não diluída por uma pluralidade de furos contínuos, uma porção suporte adesivamente fixada a uma extremidade do feixe de membrana de fibra oca, uma porção de borda formada na porção de circunferência externa, e uma porção de resina adesiva, que fixa adesivamente o feixe de membrana de fibra oca à porção suporte, uma caixa de módulo incluindo uma porção de corpo principal da caixa do módulo que tem pelo menos uma porta, que corresponde a uma saída de alimentação de um filtrado ou solução não diluída em uma superfície lateral, e um cabeçote tendo uma porta que corresponde a uma saída de alimentação de filtrado ou solução não diluída, e acomodando o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho, um primeiro membro selador disposto para entrar em contato com o cilindro de distribuição e cabeçote no lado externo de uma superfície limítrofe entre a porção suporte e a porção de resina adesiva, e um segundo membro selador disposto para entrar em contato com uma porção de circunferência externa do cilindro de distribuição e porção de corpo principal da caixa do módulo.

[00015] Em adição, na invenção descrita acima, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da invenção se caracteriza pelo fato de o primeiro membro selador ser disposto para entrar em contato com o cabeçote e ambas porções - porção suporte e porção de resina adesiva - e formar uma superfície limítrofe entre eles.

[00016] Em adição, na invenção descrita acima, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da invenção se caracteriza pelo fato de o primeiro membro selador ser disposto para entrar em contato com a resina adesiva e cabeçote no lado de dentro de uma superfície limítrofe entre a porção suporte e a porção de resina adesiva.

[00017] Em adição, na invenção descrita acima, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da invenção se caracteriza pelo fato de a razão L2/L1 da distância mais curta L2 entre uma superfície circunferencial interna da porta e o segundo membro selador em relação a uma largura L1 de uma folga entre uma circunferência interna da porção de corpo principal da caixa do módulo e uma circunferência externa do cilindro de distribuição, ser 5,0 ou menos.

[00018] Em adição, na invenção descrita acima, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da invenção se caracteriza pelo fato de um terceiro membro selador ser disposto para entrar em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo cabeçote, e porção de borda.

[00019] Em adição, na invenção descrita acima, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da invenção se caracteriza pelo fato de uma superfície circunferencial interna da porção de suporte ter uma forma inclinada ou em degrau.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[00020] De acordo com a presente invenção, uma operação de filtração cruzada é realizada de modo estável por um acoplamento selado a líquido entre um feixe de membrana de fibra oca e a porção suporte do cilindro de distribuição usando resina adesiva para formar um módulo de membrana de fibra oca tipo cartucho, e uma porção engatada com a caixa de módulo não é incluída na porção de distribuição, onde um furo contínuo é formado, e, assim, não há acumulação de líquido, e uma falha de esterilização ou falha de esterilização por vapor devido ao líquido quente pode ser impedido. Em adição, na invenção, mesmo quando ocorre descamação entre o cilindro de distribuição e a resina adesiva, devido a um efeito de ciclo térmico, uma solução química, ou similar no futuro, apenas o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho pode ser trocado, e os encargos financeiros e ambientais podem ser reduzidos.

Breve Descrição dos Desenhos

[00021] A FIGURA 1 é uma vista em seção transversal esquemática, ilustrando uma configuração de um elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho, de acordo com uma concretização da invenção;

[00022] A FIGURA 2 é uma vista em seção transversal esquemática, ilustrando uma configuração de módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho, usando o elemento de membrana de fibra oca da FIGURA 1;

[00023] A FIGURA 3 é uma vista em seção transversal ampliada de uma porção superior de módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da FIGURA 2;

[00024] A FIGURA 4 é uma vista em seção transversal esquemática, ilustrando uma configuração de um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho, de acordo com o Exemplo Modificado 1 da concretização da invenção;

[00025] A a FIGURA 5 é uma vista em seção transversal esquemática, ilustrando uma configuração de um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho, de acordo com o Exemplo Modificado 2 da concretização da invenção;

[00026] A a FIGURA 6 é uma vista em seção transversal esquemática ilustrando uma configuração de um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com o Exemplo Modificado 3 da concretização da invenção.

Descrição da Concretização

[00027] A seguir, um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho e um elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho, de acordo com uma concretização da invenção, serão descritos em conjunção com os desenhos. Contudo, deve ser notado que a presente invenção não se limita a esta concretização.

[00028] Um tipo de filtração usando uma membrana de fibra oca é classificado de modo geral em dois tipos - um esquema de filtração total de uma solução não diluída, que filtra a quantidade total de uma solução não diluída suprida, e um sistema de filtração de fluxo cruzado, que supre uma quantidade excessiva da solução não diluída, a solução não diluída sendo horizontalmente derramada sobre uma superfície inclinada de membrana de membrana de fibra oca, e um fluxo cisalhamento é provido à superfície de membrana para remover forçadamente a matéria suspensa. A filtração da quantidade total é um esquema que filtra toda a solução não diluída, que corresponde ao líquido que sofre processamento, e tem o demérito de a membrana de fibra oca ser facilmente bloqueada em uma filtração de solução não diluída incluindo uma grande quantidade de substância suspensa, conquanto com um baixo custo de operação. Por outro lado, uma filtração de fluxo cruzado continuamente faz circular uma solução não diluída, e provê um fluxo de cisalhamento sobre uma superfície de membrana, assim aumentando o custo de energia durante operação de filtração ou custo de equipamento relativo a uma bomba de grande capacidade e similar. No entanto, uma operação durante um período de tempo prolongado deve ser realizada sem bloquear a membrana de fibra oca, se possível. O módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com a concretização da invenção pode ser usado para o esquema de filtração de quantidade total, no entanto, se caracteriza por ser mais preferivelmente usado em um esquema de filtração de fluxo cruzado.

[00029] É requerido que o módulo de membrana de fibra oca tenha uma configuração, em que os lados primário e secundário sejam separados selados a líquido. Aqui, uma solução não diluída ou um líquido concentrado da solução, um líquido de limpeza química, uma água de limpeza, um líquido quente, um vapor de água saturado, ar, ou similar, passam pelo lado primário, e um filtrado, um líquido de limpeza química, uma água de limpeza, um líquido quente, e um vapor de água saturada passam pelo lado secundário.

[00030] O módulo de membrana de fibra oca, de acordo com concretização da invenção, pode ser operado em uma posição em que a direção axial do módulo é arranjada horizontal ou inclinada, no entanto, preferivelmente usada em uma direção voltada perpendicularmente para cima. Topo/ base do módulo de membrana de fibra oca, de acordo com concretização da invenção indicam o topo/ base em um estado no qual o módulo de membrana de fibra oca é posicionado verticalmente em uma direção perpendicular voltada para cima.

[00031] A FIGURA 1 é uma vista em seção transversal esquemática ilustrando uma configuração de um elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com uma concretização da invenção. A FIGURA 2 é uma vista em seção transversal esquemática ilustrando uma configuração de um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho que usa o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho da FIGURA 1. A FIGURA 3 é uma vista em seção transversal ampliada de uma porção superior do módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho da FIGURA 2.

[00032] Como ilustrado nas Figuras 1 a 3, o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 de acordo com uma concretização da invenção inclui um feixe de membrana de fibra oca 1 e cilindro de distribuição 2, que é adesivamente fixado ao feixe de membrana de fibra oca 1 com uma porção de resina adesiva 3. Em adição, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100 inclui um elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 e uma caixa de módulo 40, que acomoda o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10. A caixa de módulo 40 inclui uma porção principal de caixa de módulo 4 de forma cilíndrica incluindo uma porta de superfície lateral 41, que corresponde a uma saída de alimentação de um filtrado ou solução não diluída, um cabeçote superior 5 incluindo uma porta de passagem de líquido 51, que corresponde a uma saída de filtrado, incluindo uma porta de passagem de líquido 61 que corresponde a uma saída de alimentação de um filtrado ou solução não diluída. Em adição, uma porção de conexão entre o cabeçote inferior 6 e a porção de corpo principal de caixa do módulo 4 são seladas a prova de líquido por um membro selador 7 e membro selador 8, respectivamente. Na FIGURA 2, a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 inclui duas portas de superfície lateral 41. No entanto, como ilustrado na FIGURA 4, uma porção de corpo principal da caixa do módulo 4a pode incluir pelo menos uma porta de passagem de líquido.

[00033] O feixe de membrana de fibra oca 1 é um feixe contendo dúzias a dezenas de milhares de membranas de fibra oca, cortadas todas substancialmente no mesmo comprimento. O feixe de membrana de fibra oca 1 e o cilindro de distribuição 2 são adesivamente fixados selados a líquido através da porção de resina adesiva 3. Uma porção oca do feixe de membrana de fibra oca 1 se abre em uma superfície de extremidade da porção de resina adesiva 3. Na outra extremidade em um lado da abertura do feixe de membrana de fibra oca 1, uma porção oca é bloqueada e selada por uma porção de resina adesiva 3a. Na FIGURA 2, uma superfície da porção de resina adesiva 3a é exposta ao lado primário da solução não diluída, e similares. No entanto, a invenção não se limita a isto. Como ilustrado na FIGURA 6, o contato com solução não diluída pode ser reduzido, cobrindo a superfície com uma capa côncava 31d do mesmo material (ou não) do cilindro de distribuição 2. A FIGURA 5 é uma vista em seção transversal esquemática ilustrando uma configuração de um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com o Exemplo Modificado 2 da concretização da invenção, e a FIGURA 6 é uma vista em seção transversal esquemática ilustrando uma configuração de um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com o Exemplo Modificado 3 da concretização da invenção. No módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100B e 100C, de acordo com os Exemplos Modificados 2 e 3, uma porção de extremidade do feixe de membrana de fibra oca 1 é adesivamente fixada selada a líquido a uma porção de resina adesiva 3c. No módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100C de acordo com o Exemplo Modificado 3, a porção de resina adesiva 3c é coberta com a capa côncava 31d. Em adição, é preferível que o furo 3d seja provido substancialmente na mesma direção que a direção longitudinal do módulo na porção de resina adesiva 3c bloqueada e selada e capa 31d. Ademais, uma porção de saia 32d é formada na direção oposta do feixe de membrana de fibra oca 1 na porção inferior da capa 31d.

[00034] Em adição, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho pode ter uma configuração, na qual a porção oca da membrana de fibra oca não seja bloqueada nem selada, e é dobrada em forma de U, sendo que ambas as extremidades do feixe de membro de malha 1 são aderidas ao cilindro de distribuição 2 pela porção de resina adesiva 3, e com ambas extremidades abertas. Em particular, quando a razão de um diâmetro externo e diâmetro interno de feixe de membrana de fibra oca 1 em relação ao raio de virada da curvatura é pequena, a membrana de fibra oca fica difícil de romper, como desejado. O módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100, de acordo com a concretização, é dividido em dois pela porção de resina adesiva bloqueada e selada 3a, no entanto, pode ser colada e fixada de forma integrada, pelas porções de resina adesiva 3b e 3c ou dividida em três ou mais partes, como ilustrado nas Figuras 4 e 5. É preferível que os feixes parcialmente segmentados tenham os mesmos comprimentos, mas, também podem ter comprimentos diferentes.

[00035] A membrana de fibra oca não é particularmente limitada, quando uma membrana de fibra oca porosa é usada. No entanto, uma membrana de ultra ou microfiltração feita de polietileno, copolímeros de etileno - tetrafluoroetileno, policlorotrifluoroetileno, politetrafluoroetileno, poli (fluoreto de vinila), copolímero de tetrafluoroetileno- hexafluoropropileno, copolímero de tetrafluoroetileno- perfluoroalquilavinil eter, e copolímero clorotrifluoroetileno- etileno, poliacrilonitrila, polisulfona, polietersulfona, e outros materiais, podem ser usados. Ademais, um material de filtração incluindo um corpo sinterizado de polímeros, pode ser usado. Um diâmetro interno e diâmetro externo da membrana de fibra oca não são particularmente limitados, e vários diâmetros internos e diâmetros externos e estruturas de seção transversal, podem ser usados. Ademais, pode ser usada uma membrana de fibra oca, incluindo uma camada de revestimento quer do mesmo material ou de um material diferente em uma superfície.

[00036] A membrana de fibra oca pode ser classificada em dois tipos de membranas, que correspondem a um tipo de pressão externa e a um tipo de pressão interna. Um lado externo da membrana de fibra oca é o lado primário no tipo de pressão externa, e o lado interno da membrana de fibra oca é o lado primário no tipo de pressão interna. O tipo de pressão externa tem o mérito de a substância suspensa dificilmente se depositar entre as membranas de fibra oca, uma vez que a passagem no lado primário é larga. Por outro lado, o tipo de pressão interna tem o mérito de a taxa de fluxo de um fluxo cruzado poder ser pequena, uma vez que a passagem no lado primário é estreita. Um esquema de operação pode ser selecionado dentre o tipo de pressão externa e tipo de pressão interna com base no estado da solução não diluída, em particular, da concentração de substância suspensa. O elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 e o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100, de acordo com a concretização da invenção, são adequados para filtração do tipo pressão externa.

[00037] O cilindro de distribuição 2 é disposto em uma porção de circunferência externa do feixe de membrana de fibra oca 1 perto da porta de superfície lateral 41 em uma porção superior da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 descrita abaixo. O cilindro de distribuição 2 inclui uma porção de distribuição 22, que distribui uma solução não diluída concentrada através de uma folga 26 formada entre uma pluralidade de furos contínuos 21 e a porção de corpo principal da caixa do módulo 4, e descarrega a solução não diluída concentrada para a porta de superfície lateral 41, uma porção suporte 26 que é adesivamente fixada a uma extremidade do feixe membrana de fibra oca 1 suporta o feixe membrana de fibra oca 1, e uma porção de borda 24 que é ajustada e fixada pela porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e cabeçote superior 5. A porção de resina adesiva 3 é formada dentro da porção suporte 23 e a porção de resina adesiva 3 fixa adesivamente o feixe de membrana de fibra oca 1 à porção suporte 23. Quando o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100, de acordo com a concretização da invenção, inclui o cilindro de distribuição 2, é possível impedir que a membrana de fibra oca seja sugada pela porta de superfície lateral 41 com um fluxo de solução não diluída, e obstrua a passagem, enquanto resolve o problema de a membrana de fibra oca entrar em contato com a porção de borda de uma entrada da porta de superfície lateral 41, e danifique a porção de borda.

[00038] A porção de distribuição 22 faz um fluxo cruzado ou líquido de limpeza, um líquido quente para esterilização, e vapor para esterilização, fluir de um lado de sala de filtração 42 para um lado da porta de superfície lateral 41 através de uma pluralidade de furos contínuos 21, e pela folga 26 formada por uma parede externa da porção de distribuição 22 e parede interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4. É preferível que uma área de abertura de cada um dos furos contínuos 21 seja menor que a área através da qual um fluído da porta da superfície lateral 41 possa passar, e é preferível que área de abertura total dos furos contínuos 21 seja maior ou igual a uma área através da qual o fluído da porta de superfície lateral 41 possa passar. Os furos contínuos 21 podem ser dispostos na direção longitudinal do módulo acima ou abaixo da porta da superfície lateral 41, no entanto, é preferível que a pluralidade de furos contínuos 21 seja simetricamente disposta em um plano horizontal que passa através de um eixo geométrico central da porta de superfície lateral 41. Os furos contínuos 21 podem ser dispostos em uma direção circunferencial da porção de distribuição 22 uniformemente em toda a circunferência da porção de distribuição 22 ou de outra maneira. O fluxo cruzado facilmente forma uma porção de acumulação em uma face oposta da parte de superfície lateral 41 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4. Por esta razão, é preferível que os furos contínuos 21 sejam arranjados, de modo que a área de abertura dos mesmos aumente, à medida que se afastam da porta de superfície lateral 41 em uma direção circunferencial. Furos contínuos 21 elípticos, circulares contínuos 21, como ilustrado na FIGURA 5, ou similares podem ser empregados, em adição à forma de abertura longitudinal das Figuras 1 a 3. Em adição, uma combinação destas formas também pode ser usada. Ademais, a porção de distribuição 22 pode ser formada em forma cilíndrica para envolver a circunferência do feixe de membrana de fibra oca 1 como nas Figuras 1 a 3, e pode ser formada como porção de distribuição tipo reposteiro (portiere) 22c, em um lado da porta de superfície lateral 41 em uma porção superior, como ilustrado na FIGURA 6.

[00039] Uma superfície circunferencial interna da porção suporte 23 é suavemente formada como nas Figuras 1 a 3, e uma propriedade adesiva de uma superfície limítrofe entre a porção suporte 23 e a porção suporte 3 pode ser aumentada formando uma porção cônica 25 ao longo de uma direção longitudinal do módulo, como ilustrado nas Figuras 4 e 5, e formando uma porção de degrau 25c, como ilustrado na FIGURA 6.

[00040] A porção de borda 24 se estende em uma direção a um lado externo em uma direção radial em uma circunferência externa do cilindro de distribuição 2. O elemento membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 é ajustado e fixado à porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e cabeçote superior 5 usando uma porção de projeção. Uma vez que a porção de borda 24 contata a porção de corpo principal da caixa de módulo 4 e cabeçote superior 5, é preferível que a porção de borda 24 seja instalada em uma porção não molhada, formada entre um primeiro membro selador (membro selador 9) e segundo membro selador (membro selador 11). A folga 26 é formada em um lado da sala de filtração 42 em uma porção inferior do segundo membro selador (membro selador 11), e, assim, a solução não diluída se acumula facilmente na folga 26, e a esterilização com líquido quente e vapor saturado podem ser impedidas devido à forma da folga 26. Em adição, a porção de borda 24 pode não ser formada como entidade integrada com o cilindro de distribuição 2. Neste caso, exemplos incluem um esquema de formar uma ranhura na circunferência externa do cilindro de distribuição e fixar um membro de borda para envolver a ranhura. Em adição, uma face de borda inferior da porção de borda 24 pode ser formada na direção perpendicular com respeito à direção axial do cilindro de distribuição 2. Caso contrário, uma forma cônica, na qual o diâmetro diminui na direção descendente do cilindro de distribuição 2 pode ser usada. Uma face de borda superior pode ser similarmente formada perpendicular à direção axial e pode ser formada cônica. Em adição, a porção de borda 24 pode não ser formada nos 360° da circunferência externa do cilindro de distribuição 2 e pode ter uma ranhura. A ranhura pode ser usada para alinhar o cilindro de distribuição 2 e porção de corpo principal de caixa do módulo 4.

[00041] Quando o material de cilindro de distribuição 2 for metálico, tal como de aço inoxidável e liga de alumínio, a descamação de uma superfície limítrofe de uma porção de adesão ocorre em um estágio inicial de um ciclo térmico, repetidamente realizado, devido à diferença de expansão térmica entre este material e o material da porção de resina adesiva 3, descrita abaixo. Em adição, como a condição de esterilização com vapor normal é determinada por um período de tempo de 20 minutos em vapor de água saturado a 121°C pela JIS-K-3606, é preferível que o material de resina satisfaça resistência térmica, resistência de água e resistência a calor úmido, com respeito à condição selecionada. Assim, é possível selecionar plásticos de engenharia, tal como resina de poliamida, resina de policarbonato, resina poliacetal, e resina de poli (ftalato de butileno), superplásticos de engenharia, tal como resina de polifenileno, resina de polisulfona, resina de polietercetona, resinas de compósito com fibra de reforço, e outros tipos de material de resina. Em particular, resina de polisulfona é adequada.

[00042] A porção de resina adesiva 3 é formada endurecendo um agente adesivo, tal como resina epóxi, resina de uretano, resina de silicone e resina de poliéster. Em adição, uma resina termoplástica, cuja temperatura de amolecimento é mais alta que a temperatura de esterilização de vapor, e similares, podem ser um exemplo. É preferível que uma resina epóxi e resina de uretano sejam selecionadas em termos de propriedade adesiva com cilindro de distribuição 2, resistência térmica, resistência à água, pressão de filtração e lavagem, e esterilização e resistência à pressão a uma pressão de esterilização.

[00043] A porção de corpo principal da caixa do módulo 4 inclui uma porta de superfície lateral 41 que é uma saída e entrada de fluído. Para ser usada adequadamente na operação de filtração de fluxo cruzado, uma abertura de alimentação e saída da solução não diluída usada, de modo que a solução não diluída flua horizontalmente em uma superfície de membrana, são necessárias. Na concretização, a porta de superfície lateral 41 é uma saída de alimentação da solução não diluída no lado primário. Similarmente, a porta de passagem de líquido 61 do cabeçote inferior 6, descrita abaixo, é uma saída de alimentação da solução não diluída. O lado primário requer pelo menos duas portas. Em adição, o lado secundário requer pelo menos uma porta de passagem de líquido, que permita a passagem de filtrado. Na concretização, a porta de passagem de líquido 51 do cabeçote superior 5 descrito abaixo é uma saída do filtrado. Deste modo, é preferível que a caixa de módulo 40 inclua um total de três portas ou mais.

[00044] Quando uma pluralidade de portas de superfície lateral 41 são dispostas como na concretização, é preferível que uma porta de superfície lateral 41 seja arranjada distante de outra porta de superfície lateral 41 no lado primário. Em adição, a porta de superfície lateral 41 pode ser usada para descarregar o líquido remanescente descendo para ser filtrado, e suprir e descarregar vapor para esterilização, um líquido quente para esterilização, ar, líquido de limpeza para limpar uma superfície de membrana de fibra oca, quando uma pluralidade de operações pode ser realizada simultaneamente e assim aumentar eficiência operacional. Porções de abertura das portas de superfície lateral 41 podem ser voltadas para a mesma direção ou direções diferentes, respectivamente.

[00045] Um material da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 pode ser selecionado de um metal, tal como aço inoxidável, e vários materiais de resina, tal como plástico super engenheirados, ou plástico de engenharia, tal como FRP, ABS, AES, poli (cloreto de vinila), policarbonato, polisulfona. Com respeito à resistência térmica e resistência química, em particular, o uso de SUS304 ou SUS316 é preferível, se for selecionado aço inoxidável, e a resina de polisulfona é preferível, se for selecionada uma resina. A forma de seção transversal pode ser selecionada dentre circular, elíptica, poligonal, e etc.. Em particular, uma forma circular, através da qual a pressão de filtração seja distribuída uniformemente, sendo superior em relação à resistência à pressão, é preferível. A menos que indicado de outra forma, nesta especificação, a forma de módulo circular é indicada. A forma de seção transversal pode mudar na direção longitudinal do módulo. Em adição, a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 pode ter uma estrutura dividida em duas ou mais partes na direção longitudinal e direção lateral. A porta de superfície lateral 41 pode ser do mesmo material ou de um material diferente do material constituinte da porção de corpo principal da caixa do módulo 4. Em adição, a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e a porta de superfície lateral 41 podem compor uma unidade integrada, ou terem uma conexão soldada ou parafusada, etc.. É preferível que a forma de seção transversal da porta de superfície lateral 41 seja circular. Em adição, uma forma inclinada ou cônica, onde o diâmetro muda na direção axial, pode ser usada.

[00046] O cabeçote superior 5 é disposto acima da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e inclui porta de passagem de líquido 51 para saída de alimentação de um fluído. Em adição, o cabeçote inferior 6 é disposto abaixo da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e inclui porta de passagem de líquido 61, para saída de alimentação de fluído. Um fluído do lado primário, como por exemplo, solução não diluída, material sedimentado, líquido de limpeza, ar, líquido quente para esterilização, vapor de esterilização, passam através de porta de passagem de líquido 61 do cabeçote inferior 6, e um fluído de lado secundário, como por exemplo, um filtrado, líquido de limpeza, líquido quente de esterilização, e vapor de esterilização passam através da porta de passagem de líquido 51 do cabeçote superior 5. Na concretização, a solução não diluída é suprida da porta de passagem de líquido 61 do cabeçote inferior 6, e um filtrado, que passa através da membrana de fibra, é descarregado da porta de passagem de líquido 51 do cabeçote superior 5. Quando a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 inclui uma pluralidade de portas de superfície lateral 41, uma porção das portas de superfície lateral 41, selecionada da pluralidade de portas de superfície lateral 41, pode ser usada como abertura de alimentação para solução não diluída, ou a solução não diluída pode ser suprida pela porta de passagem de líquido 61 e uma porção das portas de superfície lateral 41 da pluralidade de portas de superfície lateral 41.

[00047] Uma vez que a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o cabeçote superior 5 são conectados selados a líquido, vários esquemas de conexão, tal como conexão parafusada e conexão de anel podem ser selecionadas. A porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e cabeçote inferior 6 são similarmente conectados. É preferível que as superfícies 53 e 62 tenha uma forma inclinada no cabeçote superior 5 e cabeçote inferior 6 de modo que área de seção transversal diminua no lado, em que a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 é conectada ao outro lado. O ângulo do mesmo pode ser arbitrariamente determinado. No entanto, uma porção de acumulação de solução não diluída é formada em um ângulo de 90° do módulo na direção longitudinal, e o comprimento do cabeçote aumenta à medida que o ângulo diminui, e, portanto, aumenta os custos de produção. Um valor apropriado é determinado com base nos dois pontos de vista acima.

[00048] Sanduichando a porção de borda 24 do cilindro de distribuição 2, entre a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o cabeçote superior 5, o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 é fixado à caixa de módulo 40. É preferível que a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e cabeçote superior 5 se contatem e sejam selados pelo membro selador 7. Um selador, como por exemplo, um anel em O ou gaxeta, pode ser usado como membro selador 7. A parte de dentro da caixa de módulo 40 pode ser separada selada a líquido do ar de fora pelo membro selador 7. Alternativamente, como ilustrado na FIGURA 5, uma porção de corpo principal de caixa do módulo 4b, cabeçote superior 5, e porção de borda 24 de caixa de módulo 40B pode ser selada por um membro selador 7b, funcionando como terceiro membro selador. No cabeçote superior 5 do módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho, de acordo com a concretização, é preferível que uma porção de contato com o membro selador 9, descrito abaixo, porção de união de tubo da porta de passagem de líquido 51, porção de união de tubo da porta de passagem de líquido 51, porção de união com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4, e superfície inclinada 52 sejam formadas suavemente.

[00049] É preferível que a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e cabeçote inferior 6 se contatem e sejam selados pelo membro selador 8. A parte de dentro da caixa de módulo 50 pode ser separada selada a líquido do ar de fora, pelo membro selador 8. Alternativamente, como ilustrado na FIGURA 5, uma porção de corpo principal da caixa do módulo 4b e cabeçote inferior 6 podem ser selados pelo membro selador 8b. No cabeçote inferior 6 do módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100, de acordo com a concretização, é preferível que uma porção de união de tubo da porta de passagem de líquido 61, porção de união com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4, e superfície inclinada 62 ou porção inclinada sejam formadas suavemente. O cabeçote inferior 6 pode ser formado como parte diferente, como na concretização, ou como parte integrada da porção de corpo principal de caixa do módulo 4.

[00050] O material dos cabeçotes superior 5 e inferior 6 pode ser selecionado dentre aço inoxidável e resinas como FRP, AES, ABS, poli (cloreto de vinila), policarbonato, ou polisulfona. É preferível que o material seja o mesmo material da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, no entanto, o material não se limita a este.

[00051] O membro selador 9 funcionando como primeiro membro selador é disposto para entrar em contato com uma porção seladora 54 do cabeçote superior 5 e cilindro de distribuição no lado externo de uma interface adesiva entre a porção de resina adesiva 3 e a porção suporte 23 do elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 acomodado na porção de corpo principal da caixa do módulo 4. Com respeito à propriedade de selagem, é preferível que a porção seladora 54 do cabeçote superior 5 e o cilindro de distribuição que entram em contato com o membro selador 9, sejam lisas e paralelas.

[00052] Em adição, como ilustrado na FIGURA 4, um membro selador 9a pode ser disposto para entrar em contato com toda a circunferência de uma superfície limítrofe entre a porção suporte 23 do cilindro de distribuição 2 e a porção de resina adesiva 3, e a porção seladora 54 do cabeçote superior 5. A FIGURA 4 é uma vista em seção transversal esquemática ilustrando uma configuração de módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100A de acordo com um Exemplo Modificado 1 da concretização da invenção. Como o membro selador 9a sela a interface adesiva entre a porção suporte 23 e a porção de resina adesiva 3, é preferível que o membro selador 9a tenha uma largura capaz de entrar em contato com o cilindro de distribuição 2 e porção de resina adesiva 3 ao longo de toda a circunferência. No exemplo modificado 1, com respeito à propriedade de selagem, é preferível que a porção seladora 54 do cabeçote superior 5 e a superfície de extremidade da porção de resina adesiva 3, que entram em contato com o membro selador 9a, sejam lisas e paralelas.

[00053] Adicionalmente, como ilustrado na FIGURA 5, um membro selador 9b pode ser disposto para contatar a porção de resina adesiva 3 e porção seladora 54 do cabeçote superior 5 em um lado interno de uma superfície limítrofe entre a porção suporte 23 do cilindro de distribuição 3 e a porção de resina adesiva 3. A FIGURA 5 é uma vista em seção transversal esquemática, ilustrando uma configuração de módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100B de acordo com o Exemplo Modificado 2 da concretização da invenção. No Exemplo Modificado 2, com respeito à propriedade de selagem, é preferível que a porção seladora 54 do cabeçote superior e a superfície de extremidade da porção de resina adesiva 3, que entram em contato com membro selador 9b, sejam lisas e paralelas.

[00054] Na concretização, um espaço selado a líquido formado pelo cabeçote superior 5, porção suporte 23 e porção de resina adesiva 3 através do membro selador 9, 9a, 9b, constitui uma sala de remoção de filtrado 53 onde o filtrado que é filtrado pelo feixe de membrana de fibra oca 1 flui para dentro, e um filtrado, que flui para fora da sala de remoção de filtrado 53, é descarregado pela porta de passagem de líquido 51. Na concretização, é preferível que a largura da porção seladora 54 que entra em contato com o membro selador 9 do cabeçote superior 5 seja maior que a largura do membro selador 9, 9a, ou 9b.

[00055] No módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100 de acordo com a concretização, o fluído do lado secundário, tal como filtrado, que sai da sala de remoção de filtrado 53, é separado na sala de remoção de filtrado 53 dentro do cabeçote superior 5 pelo membro selador 9. Para garantir selagem a líquido da sala de remoção de filtrado 53, o cabeçote superior 5 é fortemente prensado contra a porção de corpo principal da caixa do módulo 4, e o membro selador 9 é prensado e selado. A interface adesiva entre a porção suporte 23 e a porção de resina adesiva 3 é afetada por uma força descendente provocada pela carga morta da membro de fibra oca, e uma força ascendente provocada pela pressão de filtração, que é a diferença de pressão entre o lado primário e o lado secundário, e similar. A partir do descrito acima, uma força de cisalhamento, isto é, uma força que provoca descamação, atua sobre a interface adesiva entre a porção de resina adesiva 3 e a porção suporte 23 fixada à porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e tendo uma alta rigidez. Por outro lado, quando a porção de degrau 25c ou porção inclinada 25 (ilustrada nas Figuras 4 a 6) é formada em uma superfície interna da porção suporte 23 (Exemplos Modificados 1 a 3), o membro selador 9a ou 9b e a porção de resina adesiva 3 podem ser colocadas entre a porção seladora 54 do cabeçote superior e a porção suporte 23, e, assim, a ocorrência de força cisalhante pode ser minimizada. Ademais, é preferível que o diâmetro interno mínimo da porção inclinada 25 e a porção de degrau 25c sejam menores que o diâmetro interno do membro selador 9a ou 9b. Ademais, podem ser formados um ou dois degraus (ou mais) da porção inclinada 25 e porção de degrau 25c.

[00056] O membro selador 11, funcionando como segundo membro selador, é disposto para contatar uma circunferência externa do cilindro de distribuição 2 e uma circunferência interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4. Com membros seladores 11 e 8, que selam a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e cabeçote inferior 6, como descrito, o fluído do lado primário, e.g., a solução não diluída, é separada selada a líquido na sala de filtração 42 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4. A caixa de módulo 40 é separada da atmosfera no lado de fora pelo membro selador 7 e membro selador 8. Em adição, o membro selador 11 funciona como selo de reserva ("back up") do membro selador 7 e membro selador 9.

[00057] Por exemplo, quando o fluído primário é suprido a partir da porta de passagem de líquido 61 e porta de superfície lateral 41 em uma porção inferior, e descarregado a partir da porta de superfície lateral 41 em uma porção superior, é difícil que o fluído do lado primário flua através de uma região diferente de uma região entre a porta de superfície lateral 41 na porção inferior e a porta de passagem de líquido 61, que corresponde a uma abertura de alimentação, e a porta de superfície lateral 41 na porção superior que corresponde a uma saída. Ou seja, uma região no lado de dentro da sala de filtração 42, onde o fluído do lado primário é separado e posicionado entre a porta de superfície lateral 41 na porção superior e a porta de passagem de líquido 51, corresponde a uma região onde o fluído do lado primário flui relativamente lentamente. Na concretização, usando a folga 26, entre a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e os furos contínuos 21 do cilindro de distribuição 2 perto da parte de superfície lateral 41 na porção superior, o fluído de lado primário 41 é distribuído e descarregado pela porta de superfície lateral 41, para suprimir acumulação. No entanto, uma região pode ser formada, na qual o fluído do lado primário flui relativamente lentamente entre a porta de superfície lateral 41 na porção superior, uma superfície de extremidade da sala de filtração 41 da porção de resina adesiva 3, e membro selador 11. Na região, o atraso de um fluxo resulta notável quando a razão L2/L1 entre uma distância L2 de uma extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior em relação ao membro selador e uma largura L1 da folga 26 entre a superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e a superfície circunferencial externa do cilindro de distribuição 2 aumenta, e que facilita o fluxo, quando a razão L2/L1 diminui. Assim, é preferível que a razão L2/L1 seja 5 ou menos, para suprimir uma acumulação do fluído no lado primário. Ademais, 3,0 ou menos é preferível, e 1,5 ou menos, o mais preferível. Em adição, é preferível que a face de borda inferior em lado da sala de filtração 42 da porção de resina adesiva 3 fique substancialmente na mesma altura do membro selador 11.

[00058] A largura L1 da folga 26 pode ser calculada, dividindo a diferença entre o diâmetro interno da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo da porção de distribuição 22 por 2. O diâmetro interno da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 pode ser calculado a partir de medições de fase plural de um diâmetro interno próximo porção superior da porta de superfície lateral 41 na porção superior, da porta de superfície lateral 41 da porção superior e tomando a média das mesmas. O diâmetro externo da porção de distribuição 22 pode ser calculado a partir de medições de fase plural do diâmetro externo da porção de distribuição e tomando a média das mesmas. Um micrometro interno, paquímetro, instrumento de medição tridimensional, etc. podem ser usados nas medições.

[00059] A distância L2 da extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta superfície lateral 41 na porção superior para o membro selador 11 pode ser calculada pela diferença entre a distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda 24 do cilindro de distribuição 2 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 para a extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior, e uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24 a uma extremidade inferior do membro selador 11. As respectivas distâncias são calculadas a partir de medições de fase plural tomando a média das mesmas. Paquímetros, instrumentos de medição tridimensional, etc. podem ser usados nas medições.

[00060] O material de cada um dos membros seladores 7, 8, 9 e 11 pode ser selecionado de um material fabricado com corpo elástico, tal como borracha, elastômero, resina, etc.. Em particular, o material pode ser selecionado dentre borracha de nitrila, borracha de etileno- propileno, borracha de silicone, borracha de cloro silicone, borracha de nitrila hidrogenada, borracha de flúor, borracha acrílica, borracha de cloropreno, borracha de butila, borracha de estireno-butadieno, e borracha de uretano dependendo do ambiente de utilização.

[00061] A forma de seção transversal de cada membro selador 7, 8, 9 e 11 pode ser selecionada dentre forma elíptica, forma poligonal, forma de letra V, forma de letra U, forma de » e outras formas. Ademais, para a forma de », pode ser usada uma forma em que as porções de extremidade são mais grossas que a porção central.

[00062] A porção de resina adesiva 3 envolve uma questão com respeito à descamação que ocorre em uma superfície limítrofe entre a porção suporte 23 e a porção de resina adesiva 3, devido a uma contração volumétrica da mesma, calor, ciclo térmico, produtos químicos, vapor de água saturado, e aplicação de uma força externa, tal como, pressão. Neste caso, como o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100 da presente invenção tem uma estrutura de cartucho, somente o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 10 pode ser trocado, daí reduzindo e encargos financeiros e ambientais. Ademais, o fluído de lado primário pode ser separado pela porção de corpo principal pela porção de corpo principal da caixa do módulo 4, membro selador 8, e membro selador 11, e a porção de acumulação de um fluxo cruzado pode ser reduzido pelo cilindro de distribuição 2. Em adição, o fluído do lado secundário pode ser separado pela membrana de fibra oca, cabeçote superior 5, e membro selador 9, e a força de descamação, ocorrendo em uma interface adesiva entre a porção suporte 23 e a porção de resina adesiva 3, pode ser reduzida formando a porção inclinada 25 ou porção em degrau 25c.

Exemplos

[00063] A seguir, a presente invenção será descrita em detalhes por meio de Exemplos. A presente invenção, no entanto, não se limita a tais exemplos.

Exemplo de Referência 1

[00064] Bactérias com índice resistente a calor são dispostas em um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100, e a esterilização é realizada por meio de vapor, e uma estimativa é realizada para verificar se o nível de esterilização é 6D ou mais. O nível de esterilização 6D indica que a taxa de probióticos de bactérias com índice resistente ao calor se encontra em 1/106. A condição de teste será dada a seguir.

[00065] Índice bacteriano resistente a calor: um fio de poliéster incluindo bactéria Geobacilus stearothermophilus ATCC7953 (da Leben Japan Co Ltd 3-6100 YT) é usado. Daqui por diante, abreviado para "fio tendo índice bacteriano". O fio tendo índice bacteriano é um fio obtido incluindo bactérias com índice resistente ao calor de 106 em um fio de poliéster de 50,0 mm. Em um índice de esterilização por calor com bactérias com índice resistente ao calor, D121 é 1,5 minutos. D121 é o período de tempo requerido para conseguir uma taxa de probióticos de 1/10 em um processamento a 121°C. Ou seja, o tempo para processamento 1D a 121°C é 1,5 minutos. "Condição de processamento de esterilização é um processamento nD como descrito abaixo se refere a um processamento a 121°C por n x 1,5 minutos. Por exemplo, um processamento 7D se refere a um processamento a 121°C por 10,5 minutos, e processamento 10D refere-se a um processamento a 121°C por 15 minutos.

[00066] O fio tendo índice bacteriano é afixado em duas posições em um lado da sala de filtração 42 do membro selador 11 aplicando um adesivo resistente ao calor a ambas extremidades. Em uma direção circunferencial, as duas posições referem-se a localizações mais próximas da porta de superfície lateral 41 na porção superior e a localizações mais afastadas voltadas para a porta da superfície lateral 41 na porção superior a 180°.

[00067] A condição de processamento de esterilização corresponde a dois tipos de processamento - processamento 7D e processamento 10D. Ambas as condições de processamento 7D e 10D suprem vapor de água saturado e enchem a sala de filtração 42 com vapor de água saturado. Uma drenagem de vapor é descarregada de uma captação de vapor instalada no lado inferior da porta de passagem de líquido 61. Depois de um termômetro no lado inferior da porta de passagem de líquido 61 alcançar 121°C, esta temperatura deve ser mantida por um pré-determinado período de tempo (10,5 minutos para processamento 7D e 15 minutos para processamento 10D).

[00068] Para determinar a possibilidade de esterilização, cada fio tendo índice bacteriano é retirado do módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100 em uma atmosfera livre de germes, e colocado e cultivado em um tubo de teste, ao qual é dispensado um meio de cultura esterilizado de 10 ml. A composição da mídia de cultura é mostrada na Tabela 1. Como o meio de cultura adquire acidez assim que preparada, uma solução aquosa de hidróxido de sódio é usada para ter um pH de 7,0. A cultura é realizada a 40°C por agitação, e sendo determinado crescimento bacteriano com índice resistente ao calor por visualização depois de uma semana de cultura. Quando uma formação bacteriana com índice resistente ao calor é vista no tubo de teste, o crescimento bacteriano com índice resistente ao calor é considerado nulo. Quando o processamento 7D é realizado dispondo 106 de índice bacteriano e o vapor de água entra suficientemente em contato com as bactérias, teoricamente ocorre uma falha de esterilização, dentro de uma probabilidade de uma em dez vezes, e assim o teste é repetido dez vezes para ambos processamentos 7D e 10D, para determinar a probabilidade de esterilização. Aqui, o processamento 10D é um processamento onde a esterilização é difícil em comparação com a condição geral. Tabela 1 Meio de Cultura para índice Bacteriano resistente ao calor

Exemplo de Referência 2

[00069] Em uma configuração do módulo de membrana de fibra tipo cartucho 100, a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 é um recipiente cilíndrico feito de SUS316 de comprimento de 1500 mm e diâmetro interno de 150,0 mm. Uma porta de superfície lateral 41 é instalada apenas na porção superior, com diâmetro de 40,0 mm e centro posicionado a 100,0 mm de uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo. Os cabeçotes superior e inferior 5 e 6 são feitos de SUS 316. No feixe de membrana de fibra oca 1, são usadas 4000 membranas de fibra oca feitas de PVDF com comprimento de 1400 mm. Uma membrana de fibra oca é usada dividindo um módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho HFU- 2020 da Toray Industries, e cortando o local não coberto na porção de resina adesiva. O cilindro de distribuição 2 é feito de polisulfona e tem um comprimento de 130 mm, no qual a porção suporte interna 23 é 60,0 mm, e a porção de distribuição 22 é 70,0 mm e o diâmetro externo da porção de distribuição é 140,0 mm. A porção de borda tem uma espessura de 5,0 mm da extremidade de topo do cilindro de distribuição ao outro lado. Uma resina epóxi de dois líquidos da Huntsman Japan, que corresponde a LST868 R-14 e LST868 H-14, é usada como porção de resina adesiva 3. A porção de resina adesiva tem uma espessura média de 60 mm e adere, selada a líquido, à porção suporte 23 do cilindro de distribuição. Uma porção de resina adesiva em um lado provendo bloqueio e selagem tem um diâmetro externo de 140,0 mm e espessura média de 30 mm, ajunta o feixe de membrana de fibra oca 1, em um feixe. Um anel em O feito de EPDM é usado como membro selador em 7, 8, 9, e 11.

Exemplo 1

[00070] O teste descrito no Exemplo de Referência 1 é conduzido pelo módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho descrito no Exemplo de Referência 2. A largura L1 da folga 26 entre a superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e a superfície circunferencial externa do cilindro de distribuição 2 é 5,0 mm, que é obtida dividindo diferença de 10,0 mm, entre o diâmetro interno de 150,0 mm da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo de 140,0 mm da porção de distribuição 22 do cilindro de distribuição 2, por 2. A distância L2 da extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior ao membro selador 11 é a diferença de 7,5 mm entre um valor de 80,0 mm, obtido subtraindo um raio de 20,0 mm da porta de superfície lateral de uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda de cilindro de distribuição 24 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, que corresponde a uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo neste caso, à extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41, que é a distância de 100,0 mm da porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo ao centro da porta de superfície lateral 41 neste caso, e uma distância de 72,5 mm de um lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24 que corresponde a uma extremidade inferior da porção de borda 24 neste caso, a extremidade inferior do membro selador 11. L2/L1 = 7,5/ 5,0 = 1,5. O fio tendo índice bacteriano é adesivamente afixado ao membro selador 11.

[00071] Com respeito à determinação da probabilidade de esterilização, o resultado do processamento 7D está ilustrado na Tabela 2, e o resultado do processamento 10D está ilustrado na Tabela 3. Tabela 2

Tabela 3

[00072] No exemplo 1, no processamento 7D, um resultado no qua a esterilização não é possível uma em dez vezes, de acordo com a teoria é obtido das Tabelas 2 e 3. A partir do descrito acima, o vapor de água saturado pode esterilizar suficientemente um fio tendo índice bacteriano, e o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com o Exemplo 1 pode ser adequado para esterilização por vapor.

Exemplo 2

[00073] O teste do Exemplo de Referência 1 é conduzido pelo módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho do Exemplo de Referência 2. A largura L1 da folga 26 entre a superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e a superfície circunferencial do cilindro de distribuição 2 é 5,0 mm, obtida dividindo a diferença de 10,0 mm entre o diâmetro interno 150,0 mm da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo de 140,00 mm da porção de distribuição 22 do cilindro de distribuição 2, por 2. A distância L2 da extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior ao membro selador 11 é a diferença de 15,0 mm entre um valor de 80,0 mm obtido subtraindo um raio de 20,0 mm da porta de superfície lateral de uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda de cilindro de distribuição 24 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, que corresponde a uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo neste caso, à extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41, que é a distância de 100,0 mm da porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo ao centro da porta de superfície lateral 41 neste caso, e uma distância de 65,0 mm de um lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24, que corresponde a uma extremidade inferior da porção de borda 24 neste caso, a uma extremidade inferior de um membro selador 11. L2/L1= 15,0/5,0= 3,0. O fio tendo índice bacteriano é adesivamente afixado ao membro selador 11.

[00074] Para determinação da probabilidade de esterilização, o resultado do processamento 7D está ilustrado na Tabela 2, e o resultado do processamento 10D está ilustrado na Tabela 3.

[00075] A Tabela 3 indica que a esterilização é possível por uma condição geral de esterilização por vapor. Assim, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com Exemplo 2 também pode ser adequado para esterilização por vapor, embora inferior ao caso do Exemplo 1.

Exemplo 3

[00076] O teste do Exemplo de Referência 1 é conduzido pelo módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho do Exemplo de Referência 2. A largura L1 da folga 26 entre a superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 45 e superfície circunferencial externa do cilindro de distribuição 2 é 5,0 mm, obtida dividindo a diferença de 10,0 mm entre o diâmetro interno de 150,0 mm da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo 140,0 mm da porção de distribuição 22 do cilindro de distribuição 2, por 2. A distância L2 da extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior ao membro selador 11 é a diferença de 25,0 mm entre um valor de 80,0 mm, obtido subtraindo um raio de 20,0 mm da porta de superfície lateral de uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda de cilindro de distribuição 24 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, que corresponde a uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo neste caso, à extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41, que é a distância de 100,0 mm da porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo ao centro da porta de superfície lateral 41 neste caso, e uma distância de 55,0 mm de um lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24, que corresponde a uma extremidade inferior da porção de borda 24 neste caso, a uma extremidade inferior de um membro selador 11. L2/L1 = 25,0/5,0 = 5,0. O fio tendo índice bacteriano é adesivamente afixado ao membro selador 11.

[00077] Com respeito à determinação da probabilidade de esterilização, o resultado do processamento 7D está ilustrado na Tabela 2, e o resultado do processamento está ilustrado 10D na Tabela 3.

[00078] A Tabela 3 indica que a esterilização é possível através de uma condição geral de esterilização por vapor. Assim, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho, de acordo com Exemplo 3, pode ser adequado para esterilização por vapor, ainda que inferior aos Exemplos 1 e 2.

Exemplo 4

[00079] O teste do Exemplo de Referência 1 é conduzido pelo módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho do Exemplo de Referência 2. A largura L1 da folga 26 entre uma superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e uma superfície circunferencial interna do cilindro de distribuição 2 é 2,5 mm, é obtida dividindo a diferença de 5,0 mm entre o diâmetro interno de 150,0 mm da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo de 145,0-mm da porção de distribuição 22 do cilindro de distribuição 2, por 2. A distância L2 da extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior ao membro selador 11 é a diferença de 12,5 mm entre um valor de 80,0 mm, obtido subtraindo um raio de 20,0 mm da porta de superfície lateral de uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda de cilindro de distribuição 24 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, que corresponde a uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo neste caso, à extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41, que é a distância de 100,0 mm da porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo ao centro da porta de superfície lateral 41 neste caso, e uma distância de 67,5 mm do lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24, que corresponde a uma extremidade inferior da porção de borda 24 neste caso, a uma extremidade inferior de um membro selador 11. L2/L1 = 12,5/ 2,5 = 5,0. O fio tendo índice bacteriano é adesivamente afixado ao membro selador 11.

[00080] Com respeito à determinação da probabilidade de esterilização, o resultado do processamento 7D está ilustrado na Tabela 2, e o resultado do processamento 10D está ilustrado na Tabela 3.

[00081] A Tabela 3 indica que a esterilização é possível com uma condição geral de esterilização com vapor. Assim, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho do Exemplo 4 pode realizar uma esterilização por vapor como no Exemplo 3 tendo o mesmo valor L2/L1, ainda que inferior aos Exemplos 1 e 2.

Exemplo Comparativo 1

[00082] O teste do Exemplo de Referência 1 é conduzido pelo módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho descrito no Exemplo de Referência 2. A largura L1 da folga 26 entre uma superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e uma superfície circunferencial interna do cilindro de distribuição 2 é 5,0 mm que é obtida dividindo a diferença de 10,0 mm entre o diâmetro interno de 150,0 mm da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo de 140,0-mm da porção de distribuição 22 do cilindro de distribuição 2, por 2. A distância L2 da extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior ao membro selador 11 é a diferença de 35,0 mm entre um valor de 80,0 mm, obtido subtraindo um raio de 20,0 mm da porta de superfície lateral de uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda de cilindro de distribuição 24 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, que corresponde a uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo neste caso, à extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41, que é a distância de 100,0 mm da porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo ao centro da porta de superfície lateral 41 neste caso, e uma distância de 45,0 mm de um lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24, que corresponde a uma extremidade inferior da porção de borda 24 neste caso, a uma extremidade inferior de um membro selador 11. L2/L1 = 35,0/ 5,0 = 7,0. O fio tendo índice bacteriano é adesivamente afixado ao membro selador 11.

[00083] Com respeito à determinação da probabilidade de esterilização, o resultado do processamento 7D está ilustrado na Tabela 2, e o resultado do processamento 10D está ilustrado na Tabela 3.

[00084] As Tabelas 2 e 3 indicam que a esterilização não é possível com uma condição geral de esterilização por vapor. Assim, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho de acordo com Exemplo Comparativo 1 não é adequado para esterilização por vapor.

Exemplo Comparativo 2

[00085] O teste do Exemplo de Referência 1 é conduzido pelo módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho do Exemplo de Referência 2. A largura L1 da folga 26 entre uma superfície circunferencial interna da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e uma superfície circunferencial interna do cilindro de distribuição 2 é 2,5 mm que é obtida dividindo a diferença de 5,0 mm entre o diâmetro interno de 150,0 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4 e o diâmetro externo de 145,0 mm da porção de distribuição 22 do cilindro de distribuição 2, por 2. A distância L2 da extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 na porção superior ao membro selador 11 é a diferença de 17,5 mm entre um valor de 80,0 mm, obtido subtraindo um raio de 20,0 mm da porta de superfície lateral de uma distância de um lugar que entra em contato com a porção de borda de cilindro de distribuição 24 da porção de corpo principal da caixa do módulo 4, que corresponde a uma porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo neste caso, à extremidade de topo da superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41, que é a distância de 100,0 mm da porção de extremidade de topo da porção de corpo principal da caixa do módulo ao centro da porta de superfície lateral 41 neste caso, e uma distância de 62,5 mm de um lugar que entra em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo 4 da porção de borda 24, que corresponde a uma extremidade inferior da porção de borda 24 neste caso, a uma extremidade inferior de um membro selador 11. L2/L1 = 17,5/ 2,5 = 7,0. O fio tendo índice bacteriano é adesivamente afixado ao membro 11.

[00086] Com respeito à determinação da probabilidade de esterilização, o resultado do processamento 7D está ilustrado na Tabela 2, e o resultado do processamento está ilustrado 10D na Tabela 3.

[00087] As Tabelas 2 e 3 indicam que a esterilização não é possível em uma condição geral de esterilização com vapor. Em adição, a esterilização não será possível se L2/L1 = 7,0 como no Exemplo Comparativo 2. Portanto, o módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho, como no Exemplo Comparativo 2, não é adequado para esterilização por vapor.

[00088] O módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100 inclui uma região formada pela folga 26 entre a porção de corpo principal da caixa do módulo 24 e o cilindro de distribuição 2, e o processamento de esterilização da região formada acima da porta de superfície lateral 41 que é uma abertura de alimentação de vapor de água saturado pode se constituir um problema, quando a sala de filtração 42 for esterilizada usando vapor de água saturado. No entanto, o processamento de esterilização com vapor pode ser realizado, quando a razão L2/L1 da distância L2 de uma extremidade de topo de uma superfície circunferencial interna da porta de superfície lateral 41 em relação ao membro selador 11 à largura L1 da de folga 26, for 5,0 ou menos. Ademais, o processamento de esterilização com vapor é preferivelmente realizado quando L2/L1 for 3,0 ou menos e o processamento de esterilização por vapor será mais preferivelmente realizado, se L9 for 1,5 ou menos. Lista de Sinais de Referência 1 Feixe de membrana de fibra oca 2, 2A, 2B, 2C Cilindro de distribuição 21, 21b Furo Contínuo 22, 22b, 22c Porção de distribuição 23 Porção Suporte 24 Porção de borda 25 Porção de forma inclinada 25c Porção de degrau 26 Folga 3 Porção de resina adesiva (porção oca no lado da abertura) 3a, 3b, 3c Porção de resina adesiva (porção oca no lado de bloqueio e selagem) 3d Furo 31d Capa 32d Porção de saia 4, 4a 40, 40A, 40C Porção de corpo principal da caixa do módulo Caixa do módulo 41 Porta de superfície lateral 42 Sala de filtração 5 Cabeçote superior 51 Porta de passagem de líquido 52 Superfície inclinada 53 Sala de retirada de filtrado 54 Porção de selagem 6 Cabeçote inferior 61 Porta de passagem de líquido 62 Superfície Inclinada 7, 7b, 8, 8b, 9, 9a, 11 Membro de selagem 10, 10A 10B, 10C Elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho 100, 100A,100B, 100C Módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho

Claims

1. Módulo de membrana de fibra oca do tipo cartucho (100) compreendendo: um elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho (10, 10A, 10B, 10C) incluindo: um feixe de membrana de fibra oca (1); um cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C), que é disposto em uma porção de circunferência externa do feixe de membrana de fibra oca (1), em que o cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C) inclui uma porção de distribuição (22, 22b, 22c), que distribui uma solução não diluída através de uma pluralidade de furos contínuos, uma porção suporte (23) que é adesivamente fixada a uma extremidade do feixe de membrana de fibra oca (1) e suporta o feixe de membrana de fibra oca (1), e uma porção de borda (24) formada na porção de circunferência externa do cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C), e uma porção de resina adesiva (3) que adesivamente fixa o feixe de membrana de fibra oca (1) à porção suporte (23); uma caixa de módulo (40, 40A, 40C) incluindo uma porção de corpo principal de caixa do módulo (4, 4A) que tem pelo menos uma porta que corresponde a uma saída de alimentação de filtrado ou a solução não diluída em uma superfície lateral, e um cabeçote (5) que tem uma porta que corresponde à saída de alimentação de filtrado ou a solução não diluída, e acomoda o elemento de membrana de fibra oca do tipo cartucho (10, 10A, 10B, 10C); caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um primeiro membro selador sendo qualquer um dentre os seguintes membros (a) a (c), (a) um membro disposto para entrar em contato com o cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C) e o cabeçote (5) em um lado externo de uma superfície limítrofe entre a porção suporte (23) e a porção de resina adesiva (3), (b) um membro disposto para entrar em contato com o cabeçote (5) e ambos o cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C) e a porção de resina adesiva (3) ao formar uma superfície limítrofe entre eles, e (c) um membro disposto para entrar em contato com a porção de resina adesiva (3) e o cabeçote (5) em um lado interno de uma superfície limítrofe entre a porção de suporte (23) e porção de resina adesiva (3); e um segundo membro selador disposto para entrar em contato com a porção de circunferência externa do cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C) e a porção de corpo principal da caixa do módulo (4, 4A), em que o segundo membro selador é posicionado em uma faixa onde uma razão L2/L1de uma distância L2 mais curta entre uma superfície circunferencial interna da porta e o segundo membro selador para uma largura L1 de uma folga (26) entre uma circunferência interna da porção de corpo principal da caixa do módulo (4, 4A) e uma circunferência externa do cilindro de distribuição (2, 2A, 2B, 2C) é 5,0 ou menos.

2. Módulo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um terceiro membro selador é disposto para entrar em contato com a porção de corpo principal da caixa do módulo (4, 4A), o cabeçote (5), e a porção de borda (24).

3. Módulo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma superfície circunferencial interna da porção de suporte (23) tem uma forma inclinada (25) ou em degrau (25c).

4. Módulo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro selador é disposto para prevenir de entrar em contato com a porção de resina adesiva (3) e o cabeçote (5) em uma superfície externa da superfície limítrofe entre a porção de suporte (23) e a porção de resina adesiva (3).