CN113694585B - 一种切向流过滤组件、切向流过滤装置及灌流系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种切向流过滤组件、切向流过滤装置及灌流系统，涉及切向流过滤技术，包括：用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜；以及由纤维编织构成的导流筛网；过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝；弯丝和直丝反复排列，弯丝的卷曲率大于直丝的卷曲率；过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0‑30°，本发明在过滤过程中具有更小的流道阻力，特别是在高浓度料液过滤中，能够减小整体压降。
Description
技术领域
本发明涉及切向流过滤技术，特别是一种切向流过滤组件、切向流过滤过滤装置及灌流系统。
背景技术
目前，特别是在生物制药领域，出于提纯或者浓缩的目的，采用过滤薄膜将料液进行过滤分离主要包括两种方式：即切向流过滤和法相流过滤(死端过滤)，其中，切向流过滤是指液体流动方向与过滤方向呈垂直方向的过滤形式。相比于法相流过滤中过滤膜层表面容易形成滤饼层或凝胶层，使得流速快速降低，切向流过滤中随着过滤的进行，液体流动过程中在过滤膜层表面产生了剪切力，从而能够减小滤饼或凝胶层的堆积，保证了稳定的过滤速度，因此切向流过滤相比于法相流过滤能够获得更高的流量和生产效率，因此被广泛应用于生物制药领域中。
现有技术中，通常采用导流筛网和过滤膜层堆叠密封于歧管板上用于切向流过滤，其中，进料液在膜表面上切向流动，以形成渗余液及渗透液，然而，虽然导流筛网能够起到引导流道，增加传质的作用，但是，导流网格的存在也使得流体阻力大大增加，从而提高了整体压降，特别是在过滤料液浓度较高或进行粒径较大的浓缩物(例如病毒)进行过滤浓缩等情况下，整体压降对于阻力变化更为敏感，同时，增加的阻力意味着浓缩物会受到更大的剪切力，从而容易出现失活现象。
发明内容
本发明所要达到的目的是提供一种切向流过滤组件、切向流过滤装置及灌流系统，能够降低高浓度下整体过滤阻力。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种切向流过滤组件，包括：
用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜；
以及由纤维编织构成的导流筛网；
所述过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；
所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝；
所述弯丝和直丝反复排列，
所述弯丝的卷曲率大于直丝的卷曲率；
所述过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0-30°。
本发明切向流过滤组件包括过滤膜和导流筛网，且在垂直方向上交替堆叠，在过滤过程中，料液在过滤膜表面流动形成流道，此时料液中的连续相不断通过过滤膜，形成渗余液和渗透液，从而完成料液的过滤提纯或者浓缩；在该过程中，导流筛网的作用为能够起到引导改变流道，起到扰流作用，从而辅助过滤，当料液流体在穿过导流筛网时，通过改变流体方向从而在过滤膜表面流道之外的区域形成“Dean涡流”和局部的横流，Dean涡流和局部横流的存在能够提高传质效果，从而提高料液的分离效率。
在实际使用过程中，虽然导流筛网能够起到良好的扰流作用，但是导流筛网的存在往往会使得流体阻力大大增加，从而增加整体压降，为了减小流体阻力，可增加导流筛网厚度或者减小线密度的方式，但是增加导流筛网厚度会导致过滤膜之间的流道截面变宽，使得形成的Dean涡流和局部横流远离过滤膜表面，对传质增加效果有所减弱，同时相比之下也无法更好的对过滤膜表面的凝胶层进行冲刷，导致过滤膜更易堵，并且导流筛网厚度的增加也容易在实际使用过程中使得导流筛网更易嵌入至膜层中，导致过滤膜层破裂。而减小线密度则会导致流体穿过导流筛网的次数减少，与纤维碰撞减少，Dean涡流和局部横流分布少，效果减弱，无法起到良好传质的效果。
在本发明中，导流筛网采用卷曲率不同的弯丝和直丝编织得到，其中弯丝的卷曲率大于直丝的卷曲率，同时，将过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0-30°。这是由于在过滤过程中，通过进流口进入过滤膜表面的流道内，并通过渗余液出口流出，因此，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道，并且，若主流道沿着编织线纤维(即经线或纬线)的方向，则编织线纤维会对主流道有个引导的作用，因此主流道沿着编织线纤维流动(及主流道方向与经线或者纬线平行)时阻力最小，因此，在本发明中采用卷曲率不同的纤维(即直丝和弯丝)编织得到导流筛网，当主流道方向沿着直丝方向时，相比于弯丝，此时由于直丝弯曲角度小，对主流道进行引导之后，主流道在穿越过滤筛网时流道弯曲也较小，且流道与纤维的碰撞，特别是与弯丝的碰撞也较少，因此此时流道阻力较小。但是，如若主流道与直丝偏离过多，例如主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜角度大于30°，则直丝对于主流道的引导作用减弱，流道与导流筛网纤维之间会发生更多的碰撞，导致阻力的增加。
因此，导流筛网采用卷曲率不同的弯丝和直丝编织，且主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0-30°，在相同线密度下，具有更小的流道阻力，从而能够减小整体压降。
作为优选，所述弯丝的卷曲率为a，直丝的卷曲率为b，a≥4b。
本发明中，弯丝的卷曲率a和直丝的卷曲率b中，a≥4b，这是由于若弯丝的卷曲率和直丝的卷曲率过于接近，则无法良好的产生较小流道阻力，降低压降的效果。
作为优选，所述弯丝的卷曲率a为10-22％，直丝的卷曲率b为0-2.5％。
本发明中，弯丝和直丝的卷曲率在上述范围内对流道阻力下降更为明显，同时也存在直丝不弯曲，而仅仅是弯丝弯曲的编织方式。
作为优选，所述弯丝弯曲角度α为21-35°。
作为优选，所述直丝弯曲角度β为0-15°。
本发明中的弯曲角度定义为纤维相邻最高点和最低点之间的连线与水平方向的夹角，直丝和弯丝在该弯曲角度范围下，具有较好的减小流道阻力的效果。
作为优选，所述过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜5-20°。
料液进入过滤膜层后也会扩散“铺满”整个过滤膜层，因此实际过程过滤时，流体会形成主流道以及多个用于将料液铺满过滤膜的副流道(例如局部横流)，由于副流道流向广，在其影响下，对于整个过滤膜来说此时并非是主流道方向完全与导流筛网直丝完全平行时流道阻力才最小，而是将导流筛网进行倾斜布置后，且主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜5-20°，流道阻力较小。
作为优选，所述过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜7-11°。
本发明中，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜角度为7-11°时，具有更好的减小压降的效果。
作为优选，导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合。
本发明中在导流筛网编织点处，直丝与弯丝之间贴合，能够防止导流筛网上的纤维由于流体冲击移位，增加了导流筛网的稳定性。
作为优选，所述导流筛网为一上一下平纹编织。
作为优选，所述纤维直径为280-320μm；所述导流筛网厚度为纤维直径的1.9-3.1倍。
导流筛网为平纹编织结构时，由于平纹结构的经线及纬线之间的编织点距离短，流道穿插于导流筛网两侧的频率更高，因此流道的阻力会更大，因此，在选用平纹编织的导流筛网时，需配合使用厚度相对较大的导流筛网，即导流筛网中纤维直径为280-320μm，网格厚度为纤维直径的1.9-3.1倍，厚度过小，阻力较大，压降过高；而厚度过大，压降虽然能够减小，但传质同样下降明显。同时，本发明中导流筛网厚度为松弛未使用状态下测量，纤维之间可以是熔融连接的，也可以是直接编织。
作为优选，所述纤维之间的距离为纤维直径的1.4-1.6倍。
作为优选，所述导流筛网为斜纹编织。
作为优选，所述纤维直径为210-280μm；所述网格厚度为纤维直径的1.9-3.1倍。
作为优选，所述纤维之间的距离为纤维直径的1.25-1.6倍。
导流筛网为斜纹编织结构时，相对于平纹编织，在过滤过程中斜纹编织结构中与经浮点相邻的纬浮点之间的相对距离更长，流道在导流筛网中呈现“之”字形主流道，在导流筛网两个侧面之间穿插频率相对平纹较少，具有更小的流体阻力，因此可采取厚度相对较小的导流筛网。
作为优选，所述导流筛网编织中经浮点和纬浮点数量不同。
作为优选，所述导流筛网为一上两下、一上三下、两上三下编织设计。
在线密度、直径等相同的情况下，相比于经浮点和纬浮点数量相同的编织结构，经浮点和纬浮点数量不同的斜纹编织结构形成的导流筛网更为紧密，孔隙更小，主流道更为集中，占用的膜面积较少，因此Dean涡流和局部横流区域的比例相对升高，且更紧密的导流筛网结构能够迫使主流道更快速的改变方向，从而能够产生更为强大的湍流和局部横流，从而能够增加传质。
作为优选，过滤使用过程中过滤膜层与导流筛网被夹紧，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为纤维直径的5-15％。
导流筛网采用直丝和弯丝编织，在编织点处，两侧的弯丝相较直丝会更突出，在该情况下，在实际过滤使用过程中，可以仅仅由弯丝与膜层接触，也就是说，每个编织点处仅由弯丝的那一侧与膜层接触并陷入过滤膜中，减少了过滤膜和导流筛网的接触点，防止过滤膜被过多的破坏。
作为优选，所述过滤膜包括RC膜或PES膜中的一种。
作为优选，所述过滤膜的截留分子量为50-300K，厚度为210-260μm。
本发明的过滤膜材质可为RC膜或PES膜，当截留分子量和厚度在限定范围内时，具有更好的过滤效果，其中截留分子量参考GB/T32360-2015 5.2测量。
一种切向流过滤装置，包括：
若干个切向流过滤组件堆叠连通；
延伸于切向流过滤组件内的流体过滤通道及渗透液通道；
与流体过滤通道连通的进流口和渗余液出口；以及
与渗透液通道连通的渗透液出口。
作为优选，所述进流口和渗余液出口分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，所述渗透液出口连通设置渗透液出料歧管。
作为优选，所述过滤单元之间设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口。
切向流过滤装置中，切向流过滤组件可以采用串联或者先并联再串联的方式堆叠连通，随后，通过进料歧管将料液从进流口送入至流体过滤通道内，过滤膜将料液分离为渗余液和渗透液，其中，渗余液通过渗余液出口处的渗余液出料歧管流出，而渗透液进入渗透液通道，通过渗透液出料歧管流出。
一种灌流系统，包括：
切向流过滤装置；
泵，所述泵用于输送控制料液通过至少一个切向流过滤组件。
作为优选，所述泵包括磁悬浮泵、蠕动泵、隔膜泵中的一种。
作为优选，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
作为优选，所述系统被配置为以交替切向流过滤模式运行。
作为优选，所述系统被配置为以单程切向流过滤模式运行。
作为优选，沿流道方向膜面积逐渐减小。
本发明中，导流筛网采用卷曲率不同的弯丝和直丝编织得到，其中弯丝的卷曲率大于直丝的卷曲率，同时将过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0-30°设置，在相同线密度下，具有更小的流道阻力，特别是在高浓度料液过滤中，能够减小整体压降。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明过滤膜流道示意图。
图2为本发明导流筛网弯丝的示意图。
图3为本发明导流筛网直丝的示意图。
图4为本发明实施例1-1导流筛网编织示意图。
图5为本发明实施例3-1导流筛网编织示意图。
图6为本发明实施例1-1过滤膜过滤使用后表面扫描电镜图。
图7为本发明实施例1-1导流筛网弯丝体形显微镜示意图。
图8为本发明实施例1-1导流筛网直丝体形显微镜示意图。
图中：过滤膜层1，进流口2，渗余液出口3，主流道4，副流道5，弯丝6，直丝7，导流筛网8。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网8，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为300μm，导流筛网的厚度为610μm，导流筛网中纤维间距为450μm，如图4所示，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；如图2、7所示，其中弯丝的卷曲率为15.5％，弯曲角度α为26°，如图3、8所示，直丝的卷曲率为2％，弯曲角度β为12°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
其中，直丝与弯丝的卷曲率根据ISO 7211-3测试标准测定，在导流网格中沿弯/直丝方向标定长度b的纤维从导流筛网中拆下，并在保证其伸直但不被拉伸的状态下，测定其长度为a，其计算公式为：(a-b)/b×100％；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为35μm(过滤使用后过滤膜表面如图6所示)；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例1-2：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜3°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为37μm。
实施例1-3：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜5°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为35μm。
实施例1-4：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜7°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为37μm。
实施例1-5：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为35μm。
实施例1-6：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜11°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为34μm。
实施例1-7：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜15°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为38μm。
实施例1-8：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜20°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为33μm。
实施例1-9：与实施例1-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜30°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为36μm。
对比例1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为300μm，导流筛网的厚度为610μm，导流筛网中纤维间距为450μm，所述导流筛网经线和纬线卷曲率和弯曲角度相同；所述过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为28μm。
对比例2-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为300μm，导流筛网的厚度为610μm，导流筛网中纤维间距为450μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为15.5％，弯曲角度α为26°，直丝的卷曲率为2％，弯曲角度β为12°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜40°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为35μm。
对比例2-2：与对比例2-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜45°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为37μm。
对比例3-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为300μm，导流筛网的厚度为610μm，导流筛网中纤维间距为450μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为15.5％，弯曲角度α为26°，直丝的卷曲率为2％，弯曲角度β为12°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网弯丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为34μm。
对比例3-2：与对比例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网弯丝倾斜11°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为35μm。
实施例2-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为280μm，导流筛网的厚度为570μm，导流筛网中纤维间距为420μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为8％，弯曲角度α为21°，直丝的卷曲率为3.5％，弯曲角度β为16°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为33μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例2-2：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为280μm，导流筛网的厚度为570μm，导流筛网中纤维间距为420μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为10％，弯曲角度α为23°，直丝的卷曲率为2.5％，弯曲角度β为15°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为32μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例2-3：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为280μm，导流筛网的厚度为640μm，导流筛网中纤维间距为420μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为18％，弯曲角度α为29°，直丝的卷曲率为1.5％，弯曲角度β为8°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为36μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例2-4：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上一下平纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为280μm，导流筛网的厚度为850μm，导流筛网中纤维间距为420μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为22％，弯曲角度α为35°，直丝的卷曲率为0％，弯曲角度β为0°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为39μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
将上述实施例和对比例中采用平纹编织导流筛网的切向流过滤装置，通过初始浓度为150g/L含蛋白料液以5L/min/m2的进液流速进液，测量装置整体压降，结果如下表所示：
| 项目 | 压降(Psi) |
| 实施例1-1 | 33 |
| 实施例1-2 | 31 |
| 实施例1-3 | 30 |
| 实施例1-4 | 27 |
| 实施例1-5 | 25 |
| 实施例1-6 | 26 |
| 实施例1-7 | 29 |
| 实施例1-8 | 32 |
| 实施例1-9 | 33 |
| 实施例2-1 | 31 |
| 实施例2-2 | 29 |
| 实施例2-3 | 26 |
| 实施例2-4 | 29 |
| 对比例1 | 32 |
| 对比例2-1 | 37 |
| 对比例2-2 | 38 |
| 对比例3-1 | 40 |
| 对比例3-2 | 39 |
由实施例1-1至1-9可知，采用本发明中弯丝和直丝相互一上一下平纹编织的导流筛网在高浓度含蛋白料液切向流过滤中具有较低的压降，同时，由实施例1-4至1-6可知，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜角度为7-11°，压降下降效果更好；同时，由实施例2-1至2-4可知，弯丝和直丝的卷曲率及弯曲角度在本发明限定范围内时，具有更好的减小压降效果；对比例1与实施例1-5的区别在于编织时纤维卷曲率和弯曲角度一致，即不采用弯丝和直丝的编织方式进行编织，压降较大，对比例2-1和2-2过滤时过滤膜上料液主流道方向与直丝平行或者过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜角度在本发明限定范围外，因此压降较大；对比例3-1和3-2与实施例1-5的区别在于过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网弯丝倾斜9°和11°，因此压降也较大。
实施例3-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为215μm，导流筛网的厚度为420μm，导流筛网中纤维间距为285μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为11％，弯曲角度α为24°，直丝的卷曲率为1.5％，弯曲角度β为10°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为26μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例3-2：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜3°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为25μm。
实施例3-3：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜5°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为26μm。
实施例3-4：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜7°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为25μm。
实施例3-5：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为23μm。
实施例3-6：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜11°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为28μm。
实施例3-7：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜15°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为24μm。
实施例3-8：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜20°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为27μm。
实施例3-9：与实施例3-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜30°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为25μm。
对比例4：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为215μm，导流筛网的厚度为420μm，导流筛网中纤维间距为285μm，所述导流筛网经线和纬线卷曲率和弯曲角度相同；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为20μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
对比例5-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为215μm，导流筛网的厚度为420μm，导流筛网中纤维间距为285μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为11％，弯曲角度α为24°，直丝的卷曲率为1.5％，弯曲角度β为10°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜40°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为26μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
对比例5-2：与对比例5-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜45°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为24μm。
对比例6-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为215μm，导流筛网的厚度为420μm，导流筛网中纤维间距为285μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为11％，弯曲角度α为24°，直丝的卷曲率为1.5％，弯曲角度β为10°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网弯丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为28μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
对比例6-2：与对比例6-1的区别在于，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网弯丝倾斜11°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为24μm。
实施例4-1：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为270μm，导流筛网的厚度为550μm，导流筛网中纤维间距为345μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为9％，弯曲角度α为19°，直丝的卷曲率为2.3％，弯曲角度β为16°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为35μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例4-2：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为270μm，导流筛网的厚度为550μm，导流筛网中纤维间距为345μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为12％，弯曲角度α为22°，直丝的卷曲率为1.6％，弯曲角度β为12°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为36μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例4-3：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为270μm，导流筛网的厚度为620μm，导流筛网中纤维间距为345μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为17％，弯曲角度α为25°，直丝的卷曲率为0.8％，弯曲角度β为6°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为33μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例4-4：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维一上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为270μm，导流筛网的厚度为820μm，导流筛网中纤维间距为345μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为19％，弯曲角度α为32°，直丝的卷曲率为0％，弯曲角度β为0°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为34μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
实施例5：一种切向流过滤组件，包括用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜以及由纤维两上两下斜纹编织构成的导流筛网，过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；其中纤维直径为270μm，导流筛网的厚度为570μm，导流筛网中纤维间距为345μm，所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝，且导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合；其中弯丝的卷曲率为7％，弯曲角度α为18°，直丝的卷曲率为0.8％，弯曲角度β为8°；过滤膜为RC膜，截留分子量为300K，厚度为230μm；
一种切向流过滤装置，包括若干个切向流过滤组件堆叠串联连通，其中每个切向流过滤组件内膜层数量为112，过滤膜面积为2.33m2，切向流过滤装置的切向流过滤组件堆叠数量为7个；在串联的切向流过滤组件内延伸流体过滤通道及渗透液通道，流体过滤通道连通设有进流口2和渗余液出口3，且分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，渗透液通道连通设有渗透液出口，渗透液出口连通设置渗透液出料歧管；切向流过滤组件之间还设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口；过滤时，如图1所示，进流口进入的料液更容易流向距离最短的渗余液出口，此时会形成主流道4以及多个用于将料液铺满过滤膜1的副流道5，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜9°，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜层中，嵌入部分宽度为33μm；
一种灌流系统，包括切向流过滤装置和磁悬浮泵，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
将上述实施例和对比例中采用斜纹编织导流筛网的切向流过滤装置，通过初始浓度为150g/L含蛋白料液以5L/min/m2的进液流速进液，测量装置整体压降，结果如下表所示：
| 项目 | 压降(Psi) |
| 实施例3-1 | 31 |
| 实施例3-2 | 27 |
| 实施例3-3 | 25 |
| 实施例3-4 | 23 |
| 实施例3-5 | 22 |
| 实施例3-6 | 24 |
| 实施例3-7 | 28 |
| 实施例3-8 | 31 |
| 实施例3-9 | 32 |
| 实施例4-1 | 31 |
| 实施例4-2 | 28 |
| 实施例4-3 | 25 |
| 实施例4-4 | 30 |
| 实施例5-1 | 27 |
| 对比例4 | 31 |
| 对比例5-1 | 35 |
| 对比例5-2 | 37 |
| 对比例6-1 | 40 |
| 对比例6-2 | 38 |
由实施例3-1至3-9可知，采用本发明中弯丝和直丝相互一上两下斜纹编织的导流筛网在高浓度含蛋白料液切向流过滤中具有较低的压降，同时，由实施例3-4至3-6可知，过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜角度为7-11°，压降下降效果更好；同时，由实施例4-1至4-4可知，弯丝和直丝的卷曲率及弯曲角度在本发明限定范围内时，具有更好的减小压降效果；对比例4与实施例3-5的区别在于编织时纤维卷曲率和弯曲角度一致，即不采用弯丝和直丝的编织方式进行编织，压降较大，对比例5-1至5-2与实施例3-5的区别在于过滤时过滤膜上料液主流道方向与直丝平行或者过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜角度在本发明限定范围外，因此压降较大；对比例6-1和6-2与实施例3-5的区别在于过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网弯丝倾斜9°和11°，因此压降也较大。
同时测量实施例4-2和实施例5的通量，结构如下表所示：
| 项目 | 压降(Psi) | 通量(L/h/m<sup>2</sup>) |
| 实施例4-2 | 28 | 9 |
| 实施例5 | 26 | 7 |
由上表可知，在相同线密度情况下，实施例4-2采用一上两下斜纹编织，实施例5采用两上两下斜纹编织，导流筛网编织中经浮点和纬浮点数量不同时具有更高的传质效果，即在压降相差百分比不大的情况下，通量可以提高更多的百分比。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (26)
1.一种切向流过滤组件，包括：
用于将进料液分离为渗透液和渗余液的过滤膜；
以及由纤维编织构成的导流筛网；
所述过滤膜和导流筛网在垂直方向上交替堆叠；
其特征在于：
所述纤维包括具有分别沿经线和纬线方向编织、且卷曲率不同的弯丝和直丝；
所述弯丝和直丝反复排列，
所述弯丝的卷曲率大于直丝的卷曲率；
所述弯丝弯曲角度α为21-35°，所述直丝弯曲角度β为0-15°；
所述过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜0-30°。
2.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述弯丝的卷曲率为a，直丝的卷曲率为b，a≥4b。
3.根据权利要求1或2所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述弯丝的卷曲率a为10-22%，直丝的卷曲率b为0-2.5%。
4.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜5-20°。
5.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述过滤膜上料液主流道方向相对于导流筛网直丝倾斜7-11°。
6.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，导流筛网编织点处，所述直丝与弯丝之间贴合。
7.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述导流筛网为一上一下平纹编织。
8.根据权利要求7所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述纤维直径为280-320μm；所述导流筛网厚度为纤维直径的1.9-3.1倍。
9.根据权利要求7所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述纤维之间的距离为纤维直径的1.4-1.6倍。
10.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述导流筛网为斜纹编织。
11.根据权利要求10所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述纤维直径为210-280μm；所述导流筛网厚度为纤维直径的1.9-3.1倍。
12.根据权利要求10所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述纤维之间的距离为纤维直径的1.25-1.6倍。
13.根据权利要求11所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述导流筛网编织中经浮点和纬浮点数量不同。
14.根据权利要求13所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述导流筛网为一上两下、一上三下、两上三下编织设计。
15.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，过滤使用过程中过滤膜层与导流筛网被夹紧，且导流筛网弯丝嵌入于过滤膜中，嵌入部分宽度为纤维直径的5-15%。
16.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述过滤膜包括RC膜或PES膜中的一种。
17.根据权利要求1所述的切向流过滤组件，其特征在于，所述过滤膜的截留分子量为50-300K，厚度为210-260μm。
18.一种切向流过滤装置，其特征在于：包括：
若干个如权利要求1-17所述的切向流过滤组件堆叠连通；
延伸于切向流过滤组件内的流体过滤通道及渗透液通道；
与流体过滤通道连通的进流口和渗余液出口；以及
与渗透液通道连通的渗透液出口。
19.根据权利要求18所述的切向流过滤装置，其特征在于，所述进流口和渗余液出口分别连通设置进料歧管和渗余液出料歧管，所述渗透液出口连通设置渗透液出料歧管。
20.根据权利要求18所述的切向流过滤装置，其特征在于，所述切向流过滤组件之间设置分级板，所述分级板设有与过滤单元内流体过滤通道连通的渗余液滤口，及与渗透液通道连通的渗透液滤口。
21.一种灌流系统，其特征在于，包括：
如权利要求19-20所述的切向流过滤装置，
泵，所述泵用于输送控制料液通过至少一个切向流过滤组件。
22.根据权利要求21所述的灌流系统，其特征在于，所述泵包括磁悬浮泵、蠕动泵、隔膜泵中的一种。
23.根据权利要求21所述的灌流系统，其特征在于，所述系统被配置为以切向流过滤模式运行。
24.根据权利要求21所述的灌流系统，其特征在于，所述系统被配置为以交替切向流过滤模式运行。
25.根据权利要求21所述的灌流系统，其特征在于，所述系统被配置为以单程切向流过滤模式运行。
26.根据权利要求25所述的灌流系统，其特征在于，沿流道方向膜面积逐渐减小。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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