DE1020000B - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer Loesung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei Fraktionen durch Ultrafiltration - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer Loesung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei Fraktionen durch UltrafiltrationInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Trennung einer Lösung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei Fraktionen
durch Ultrafiltration unter erhöhtem Druck mittels einer semipermeabelen Membran. Echte Lösungen, die
stark ionisierte Moleküle und nahezu nicht ionisierte, kolloidal gelöste Moleküle enthalten, sind zur Behandlung
gemäß der Erfindung besonders geeignet.
Es ist bekannt, daß man mit einer semipermeabelen Membran die Trennung einer Lösung in zwei Fraktionen
verschiedener molekularer Zusammensetzung erzielen kann. Dabei bedient man sich einer horizontal
angeordneten ebenen Filterplatte, die eine große Zahl von Öffnungen für das Durchlassen des Filtrats besitzt
und die aus Metallgaze oder einer perforierten Metallplatte besteht, auf der die semipermeabele Membran,
gewöhnlich eine dünne Zellstoffolie, z. B. mit einer Stärke von 0,04 mm, angeordnet ist.
Auf diese Weise kann man zwei oder mehrere Fraktionen
gewinnen, welche ungleiche Konzentration und/ oder Zusammensetzung haben.
Dieses bekannte Verfahren arbeitet aber sehr langsam und ist zu technischer Anwendung weniger geeignet.
Die Anwendungsmöglichkeiten sind außerdem sehr beschränkt.
Man hat auch zur Verbesserung der Filtrationsgeschwindigkeit eine Erhöhung der Temperatur und/
oder des Druckes vorgenommen. Aber die erste genannte Maßnahme führte nur zu einer geringen Verbesserung,
und die Erhöhung des Druckes bis zu einigen Atmosphären hat ebensowenig eine befriedigende
Beschleunigung herbeiführen können. Weiteren Druckerhöhungen wurden durch die Filterplatten
eine Grenze gesetzt. Die bekannten Filterplatten mit einer genügend großen Oberfläche der öffnungen je
Oberflächeneinheit der Filterplatte übten einen zerstörenden Einfluß auf die Membran bei einem höher
als einigen Atmosphären liegenden Druck aus, selbst wenn die Platte diesen Druck aushalten kann. Wenn
sehr kleine Öffnungen in der Filterplattenoberfläche vorgesehen werden, so bietet eine solche Stützplatte
praktisch keine Möglichkeit zum Durchlassen des Filtrats.
Auch wurde bei den bekannten Verfahren unzureichend
oder gar nicht gerührt, so daß bei einer Druckerhöhung schon bald unerwünschte Erscheinungen
auftraten, wie Ablagerungen von Verbindungen auf der Membran, Absorption von Verbindungen
durch die Membran und Durchgang von zurückzuhaltenden Verbindungen durch die Membran.
Gemäß der Erfindung wird die Trennung einer Lösung in zwei Fraktionen verschiedener molekularer
Zusammensetzung in der Weise durchgeführt, daß die zu trennende Lösung in ununterbrochenem
Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer Lösung verschiedener molekularer
Zusammensetzung in zwei Fraktionen
durch Ultrafiltration
Anmelder:
Carel Jan van Oss,
Amsterdam (Niederlande)
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17
Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 3. März 1952
Carel Jan van Oss, Amsterdam (Niederlande), ist als Erfinder genannt worden
Strom mit einer Geschwindigkeit "an der semipermeabelen
Membran entlang gedrückt wird, bei der sie in unmittelbarer Nähe der Membran in einer andauernden
turbulenten Bewegung gehalten wird.
Im Vergleich zu den bekannten Verfahren kann nach der Erfindung erheblich schneller gearbeitet werden,
und auch die Trennungsschärfe wird verbessert, während die Trennungsgrenze sich in der Art verschiebt,
daß kleinere Moleküle zurückgehalten werden. Auch ermöglicht das neue Verfahren die Aus ·
führung von Trennungen, die bisher nicht durchgeführt werden konnten.
Für die technische Anwendung der bekannten Verfahren wird eine sehr schwere Apparatur benötigt,
und infolge der hohen Drücke besteht immer die Gefahr, daß die semipermeabele Membran reißt. Ein
Zerreißen ist nur schwer festzustellen, wodurch nicht filtrierte Flüssigkeit in das Filtrat gelangt; außerdem
ist die Auswechslung der Membran zeitraubend und schwierig. Auch diese Nachteile werden mit der Erfindung
behoben.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch perforierte Rohre, an deren Innenseite
eine rohrförmige semipermeabele Membran angeordnet ist für das Durchführen der zu trennenden
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Lösung in einem ununterbrochenen Strom, die mit Das Gewebe soll eine Dichte von etwa 25 bis
einem Zufuhrsystem und einem Abflußsystem ver- 200 Maschen besitzen, und die Fasern sollen einen
bunden und in mindestens einer Reihe angeordnet Durchmesser von etwa 0,05 bis 0,5 mm haben,
sind, wobei jedes System aus einer Hauptleitung, zwei Im allgemeinen sind Fasern z. B. aus einem Misch-
sind, wobei jedes System aus einer Hauptleitung, zwei Im allgemeinen sind Fasern z. B. aus einem Misch-
mit der Hauptleitung verbundenen sekundären Lei- 5 polymeren von Polyvinylidenchlorid und Polyvinyltungen
und so vielen tertiären Leitungen zwischen den chlorid sehr gut brauchbar. Wenn das Gewebe aber'in
sekundären Leitungen besteht, wie Rohrleitungen einer Anlage angewendet wird, die bei einer 100° C
vorgesehen sind, und daß jede tertiäre Leitung mit den wesentlich überschreitenden Temperatur z.B. sterili-Rohren
einer Reihe an einem Ende verbunden ist und siert werden soll, ist das kostspieligere Polyamid zu
zwischen je zwei Verbindungen und an ihren beiden io bevorzugen, weil dieser Stoff erst bei etwa 250° C
Enden mit Ventilen versehen ist, sowie durch eine in erweicht, während der zuerst erwähnte schon bei etwa
der Hauptzufuhrleitung angeordnete Pumpe und 100° C weich wird. Außerdem verträgt Polyamid
durch ein in der Hauptabflußleitung angeordnetes hohe Drücke besser.
Regelventil. Ein feines Gewebe aus Nickel oder rostfreiem Eisen
Die Anwendung von Rohren für die unter erhöhtem 15 isst auch gut geeignet, aber es ist schwierig, daraus
Druck arbeitende Vorrichtung nach der Erfindung ein nahtloses Rohr herzusteilen.
bietet den Vorteil, daß man hohe Drücke mit gewöhn- Bei den vorgesehenen hohen Drücken von z. B. 10 atü
liehen, im Handel befindlichen Materialien erreichen und mehr wird die semipermeabele Membran, z. B.
kann. Außerdem ist der Materialverbrauch in An- eine Zellstoffolie mit einer Stärke von etwa 0,03 mm,
betracht der großen relativen Stärke eines Rohres 20 stark gegen das Gewebe gepreßt, dessen Profil es
gegen innere Drücke gering. Auch kann die Vorrich- annimmt.
tung in so viele Einheiten aufgeteilt werden, wie Wird ein Stützgewebe mit einer geringeren Dichte,
Rohre anwesend sind. Das erleichtert die Aus- z. B. von etwa 25 Maschen, vorgesehen, dann wird
wechslung sehr, wie später noch ausgeführt wird. vorzugsweise eine Schicht aus Polyamidgaze mit einer
Durch die Anwendung von Rohren wird beim Durch- 25 Dichte von etwa 125 Maschen und einer Dicke von
fließen der Flüssigkeit mit einer bestimmten Ge- etwa 0,07 mm zwischen dem ersten Gewebe und der
sohwindigkeit, die von den Abmessungen des Rohres, semipermeabelen Membran angeordnet, um zu vervon
der Rauheit seiner Oberfläche und von den physi- meiden, daß die Membran zu tief in die Poren des
kaiischen Eigenschaften der Flüssigkeit abhängt, eine ersten Gewebes gedrückt wird, wodurch die Membran
turbulente Strömung erreicht, die eine gute Homo- 30 zerreißen könnte.
genität der Flüssigkeit während des Filtriervorganges Die Polyamidschicht braucht nicht nahtlos zu sein,
gewährleistet. Die Homogenität, dieTrennungsschärfe Eine solche Gaze ist so dünn, daß sie ebenso stark
und die Verschiebung der Trennungsgrenze in der gegen das Gewebe mit rauher Oberfläche gepreßt
Richtung, daß kleinere Moleküle zurückgehalten wer- wird, aber es ermöglicht die Anwendung von sehr viel
den, gelingt, ohne daß zusätzliche Rührgeräte od. dgl. 35 höheren Drücken.
notwendig sind. Die an diesem rauhen Profil entlang strömende
Flüssigkeit wird bei wesentlich geringerer Geschwindigkeit im Vergleich mit einer glatten Wandung in
Turbulenz versetzt. Dabei ist es ein besonderer Vor-40 teil, daß die Oberfläche der Membran vergrößert ist.
Da die Turbulenz bei einer wesentlich niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird, kann die
Strömung mehr in der Mitte des Rohres latninar bleiben, was den Strömungswiderstand stark verringert
dung wird als Stützschicht vorzugsweise ein Gewebe 45 und eine schwächere Pumpenleistung ermöglicht,
mit rauher Oberfläche, wie z. B. baumwollener Docht, Die Erfindung ist in der Zeichnung an beispiels
mit rauher Oberfläche, wie z. B. baumwollener Docht, Die Erfindung ist in der Zeichnung an beispiels
verwendet.
Bei längerer Filtration ergeben sich bei Anwendung eines Gewebes aus gezwirnten Fäden oder gezwirnten,
kontinuierlich gesponnenen Fasern verschiedene Nach- 50
teile. Diese Gewebe verlieren ihre Porosität, weil durch den Druck die Größe der Poren verringert wird.
Außerdem stellen sich z. B. bei Baumwolle Fäulniserscheinungen ein, weil sie einen Nährboden für Bakterien
bildet und weil die Fäden oder gezwirnten 55 Fasern eine große Menge der filtrierten Flüssigkeit,
die einen Nährboden bilden kann, absorbieren und lange festhalten.
Diese Nachteile können durch Anwendung eines
nahtlosen rohrförmigen Gewebes aus synthetischen 60
Einzelfasern oder Metallfaden beseitigt werden. Eine
Naht ist deshalb möglichst zu vermeiden, weil sie Anlaß zu Lecken schon bei geringem Überdruck bietet.
Selbst wenn ein solches Gewebe ein wenig zusammengedrückt wird, behält es genügend Porosität und ab- 65 (Fig. 4), das durch Überwurfmuttern 6 mit Ventilen 7 sorbiert die passierende Flüssigkeit kaum, während verbunden ist. Diese sind mit Bolzen 8 an Stützen 9 das Gewebe selbst nicht von Bakterien angegriffen (nicht dargestellt in Fig. Ij befestigt. Das andere Ende wird. Ein seiches Gewebe ist zwar teuer, hält sich aber der Bogenstücke 3 ist mit einer Überwurfmutter 10 länger und bietet eine gute rauhe Oberfläche für die an das Rohr 2 angeschlossen, so daß die Rohre 2 an semipermeabede Membran. 70 den Stützen 9 befestigt sind.
nahtlosen rohrförmigen Gewebes aus synthetischen 60
Einzelfasern oder Metallfaden beseitigt werden. Eine
Naht ist deshalb möglichst zu vermeiden, weil sie Anlaß zu Lecken schon bei geringem Überdruck bietet.
Selbst wenn ein solches Gewebe ein wenig zusammengedrückt wird, behält es genügend Porosität und ab- 65 (Fig. 4), das durch Überwurfmuttern 6 mit Ventilen 7 sorbiert die passierende Flüssigkeit kaum, während verbunden ist. Diese sind mit Bolzen 8 an Stützen 9 das Gewebe selbst nicht von Bakterien angegriffen (nicht dargestellt in Fig. Ij befestigt. Das andere Ende wird. Ein seiches Gewebe ist zwar teuer, hält sich aber der Bogenstücke 3 ist mit einer Überwurfmutter 10 länger und bietet eine gute rauhe Oberfläche für die an das Rohr 2 angeschlossen, so daß die Rohre 2 an semipermeabede Membran. 70 den Stützen 9 befestigt sind.
Zur Verringerung der Abhängigkeit der Turbulenz von der Strömungsgeschwindigkeit ist es von Vorteil,
die semipermeabele Membran wenigstens im Längsschnitt mit einem rauhen Profil auszubilden.
Es ist bekannt, eine semipermeabele Membran mit einer mehr oder weniger allseitig porösen Schicht abzusrtützen,
die z. B. aus Schwammgummi, Filz oder einem anderen Gewebe bestehen kann. Bei der EHinweisen Ausführungsformen schematisch dargestellt:
Fig. 1 ist das Schema eines Strömungskreises der Vorrichtung im Längsschnitt;
Fig. 2 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1;
Fig. 2 a stellt ein Gewebe mit rauher Oberfläche dar, das eine Dichte von etwa 30 Fäden pro cm besitzt
;
Fig. 3 ist ein Einzelteil und zeigt den Rohranschluß der Fig. 1 und 2, zum Teil im Schnitt, zum Teil in
Ansicht;
Fig. 4 ist die Ansicht des Rohranschlusses in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 3.
In den Fig. 1 und 2 sind Rohre 2 in einem Behälter 1 mit Bogenstücken 3 verbunden. Für lange
Rohre kann noch eine Unterstützung 5 zur Vermeidung einer Durchbiegung vorgesehen sein. Die Bogenstücke
3 besitzen an dem einen Ende ein T-Stück 4
Gemäß Fig. 3 befindet sich innerhalb des mit Löchern 11 versehenen Rohres 2 eine rohrförmige
Schicht 12 mit rauher Innenoberfläche, auf welcher eine rohrförmige semipermeabele Membran 13 anliegt,
die um die Enden des Rohres 2 über den Rand herum nach außen umgestülpt ist. Eine Haltemanschette 14
aus elastischem oder plastischem Werkstoff, wie Gummi, steckt zum Teil in dem Membranrohr 13 und
ist über die Außenseite der Rohrmündung gestülpt.
gewinde 16, auf welches eine Überwurfmutter 10 geschraubt
wird, so daß die Rohrmündung und das Bogenstück 3 dichtend verbunden sind. Die Manschetten
und die Membran werden von der Überwurf-
die Membran, bleibt dabei im Rohr zurück. Die Auswechslung
einer Membran benötigt so nur wenige Minuten.
Sobald genügend Flüssigkeit verarbeitet ist, kann die in den Rohren zurückgebliebene Flüssigkeit entfernt
werden, durch Ersetzen der Zufuhr von Flüssigkeit 19 mit Hilfe des Dreiwegehahns 21 durch Zufuhr
einer Spülflüssigkeit 35, wie Wasser, aus einem Be-
Zugleich ermöglicht es einen automatischen Abfluß der nicht durch die Membran gelaufenen Flüssigkeit bei
der Leerung des Rohrsystems. Weiter erleichtert die geneigte Stellung der Rohre das Hindurchführen eines
5 Schleppkügelchens mit einer daran, befestigten Zugschnur,
um etwa eine neue Zwischenschicht oder eine neue Membran einzubringen.
Da das Filtrat bei Atmosphärendruck in dem Behälter 1 aufgefangen wird, von dem aus es an der
Eine zweite Manschette 17 kann zur Vermeidung einer io Unterseite über eine Leitung 33 abgeführt wird, kann
Beschädigung der Membran am Rohrrand vorgesehen der Behälter 1 ganz oder teilweise aus durchsichtigem
sein. Sie erstreckt sich in das Ende des Rohres 2 an Material hergestellt werden, um leicht feststellen zu
der Innenseite des Membranrohres 13 und ist eben- können, ob und wo ein Leck in der Membran entfalls
über das Ende des Rohres 2 gestülpt. Auf dem standen ist. In diesem Fall wird ein kleiner Flüssig-Rohr
2 ist ein Bund 15 angeordnet mit Schrauben- 15 keitsstrahl aus einem Loch oder mehreren Löchern 11
spritzen. Man schließt dann die Ventile 7 an der Zufuhr- und Abflußseite des betreffenden Rohres, löst
darauf die Überwurfmuttern 10 und lockert die Überwurfmuttern 6, so daß die Bogenstücke 3 nach oben
mutter 10 eingeschlossen. Statt der beschriebenen Ver- 20 weggedreht werden können, wodurch die Rohrmünbindung
können auch andere vorgesehen sein. So kann düngen frei werden. Nachdem die umgestülpten Teile
man z. B. die Membran mit Hilfe eines konischen der Membran 13 und der Manschetten 14 und 17 zu-Rohrstückchens
mittels Überwurfmutter 10 an die rückgeschlagen sind, kann die Membran aus dem Rohr
Innenseite des Rohres 2 andrücken. gezogen werden. Die Zwischenschicht 12, die sich bei
Die Löcher 11 im Rohr 2 besitzen, wenigstens wenn 25 der Ultrafiltration schon bald fest gegen die Rohreine
allseitig poröse Stützschicht angewendet wird, wandung angelegt hat und gewöhnlich länger hält als
einen Durchmesser von etwa 1 mm und einen Abstand
von etwa 1 bis 10 cm.
von etwa 1 bis 10 cm.
In einem Behälter 18 (Fig. 1) ist die zu verarbeitende Flüssigkeit 19, die über eine Leitung 20 mit 30
Dreiwegehahn 21 von einer Pumpe 22 gefördert wird und über eine Leitung 23 mit Dreiwegehahn 24 in das
Röhrensystem gedrückt wird. Eine Leitung 25 mit Manometer 26 und Volumeter 27 leitet die Flüssigkeit
zu der mit einem Regelventil 29 versehenen Leitung28 35 halter 36. Weil die Pumpe 22 diese Spülflüssigkeit
und von da zurück in die Leitung 20. Ein Regelventil durch die Anlage fördert, kann man Spülflüssigkeit
31 in einer Kurzschlußleitung 30 ermöglicht es, die mit Hilfe des Dreiwegehahns 24 durch eine Leitung
Flüssigkeit außerhalb des Röhrensystems von der Lei- 37 abfließen lassen. Selbstverständlich soll dabei auch
tung 23 zu der Leitung 28 zu führen. Durch Ein- die durch die Membran 13, die Zwischenschicht 12,
stellung der Regelventile 29 und 31 kann der Druck 40 die Löcher 11, den Behälter 1 und die Leitung 33
und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit unabhängig fließende Spülflüssigkeit abgeführt werden. Erfordervoneinander
geregelt werden, weil das Drosseln mit lichienfalls kann darauf die ganze Anlage mittels
dem Regelventil 31 sowohl den Druck als auch die Dampf, heißer Luft od. dgl. z. B. sterilisiert werden.
Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Anlage stei- Um eine Austrocknung der Membran zu verhindern,
gert, während ein Drosseln des Regelventils 29 eine 45 was ein längeres Aufweichen mit Lösungsmittel vor
Drucksteigerung unter Herabsetzung der Geschwin- Inbetriebnahme erforderlich machen würde, empfiehlt
diigkeit bewirkt. Auf diese Weise kann man den Druck es sich, die Rohre bei Außerbetriebsetzung der Anlage
und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit mittels einer mit Lösungsmittel gefüllt zu lassen, indem als letzte
gemeinsamen Pumpe erzeugen und beeinflussen. Maßnahme das Lösungsmittel hindurchgepumpt wird,
Die Kurzschlußleitung 30 kann auch über der 50 um alle Ventile 7 zu schließen, ehe die Pumpe abge-Pumpe
vorgesehen werden. stellt wird. Der Druck in den Rohren drückt dann nur
Die Zufuhr der Flüssigkeit zu den Rohren erfolgt so· viel Lösungsmittel aus den Löchern heraus, bis
durch Steigrohre 32, welche durch horizontale Lei- ungefähr Atmosphärendruck erreicht ist.
tungen 34 verbunden sind. In diesen sind die zu den Bei der fraktionierten molekularen Ultrafiltration
Zufuhrmündungen der Rohre gehörenden Ventile 7 und 55 hält die Membran im allgemeinen die bezüglich des
T-Stücke 4 abwechselnd angeordnet. Auf entsprechende Lösungsmittels (wie Wasser) viel größeren Moleküle
Weise sind die zu den Abfluß mündungen der Rohre zurück, wie Proteine und Proteide (einschließlich
gehörenden Ventile 7 und T-Stücke 4 abwechselnd ver- Hormone, Fermente, Vira), Pektine, verzweigte
einigt zu einer zweiten Gruppe von horizontalen Lei- Polysaccharide (wie Amylopektin), Alginate, Salze
tungen, die zwischen zwei zu der Abflußleitung 25 60 mit polyvalenten Ionen. Es gibt Membranen, die, mit
führenden Zweigleitung 32 angeordnet sind. Folglich Ausnahme der Lösungsmittel und Salze mit mono·
kann das betreffende Rohr zum Auseinandernehmen valenten Ionen, praktisch alles zurückhalten, z. B.
z. B. für die Auswechslung der Membran durch Zellstoffolie, die mit Cupriferrocyanid durchsetzt ist.
Schließen der zwei zu einem Rohr gehörenden Ven- Abhängig von der Natur der Membran und von dem
tile 7 an Vorder- und Rückseite ausgeschaltet werden, 65 Druck, der Temperatur, der Konzentration und dem
ohne daß inzwischen die anderen Rohre außer Betrieb pH-Wert werden Moleküle mit einer Größe, die zwigesetzt
zu werden brauchen. sehen der des Lösungsmittels und der der oben-
Die Rohre 2 sind vorzugsweise geneigt oder sogar genannten Stoffe liegt, zurückgehalten oder durchvertikal
angeordnet. Dies erleichtert die Entlüftung gelassen. Je nachdem der Druck steigt, steigt die Gean
der Oberseite beim Anfang einer Ultrafiltration. 70 schwindigkeit und die Schärfe der Trennung, während
die Trennungsgrenze sich in der Art verschiebt, daß kleinere Moleküle zurückgehalten werden. Von einer
gewöhnlichen Membran aus Zellstoffolie werden im allgemeinen auch Saccharide, Antibiotika (wie Mycine)
und andere Moleküle dieser Größenordnung (wie Hyrudin, Heparin, Salvarsan und eine große Zahl
anderer Pharmazeutica) durchgelassen, das Lösungsmittel nicht mitgerechnet. Im allgemeinen werden
Salze zurückgehalten, wenn sie sehr verdünnt sind, während die mehr konzentrierten Salzlösungen durch
eine Membran aus Zellstoffolie hindurchgehen. Aminosäuren, Polypeptide und lineare Polysaccharide (wie
Dextrine und Amylose) werden bei niedrigem pH-Wert
durch eine Zellstoffmembran durchgelassen, aber viel weniger bei hohem pH-Wert. Wahrscheinlich hängt
dies mit der Änderung der elektrischen Ladung der Membran zusammen. Moleküle, die zu klein sind, um
von einer bestimmten Membran unter den gewünschten Verhältnissen zurückgehalten zu werden (z. B.
Antibiotika), können durch die Bildung einer Verbindung mit einem Hilfsstoff mit langer Kette vergrößert
werden. Später kann das ursprüngliche Molekül aus der Verbindung regeneriert und durch Ausfällen,
Ionenaustausch od. dgl. von dem Hilfsstoff befreit werden.
Von der Anwendung der fraktionierten molekularen Ultrafiltration in technischem Umfang, welche bis
jetzt kaum auf andere Weise ohne Abbau des gewünschten Produktes durchführbar war, werden
genannt: Konzentrierung und nötigenfalls Reinigung von Sera, Vaccinen, Hormonlösungen (z. B. Entfernung
von Abbauprodukten aus Insulin), Fermentextraktion, Trennung von Sacchariden und Dextrinen
aus Stärkehydrolysaten; Entfernung von störenden großen Molekülen aus Antibiotika (Sterilisation),
Fruchtsäfte und Bieren (Sterilisation und dauerhafte Klärung; sogar die Fermente werden entfernt, so daß
keine Möglichkeit erneuter Trübung nach längerer Lagerung besteht), Pharmazeutica (Entfernung von
Schocker regenden Stoffen aus Hyrudin, Heparin, SaI-varsan
u. a.); Entfernung von Amylopektin aus Stärke zur Isolierung von Amylose.
Von der Anwendung der Trennung einer Lösung in zwei Fraktionen verschiedener molekularer Zusammensetzung
in technischem Umfange, welche billiger und/oder einfacher als die bisher verwendeten Verfahren
sind, seien genannt: Sterilisierung von Wasser; Entfernung von Proteinen aus Eiweißhydrolysaten;
Gewinnung von gonadotropem Hormon aus Urin oder aus Blutserum von Schwangeren; Reinigung (Entfernung
von Proteinen und Pektinen), Klärung und Entfärbung von Zuckerrohsaft; Entfernung von Albumin
aus Molken zur Erzeugung von reiner Milchzuckerlösung
und einer entsalzten, konzentrierten Lösung von nichtdenaturiertem Albumin; Sterilisierung
und Reinigung von Milchproteolysaten für Bluttransfusion; Reinigung und Konzentrierung von Blutserum.
Claims (15)
1. Verfahren zur Trennung einer Lösung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei
Fraktionen durch Ultrafiltration und erhöhtem Druck mittels semipermeabeler Membran, dadurch
gekennzeichnet, daß die zu trennende Lösung in einem ununterbrochenen Strom mit einer Geschwindigkeit
an der semipermeabel;n Membran entlang gedrückt wird, bei der sie in unmittelbarer
Nähe der Membran in einer andauernden turbulenten Bewegung gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsnüssigkeit durch eine
semipermeabele Membran geleitet wird, die wenigstens im Längsschnitt ein rauhes Profil besitzt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch perforierte
Rohre (2), an deren Innenseite eine rohrförmige semipermeabele Membran (13) angeordnet
ist für das Durchführen der zu trennenden Lösung in einem ununterbrochenen Strom, die mit einem
Zufuhrsystem (2O3 23) und einem Abflußsystem (25, 28) verbunden und in mindestens einer Reihe
angeordnet sind, wobei jedes System aus einer Hauptleitung, zwei mit der Hauptleitung verbundenen
sekundären Leitungen (32) und so vielen tertiären Leitungen (34) zwischen den sekundären
Leitungen besteht, wie Rohrleitungen vorgesehen sind, und daß jede tertiäre Leitung mit den Rohren
einer Reihe an einem Ende verbunden ist und zwischen je zwei Verbindungen und an ihren beiden
Enden mit Ventilen versehen ist, sowie durch eine in der Hauptzufuhrleitung (20, 23) angeordnete Pumpe (22) und durch ein in der Hauptabflußleitung
angeordnetes Regelventil (29).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußleitung (28) mit der
Zufuhrleitung (20) vor der Pumpe verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußleitung (28) an
einer Stelle vor dem Regelventil (29) mit der Zufuhrleitung (23) hinter der Pumpe (22) verbunden
ist und daß die Verbindung mit einem Regelventil (31) versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige
semipermeabele Membran (13) um die Enden des Rohres (2) herum umgestülpt ist xmd an die Rohrenden
und das Ende der Zufuhrleitung bzw. der Abflußleitung angedrückt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß elastische oder plastische
Manschetten (14) in den Enden der semipermeabelen Membran (13) und/oder zum Teil zwischen
den Enden des Rohres (2) und der semipermeabelen Membran angeordnet und um die Enden des
Rohres herum umgestülpt sind.
S. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige semipermeabele
Membran (13) aus den Rohrenden hervortritt und durch konische Endstücke der Zufuhrbzw.
Abflußleitung an die Innenwandung des Rohres herangedrückt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß elastische oder plastische
Manschetten (17) zum Teil zwischen den Enden des Rohres und der semipermeabelen Membran
und/oder in den Enden der semipermeabelen Membran angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre geneigt angeordnet
sind.
1.1. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre vertikal angeordnet
sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der semipermeabelen Membran (13") und der Innenseite des Rohres (2) eine poröse
Schicht (12) mit einem wenigstens im Längsschnitt rauhen Profil angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) mit rauhem
Profil aus einem nahtlosen rohrförmigen Gewebe aus synthetischen Einzelfasern besteht, das eine
Dichte von etwa 25 bis 200 Maschen hat und dessen Fasern einen Durchmesser von etwa 0,05
bis 0,5 mm besitzen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützschicht mit relativ
großen Poren und eine zweite Schicht mit relativ kleinen Poren zwischen der Innenseite des Rohres
(11) und der semipermeabel en Membran (13) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Polyamidgaze
mit einer Dichte von etwa 125 Maschen und einer Dicke von etwa 0,07 mm ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 739 170, 704 351, 890, 498 209;
Deutsche Patentschriften Nr. 739 170, 704 351, 890, 498 209;
französische Patentschriften Nr. 562 748, 456 334; britische Patentschrift Nr. 548 905.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 709 807/169 11.57
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL721087X | 1952-03-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Citations (7)
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DE530890C (de) * | 1926-12-31 | 1931-08-01 | Josef Hermann Babel Dr | Dialysator |
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GB548905A (en) * | 1941-02-24 | 1942-10-29 | Richard Maling Barrer | A process for the fractionation of hydrocarbon mixtures |
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1953
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- 1953-03-02 DE DEO2828A patent/DE1020000B/de active Pending
Patent Citations (7)
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Also Published As
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