DD286113A5 - METHOD AND DEVICE FOR STERIL FILTRATION OF FERMENTATION DRAIN - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR STERIL FILTRATION OF FERMENTATION DRAIN Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sterilfiltration von Fermentationsabluft aus Fermentationen mit komplexen Medien im industriellen Maszstab. Das Verfahren ist dadurch charakterisiert, dasz die Abluftfiltersysteme, bestehend aus einem oder mehreren Grobabscheidern und Membranfiltern als Feinabscheidern im Sterilbereich durch Zufuehrung von geregelter Waermeenergie konditioniert werden, wobei die Eintrittstemperatur der Abluft am Filter hoeher oder mindestens gleich der Austrittstemperatur der Abluft am Fermenter ist, um eine Taupunktsunterschreitung im Abluftfiltersystem zu vermeiden. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dasz das Abluftrohr 2 mit einem Doppelmantel 3 oder mit einer Halbrohrschlange 3 a versehen ist.{Konditionierung; Abluft; Filter; Waermeuebertragung; Temperaturmessung; Eintrittstemperatur; Austrittstemperatur; Abluftrohr; Doppelmantel; Halbrohrschlange}The invention relates to a method and a device for sterile filtration of fermentation air from fermentations with complex media in the industrial Maszstab. The method is characterized in that the exhaust air filter systems consisting of one or more coarse separators and membrane filters are conditioned as Feinabscheidern in the sterile area by supplying controlled heat energy, wherein the inlet temperature of the exhaust air at the filter is higher or at least equal to the outlet temperature of the exhaust air to the fermenter to avoid a dew point in the exhaust air filter system. The device is characterized in that the exhaust pipe 2 is provided with a double jacket 3 or with a half-pipe coil 3 a. {Conditioning; exhaust; Filter; heat transfer; Temperature measurement; Inlet temperature; Outlet temperature; Exhaust pipe; Jacketed; Halfcoil}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Sterilfiltration von Fermentationsabluft aus Fermentationen mit komplexen Medien im industriellen Maßstab.The invention relates to the field of sterile filtration of fermentation exhaust air from fermentations with complex media on an industrial scale.
Die Erfindung ist vorzugsweise in den Zweigen t'er Chemischen Industrie einsetzbar, in denen Fermentationen mit komplexen Medien durchgeführt werden und die Sterilfiltration der Abluft notwendig ist. Die Erfindung ist ebenso anwendbar in allen weiteren Industriebereichen, in denen Abluft steril filtriert werden muß.The invention can preferably be used in the branches of the chemical industry in which fermentations are carried out with complex media and sterile filtration of the exhaust air is necessary. The invention is also applicable in all other industrial sectors in which exhaust air must be sterile filtered.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Zur Filtration von Fermentationsabluft ist eine Vielzahl von technischen Lösungen bekannt. Die Storilfiltration von Fermentationsabluft aus Fermentationen mit komplexen Medien erfolgt weitestgehend über Membranfilter. Zur Abtrennung von Flüssigkeitströpfchen und Feststoffanteilen aus der Abluft und zur Verbesserung des Abscheidegrades am Membranfilter sind diesem Filter Behä.tereinbauten, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten, vorgeschaltet (DD-WP 207338, DD-WP 233 078 Al).For the filtration of fermentation exhaust air, a variety of technical solutions is known. Storile filtration of fermentation exhaust air from fermentations with complex media takes place as far as possible via membrane filters. For the separation of liquid droplets and solids content from the exhaust air and to improve the degree of separation on the membrane filter Behä.tereinbauten that work according to different principles, upstream of this filter (DD-WP 207338, DD-WP 233 078 Al).
Ebenfalls bekannt sind Behältereinbauten zur Abscheidung von Flüssigkeitströpfchen, die m. Füllkörpern, Drahtgestricke oder ähnlichen versehen sind (DE-OS 2 215678). Der verbleibende Anteil der Flüssigkeitströpfchen nach dieser Vorabscheidung wird wieder angereichert durch entstehende Kondensation, bedingt durch die Abkühlung der Abluft. Dieser Wasseranteil in Form von Flüssigkeitströpfchen verblockt die hydrophobe Filtermembranoberfläche nach kurzor Zeit.Also known container installations for the separation of liquid droplets, the m. Packings, knitted or similar are provided (DE-OS 2 215 678). The remaining portion of the liquid droplets after this pre-separation is enriched again by condensation, caused by the cooling of the exhaust air. This proportion of water in the form of liquid droplets blocks the hydrophobic filter membrane surface shortly after.
Die Abluft muß danach über einen Bypass bis zur Beendigung der Fermentation an Filtern vorbeigeführt werden. Dies führt zu Unsterilitfiten durch Rückkontarnination und Nichtfiltration der Abluft. Nach Trocknung der Membranfilterelemente sind diese wieder durchlässig.The exhaust air must then be passed by a bypass until the end of the fermentation on filters. This leads to Unsterilitfiten by Rückkontarnination and non-filtration of the exhaust air. After drying the membrane filter elements, they are again permeable.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat das Ziel, die Nachteile bekannter Filtrationssysteme bei Membranfiltrationen zu beseitigen, die Standzeiten der Filtersysteme deutlich zu erhöhen und damit Rückkontaminationen bei Sterilprozessen zu vermeiden, den Wartungs- und Instandhaltungsaufwand zu verringern und damit die Wirtschaftlichkeit dor Gesamtanlage zu erhöhen.The invention has the aim to eliminate the disadvantages of known filtration systems in membrane filtration, to significantly increase the service life of the filter systems and thus to avoid recontamination in sterile processes to reduce maintenance and upkeep and thus increase the efficiency dor overall system.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Es ist die Aufgabe zu lösen, ein einfaches Verfahren zur Abluftfiltration aus Fermentationen mti komplexen Medien zu entwickeln, daß bei hoher Variabilität des Abluftstromes bezüglich Durchsatz, Taupunkt und Temperaturbelastung über einen möglichst langen Zeitraum, aber mindestens einen Fermentationszyklus, eine sterile Abluft garantiert sowie bei sterilen Fermentationsprozessen eine Rückkontamination vermieden wird.It is the task to solve, a simple process for exhaust filtration from fermentations mti with complex media to develop that at high variability of the exhaust air flow with respect to throughput, dew point and temperature load over the longest possible period, but at least one fermentation cycle, a sterile exhaust guaranteed and sterile Fermentation processes a return contamination is avoided.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Abluftfiltersysteme bestehend aus einem oder mehreren Grobabscheidern (beispielsweise Demistoren oder Vorfiltern) und Membranfiltern als Feinabscheidern im Sterilbereich durch Zuführung von geregelter Wärmeenergie konditioniert werden, wobei die Eintrittstemperatur der Abluft am Filter höh ar oder mindestens qleich df 4ustrittstemperatur der Abluft am Fermenter sein muß, um eine Taupunktunterschreitung im Abluftfiltersystem zu .jrmeiden.The object is achieved in that exhaust air filter systems consisting of one or more coarse separators (for example, demisters or prefilters) and membrane filters are conditioned as fine separators in the sterile area by supplying controlled heat energy, the inlet temperature of the exhaust air at the filter height ar or at least qleich df 4ustrittemperatur Exhaust air must be at the fermenter to .jrmeiden a dew point below in the exhaust air filtration system.
Die Konditionierung des zu reinigenden Gases erfolgt dabei durch eine Wärmeübertragung auf die Abluftleitung in Strömungerichtung vor dem Filter und/oder auf das Filtergehäuse. Erfindungsgemäß erfolgt die Zuführung der Wärmeenergie über eine Regelung in Abhängigkeit der durchgesetzten Abluftmenge, der Luftgeschwindigkeit und dem Temperaturgradienten. Vorzugsweise benutzt man zur Wärmeenergiezuführung anfallende Wärmeenergie, die aus dem Kondensat der Sterilabschlüsse rückgewonnen wird.The conditioning of the gas to be cleaned takes place by a heat transfer to the exhaust air line in the flow direction in front of the filter and / or on the filter housing. According to the invention, the supply of heat energy via a control in dependence on the enforced exhaust air quantity, the air velocity and the temperature gradient. Preferably used for thermal energy supply resulting heat energy, which is recovered from the condensate of Sterilabschlüsse.
Die Voi. lchtung gemäß den Figuren 1 und 2 ist dadurch charakterisiert, daß das Abluftrohr 2 mit einem Doppelmante'. 3 oder einer Halbrohrschlange 3a versehen ist, die in mehrere Segmente unterteilt ist. Dabei können die einzelnen Segmente je nach Erfordernis des Wärmeüberganges zugeschaltet werden.The Voi. Lung according to Figures 1 and 2 is characterized in that the exhaust pipe 2 'with a Doppelmante'. 3 or a half pipe coil 3a, which is divided into several segments. The individual segments can be switched on depending on the requirement of heat transfer.
In Funktion durchströmt die Abluft aus dem Fermenter 1 bei der Fermentation von z. B. Penicillin das Abluftrohr 2 und tritt in den Abluftfilter 4 ein. Über den Temperaturregler 5 wird die Temperatur der Abluft bei Eintritt in den Abluftfilter gemessen, und über das Regelventil 6 erfolgt die Wärmeenergiezufuhr in den Doppelmantel 3 nach Fig. 1 bzw. die Halbrohrschlange 3 a nach Fig. 2. Bei einer Temperbtiirdifferenz der Abluft zwischen 1 und 10°C über der Austrittstemperatur aus den Fermenter wird über den Temperaturregler 5 das Regelventil 6 geschlossen und die Wärmeenergiezufuhr in den Doppelmantel 3 unterbrochen. Nach Absinken der Ablufttemperatur auf Temperaturgleichstand zwischen Fermenterausgang und Filtereintritt wird das Regelventil 6 über den Temperaturregler 5 angesteuert und geöffnet. Es erfolgt wiederum eine Wärmeenergiezufuhr in den Doppelmantel 3 bis zur Erreichung der eingestellten oberen Temperaturgrenze der Abluft bei Eintritt in den Abluftfilter 4. Diese Regelung dient der Verbesserung der Rnergleökonomie. Es kann auch eine stetige Energiezufuhr erfolgen.In function flows through the exhaust air from the fermenter 1 in the fermentation of z. B. penicillin the exhaust pipe 2 and enters the exhaust filter 4 a. About the temperature controller 5, the temperature of the exhaust air is measured upon entry into the exhaust filter, and via the control valve 6, the heat energy supply takes place in the double jacket 3 of FIG. 1 and the half-pipe coil 3 a of FIG. 2. At a Temperbtiirdifferenz the exhaust between 1 and 10 ° C above the outlet temperature from the fermenter is closed by the temperature controller 5, the control valve 6 and the heat energy supply into the double jacket 3 is interrupted. After dropping the exhaust air temperature to temperature equality between fermenter outlet and filter inlet, the control valve 6 is controlled and opened via the temperature controller 5. Again, there is a supply of heat energy in the double jacket 3 until the set upper temperature limit of the exhaust air when entering the exhaust filter 4. This regulation serves to improve the Rnergleökonomie. It can also be a steady supply of energy.
Dieses System der Konditionierung der zu reinigenden Abluft ist für alle Systeme der Fermentation mit komplexen Medien anwendbar.This system of conditioning the exhaust air to be cleaned is applicable to all complex media fermentation systems.
Bei der Fermentation von Penicillin durchströmt die Abluft aus dem Fermenter 1 das Abluftrohr 2 und tritt in den Abluftfilter 4 ein. Über den Temperaturregler 6 wird die Temperatur der Abluft bei Eintritt in den Abluftfilter gemessen und über das Regelventil β erfolgt dio Wärmeenergiezufuhr in den Doppelmantel 3 nach Fig. 1. Bei einer Temperaturdifferenz der Abluft zwischen 1 und 1O0C über der Austrittstemperatur aus don Fermenter wird über den Temperaturregler 5 das Regelventil 6 geschlossen und die Wärmeenergiezufuhr in den Doppelmantel 3 unterbrochen. Nach Absinken der Ablufttemperatur auf Temperaturgleichstand zwischen Fermenterausgang und Filtereintritt wird dps Regelventil 6 über den Temperaturregler 5 angesteuert und geöffnet. Es erfolgt wiederum eine Wärmeenergiezufuhr in den Doppelmantel 3 bis zur Erreichung der eingestellten oberen Temperaturgrenze der Abluft bei Eintritt in den Abluftfilter 4. Diese Regelung dient der Verbesserung der Energieökonomie. Es kann auch eine stetige Energiezufuhr erfolgen.In the fermentation of penicillin, the exhaust air from the fermenter 1 flows through the exhaust pipe 2 and enters the exhaust filter 4. About the temperature controller 6, the temperature of the exhaust air is measured when entering the exhaust filter and via the control valve β is dio heat energy supply in the double jacket 3 of FIG. 1. At a temperature difference of the exhaust air between 1 and 1O 0 C above the outlet temperature from don fermenter closed via the temperature controller 5, the control valve 6 and the heat energy supply in the double jacket 3 interrupted. After dropping the exhaust air temperature to temperature equality between fermenter outlet and filter inlet dps control valve 6 is controlled via the temperature controller 5 and opened. Again, there is a supply of heat energy in the double jacket 3 until the set upper temperature limit of the exhaust air when entering the exhaust filter 4. This regulation serves to improve the energy economy. It can also be a steady supply of energy.
Dieses System der Konditionierung der zu reinigenden Abluft ist für alle Systeme der Fermentation mit komplexen Medien anwendbar.This system of conditioning the exhaust air to be cleaned is applicable to all complex media fermentation systems.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD33084289A DD286113A5 (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | METHOD AND DEVICE FOR STERIL FILTRATION OF FERMENTATION DRAIN |
Applications Claiming Priority (1)
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DD33084289A DD286113A5 (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | METHOD AND DEVICE FOR STERIL FILTRATION OF FERMENTATION DRAIN |
Publications (1)
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DD286113A5 true DD286113A5 (en) | 1991-01-17 |
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ID=5610894
Family Applications (1)
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Cited By (1)
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DE102012017972A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-13 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | combifilter |
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1989
- 1989-07-17 DD DD33084289A patent/DD286113A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102012017972A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-13 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | combifilter |
DE102012017972B4 (en) * | 2012-09-12 | 2017-06-22 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | combifilter |
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