CN104275092A - 一种生物制品的超滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物制品的超滤系统，包括废液槽和至少两级过滤单元，过滤单元均包括滤液箱体和切向流超滤过滤器，滤液箱体与切向流超滤过滤器之间设有过滤进液管和过滤回液管，过滤进液管上设有过滤泵，切向流超滤过滤器的底部设有出液管；切向流超滤过滤器包括壳体，壳体内设有旋转过滤单元，旋转过滤单元包括分别旋转配合安装在壳体两端的旋转安装块，两块旋转安装块之间安装有内层过滤膜和外层过滤膜，内层过滤膜和外层过滤膜之间设有连通通道；壳体的侧壁上设有过滤进液口，底部设有过滤回液口和出液口；相邻两级过滤单元中，前一级过滤单元的出液管与后一级过滤单元的滤液箱体相连；最后一级过滤单元的出液管与废液槽相连。

Description

一种生物制品的超滤系统

技术领域

本发明属于过滤设备技术领域，具体涉及一种用于制备生物制品的超滤系统。

背景技术

超滤是一种将溶液进行净化、分离或浓缩的膜透过法分离技术，多年来发展迅速，已成为膜分离领域中最为广泛的品种之一。现有的超滤系统虽然在多个行业中得到了应用，但是在生物制品行业中，由于生物制品对于浓缩、提纯等的要求更高，现有的超滤系统并不能很好的满足要求。

另外，现有的超滤系统中采用的切向流过滤器虽然在一定程度上能够满足过滤要求，但是其还存在过滤能力较低的缺陷。特别的，为了提高过滤能力，该切向流过滤器往往需要将长度做得更长，或串联设置多个切向流过滤器，这样都造成设备成本的增加和占地面积的增大，进而增加了企业的投资成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物制品的超滤系统，该超滤系统不仅能够满足生物制品对于浓缩、提纯的要求，而且在不增设过滤器的条件下，能够提高过滤速率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物制品的超滤系统，包括废液槽和至少两级过滤单元，每一级所述过滤单元均包括用于存储滤液的滤液箱体和用于过滤滤液的切向流超滤过滤器，所述滤液箱体与所述切向流超滤过滤器之间设有用于将所述滤液箱体内的滤液注入所述切向流超滤过滤器的过滤进液管和用于将经所述切向流超滤过滤器过滤后残留的液体回流入所述滤液箱体的过滤回液管，所述过滤进液管上设有过滤泵，所述切向流超滤过滤器的底部设有用于将经其过滤后的过滤液输出的出液管；

所述切向流超滤过滤器包括壳体，所述壳体内设有旋转过滤单元，所述旋转过滤单元包括分别旋转配合安装在所述壳体两端的旋转安装块，两块所述旋转安装块之间安装有内层过滤膜和外层过滤膜，所述内层过滤膜和外层过滤膜之间围城一个环形的过滤空间，所述内层过滤膜和外层过滤膜之间设有用于滤液通过的连通通道；所述壳体的上端设有用于驱动所述旋转过滤单元旋转的电机，所述壳体的侧壁上设有与所述过滤进液管相连的过滤进液口，所述壳体的底部设有与所述过滤回液管相连的过滤回液口和与出液管相连的出液口；

相邻两级所述过滤单元中，前一级所述过滤单元的出液管与后一级所述过滤单元的滤液箱体相连；最后一级所述过滤单元的出液管与所述废液槽相连。

进一步，还包括残余液体收集过滤装置，所述残余液体收集过滤装置包括平板过滤器，所述平板过滤器的进液口与最后一级之前的每一级所述过滤单元的滤液箱体底部之间分别设有残余液体收集管，所述平板过滤器的出液口与最后一级所述过滤单元的滤液箱体相连。

进一步，还包括回液清洗装置，所述回液清洗装置包括与所述废液槽相连的回液总管，所述回液总管与最后一级之前的每一级所述过滤单元的滤液箱体之间分别设有回液支管，所述回液总管上设有回液泵。

进一步，所述壳体包括柱形外壳和分别安装在所述柱形外壳两端的密封盖，所述旋转安装块旋转配合安装在所述柱形外壳内，位于所述柱形外壳上端的密封盖上设有用于所述电机输出轴通过的通孔。

进一步，位于所述柱形外壳下端的所述旋转安装块上设有与所述环形过滤空间对应的滤液出孔和与所述内层过滤膜对应的过滤回液孔；位于所述柱形外壳下端的所述密封盖上设有与所述过滤回液孔对应的集液槽Ⅰ和与所述滤液出孔对应的环形集液槽Ⅱ，所述出液口与所述集液槽Ⅰ相连，所述过滤回液口与所述环形集液槽Ⅱ相连。

进一步，所述旋转安装块与所述柱形外壳内壁之间设有防止滤液泄露的密封结构。

进一步，所述密封结构包括设置在所述柱形外壳内壁与所述旋转安装块之间的至少一道密封圈。

进一步，所述连通通道环形均布设置在所述内层过滤膜和外层过滤膜的上端。

进一步，同一级所述过滤单元的内层过滤膜和外层过滤膜的孔径相等。

本发明的有益效果在于：

本发明的生物制品的超滤系统，通过设置至少多级过滤单元，最后一级之前的过滤单元用于对滤液进行逐级浓缩提纯，相对于现有的超滤系统而言，通过设置多级过滤单元来对滤液进行逐级浓缩、提纯，效果更好；最后一级过滤单元能够将滤液中的水、有机溶剂等成分过滤掉，进一步浓缩提纯滤液，并最终达到过滤要求；

通过在切向流超滤过滤器的壳体内设置旋转过滤单元，利用电机可驱动旋转过滤单元旋转，过滤时，滤液经过滤进液口注入切向流超滤过滤器内并向连通通道流动，在外层过滤膜的作用下实现过滤；通过连通通道后的的滤液进入内层过滤膜内，经内层过滤膜过滤后进入环形过滤空间，即本发明的旋转型切向流过滤器在不增加过滤器长度的条件下，能够实现传统过滤器双倍的过滤能力和过滤效率，另外，通过设置电机驱动旋转过滤单元旋转，能够有效增强滤液在流动过程中与内层过滤膜和外层过滤膜之间的切向流速扰动，能够进一步增强过滤能力。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明生物制品的超滤系统实施例的结构示意图；

图2为切向流超滤过滤器的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为位于壳体下端的密封盖的结构示意图。

附图标记说明：

1-滤液箱体；2-切向流超滤过滤器；3-过滤进液管；4-过滤回液管；5-过滤泵；6-出液管；7-壳体；7a-柱形外壳；7b-密封盖；8-旋转安装块；9-内层过滤膜；10-外层过滤膜；11-过滤空间；12-连通通道；13-电机；14-过滤进液口；15-过滤回液口；16-出液口；17-废液槽；18-平板过滤器；19-残余液体收集管；20-回液总管；21-回液支管；22-回液泵；23-通孔；24-滤液出孔；25-过滤回液孔；26-集液槽Ⅰ；27-环形集液槽Ⅱ；28-密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明生物制品的超滤系统实施例的结构示意图。本实施例的生物制品的超滤系统，包括废液槽17和至少两级过滤单元，每一级过滤单元均包括用于存储滤液的滤液箱体1和用于过滤滤液的切向流超滤过滤器2，滤液箱体1与切向流超滤过滤器2之间设有用于将滤液箱体1内的滤液注入切向流超滤过滤器2的过滤进液管3和用于将经切向流超滤过滤器2过滤后残留的液体回流入滤液箱体1的过滤回液管4，过滤进液管3上设有过滤泵5，切向流超滤过滤器2的底部设有用于将经其过滤后的过滤液输出的出液管6。

切向流超滤过滤器2包括壳体7，壳体7内设有旋转过滤单元，旋转过滤单元包括分别旋转配合安装在壳体7两端的旋转安装块8，两块旋转安装块8之间安装有内层过滤膜9和外层过滤膜10，内层过滤膜9和外层过滤膜10之间围城一个环形的过滤空间11，内层过滤膜9和外层过滤膜10之间设有用于滤液通过的连通通道12。壳体7的上端设有用于驱动旋转过滤单元旋转的电机13，壳体7的侧壁上设有与过滤进液管3相连的过滤进液口14，壳体7的底部设有与过滤回液管4相连的过滤回液口15和与出液管6相连的出液口16。

相邻两级过滤单元中，前一级过滤单元的出液管6与后一级过滤单元的滤液箱体1相连；最后一级过滤单元的出液管6与废液槽17相连。

本实施例的生物制品的超滤系统，通过设置至少多级过滤单元，最后一级之前的过滤单元用于对滤液进行逐级浓缩提纯，相对于现有的超滤系统而言，通过设置多级过滤单元来对滤液进行逐级浓缩、提纯，效果更好；最后一级过滤单元能够将滤液中的水、有机溶剂等成分过滤掉，进一步浓缩提纯滤液，并最终达到过滤要求；

通过在切向流超滤过滤器2的壳体7内设置旋转过滤单元，利用电机13可驱动旋转过滤单元旋转，过滤时，滤液经过滤进液口14注入切向流超滤过滤器2内并向连通通道12流动，在外层过滤膜10的作用下实现过滤；通过连通通道12后的的滤液进入内层过滤膜9内，经内层过滤膜9过滤后进入环形过滤空间11，即本实施例的旋转型切向流过滤器2在不增加过滤器长度的条件下，能够实现传统过滤器双倍的过滤能力和过滤效率，另外，通过设置电机13驱动旋转过滤单元旋转，能够有效增强滤液在流动过程中与内层过滤膜9和外层过滤膜10之间的切向流速扰动，能够进一步增强过滤能力。

进一步，本实施例生物制品的超滤系统还包括残余液体收集过滤装置，残余液体收集过滤装置包括平板过滤器18，平板过滤器18的进液口与最后一级之前过滤单元的每一级过滤单元的滤液箱体1底部之间分别设有残余液体收集管19，平板过滤器18的出液口与最后一级过滤单元的滤液箱体1相连。通过设置残余液体收集过滤装置，能够将最后一级过滤单元之前的所有过滤单元的滤液箱体1以及管道内的残余液体汇集至平板过滤器18内，经平板过滤器18过滤后再将其注入最后一级过滤单元的滤液箱体1，能够保证滤液全部被浓缩提纯，防止因滤液残留而造成的损失。

进一步，本实施例生物制品的超滤系统还包括回液清洗装置，回液清洗装置包括与废液槽17相连的回液总管20，回液总管20与最后一级之前的每一级过滤单元的滤液箱体1之间分别设有回液支管21，回液总管20上设有回液泵22。通过设置回液清洗装置，利用废液槽17内的水、有机溶剂等清洗过滤装置，由于废液槽17内存储的液体对过滤箱体1及管道内的残留物具有很好的溶解性，能够提高清洗效果，清洗过程中也按照过滤工序一样逐级清洗过滤，能够有效回收残留在前端过滤装置内的残留物，节约成本。

进一步，壳体7包括柱形外壳7a和分别安装在柱形外壳7a两端的密封盖7b，旋转安装块8旋转配合安装在柱形外壳7a内，位于柱形外壳7a上端的密封盖上设有用于电机13输出轴通过的通孔23。位于柱形外壳7a下端的旋转安装块8上设有与环形过滤空间11对应的滤液出孔24和与内层过滤膜9对应的过滤回液孔25；位于柱形外壳7a下端的密封盖7b上设有与过滤回液孔25对应的集液槽Ⅰ26和与滤液出孔24对应的环形集液槽Ⅱ27，出液口16与集液槽Ⅰ26相连，过滤回液口15与环形集液槽Ⅱ27相连。采用该结构的壳体7和旋转过滤单元，能够保证滤液在旋转状态下的正常输入和输出。

进一步，旋转安装块8与柱形外壳7a内壁之间设有防止滤液泄露的密封结构。本实施例的密封结构包括设置在柱形外壳7a内壁与旋转安装块8之间的至少一道密封圈28。本实施例的柱形外壳7a内壁与旋转安装块8之间设有两道密封圈28。当然，密封结构还可采用现有的多种密封形式实现，不再累述。

进一步，连通通道12环形均布设置在内层过滤膜9和外层过滤膜10的上端。可保证整个内层过滤膜9和外层过滤膜10都能与滤液接触，提高过滤能力。

进一步，同一级过滤单元的内层过滤膜9和外层过滤膜10的孔径相等。本实施例的生物制品的超滤系统设有三级过滤单元，第一级过滤单元的内层过滤膜9和外层过滤膜10的孔径为0.45um，第二级过滤单元的内层过滤膜9和外层过滤膜10的孔径为0.22um，第三级过滤单元的内层过滤膜9和外层过滤膜10的孔径为10千道尔顿。同理，平板过滤器18的滤膜的孔径与第二级过滤单元的内层过滤膜9和外层过滤膜10的孔径相等，为0.22um，能够满足逐级过滤的要求。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种生物制品的超滤系统，其特征在于：包括废液槽和至少两级过滤单元，每一级所述过滤单元均包括用于存储滤液的滤液箱体和用于过滤滤液的切向流超滤过滤器，所述滤液箱体与所述切向流超滤过滤器之间设有用于将所述滤液箱体内的滤液注入所述切向流超滤过滤器的过滤进液管和用于将经所述切向流超滤过滤器过滤后残留的液体回流入所述滤液箱体的过滤回液管，所述过滤进液管上设有过滤泵，所述切向流超滤过滤器的底部设有用于将经其过滤后的过滤液输出的出液管；

所述切向流超滤过滤器包括壳体，所述壳体内设有旋转过滤单元，所述旋转过滤单元包括分别旋转配合安装在所述壳体两端的旋转安装块，两块所述旋转安装块之间安装有内层过滤膜和外层过滤膜，所述内层过滤膜和外层过滤膜之间围城一个环形的过滤空间，所述内层过滤膜和外层过滤膜之间设有用于滤液通过的连通通道；所述壳体的上端设有用于驱动所述旋转过滤单元旋转的电机，所述壳体的侧壁上设有与所述过滤进液管相连的过滤进液口，所述壳体的底部设有与所述过滤回液管相连的过滤回液口和与出液管相连的出液口；

相邻两级所述过滤单元中，前一级所述过滤单元的出液管与后一级所述过滤单元的滤液箱体相连；最后一级所述过滤单元的出液管与所述废液槽相连。

2.根据权利要求1所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：还包括残余液体收集过滤装置，所述残余液体收集过滤装置包括平板过滤器，所述平板过滤器的进液口与最后一级之前的每一级所述过滤单元的滤液箱体底部之间分别设有残余液体收集管，所述平板过滤器的出液口与最后一级所述过滤单元的滤液箱体相连。

3.根据权利要求1所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：还包括回液清洗装置，所述回液清洗装置包括与所述废液槽相连的回液总管，所述回液总管与最后一级之前的每一级所述过滤单元的滤液箱体之间分别设有回液支管，所述回液总管上设有回液泵。

4.根据权利要求1-3任一项所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：所述壳体包括柱形外壳和分别安装在所述柱形外壳两端的密封盖，所述旋转安装块旋转配合安装在所述柱形外壳内，位于所述柱形外壳上端的密封盖上设有用于所述电机输出轴通过的通孔。

5.根据权利要求4所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：位于所述柱形外壳下端的所述旋转安装块上设有与所述环形过滤空间对应的滤液出孔和与所述内层过滤膜对应的过滤回液孔；位于所述柱形外壳下端的所述密封盖上设有与所述过滤回液孔对应的集液槽Ⅰ和与所述滤液出孔对应的环形集液槽Ⅱ，所述出液口与所述集液槽Ⅰ相连，所述过滤回液口与所述环形集液槽Ⅱ相连。

6.根据权利要求4所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：所述旋转安装块与所述柱形外壳内壁之间设有防止滤液泄露的密封结构。

7.根据权利要求6所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：所述密封结构包括设置在所述柱形外壳内壁与所述旋转安装块之间的至少一道密封圈。

8.根据权利要求1所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：所述连通通道环形均布设置在所述内层过滤膜和外层过滤膜的上端。

9.根据权利要求1所述的生物制品的超滤系统，其特征在于：同一级所述过滤单元的内层过滤膜和外层过滤膜的孔径相等。