CN114748936B - 一种生物制药用液体分离过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物制药技术领域，具体公开了一种生物制药用液体分离过滤装置，包括分离过滤箱，分离过滤箱包括壳体、可拆卸连接壳体顶部的端盖、安装在壳体底部的最终深层过滤介质和设置在端盖和最终深层过滤介质之间的活动组件，活动组件包括主杆、设置在主杆与端盖之间的第一弹簧杆、设置在主杆另一端的第二弹簧杆和连接在第二弹簧杆自由端的副杆，副杆上连接有与深层过滤介质转动连接的第三弹簧杆，第二弹簧杆上转动连接有第一深层过滤介质，第三弹簧杆上转动连接有第二深层过滤介质，本装置解决了传统的生物制药过滤中的深层过滤介质中无法避免的滤饼现象影响过滤效果的问题。

Description

一种生物制药用液体分离过滤装置

技术领域

本申请涉及生物制药技术领域，具体公开了一种生物制药用液体分离过滤装置。

背景技术

生物制药原料以天然的生物材料为主，包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等。随着生物技术的发展，有目的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主要来源。如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等；

在生物制药的领域中，通过固体和液体搅拌获得目标液体的方法比较成熟，但是也存在普遍问题：目标液体中存在异常的大颗粒杂质或者小颗粒杂质，通常我们使用离心机用于澄清工艺，但用于生物制药工艺则面临巨大挑战，目标收获液的杂质粒径大小分布很广，均质后的收获液中，杂质粒径会更小而且含水量高，这些杂质与收获液几乎没有密度区别。而且，由于分离机的作用，液体中目标细胞活性明显下降，为此，随着技术的发展，该技术领域的技术人员又发明了深层过滤介质，一种类似于纸张的过滤介质，通过深层过滤介质的细小孔径实现目标液体的获取，但是这种技术也存在相关的问题：使用效率低下，既：我们通常使用大量且孔径不同的深层过滤介质逐渐实现液体分离和过滤，但是很多情况下，随着使用时间的增加，深层过滤介质上会出现滤饼，滤饼位置过滤效果骤降，这种情况不可避免，但是除开滤饼位置，其余位置效果仍然有效，如果重新更换，不仅耗时，而且会浪费大量的金钱，鉴于此，发明人提出了一种生物制药用液体分离过滤装置。

发明内容

本发明的目的在于解决了传统的生物制药过滤中的深层过滤介质中无法避免的滤饼现象影响过滤效果的问题。

为了达到上述目的，本发明提供以下基础方案：

一种生物制药用液体分离过滤装置，包括分离过滤箱，分离过滤箱包括壳体、可拆卸连接壳体顶部的端盖、安装在壳体底部的最终深层过滤介质和设置在端盖和最终深层过滤介质之间的活动组件；

活动组件包括主杆、设置在主杆与端盖之间的第一弹簧杆、设置在主杆另一端的第二弹簧杆和连接在第二弹簧杆自由端的副杆，副杆上连接有与深层过滤介质转动连接的第三弹簧杆；

主杆上转动连接有固液分离箱，第二弹簧杆上转动连接有第一深层过滤介质，第三弹簧杆上转动连接有第二深层过滤介质，壳体位于第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的外部分别设有第一连接扣和第二连接扣，壳体的外部设有若干固定盒，固定盒内设有若干缠绕线，缠绕线分别穿进第一连接扣和第二连接扣与第一深层过滤介质和第二深层过滤介质连接；

固液分离箱的内壁设有转动齿，壳体的内壁设有固定架，固定架上安装有转动电机，转动电机上同轴连接有与转动齿啮合的主动齿轮，电机上电连接有重量传感器和延时开关，端盖和壳体底部分别设有进料口和出料口。

本基础方案的原理及效果在于：

1.与现有技术相比，本装置结构简单，构思巧妙，本装置设计核心是充分利用生物制药领域固液分离时，固液分离箱必然存在重量变化，当固液进入固液分离箱，由于我们知道在生物制药领域，分离的速度其实是很慢的，因此，我们设置了活动组件，利用固液分离箱存在重量后，第二弹簧杆压缩，第一弹簧杆拉伸，如果重量足够大，那么第三弹簧杆是拉伸状态，那么第一深层过滤介质和第二深层过滤介质会由于各自的弹簧杆自用，出现倾斜，当液体逐渐滴落，固液分离箱重量减轻，第一弹簧杆、第二弹簧杆和第三弹簧杆为了恢复原状，都会朝着反方向做功，此时，第一深层过滤介质和第二深层过滤介质由于过滤作用，已经产生滤饼，由于第一深层过滤介质和第二深层过滤介质需要恢复到原状，因此滤饼的位置必然发生改变，由此解决了传统的生物制药过滤中的深层过滤介质中无法避免的滤饼现象影响过滤效果的问题。

2.与现有技术相比，本装置适用于频繁的长时间的固液分离，第一深层过滤介质和第二深层过滤介质会频繁的上下摆动，在第一深层过滤介质和第二深层过滤介质上的滤饼位置会一直发生改变，因此由于滤饼现象导致的过滤差的问题基本不会出现。

3.与现有技术相比，由于第一弹簧杆、第二弹簧杆和第三弹簧杆由于固液分离箱的重量的改变，必然会朝向方向作用，此时，第一深层过滤介质和第二深层过滤介质会利用这个作用力，使得第一深层过滤介质和第二深层过滤介质发生一定的振动，振动效果会使得位于第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的液体长时间处于动态，动态的液体在第一深层过滤介质和第二深层过滤介质上的过滤会更好，这种方式有助于提高过滤效果。

4.与现有技术相比，由于第一弹簧杆、第二弹簧杆和第三弹簧杆由于固液分离箱的重量的改变，第一深层过滤介质和第二深层过滤介质必然出现倾角，倾角会改变第一深层过滤介质或者第二深层过滤介质的形态，使得第一深层过滤介质成为水平过滤，转动成为倾斜过滤，倾斜过滤的形态比水平过滤的形态会更好，提高了过滤效果。

5.与现有技术相比，当固液分离箱中固液完成分离后，大颗粒的固态颗粒停留在固液分离箱中，此时由于延时开关到达预定时间，重量传感器获得固液分离箱的重量数据，使得电机启动，电机带动固液分离箱旋转，产生一定的离心力，离心力使得残留在固态颗粒中的水分与固态颗粒分离，分离后的水分会依次进入第一深层过滤介质和第二深层过滤介质，提高了过滤效果和过滤的品质，使得过滤的液体质量更好，且减少了浪费。

6、与现有技术相比，当固液分离箱旋转后，活动组件随之转动，带着第二弹簧杆和第三弹簧杆旋转，使得第一深层过滤介质和第二深层过滤介质进行一定程度的回缩，使得第一深层过滤介质和第二深层过滤介质包围各自的弹簧杆，然后这一步就是最后一步了，通过回缩的方式使得第一深层过滤介质和第二深层过滤介质不断挤压，分离掉第一深层过滤介质和第二深层过滤介质上的有效液体，极具性价比，减少了有效液体的浪费。

7、与现有技术相比，由于液体滴落在第一深层过滤介质和第二深层过滤介质上，可能会导致第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的表面产生的一定的褶皱，此时，我们通过缠绕线缠绕的方式，拉伸第一深层过滤介质和第二深层过滤介质，使得第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的表面平整，进而确保过滤效果。

进一步，所述固液分离箱与主杆的连接处设有第一转动轴承，所述第一转动轴承采用深沟球轴承，所述固液分离箱的两端均固接有摩擦块，所述摩擦块与壳体的内壁接触。设置摩擦块的目的在确保固液分离箱的滑动是顺畅的。

进一步，所述固液分离箱为空腔式结构，所述固液分离箱的内底部设有若干液体流出孔，所述液体流出孔上设有用于固液分离的滤纸。实现固液分离。

进一步，所述第三弹簧杆与最终深层过滤介质的连接处设有第二转动轴承，所述最终深层过滤介质为板式结构，板式结构包括用于连接第三弹簧杆的安装板和用于安装第二转动轴承的安装孔和设置在安装板上的最终深层过滤介质，安装板的底部设有与出料口和最终深层过滤介质连通的通孔。

进一步，所述最终深层过滤介质、第一深层过滤介质和第二深层过滤介质均包括纤维素、助滤剂、带电树脂和纸浆，所述最终深层过滤介质、第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的所滤的孔径依次减小，最终深层过滤介质的孔径为目标孔径。深层过滤介质生物制药领域常用的过滤手段。

进一步，所述分离过滤箱的底部设有移动结构，所述移动结构包括用于承接分离过滤箱的承接板、安装在承接板底部的移动轮和固接在承接板一侧的固定杆，所述固定杆远离分离过滤箱的一侧开有凹槽，所述凹槽内转动连接有扶手，所述出料口的出口端穿出承接板与承接板固接。实现本装置的快速移动。

进一步，所述承接板的四周螺纹连接有若干螺纹杆，所述螺纹杆的上端均固接有旋钮，所述螺纹杆的下端均穿过承接板固接有固定板，所述固定板的直径大于螺纹杆的直径。利用固定板提高本装置的稳定性。

进一步，所述固定盒上设有放置棒，所述固定盒内设有若干缠绕轮，各自的缠绕线缠绕连接在各自的缠绕轮上，缠绕线的自由端先穿进放置棒再分别穿进第一连接扣和第二连接扣。

进一步，所述壳体的内壁设有与第一连接扣和第二连接扣连接的连接块，所述连接块的左端用于连接第一深层过滤介质和第二深层过滤介质，所述连接块的右端用于连接第一连接扣和第二连接扣。

进一步，所述壳体位于最终深层过滤介质的下方的内壁均开有用于液体流入出料口的圆弧。方便液体快速流进出料口。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种生物制药用液体分离过滤装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提出的一种生物制药用液体分离过滤装置的顶部的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提出的一种生物制药用液体分离过滤装置的正视图；

图4示出了本申请实施例提出的一种生物制药用液体分离过滤装置的内部结构示意图；

图5示出了本申请实施例提出的一种生物制药用液体分离过滤装置的俯视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：承接板1、固定板2、移动轮3、螺纹杆4、固定板5、壳体6、第一连接扣7、第二连接扣8、固定盒9、放置棒10、端盖11、进料口12、固定杆13、转动块14、凹槽15、旋钮16、主杆17、固液分离箱19、转动齿20、固定架21、主动齿轮22、重量传感器23、扶手24、出料口25、第一转动轴承26、第一弹簧杆27、第二弹簧杆28、副杆29、第一深层过滤介质30、第二深层过滤介质31、第三弹簧杆32、缠绕轮33、缠绕线34、最终深层过滤介质35。

实施例如图1、图2、图3、图4和图5所示：

一种生物制药用液体分离过滤装置，包括分离过滤箱，分离过滤箱包括壳体6、可拆卸连接壳体6顶部的端盖11、安装在壳体6底部的最终深层过滤介质35和设置在端盖11和最终深层过滤介质35之间的活动组件；

活动组件包括主杆17、设置在主杆17与端盖11之间的第一弹簧杆27、设置在主杆17下端的第二弹簧杆28和连接在第二弹簧杆28下端的副杆29，副杆29上连接有与深层过滤介质转动连接的第三弹簧杆32，具体的：第三弹簧杆32与最终深层过滤介质35的连接处设有第二转动轴承，最终深层过滤介质35为板式结构，板式结构包括用于连接第三弹簧杆32的安装板和用于安装第二转动轴承的安装孔和设置在安装板上的最终深层过滤介质35，安装板的底部设有与出料口25和最终深层过滤介质35连通的通孔，最终深层过滤介质35为最终过滤目标，在本实施例中主要起到阻挡和预防的作用。

主杆17上转动连接有固液分离箱19，如图1所示，固液分离箱19为空腔式结构，固液分离箱19的内底部设有若干液体流出孔，液体流出孔上设有用于固液分离的滤纸，固液分离箱19与主杆17的连接处设有第一转动轴承26，第一转动轴承26采用深沟球轴承，固液分离箱19的两端均固接有摩擦块，摩擦块可以方便固液分离箱19在上下方位作一定程度的滑动，摩擦块与壳体6的内壁接触。

第二弹簧杆28上转动连接有第一深层过滤介质30，第三弹簧杆32上转动连接有第二深层过滤介质31，壳体6位于第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31的外部分别设有第一连接扣7和第二连接扣8，壳体6的外部设有若干固定盒9，固定盒9内设有若干缠绕线34，缠绕线34分别穿进第一连接扣7和第二连接扣8与第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31连接，具体的：在本文中，最终深层过滤介质35、第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31均包括纤维素、助滤剂、带电树脂和纸浆，最终深层过滤介质35、第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31的所滤的孔径依次减小，最终深层过滤介质35的孔径为目标孔径。

接着，关于固定盒9的设置：如图2和图4所示，固定盒9上设有放置棒10，固定盒9内设有若干缠绕轮33，各自的缠绕线34缠绕连接在各自的缠绕轮33上，缠绕线34的自由端先穿进放置棒10再分别穿进第一连接扣7和第二连接扣8，在穿入的具体设置上：壳体6的内壁设有与第一连接扣7和第二连接扣8连接的连接块，连接块的左端用于连接第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31，连接块的右端用于连接第一连接扣7和第二连接扣8。相当于利用缠绕线34和连接块连接第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31，使得第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31改变它们的形态。

如图2所示，固液分离箱19的内壁设有转动齿20，壳体6的内壁设有固定架21，固定架21上安装有转动电机，转动电机上同轴连接有与转动齿20啮合的主动齿轮22，电机上电连接有重量传感器23和延时开关，端盖11和壳体6底部分别设有进料口12和出料口25。

具体实现过程：

第一步，首先，为了本装置的快速移动，提高本装置的便携性，如图1和图2所示，分离过滤箱的底部设有移动结构，移动结构包括用于承接分离过滤箱的承接板1、安装在承接板1底部的移动轮3和固接在承接板1右侧的固定板2，固定板2上设有固定杆13，固定杆13远离分离过滤箱的右侧开有凹槽15，凹槽15内转动连接有扶手24，出料口25的出口端穿出承接板1与承接板1固接，关于固定杆13：凹槽15内设有转动块14，转动块14上开有转动凹槽15，扶手24与转动凹槽15转动连接，当扶手24需要使用时，就把扶手24从凹槽15中抬出来，进行推动，如果不需要移动，扶手24就会一直待在凹槽15中，这货在那个隐藏扶手24的设置使得整体外观看上去更加美观，其次，承接板1的四周螺纹连接有若干螺纹杆4，螺纹杆4安装承接板1的四个角落，螺纹杆4的上端均固接有旋钮16，螺纹杆4的下端均穿过承接板1固接有固定板2，固定板2的直径大于螺纹杆4的直径，当本装置到达目的地，就通过螺纹连接，使得固定板2接地，进而抵消移动轮3的移动作用，并且由于接触面积的增加，使得本装置的稳定性更高。

第二步，本装置的分离：

首先，进料口12可以接连续制备装置也可以接实验室制备装置，然后固液混合物进入分离过滤箱，由于滤纸作用，液体经过液体流出孔流出分离过滤箱，大颗粒固态物停留在分离过滤箱中，此时，基础的固液分离已经结束；

然后，由于固态物停留在分离过滤箱中，导致分离过滤箱的重量增加，如图4所示，第二弹簧杆28压缩，第一弹簧杆27拉伸，如果分离过滤箱的物体比较重的话，那么第三弹簧杆32也是压缩状态，关于第一弹簧杆27、第二弹簧杆28和第三弹簧杆32，为了确保精准，上述的三个弹簧杆应当选用细小的高灵敏度的弹簧杆。

第三步，关于过滤：在第二步我们知道了固液在分离过程中，由于液体是慢慢的下落，那么，对于重量就会逐渐改变，重量的逐渐改变，会导致各自对应的弹簧杆回归初始状态，都会朝着反方向做功，此时，第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31由于过滤作用，已经产生滤饼，由于第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31需要恢复到原状，因此滤饼的位置必然发生改变，由此解决了传统的生物制药过滤中的深层过滤介质中无法避免的滤饼现象影响过滤效果的问题。

第四步，由于第一弹簧杆27、第二弹簧杆28和第三弹簧杆32由于固液分离箱19的重量的改变，必然会朝向方向作用，此时，第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31会利用这个作用力，使得第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31发生一定的振动，振动效果会使得位于第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31的液体长时间处于动态，动态的液体在第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31上的过滤会更好，这种方式有助于提高过滤效果。

第五步，当固液分离箱19中固液完成分离后，大颗粒的固态颗粒停留在固液分离箱19中，此时由于延时开关到达预定时间，重量传感器23获得固液分离箱19的重量数据，使得电机启动，电机带动固液分离箱19旋转，产生一定的离心力，离心力使得残留在固态颗粒中的水分与固态颗粒分离，分离后的水分会依次进入第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31，提高了过滤效果和过滤的品质，使得过滤的液体质量更好，且减少了浪费。

第六步，当固液分离箱19旋转后，活动组件随之转动，带着第二弹簧杆28和第三弹簧杆32旋转，使得第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31进行一定程度的回缩，使得第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31包围各自的弹簧杆，然后这一步就是最后一步了，通过回缩的方式使得第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31不断挤压，分离掉第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31上的有效液体，极具性价比，减少了有效液体的浪费。

第七步，为了保障整体的过滤效果，由于液体滴落在第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31上，可能会导致第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31的表面产生的一定的褶皱，此时，我们通过缠绕线34缠绕的方式，拉伸第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31，使得第一深层过滤介质30和第二深层过滤介质31的表面平整，进而确保过滤效果。

本装置解决了传统的生物制药过滤中的深层过滤介质中无法避免的滤饼现象影响过滤效果的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于：包括分离过滤箱，分离过滤箱包括壳体、可拆卸连接壳体顶部的端盖、安装在壳体底部的最终深层过滤介质和设置在端盖和最终深层过滤介质之间的活动组件；

活动组件包括主杆、设置在主杆与端盖之间的第一弹簧杆、设置在主杆另一端的第二弹簧杆和连接在第二弹簧杆自由端的副杆，副杆上连接有与深层过滤介质转动连接的第三弹簧杆；

主杆上转动连接有固液分离箱，第二弹簧杆上转动连接有第一深层过滤介质，第三弹簧杆上转动连接有第二深层过滤介质，壳体位于第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的外部分别设有第一连接扣和第二连接扣，壳体的外部设有若干固定盒，固定盒内设有若干缠绕线，缠绕线分别穿进第一连接扣和第二连接扣与第一深层过滤介质和第二深层过滤介质连接；

固液分离箱的内壁设有转动齿，壳体的内壁设有固定架，固定架上安装有转动电机，转动电机上同轴连接有与转动齿啮合的主动齿轮，电机上电连接有重量传感器和延时开关，端盖和壳体底部分别设有进料口和出料口。

2.根据权利要求1所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述固液分离箱与主杆的连接处设有第一转动轴承，所述第一转动轴承采用深沟球轴承，所述固液分离箱的两端均固接有摩擦块，所述摩擦块与壳体的内壁接触。

3.根据权利要求2所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述固液分离箱为空腔式结构，所述固液分离箱的内底部设有若干液体流出孔，所述液体流出孔上设有用于固液分离的滤纸。

4.根据权利要求1所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述第三弹簧杆与最终深层过滤介质的连接处设有第二转动轴承，所述最终深层过滤介质为板式结构，所述板式结构包括用于连接第三弹簧杆的安装板和用于安装第二转动轴承的安装孔和设置在安装板上的最终深层过滤介质，安装板的底部设有与出料口和最终深层过滤介质连通的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述最终深层过滤介质、第一深层过滤介质和第二深层过滤介质均包括纤维素、助滤剂、带电树脂和纸浆，所述最终深层过滤介质、第一深层过滤介质和第二深层过滤介质的所滤的孔径依次减小，最终深层过滤介质的孔径为目标孔径。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述分离过滤箱的底部设有移动结构，所述移动结构包括用于承接分离过滤箱的承接板、安装在承接板底部的移动轮和固接在承接板一侧的固定杆，所述固定杆远离分离过滤箱的一侧开有凹槽，所述凹槽内转动连接有扶手，所述出料口的出口端穿出承接板与承接板固接。

7.根据权利要求6所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述承接板的四周螺纹连接有若干螺纹杆，所述螺纹杆的上端均固接有旋钮，所述螺纹杆的下端均穿过承接板固接有固定板，所述固定板的直径大于螺纹杆的直径。

8.根据权利要求1所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述固定盒上设有放置棒，所述固定盒内设有若干缠绕轮，各自的缠绕线缠绕连接在各自的缠绕轮上，缠绕线的自由端先穿进放置棒再分别穿进第一连接扣和第二连接扣。

9.根据权利要求8所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述壳体的内壁设有与第一连接扣和第二连接扣连接的连接块，所述连接块的左端用于连接第一深层过滤介质和第二深层过滤介质，所述连接块的右端用于连接第一连接扣和第二连接扣。

10.根据权利要求1所述的一种生物制药用液体分离过滤装置，其特征在于，所述壳体位于最终深层过滤介质的下方的内壁均开有用于液体流入出料口的圆弧。