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 Ultrafiltration

Info

Publication number
DE1020000B
DE1020000B DEO2828A DEO0002828A DE1020000B DE 1020000 B DE1020000 B DE 1020000B DE O2828 A DEO2828 A DE O2828A DE O0002828 A DEO0002828 A DE O0002828A DE 1020000 B DE1020000 B DE 1020000B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semipermeable membrane
membrane
line
tube
tubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEO2828A
Other languages
English (en)
Inventor
Carel Jan Van Oss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE1020000B publication Critical patent/DE1020000B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23CDAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/142Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
    • A23C9/1425Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of whey, e.g. treatment of the UF permeate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06Tubular membrane modules
    • B01D63/062Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/02Specific tightening or locking mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/08Flow guidance means within the module or the apparatus
    • B01D2313/083Bypass routes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/18Specific valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/06Surface irregularities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

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
709 807/169
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-
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
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.
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.
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)

Patentansprüche: 60
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;
französische Patentschriften Nr. 562 748, 456 334; britische Patentschrift Nr. 548 905.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 709 807/169 11.57
DEO2828A 1952-03-03 1953-03-02 Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer Loesung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei Fraktionen durch Ultrafiltration Pending DE1020000B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL721087X 1952-03-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1020000B true DE1020000B (de) 1957-11-28

Family

ID=19816679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEO2828A Pending DE1020000B (de) 1952-03-03 1953-03-02 Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer Loesung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei Fraktionen durch Ultrafiltration

Country Status (3)

Country Link
BE (1) BE517737A (de)
DE (1) DE1020000B (de)
GB (1) GB721087A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2864506A (en) * 1953-11-30 1958-12-16 Clarence F Hiskey Device for ultrafiltration
US4309287A (en) * 1980-05-01 1982-01-05 Abcor, Inc. Reverse-osmosis tubular membrane
DE3119582A1 (de) * 1981-05-16 1983-02-10 Babcock-BSH AG vormals Büttner-Schilde-Haas AG, 4150 Krefeld Vorrichtung zur umkehrosmose oder ultrafiltration

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR456334A (fr) * 1913-04-04 1913-08-23 Giovanni Malfitano Système d'ultra-filtre à grand débit
FR562748A (fr) * 1923-02-27 1923-11-17 Filtre stérilisateur pour tous liquides et procédé pour sa fabrication
DE498209C (de) * 1926-08-14 1930-05-21 I G Farbenindustrie Akt Ges Dialysator
DE530890C (de) * 1926-12-31 1931-08-01 Josef Hermann Babel Dr Dialysator
DE704351C (de) * 1938-02-16 1941-04-05 Rheinische Zellwolle Akt Ges Vorrichtung zur Gewinnung von Natronlauge durch Dialyse kolloide Stoffe enthaltenderLauge
GB548905A (en) * 1941-02-24 1942-10-29 Richard Maling Barrer A process for the fractionation of hydrocarbon mixtures
DE739170C (de) * 1940-01-25 1943-09-13 Siemens Ag Verfahren zur Sterilisierung von Fluessigkeiten, insbesondere von Milch

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR456334A (fr) * 1913-04-04 1913-08-23 Giovanni Malfitano Système d'ultra-filtre à grand débit
FR562748A (fr) * 1923-02-27 1923-11-17 Filtre stérilisateur pour tous liquides et procédé pour sa fabrication
DE498209C (de) * 1926-08-14 1930-05-21 I G Farbenindustrie Akt Ges Dialysator
DE530890C (de) * 1926-12-31 1931-08-01 Josef Hermann Babel Dr Dialysator
DE704351C (de) * 1938-02-16 1941-04-05 Rheinische Zellwolle Akt Ges Vorrichtung zur Gewinnung von Natronlauge durch Dialyse kolloide Stoffe enthaltenderLauge
DE739170C (de) * 1940-01-25 1943-09-13 Siemens Ag Verfahren zur Sterilisierung von Fluessigkeiten, insbesondere von Milch
GB548905A (en) * 1941-02-24 1942-10-29 Richard Maling Barrer A process for the fractionation of hydrocarbon mixtures

Also Published As

Publication number Publication date
BE517737A (de)
GB721087A (en) 1954-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3887812T2 (de) Verfahren zum Entfernen von Pyrogenen.
DE69413704T2 (de) Verfahren und apparat zur wassergewinnung aus einem vorfluter
DE3101159C2 (de) Verfahren zur Reinigung von Blut und künstliche Niere zur Durchführung des Verfahrens
DE102008006501A1 (de) Kombiniertes Ultraschall-Luft-Rückspülverfahren (kurz: USL-Verfahren) zur chemikalienfreien in situ-Reinigung getauchter Membranen bei Rückspülung während des Betriebes
DE2424853A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von molke
DE2241450A1 (de) Vorrichtung zum reinigen eines roehrensystems und verfahren zum klaeren einer waesserigen loesung unter verwendung einer solchen reinigungsvorrichtung
DE2036830B2 (de) Filtrationsverfahren und FiHrationsvorrichtung
EP2016992B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von in Brauereien anfallenden Reinigungsflüssigkeiten
DE3784846T2 (de) Zellkulturapparat.
DE2222714A1 (de) Roehrenfoermige Filtermembran
DE102005033314B4 (de) Verfahren und Filteranlage zum Filtern von Rohwasser
DE1935983A1 (de) Verfahren zur Reinigung von Abfluessen
DE1020000B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer Loesung verschiedener molekularer Zusammensetzung in zwei Fraktionen durch Ultrafiltration
DE19520913A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wasseraufbereitung nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose
EP2440265B1 (de) Dialysevorrichtung
DE2555850C3 (de) Verfahren zum Filtrieren einer Suspension
DE2227821B2 (de) Verfahren zum Entfernen und Austragen von Filterriickständen aus Kesselflitern
DE4440805A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur effektiven Trennung gelöster und ungelöster Stoffgemische
EP0648144B1 (de) Filter zur sterilfiltration von suspensionen
WO1997023279A1 (de) Verfahren zur reinigung einer mit fadenmolekülen verschmutzten flüssigkeit
EP0128233B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Mineral- und Heilwasserprodukten gezielter Zusammensetzung
CH689330A5 (de) Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwassern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19652500B4 (de) Anschwemmfilter und Verfahren zu seiner Reinigung
WO2001051186A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum freimachen von durchflusswegen in filtrationsmodulen
EP1359124A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Trinkwasser mit einer chlorbeständigen Nanofiltrationsmembran