CH309913A - Device for separating solutions into two fractions of different molecular composition. - Google Patents

Device for separating solutions into two fractions of different molecular composition.

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CH309913A
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Inventor
Jan Van Oss Carel
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Jan Van Oss Carel
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

  

  Dispositif pour séparer des solutions en deux fractions de composition moléculaire     différente.       Cette invention concerne un dispositif  pour séparer des solutions en deux fractions  (le composition moléculaire différente par  filtration sous pression à l'aide d'une mem  brane semi-perméable, par exemple pour sépa  rer des     solutions    contenant des     molécules     réellement     dissoutes,    fortement ionisées et     des     particules colloïdales à peu près non ionisées,  en deux fractions de composition moléculaire  différente.  



  Les dispositifs de ce genre connus     jusqu'à     présent travaillent très lentement et donnent.  lieu à des phénomènes indésirables, comme     1e     dépôt des substances à retenir sur la.     mem-          branc,    et. à l'absorption de ces substances par  la membrane ou même au passage de celles-ci  à travers la membrane, ou encore à la, rupture  de cette membrane. La présente invention tend  à éviter ces inconvénients.

   Le dispositif selon  l'invention est     caractérisé    par des moyens pour  imprimer à la     :solution    sous pression     le    long   < le la membrane semi-perméable une vitesse  telle qu'elle forme un courant continu. turbu  lent. à proximité immédiate de la membrane.  



  Le dispositif comprend de préférence au  moins un tube perforé pourvu à l'intérieur  d'une membrane semi-perméable tubulaire.  



  Avec un tel     dispositif,    l'homogénéité, la  finesse de la séparation dans le sens de l'enlè  vement de plus petites molécules peuvent. être  obtenues sans application d'agitateurs ou de  moyens     analogues.     



  Pour réduire la dépendance de la turbu  lence de la vitesse de passage, il est. avanta-         geux    d'appliquer une membrane semi-per  méable à profil inégal, au moins en longueur.  



  On peut employer une couche poreuse  comme     support.    pour la. membrane semi-per  méable; cette couche peut. consister en caout  chouc     spongieux,    en feutre ou en autre     tissu..     On préfère comme tissu de support un     tissu     de surface inégale, par exemple -une mèche  de coton pour lampe à pétrole.  



  Dans une filtration prolongée, plusieurs  désavantages résultent. de l'application d'un       tissu    de fils retors ou de     fibres        retorses    filées  d'une faon continue. En effet, ces tissus per  dent leur     porosité,    parce que la. pression appli  quée continuellement les rends plus minces et  réduit la grandeur des pores.  



  En outre, les     tissus    de fibres     naturelles     (par exemple le coton) se putréfient, parce  qu'ils forment déjà une base microbienne et  parce que les fibres ou les fils minces compri  més     et/ou    retors absorbent. une très grande  quantité de la solution     ultrafiltrée    et la retien  nent     longtemps.     



  Ces désavantages peuvent être prévenus  en utilisant un tissu tubulaire     tissé    sans cou  ture de     monofilaments        synthétiques    ou de fils  métalliques.  



  Il est indiqué d'éviter les     coutures,    car elles  peuvent occasionner des fuites dans la mem  brane à une pression même seulement légère  ment supérieure à celle du fonctionnement  normal. Un tel tissu de filaments synthétiques  ou de fils métalliques, même comprimés, reste  toujours très poreux et absorbe à peine la solo-           tion,    tout en étant lui-même imputrescible.  Quoique plus coûteux, il     est    avantageux parce  que     très    durable et. en outre offre le profil  inégal désiré.  



  Il est. préférable que le     tissu    ait une     finesse     d'environ 25 à 200 mailles et que les     mono-          fila.ments    aient une épaisseur d'environ 0,05  à 0,5 mm.  



  Pour l'application normale, on peut facile  ment     utiliser    des tissus en fils d'un     copoly-          mère    du chlorure de     vinylidène    et du chlorure  de vinyle. Si le     tissu    doit être stérilisé à une  température     considérablement    plus haute que  100  C, il sera, préférable d'employer le nylon,  qui ne se ramollit qu'à environ 250  C et. qui  est, en outre, un peu plus résistant aux pres  sions élevées.  



  Un tissu fin de fils de nickel ou d'acier  inoxydable est aussi utilisable, mais peut être  difficilement obtenu en tubes sans     couture.     



  Quand on utilise un tissu de support     moins     fin, par exemple environ de 25 mailles, il est  préférable de poser une couche de nylon  (toile), par exemple d'une épaisseur de  0,07 mm et. d'une     finesse    de 125 mailles, entre  le     tissu    premier et la membrane semi-per  méable, afin de ne pas presser la membrane  trop profondément dans les pores du tissu, ce  qui la déchirerait.. Il n'est pas nécessaire que  cette toile de nylon soit sans couture.

   La  membrane semi-perméable présente     préféra-          blement    un profil inégal, au moins longitudi  nalement, ce qui favorise le développement. de  la turbulence par rapport à une membrane  lisse; on obtient .ainsi la même turbulence à  une vitesse     moindte.     



  Un avantage secondaire est que la surface  de la. membrane est agrandie.  



  Lorsqu'on réalise la turbulence à une vi  tesse assez faible, on peut arriver à ce que  le courant reste laminaire au centre du tube,  ce qui réduit fortement la résistance de pas  sage et, par conséquent., la capacité nécessaire  de la pompe.  



  Un exemple de réalisation de l'objet de  l'invention est représenté au dessin ci-annexé,       dans    lequel    La     fig.    1 est un schéma     du    dispositif avec  organes accessoires, en coupe longitudinale.  



  La     fig.    2 est une     suie    extérieure du dispo  sitif proprement, dit en direction du trait<B>Il</B>  de la fia. 1.  



  La     fig.    2a montre un     tissu    à surface  inégale, dans lequel la. distance entre les cen  tres des fils est.     environ    0,3 mm.  



  La     fig.    3 est un détail du raccord des  tuyaux des     fig.    1 et 2 partiellement en coupe  et partiellement de face.  



  La     fig.    4 est une vue extérieure du détail  du raccord des tuyaux en direction du trait  IV de la,     fig.    3.  



  Dans les fi-. 1     et.    2 des tubes 2 sont. réunis  en un assemblage à l'aide des raccords cour  bés 3, dans un réservoir 1. En cas de tubes  plus longs, un     support    5 peut être appliqué  au centre des tubes afin que ceux-ci ne s'affais  sent pas. A une de leurs     extrémités,    les rac  cords courbés 3 sont. munis d'une pièce en<B>T</B> 4       (fig.    4) qui a été pourvue d'orifices après que  des écrous à chapeau 6 aient été fixés sur cette  pièce. A l'aide de ces écrous à. chapeau 6, les  pièces en<B>T</B> 4 sont. accouplées aux valves 7 qui  sont attachées à l'aide des boulons 8 aux  bandes montantes 9 (non représentées dans la       fig.    1) fixées au réservoir 1.

   L'autre extré  mité des raccords courbés 3 présente aussi  un orifice étendu et un écrou à. chapeau 10  avec lequel le tube 2 est relié au raccord  courbé 3, de sorte qu'en fin de compte les  tubes 2 sont attachés aux bandes 9.  



  Dans la.     fig.    3, une couche tubulaire à. sur  face intérieure inégale 12 se trouve à, l'inté  rieur du tube 2 pourvu des perforations<B>11,</B>  dans laquelle à son tour une membrane tubu  laire semi-perméable 13 est appliquée; elle est  retournée au dehors autour du bord des extré  mités du tube 2. Un court manchon 14 de ma  tière élastique ou plastique, comme le caout  chouc, est posé partiellement dans     l'extrémité     de la membrane tubulaire 13 et est retourné  aussi autour du bord du tube. Un second court  manchon 17 peut être appliqué autour de la  membrane tubulaire 13 partiellement dans  l'extrémité du tube 2 et peut être retourné de  même autour du bord du tube, afin que ce      bord ne coupe pas la membrane.

   A une dis  tance     suffisante    de l'extrémité du tube 2, pour  permettre le retournement de la membrane et  des manchons sur le tube 2, il se trouve un  rebord 15 qui est pourvu d'un pas de vis 16  autour duquel l'écrou à chapeau 10 s'ajuste,  de sorte que l'orifice du tube et l'orifice du  raccord courbé peuvent être pressés herméti  quement en enfermant les manchons et. la  membrane.  



  Il est évident que d'autres fermetures her  métiques entre l'orifice du tube, l'orifice du  raccord     courbé,    la membrane et un ou plu  sieurs manchons peuvent être appliquées. Par  exemple, la. membrane peut. être pressée contre  la ,surface intérieure du tube 2 à l'aide d'un  bout conique du raccord courbé 3 quand       l'écrou    à chapeau 10     est    vissé.  



  Les perforations 11 dans le tube 2 possè  dent un diamètre d'environ 1 mm et, sont  disposées entre elles à une     distance    d'environ  1-10 cm, du moins quand on emploie un sup  port poreux dans toutes les directions.  



  Dans la.     fig.    1, un réservoir 18 contient. la  solution à séparer 19, qui est aspirée par une  pompe 22 à travers une conduite 20 munie  d'un robinet à trois voies 21 et ensuite est  chassée à travers une conduite 23 munie     d'un     robinet à trois voies 24, dans le     dispositif.    Du  dispositif, une conduite 25 pourvue d'un ma  nomètre 26 et d'un     volu'mètre    27 mène la solu  tion à. une conduite 28 pourvue d'une vanne de       réglage    29 et, de là, à la conduite 20. Une  vanne de réglage 31 sur la conduite à court  circuit 30 permet d'amener la solution de la       conduite    23 à la conduite 28 en faisant le tour  du dispositif dans la quantité désirable.  



  Par l'ajustement combiné des vannes de  réglage 29 et 31, la pression et la vitesse de  la solution dans le dispositif peuvent. être ré  glées indépendamment, du fait. qu'en fermant  plus ou moins la vanne de réglage 31 on  obtient une élévation de la pression de même  que de la vitesse dans le dispositif, tandis  qu'en fermant. plus ou moins la. vanne de  réglage 29 on obtient une     élévation    de la  pression alliée à une réduction de la vitesse.  Par conséquent, on peut produire la pression    et. la vitesse     désirées    de la solution à l'aide  d'une même pompe.  



  Naturellement, la. conduite à court-circuit  peut aboutir dans la pompe même.  



  L'arrivée de la solution aux tubes a lieu  par deux branches montantes 32 de la con  duite d'arrivée 23; ces branches sont liées par  des conduites horizontales 34, dans lesquelles  les valves 7 et les pièces en<B>T</B> 4 appartenant  aux extrémités d'arrivée des tubes sont placées  alternativement. D'une manière     analogue,    les  valves 7 et les pièces en<B>T</B> 4 appartenant aux  extrémités de sortie des tubes sont unies alter  nativement à un groupe secondaire de con  duites horizontales, posées entre deux bran  ches descendantes menant la solution à la con  duite d'évacuation 25.

   Par conséquent, en fer  mant deux valves 7 appartenant à un tube de  devant et de derrière, on peut mettre hors  circuit le tube à démonter pour le remplace  ment. de la. membrane ou autre raison, sans  nécessairement arrêter le fonctionnement des  autres tubes.  



  De préférence, les tubes 2 ont une position  inclinée ou même verticale, ce qui facilite le  remplacement d'une membrane ou d'un tissu  de support par gravité et     désaération    des tubes  à l'extrémité supérieure au commencement de  la filtration. En outre, cela permet une éva  cuation automatique de la solution, qui n'a  pas passé par la, membrane, pour la. vidange  du système des tubes.  



  Le     filtrat    est. recueilli     dans    le réservoir 1  sous pression atmosphérique, duquel il est  évacué par une conduite 33. Pour Bette raison,       1e    réservoir peut, être éventuellement construit  totalement ou en     partie    en matériel transpa  rent pour qu'on puisse constater facilement  s'il y a une fuite dans la membrane et à quel  endroit.. En effet, par une ou plusieurs perfo  rations 11 situées à proximité de la fuite  jaillira un filet de la solution.

   Il faut alors  fermer     les    valves 7 aux extrémités d'arrivée  et d'évacuation du tube en question,     puis    dé  gager les écrous à chapeau 10 et en partie  les écrous à chapeau 6, de manière à pouvoir  tourner en ha-Lit les raccords courbés 3 dudit  tube, ce qui débouche les orifices du tube.      Après avoir redressé les parties retournées  de la membrane 13 et des manchons 14 et 17,  on peut retirer la membrane du tube. Le tissu  de support, qui s'est appliqué solidement à  la paroi du tube et normalement dure bien  plus longtemps que la. membrane, reste dans  le tube. Le montage du tube y compris le  remplacement d'une membrane ne demande  que peu de minutes.  



  Dès qu'une quantité suffisante de solution  a. été traitée, on peut. éloigner la solution  restée dans les tubes en     remplaea.nt    l'arrivée  de la solution 19 du réservoir 18 à l'aide du  robinet à trois voies 21 par l'arrivée de liquide  à rincer 35, par exemple l'eau du réservoir  36. Pendant que la pompe 22 mène ce liquide  à travers le système, on peut décharger le  liquide à rincer dans une conduite 37 à l'aide  du robinet à     trois    voies 24. Naturellement, il  faut éliminer également le liquide à rincer de  la membrane 13, du tissu de support 12, des       perforations    11, du réservoir 1 et de la con  duite 33.

   Après cela, on peut. éventuellement  stériliser tout le dispositif en     faisant    circu  ler de la vapeur d'eau, de l'air chaud ou une  matière analogue, ce qui naturellement peut  être appliqué aussi avant qu'on traite une  solution à séparer.  



  En général, la membrane semi-perméable  retient les molécules     plus    grandes que celles  du dissolvant (par exemple l'eau).  



  A mesure que la pression augmente, la vi  tesse de la séparation croît, tandis que la  limite de séparation se déplace de manière  que seules des molécules de plus en plus petites  sont retenues. En général, en dehors du dissol  vant, les     saccharides,    les. substances antibioti  ques et autres     molécules    de cette grandeur  passent. à travers une membrane normale de  cellulose régénérée. D'ordinaire, les sels sont  retenus quand ils se trouvent à l'état très       dilué    dans de l'eau distillée, tandis que les  solutions plus concentrées de sels passent à  travers une telle membrane.

   Les molécules,  qui sont trop petites pour être retenues par  une certaine membrane dans les conditions dé  sirées (comme les substances antibiotiques),  peuvent être agrandies par formation d'un    complexe avec une substance auxiliaire à     lo1i-          gue    chaîne. La substance     d'origine,    après avoir  été retenue de cette façon sur la membrane,  peut être régénérée par tout     moyen    adéquat.  



  Voici quelques applications de la sépara  tion des solutions en deux fractions sur une  échelle technique qui, jusqu'à présent, étaient  à peine     possibles    sans la destruction des pro  duits désirés: la concentration et la. purifica  tion des sera, des vaccins, des solutions d'hor  mones (par exemple la séparation des produits  de protéolyse de l'insuline), des extraits de  ferments; la séparation des     saceha.rides    et des  dextrines des     hydrolysats    de l'amidon; la sépa  ration des     grandes    molécules     indésirables    des  substances antibiotiques (stérilisation), des jus  de     fruits    et des bières (stérilisation et clarifi  cation durable;

   les ferments même sont enle  vés, de sorte que le liquide ne risque pas de se  troubler à nouveau après un entreposage pro  longé), des substances pharmaceutiques (sépa  ration     des    substances responsables de choc  d'avec     l'hérudine,    l'héparine,     etc.):    la sépa  ration de     l'a.mylopectine    de l'amidon pour  isoler l'amylose.

   Voici quelques     applications    de  la. séparation des solutions en deux     fraction.5     sur une échelle technique, qui sont peu chères  ou plus simples que les procédés utilisés jus  qu'à présent: la stérilisation de l'eau; la sépa  ration des protéines des     hydrolysats        protéini-          ques;    l'isolement de l'hormone     gonadotrope     de l'urine ou du sérum des femelles enceintes:

    la purification (la. séparation des protéines  et des pectines), la clarification et. la     déeolo-          ration    du vesou brut.; la séparation de l'albu  mine du petit-lait. pour obtenir une solution  pure du lactose et une solution libérée des  sels et concentrée d'albumine non dénaturée;  la stérilisation et la purification des     protéoly-          sats    de lait. pour transfusion; la fabrication,  la. purification et. la. concentration du sérum.



  Device for separating solutions into two fractions of different molecular composition. This invention relates to a device for separating solutions into two fractions (the different molecular composition by filtration under pressure using a semi-permeable membrane, for example to separate solutions containing actually dissolved molecules, highly ionized and almost non-ionized colloidal particles, in two fractions of different molecular composition.



  Devices of this kind known until now work very slowly and give. unwanted phenomena, such as the deposit of substances to be retained on the. mem- branc, and. to the absorption of these substances by the membrane or even to the passage of these through the membrane, or even to the rupture of this membrane. The present invention tends to avoid these drawbacks.

   The device according to the invention is characterized by means for imparting to the: solution under pressure along the semi-permeable membrane a speed such that it forms a direct current. slow turbu. in the immediate vicinity of the membrane.



  The device preferably comprises at least one perforated tube provided inside with a tubular semi-permeable membrane.



  With such a device, the homogeneity, the smoothness of the separation in the direction of the removal of smaller molecules can. be obtained without the application of stirrers or the like.



  To reduce the dependence of turbulence on the speed of passage it is. advantageous to apply a semi-permeable membrane with uneven profile, at least in length.



  A porous layer can be used as a support. for the. semi-permeable membrane; this layer can. consist of sponge rubber, felt or other fabric. Preferred as a backing fabric is a fabric of uneven surface, for example a cotton wick for a kerosene lamp.



  In prolonged filtration, several disadvantages result. the application of a woven fabric of twisted yarns or of continuously spun twisted fibers. Indeed, these tissues lose their porosity, because the. Continuously applied pressure makes them thinner and reduces pore size.



  In addition, fabrics of natural fibers (eg cotton) decay, because they already form a microbial base and because the compressed and / or twisted fibers or thin yarns absorb. a very large amount of the ultrafiltered solution and retains it for a long time.



  These disadvantages can be avoided by using a tubular woven fabric without sewing of synthetic monofilaments or metallic threads.



  It is advisable to avoid seams, as they can cause leaks in the diaphragm at a pressure even only slightly higher than that of normal operation. Such a fabric of synthetic filaments or metallic threads, even compressed, always remains very porous and hardly absorbs the solution, while being itself rot-resistant. Although more expensive, it is advantageous because it is very durable and. furthermore offers the desired uneven profile.



  It is. preferable that the fabric has a fineness of about 25 to 200 stitches and that the monofilaments have a thickness of about 0.05 to 0.5 mm.



  For normal application, yarn fabrics of a copolymer of vinylidene chloride and vinyl chloride can easily be used. If the fabric is to be sterilized at a temperature considerably higher than 100 C, it will be preferable to use nylon, which only softens at around 250 C and. which is, moreover, a little more resistant to high pressures.



  A fine fabric of nickel or stainless steel wire is also usable, but can hardly be obtained in seamless tubes.



  When using a less thin backing fabric, for example about 25 mesh, it is preferable to lay a layer of nylon (cloth), for example of a thickness of 0.07 mm and. with a fineness of 125 meshes, between the primary fabric and the semi-permeable membrane, so as not to press the membrane too deeply into the pores of the fabric, which would tear it. It is not necessary that this fabric nylon is seamless.

   The semi-permeable membrane preferably has an uneven profile, at least longitudinally, which promotes development. turbulence compared to a smooth membrane; the same turbulence is thus obtained at a lower speed.



  A secondary advantage is that the surface of the. membrane is enlarged.



  When the turbulence is carried out at a fairly low speed, it can be achieved that the current remains laminar in the center of the tube, which greatly reduces the pitch resistance and, consequently, the necessary capacity of the pump.



  An exemplary embodiment of the object of the invention is shown in the accompanying drawing, in which FIG. 1 is a diagram of the device with accessory members, in longitudinal section.



  Fig. 2 is an exterior soot of the device itself, said in the direction of the line <B> Il </B> of the fia. 1.



  Fig. 2a shows a fabric with an uneven surface, in which the. distance between the centers of the wires is. about 0.3mm.



  Fig. 3 is a detail of the connection of the pipes of FIGS. 1 and 2 partially in section and partially from the front.



  Fig. 4 is an exterior view of the detail of the connection of the pipes in the direction of the line IV of the, fig. 3.



  In the fi-. 1 and. 2 of the 2 tubes are. joined in an assembly using the bent couplings 3, in a tank 1. In the case of longer tubes, a support 5 can be applied in the center of the tubes so that they do not sag. At one of their ends, the curved fittings 3 are. provided with a <B> T </B> piece 4 (fig. 4) which has been provided with holes after cap nuts 6 have been fixed on this piece. Using these nuts at. cap 6, the <B> T </B> 4 pieces are. coupled to the valves 7 which are attached using bolts 8 to the riser bands 9 (not shown in fig. 1) fixed to the tank 1.

   The other end of the curved fittings 3 also has an extended orifice and a nut. cap 10 with which the tube 2 is connected to the curved fitting 3, so that in the end the tubes 2 are attached to the bands 9.



  In the. fig. 3, a tubular layer to. on uneven interior face 12 is located, the interior of the tube 2 provided with the perforations <B> 11, </B> in which in turn a semi-permeable tubular membrane 13 is applied; it is turned out around the edge of the ends of the tube 2. A short sleeve 14 of elastic or plastic material, such as rubber, is partially placed in the end of the tubular membrane 13 and is also turned around the edge of the tube. A second short sleeve 17 can be applied around the tubular membrane 13 partially in the end of the tube 2 and can likewise be turned around the edge of the tube, so that this edge does not cut the membrane.

   At a sufficient distance from the end of the tube 2, to allow the membrane and the sleeves to be turned over on the tube 2, there is a flange 15 which is provided with a thread 16 around which the nut to cap 10 adjusts, so that the tube orifice and the bent fitting orifice can be pressed tightly by enclosing the sleeves and. the membrane.



  Obviously, other hermetic closures between the tube orifice, the curved fitting orifice, the membrane and one or more sleeves may be applied. For example, the. membrane can. be pressed against the inner surface of the tube 2 using a tapered end of the bent fitting 3 when the cap nut 10 is screwed on.



  The perforations 11 in the tube 2 have a diameter of about 1 mm and are disposed between them at a distance of about 1-10 cm, at least when a porous carrier is employed in all directions.



  In the. fig. 1, a reservoir 18 contains. the solution to be separated 19, which is sucked by a pump 22 through a pipe 20 provided with a three-way valve 21 and then is expelled through a pipe 23 provided with a three-way valve 24, into the device. From the device, a pipe 25 provided with a my nometer 26 and a volumeter 27 leads the solution to. a pipe 28 provided with an adjustment valve 29 and, from there, to the pipe 20. An adjustment valve 31 on the short-circuit pipe 30 makes it possible to bring the solution from the pipe 23 to the pipe 28 by making the turn the device in the desired amount.



  By the combined adjustment of the control valves 29 and 31, the pressure and speed of the solution in the device can. be set independently of the fact. that by closing the control valve 31 more or less, an increase in the pressure as well as in the speed in the device is obtained, while by closing. more or less the. control valve 29, an increase in pressure combined with a reduction in speed is obtained. Therefore, the pressure and can be produced. the desired speed of the solution using a single pump.



  Of course, the. short-circuited line can end in the pump itself.



  The arrival of the solution to the tubes takes place via two rising branches 32 of the inlet pipe 23; these branches are linked by horizontal conduits 34, in which the valves 7 and the <B> T </B> pieces 4 belonging to the inlet ends of the tubes are placed alternately. In an analogous manner, the valves 7 and the <B> T </B> pieces 4 belonging to the outlet ends of the tubes are united alternatively to a secondary group of horizontal conduits, placed between two descending branches leading to the solution to the drain 25.

   Therefore, in iron mant two valves 7 belonging to a front and rear tube, the tube to be dismantled can be switched off for replacement. of the. membrane or other reason, without necessarily stopping the operation of the other tubes.



  Preferably, the tubes 2 have an inclined or even vertical position, which facilitates the replacement of a membrane or a support fabric by gravity and deaeration of the tubes at the upper end at the beginning of the filtration. In addition, this allows automatic eva cuation of the solution, which has not passed through the membrane, for the. emptying the tube system.



  The filtrate is. collected in the tank 1 under atmospheric pressure, from which it is evacuated by a line 33. For this reason, the tank can possibly be constructed totally or in part of transparent material so that it can easily be seen whether there is a leak in the membrane and where. In fact, through one or more perforations 11 located near the leak, a trickle of the solution will shoot out.

   It is then necessary to close the valves 7 at the inlet and outlet ends of the tube in question, then release the cap nuts 10 and partly the cap nuts 6, so as to be able to turn the bent fittings in ha-Lit 3 of said tube, which opens the orifices of the tube. After straightening the upturned parts of membrane 13 and sleeves 14 and 17, the membrane can be removed from the tube. The backing fabric, which has applied tightly to the tube wall and normally lasts much longer than the. membrane, remains in the tube. The assembly of the tube including the replacement of a membrane takes only a few minutes.



  As soon as a sufficient amount of solution has. been treated, we can. remove the solution remaining in the tubes by replacing the arrival of the solution 19 from the reservoir 18 using the three-way valve 21 by the arrival of liquid to be rinsed 35, for example water from the reservoir 36. While the pump 22 leads this liquid through the system, the liquid to be rinsed can be discharged in a line 37 using the three-way valve 24. Naturally, the liquid to be rinsed from the membrane 13 must also be removed. of the support fabric 12, of the perforations 11, of the reservoir 1 and of the pipe 33.

   After that, we can. optionally sterilize the entire device by circulating steam, hot air or the like, which of course can also be applied before treating a solution to be separated.



  In general, the semi-permeable membrane retains molecules larger than those of the solvent (eg water).



  As the pressure increases, the speed of the separation increases, while the boundary of separation shifts so that only smaller and smaller molecules are retained. In general, apart from the solvent, the saccharides, the. antibiotics and other molecules of this magnitude pass. through a normal regenerated cellulose membrane. Usually, salts are retained when they are very diluted in distilled water, while more concentrated solutions of salts pass through such a membrane.

   Molecules, which are too small to be retained by a certain membrane under the desired conditions (such as antibiotics), can be enlarged by forming a complex with a long-chain auxiliary substance. The original substance, after having been retained in this way on the membrane, can be regenerated by any suitable means.



  Here are some applications of the separation of solutions into two fractions on a technical scale which, until now, were hardly possible without the destruction of the desired products: concentration and la. purification of sera, vaccines, hormone solutions (eg separation of proteolysis products from insulin), ferment extracts; separation of saceha.rides and dextrins from starch hydrolysates; the separation of large undesirable molecules from antibiotic substances (sterilization), fruit juices and beers (sterilization and lasting clarification;

   even the ferments are removed, so that the liquid does not risk becoming cloudy again after prolonged storage), pharmaceutical substances (separation of the substances responsible for shock from herudin, heparin, etc. .): the separation of amylopectin from starch to isolate amylose.

   Here are some applications of the. separation of solutions into two fractions. 5 on a technical scale, which are inexpensive or simpler than the methods used hitherto: sterilization of water; the separation of proteins from protein hydrolysates; isolation of gonadotropic hormone from the urine or serum of pregnant females:

    purification (separation of proteins and pectins), clarification and. the deterioration of the raw vesou .; the separation of the albumin from the whey. to obtain a pure solution of lactose and a solution freed from the salts and concentrated of undenatured albumin; sterilization and purification of milk proteolysates. for transfusion; the manufacture, the. purification and. the. serum concentration.

 

Claims (1)

REVENDICATION: Dispositif pour séparer des solutions en deux fractions de composition moléculaire différente par filtration sous pression à l'aide d'une membrane semi-perméable, caractérisé par des moyens pour imprimer à la solution sous pression le long de la membrane semi- perméable une vitesse telle qu'elle forme un courant. continu turbulent. à proximité immé diate de la membrane. SOUS-REVENDICATION S 1. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que la membrane semi-perméable possède un profil inégal au moins longitudi nalement.. CLAIM: Device for separating solutions into two fractions of different molecular composition by filtration under pressure using a semi-permeable membrane, characterized by means for imparting to the solution under pressure along the semi-permeable membrane a speed such that it forms a current. continuous turbulent. in the immediate vicinity of the membrane. SUB-CLAIM S 1. Device according to claim, charac terized in that the semi-permeable membrane has an uneven profile at least longitudinally. \?. Dispositif selon la revendication, carac térisé par au moins un tube perforé pourvu à. l'intérieur d'une membrane semi-perméable tubulaire et. destiné à être traversé par le cou rant. continu de la. solution à séparer. 3. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'un tissu de support po reux ayant une surface inégale au moins en long est. posé entre la. paroi intérieure du tube et la membrane semi-perméable. 4. \ ?. Device according to claim, characterized by at least one perforated tube provided with. inside a tubular semi-permeable membrane and. intended to be crossed by the current. continuous from the. solution to be separated. 3. Device according to sub-claim 2, characterized in that a porous support fabric having an uneven surface at least lengthwise is. posed between the. inner tube wall and semi-permeable membrane. 4. Dispositif selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le tissu de support est un tissu tubulaire tissé sans couture de mono- filaments synthétiques, dont la finesse est com prise entre 25 et 200 mailles et dont -les mono- filaments ont. une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,5 mm. 5. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'un tissu de support poreux ayant une surface inégale au moins en long, et un second tissu de support, ayant des pores plus petits que ceux du premier, sont posés entre la, paroi intérieure du tube et la. mem brane semi-perméable. 6. Device according to sub-claim 3, characterized in that the support fabric is a seamlessly woven tubular fabric of synthetic monofilaments, the fineness of which is between 25 and 200 stitches and of which the monofilaments have. a thickness between 0.05 and 0.5 mm. Device according to sub-claim 2, characterized in that a porous support fabric having an uneven surface at least lengthwise, and a second support fabric, having pores smaller than those of the first, are laid between the , inner wall of the tube and the. semi-permeable mem brane. 6. Dispositif selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce que le second tissu de sup port est une toile de nylon, d'une épaisseur de 0,07 mm et d'une finesse de 125 mailles. 7. Dispositif selon la :sous-revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens compren nent une pompe montée dans la, conduite d'arrivée au tube et en ce qu'une soupape de réglage est montée dans la conduite d'éva cuation du tube. 8. Dispositif selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que la. conduite d'évacuation du tube est raccordée à la conduite d'arrivée au tube du côté succion de la pompe. 9. Device according to sub-claim 5, characterized in that the second support fabric is a nylon fabric, with a thickness of 0.07 mm and a fineness of 125 meshes. 7. Device according to: sub-claim 2, characterized in that said means comprise a pump mounted in the inlet pipe to the tube and in that a control valve is mounted in the discharge pipe of the tube. 8. Device according to sub-claim 7, characterized in that the. Tube discharge line is connected to the tube inlet line on the suction side of the pump. 9. Dispositif selon la sous-revendication 7, caractérisé en, ce qu'une conduite de raccorde ment, montée en amont. de la, soupape de ré glage dans la conduite d'évacuation du tube et en avant de la pompe dans la conduite d'arrivée du tube, relie ces deux conduites et est pourvue d'une seconde soupape de réglage. 10. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la membrane semi-per méable tubulaire est retournée en dehors au tour du bord des extrémités du tube et pres sée entre les orifices du tube et les orifices de la conduite d'arrivée et de la conduite d'évacuation, respectivement. 11. Device according to sub-claim 7, characterized in that a connection pipe, mounted upstream. of the, regulating valve in the discharge pipe of the tube and in front of the pump in the inlet pipe of the tube, connects these two pipes and is provided with a second regulating valve. 10. Device according to sub-claim 2, characterized in that the tubular semi-permeable membrane is turned outside around the edge of the ends of the tube and pressed between the orifices of the tube and the orifices of the inlet pipe. and the discharge line, respectively. 11. Dispositif selon la sous-revendication 10, caractérisé en ce qu'un manchon de ma tière plastique est appliqué autour de la mem brane partiellement dans l'extrémité du tube et. est retourné autour du bord du tube. 12. Dispositif selon la. sous-revendieation 10, caractérisé en ce qu'un manchon de ma tière plastique est posé partiellement dans l'extrémité de la membrane et est retourné autour du bord du tube. 13. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la membrane semi-per méable tubulaire dépasse les bords du tube et est pressée contre la surface intérieure du tube par l'extrémité conique de la conduite d'arrivée et de la conduite d'évacuation, res pectivement. 14. Device according to sub-claim 10, characterized in that a sleeve of plastic material is applied around the membrane partially in the end of the tube and. is turned around the edge of the tube. 12. Device according to. sub-claim 10, characterized in that a plastic sleeve is partially placed in the end of the membrane and is turned around the edge of the tube. 13. Device according to sub-claim 2, characterized in that the tubular semi-permeable membrane protrudes from the edges of the tube and is pressed against the inner surface of the tube by the conical end of the inlet pipe and of the pipe. evacuation, respectively. 14. Dispositif selon la sous-revendication 13, caractérisé en ce qu'un manchon de ma tière plastique est appliqué autour de la mem brane tubulaire au moins partiellement. dans l'extrémité du tube. 15. Dispositif selon la sous-revendication 13, caractérisé en ce que des manchons de ma tière plastique sont disposés dans les extré mités de la membrane tubulaire. 16. Device according to sub-claim 13, characterized in that a sleeve of plastic material is applied around the tubular membrane at least partially. into the end of the tube. 15. Device according to sub-claim 13, characterized in that sleeves of plastic material are arranged in the ends of the tubular membrane. 16. Dispositif selon la sous-revendication 2, comprenant plusieurs tubes, caractérisé en ce que les tubes sont disposés au moins en une ligne et sont raccordés à un système de con duites d'arrivée et à un système de con duites d'évacuation, chaque système de con duites comprenant une conduite principale, deux conduites secondaires, raccordé à la con- duite principale, et autant de conduites ter tiaires qu'il y a de lignes de tubes, chaque conduite tertiaire étant. Device according to sub-claim 2, comprising several tubes, characterized in that the tubes are arranged at least in one line and are connected to an inlet pipe system and to a discharge pipe system, each system of conduits comprising a main conduit, two secondary conduits, connected to the principal conduit, and as many tertiary conduits as there are lines of tubes, each tertiary conduit being. raccordée aux tubes d'une seule ligne à une des extrémités des tubes et étant pourvue de valves entre chacun de deux raccordements aux tubes et aux extré mités de cette conduite, la conduite principale d'arrivée étant pourvue d'une pompe, la con- duite principale d'év aeuation étant pourvue d'une soupape de réglage. 17. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le ou les tubes sont inclinés. 18. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le on les tubes sont verti- eaux. connected to the tubes in a single line at one end of the tubes and being provided with valves between each of two connections to the tubes and to the ends of this conduit, the main inlet conduit being provided with a pump, the con- main discharge nozzle being provided with an adjustment valve. 17. Device according to sub-claim 2, characterized in that the tube or tubes are inclined. 18. Device according to sub-claim 2, characterized in that the tubes are vertical.
CH309913D 1952-03-03 1953-03-02 Device for separating solutions into two fractions of different molecular composition. CH309913A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3366246A (en) * 1965-09-01 1968-01-30 Nat Instr Lab Inc Ultrafiltration apparatus
US3480147A (en) * 1967-05-22 1969-11-25 American Standard Inc Filtration system seal

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