DE102015115977B4

DE102015115977B4 - Halterung für Filtermodule

Info

Publication number: DE102015115977B4
Application number: DE102015115977.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Krumbein
Original assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Current assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2035-09-23
Also published as: DE102015115977A1

Abstract

Halterung für Filtermodule, aufweisend eine Einspannplatte (2), eine Endplatte (3), eine Mehrzahl paralleler Führungsstangen (4), die die Einspannplatte (2) und die Endplatte (3) verschiebbar aneinander koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung weiterhin ein oder mehrere flexible Zugelement(e) (1) und ein Arretierelement (5) aufweist, wobei das Arretierelement (5) eine Spannvorrichtung (6) aufweist und dazu ausgelegt ist, das/die flexible(n) Zugelement(e) (1) auf eine gewünschte Länge hin mechanisch zu spannen, und wobeia) die Einspannplatte (2) über das/die flexible(n) Zugelement(e) (1) und das Arretierelement (5) an die Endplatte (3) gekoppelt ist/sind, oderb) das/die flexible(n) Zugelement(e) (1) mit der Einspannplatte (2) und der Endplatte (3) verbunden ist/sind.

Description

Bereitgestellt wird eine Halterung für Filtermodule, insbesondere eine Halterung für Filtermodule mit einem flexiblen Zugelement. In einigen Ausführungsformen kann die Länge des flexiblen Zugelements variiert werden.
Bei einer Filtration kann eine Fest-/Fluid-Dispersion oder Suspension in Feststoff und Fluid getrennt werden. In diesem Fall verbleibt auf dem eingesetzten Filter ein Filterkuchen. Eine Filtration kann beispielsweise auch dazu eingesetzt werden, das Volumen einer Fest-/Flüssig-Dispersion oder Suspension zu verringern, indem ein Teil einer Flüssigkeit entfernt wird. Dabei können zugleich eine Reinigung und eine Konzentrierung gewünschter Substanzen erfolgen. Filtermodule werden zu unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt, beispielsweise zur Klärfiltration von Zellkulturflüssigkeiten, zur Klärung und Behandlung von Flüssigkeiten bei der Getränkeherstellung, bei der chemischen Produktion oder bei der Luftfilterung, z.B. zur Abscheidung von Ölnebeln, Dämpfen, Rauch etc.
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Filtermodulen ist die Cross-Flow Filtration oder Querstromfiltration, auch Tangentialfluss-Filtration. Dabei handelt es sich um eine Membranfiltration, bei der eine Membran bestimmter Porengröße eingesetzt wird. Im Gegensatz zur Durchlauf-Filtration wird bei der Cross-Flow Filtration die zu filtrierende Flüssigkeit mit hoher Fließgeschwindigkeit parallel zur Membran geführt, so dass eine Kuchenbildung vermieden wird. Bei der Cross-Flow Filtration wird daher in der Regel eine flache Membran verwendet. Die Filtermembranen werden für die Cross-Flow Filtration typischerweise in Filterkassetten eingesetzt, in denen Filtermembranen stapelweise angeordnet sind. Mehrere derartige Filterkassetten können ihrerseits zu einem Filtrationsmodul zusammengeschlossen werden. Die Mehrzahl an Filterkassetten lässt sich in verbundener Form platzsparend stapeln. Für diesen Zweck werden die Filterkassetten typischerweise durch Stangen in Position gehalten und zwischen Platten eingespannt.
Filtermodule können als weiteres Beispiel auch in der Membranchromatographie eingesetzt werden. In der Membranchromatographie wird als stationäre Phase eine Membran und als mobile Phase ein Fluid wie z.B. eine Flüssigkeit eingesetzt. Die eingesetzte Membran ist in der Lage, Moleküle zu binden und unter geeigneten Bedingungen wieder zu desorbieren. Dazu können an die Membran ein oder mehrere Liganden kovalent gebunden sein. Membranchromatographie stellt dann eine Alternative zur Säulenchromatographie mit einem Festbett dar und kann auch als planare Chromatographie ausgeführt sein. Membranchromatographie wird unter anderem zur Trennung von Gemischen und zur Isolierung von Substanzen in der Herstellung von Lebensmitteln oder biopharmazeutischen Produkten eingesetzt.
DE 10 2011 121 269 A1 offenbart einen Filterhalter zur Aufnahme von Filterkassetten mit zwei relativ zu einander auf mindestens einer Schiene verschiebbaren Platten, zwischen die die Filterkassetten einspannbar sind. DE 10 2013 112 370 A1 betrifft ein Verbindungssystem mit mindestens einem Verbinder für eine in einen Filterhalter einsetzbare Filterkassette mit einer oder mehreren zwischen zwei Abschlussplatten angeordneten Filterschichten. DE 33 90 418 C2 offenbart eine Filterpresse mit einem an Ständern befestigten Rahmen, einer Stützplatte, Druckplatten, Filterplatten und einer Vorrichtung zum Einspannen der Filterplatten.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung für Filtermodule gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
Offenbart ist eine Halterung für Filtermodule. Die Halterung für Filtermodule enthält eine Einspannplatte, eine Endplatte und eine Mehrzahl an parallelen Führungsstangen. Die Führungsstangen koppeln die Einspannplatte und die Endplatte verschiebbar aneinander. Die Halterung für Filtermodule weist weiterhin ein flexibles Zugelement sowie ein Arretierelement auf. Das Arretierelement enthält eine Spannvorrichtung und ist dazu ausgelegt, das flexible Zugelement mechanisch auf eine gewünschte Länge hin zu spannen. Die Einspannplatte kann über das flexible Zugelement und das Arretierelement an die Endplatte gekoppelt sein. Das flexible Zugelement kann auch mit der Einspannplatte und der Endplatte verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen ist das flexible Zugelement lösbar mit dem Arretierelement verbunden. Das flexible Zugelement kann in einigen Ausführungsformen ein Seil enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement im Wesentlichen aus einem Seil. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement aus einem Seil. In einigen Ausführungsformen ist das flexible Zugelement von einem Seil verschieden. Das flexible Zugelement kann auch eine Kette enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement im Wesentlichen aus einer Kette. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement aus einer Kette. In einigen Ausführungsformen ist das flexible Zugelement von einer Kette verschieden.
In einigen Ausführungsformen der Halterung für Filtermodule ist das flexible Zugelement mit der Einspannplatte verbunden. Das flexible Zugelement kann lösbar mit der Einspannplatte verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann das flexible Zugelement lösbar durch ein kraftschlüssiges Befestigungselement mit der Einspannplatte verbunden sein. Das kraftschlüssige Befestigungselement kann an der Einspannplatte vorgesehen sein. Ein entsprechendes kraftschlüssiges Befestigungselement kann beispielsweise ein Haken sein.
In einigen Ausführungsformen der Halterung für Filtermodule ist das flexible Zugelement mit der Endplatte verbunden. Beispielsweise kann das flexible Zugelement lösbar mit der Endplatte verbunden sein. Das flexible Zugelement kann in einigen Ausführungsformen lösbar durch ein kraftschlüssiges Befestigungselement mit der Endplatte verbunden sein. Das kraftschlüssige Befestigungselement kann an der Endplatte vorgesehen sein. Wie bereits zuvor angegeben, ist in einigen Ausführungsformen das flexible Zugelement sowohl mit der Einspannplatte als auch mit der Endplatte verbunden. Das flexible Zugelement ist dabei mit der Einspannplatte und mit der Endplatte direkt verbunden.
Das flexible Zugelement koppelt in einigen Ausführungsformen die Einspannplatte in einem bestimmten Abstand an die Endplatte. Dieser Abstand kann ein vordefinierter Abstand sein. In einigen Ausführungsformen ist die Halterung für Filtermodule eine Halterung für Filtrationskassetten. Die Halterung für Filtermodule kann beispielsweise eine Halterung für Module eines Tiefen- oder Speicherfilters sein. Ein Tiefenfilter dient zum Abtrennen von inneren Einlagerungen, also von Einlagerungen, die sich nicht auf der Oberfläche eines Fluids befinden.
In einigen Ausführungsformen kann das flexible Zugelement einen Riemen enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement im Wesentlichen aus einem Riemen. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement aus einem Riemen. In einigen Ausführungsformen ist das flexible Zugelement von einem Riemen verschieden. Das flexible Zugelement kann auch eine Stange enthalten, die ein oder mehrere Scharniere enthält. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement im Wesentlichen aus einer Stange, die ein oder mehrere Scharniere enthält. In einigen Ausführungsformen besteht das flexible Zugelement aus einer Stange, die ein oder mehrere Scharniere enthält. In einigen Ausführungsformen ist das flexible Zugelement von einer Stange verschieden.
Das Arretierelement weist eine Spannvorrichtung auf. Die Spannvorrichtung kann eine Feder enthalten. Die Spannvorrichtung kann im Wesentlichen aus einer Feder bestehen. Die Spannvorrichtung besteht in einigen Ausführungsformen aus einer Feder. In einigen Ausführungsformen enthält die Spannvorrichtung keine Feder. Die Spannvorrichtung kann einen pneumatischen Zylinder enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Spannvorrichtung im Wesentlichen aus einem pneumatischen Zylinder bestehen. In einigen Ausführungsformen besteht die Spannvorrichtung aus einem pneumatischen Zylinder. In einigen Ausführungsformen enthält die Spannvorrichtung keinen pneumatischen Zylinder. Die Spannvorrichtung kann auch einen hydraulischen Zylinder enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Spannvorrichtung im Wesentlichen aus einem hydraulischen Zylinder bestehen. In einigen Ausführungsformen besteht die Spannvorrichtung aus einem hydraulischen Zylinder. In einigen Ausführungsformen weist die Spannvorrichtung keinen hydraulischen Zylinder auf. In einigen Ausführungsformen kann die Spannvorrichtung einen elektrischen Hubmagneten enthalten. Die Spannvorrichtung kann in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen aus einem elektrischen Hubmagneten bestehen. In einigen Ausführungsformen besteht die Spannvorrichtung aus einem elektrischen Hubmagneten. In einigen Ausführungsformen weist die Spannvorrichtung keinen elektrischen Hubmagneten auf.
In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement eine Feder enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement im Wesentlichen aus einer Feder. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einer Feder. Das Arretierelement weist in einigen Ausführungsformen keine Feder auf. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement einen pneumatischen Zylinder enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement im Wesentlichen aus einem pneumatischen Zylinder. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einem pneumatischen Zylinder. In einigen Ausführungsformen weist das Arretierelement keinen pneumatischen Zylinder auf. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement einen hydraulischen Zylinder enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement im Wesentlichen aus einem hydraulischen Zylinder. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einem hydraulischen Zylinder. Das Arretierelement weist in einigen Ausführungsformen keinen hydraulischen Zylinder auf. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement einen elektrischen Hubmagneten enthalten. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement im Wesentlichen aus einem elektrischen Hubmagneten. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einem elektrischen Hubmagneten. Das Arretierelement weist in einigen Ausführungsformen keinen elektrischen Hubmagneten auf.
In einigen Ausführungsformen sind die Führungsstangen mit der Endplatte fest verbunden. In einigen Ausführungsformen können die Führungsstangen so an die die Einspannplatte gekoppelt sein, dass die Einspannplatte gegenüber den Führungsstangen verschiebbar ist. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement eine Spannvorrichtung und eine Traverse enthalten. Die Traverse kann dabei als mechanischer Träger zur Stabilisierung und Befestigung bzw. Verbindung des Zugelementes dienen. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement im Wesentlichen aus einer Spannvorrichtung und einer Traverse bestehen. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einer Spannvorrichtung und einer Traverse. Eine entsprechende Traverse kann in einigen Ausführungsformen eine Stange sein. Das Arretierelement kann auch eine Spannvorrichtung und eine zweite Einspannplatte enthalten. Das Arretierelement kann in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen aus einer Spannvorrichtung und einer zweiten Einspannplatte bestehen. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einer Spannvorrichtung und einer zweiten Einspannplatte. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement eine Spannvorrichtung und eine zweite Endplatte enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Arretierelement im Wesentlichen aus einer Spannvorrichtung und einer zweiten Endplatte bestehen. In einigen Ausführungsformen besteht das Arretierelement aus einer Spannvorrichtung und einer zweiten Endplatte. Die Spannvorrichtung kann in einigen Ausführungsformen fest mit der Endplatte, bzw. der ersten Endplatte, verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen der Halterung für Filtermodule ist das flexible Zugelement mit der Traverse des Arretierelements verbunden. In einigen Ausführungsformen, in denen eine zweite Einspannplatte vorhanden ist, ist das flexible Zugelement mit der zweiten Einspannplatte verbunden. In einigen Ausführungsformen, in denen die Halterung für Filtermodule eine zweite Endplatte enthält, ist das flexible Zugelement mit der zweiten Endplatte verbunden.
In einigen Ausführungsformen, in denen das Arretierelement eine Traverse enthält, ist die Endplatte zwischen der Einspannplatte und der Traverse angeordnet. In einigen Ausführungsformen, in denen das Arretierelement eine zweite Einspannplatte enthält, ist die zweite Einspannplatte zwischen der Einspannplatte und der Endplatte angeordnet.
In einigen Ausführungsformen ist die Halterung für Filtermodule eine Crossflow-Filtrationskassetten-Halterung. Die Halterung für Filtermodule kann in einigen Ausführungsformen auch eine Halterung für Mikrofiltermodule sein. Ein Mikrofilter ist ein Membranfilter für flüssige Phasen, der Poren mit einem Durchmesser von etwa 0,05 bis etwa 10 µm aufweist.

In den Figuren zeigt 1 eine Halterung für Filtermodule in einer Ausführung als Crossflow-Filtrationskassetten-Halterung. Wie in 1A gezeigt, verbinden zwei parallele Führungsstangen (4) verschiebbar eine Einspannplatte (2) und eine Endplatte (3). Ein Arretierelement (5) besteht aus zwei Hydraulikzylindern (6) und einer Quertraverse (7). Zwei Zugketten (1) verbinden lösbar die Einspannplatte (2) mit der Quertraverse (7). Die Zugketten (1) sind durch kraftschlüssige Befestigungselemente (9) in Form von Haken an der Einspannplatte (2) fixiert, aus denen sie gelöst werden können. Zwischen der Einspannplatte (2) und der Endplatte (3) können Crossflow-Filtrationskassetten angeordnet werden. Die Einspannplatte (2) ist beweglich an die Führungsstangen (4) gekoppelt. 1B zeigt die Crossflow-Filtrationskassetten-Halterung der 1A in einem Zustand, in dem die die beiden Zugketten (1) so mittels kraftschlüssiger Befestigungselemente (9) an der Einspannplatte (2) fixiert sind, dass die Länge der Verbindung von Einspannplatte (2) und Endplatte (3) die Länge der Führungsstangen (4) übersteigt.
2A zeigt die mit Crossflow-Filtrationskassetten (8) bestückte Halterung der 1A. Die Filtrationskassetten (8) sind zwischen der Einspannplatte (2) und der Endplatte (3) angeordnet. Die Zugketten (1) sind gespannt. 2B zeigt die mit Crossflow-Filtrationskassetten (8) bestückte Halterung im in 1B gezeigten Zustand. Eine Filtrationskassette wird entnommen.
3A zeigt eine Ausführungsform der Crossflow-Filtrationskassetten-Halterung, in der das Arretierelement (5) aus einem Hydraulikzylinder (6) und einer zweiten Einspannplatte (22) besteht. Die zweite Einspannplatte (22) ist zwischen der Endplatte (3) und der Einspannplatte (2) angeordnet. Zwei Zugketten (1) sind mittels kraftschlüssiger Befestigungselemente (9) in Form von Haken an der Einspannplatte (2) und der Endplatte (3) fixiert. Zwischen der Einspannplatte (2) und der zweiten Einspannplatte (22) können Crossflow-Filtrationskassetten angeordnet werden. Die Einspannplatte (2) ist auf den Führungsstangen (4) in Richtung auf die zweite Einspannplatte (22) zu bewegt, so dass die Zugketten (1) nicht gespannt sind.
3B zeigt die in 3A gezeigte Ausführungsform der Crossflow-Filtrationskassetten-Halterung. Im Vergleich zum in 3A gezeigten Zustand ist durch Druck auf die zweite Einspannplatte (22) der Hydraulikzylinder (6) komprimiert.
3C zeigt die mit Crossflow-Filtrationskassetten (8) bestückte Halterung der 3A. Eine Filtrationskassette wird entnommen.
3D zeigt eine Ausführungsform der Crossflow-Filtrationskassetten-Halterung, in der das Arretierelement (5) aus zwei Hydraulikzylindern (6) und einer zweiten Endplatte (33) besteht. Zwei Zugketten (1) sind mittels kraftschlüssiger Befestigungselemente (9) an der Einspannplatte (2) und der zweiten Endplatte (33) fixiert.

Eine hier offenbarte Halterung für Filtermodule bietet in typischen Ausführungsformen eine robuste und definierte mechanische Verpressung von Filtermodulen bei einfacher Montage. Die hier offenbarte Halterung für Filtermodule weist eine oder mehrere Einspannplatten, eine oder mehrere Endplatten, eine Mehrzahl an im Wesentlichen parallelen Führungsstangen und ein Arretierelement auf. In einigen Ausführungsformen ist die Halterung mit einer oder mehreren Filtermodulen bestückt. Wird eine Mehrzahl an Filtermodulen vorgesehen, können die entsprechenden Filtermodule unabhängig voneinander gewählte räumliche Dimensionen aufweisen. In einigen Ausführungsformen haben alle Filtermodule einer Mehrzahl an Filtermodulen im Wesentlichen gleiche räumliche Dimensionen.
Die Halterung für Filtermodule weist ein oder mehrere flexible Zugelemente auf, die mechanisch gespannt werden können. Das oder die flexible(n) Zugelement(e) kontaktieren in einigen Ausführungsformen die Einspannplatte. In einigen Ausführungsformen kontaktiert wenigstens ein flexibles Zugelement die Einspannplatte. In einigen Ausführungsformen kontaktieren ein oder mehrere Zugelemente die Endplatte. In einigen Ausführungsformen kontaktiert wenigstens ein flexibles Zugelement sowohl die Einspannplatte als auch die Endplatte. In einigen Ausführungsformen kontaktiert wenigstens ein flexibles Zugelement das Arretierelement. Ein Zugelement und das Arretierelement können dabei beweglich miteinander verbunden sein. Auch ein Zugelement und die Einspannplatte können beweglich direkt miteinander verbunden sein. In Ausführungsformen, in denen ein Zugelement die Endplatte kontaktiert, können auch ein Zugelement und die Endplatte beweglich direkt miteinander verbunden sein.
Die Länge eines flexiblen Zugelements kann beliebig gewählt werden. In der Regel wird ein im Voraus definierter Abstand von Endplatte und Einspannplatte, bzw. von zweiter Einspannplatte und Endplatte gewählt. Dabei ist der Abstand von Endplatte und Einspannplatte, bzw. von zweiter Einspannplatte und Endplatte gemäß der Dimensionen und Zahl der zu verpressenden Filtermodule gewählt.
Das flexible Zugelement kann in einigen Ausführungsformen zu einem vorbestimmten Grad nachgebend sein. In einigen Ausführungsformen kann das flexible Zugelement zu einem vorbestimmten Grad elastisch sein. In typischen Ausführungsformen weist eine hier offenbarte Halterung für Filtermodule ausschließlich ein solches Zugelement bzw. solche Zugelemente auf, das/die biegsam, faltbar, oder zusammenklappbar ist/sind. Mit anderen Worten enthält die Halterung typischerweise kein starres Zugelement. In einigen Ausführungsformen weist eine hier offenbarte Halterung kein in sich vollkommen starres Zugelement auf. Im Allgemeinen enthält eine hier offenbarte Halterung keine starre Zugstange. Sofern eine oder mehrere Zugstangen vorhanden sind, enthält eine hier offenbarte Halterung in typischen Ausführungsformen ausschließlich solche Zugstangen, die ein oder mehrere bewegliche Elemente wie ein Scharnier aufweisen. In typischen Ausführungsformen weist eine hier offenbarte Halterung für Filtermodule kein Zugelement auf, das unflexibel ist.
Die Einspannplatte weist eine Fläche auf, die sich so anordnen lässt, dass sie der Endplatte zugewandt ist. In einigen Ausführungsformen ist diese Fläche der Einspannplatte im Wesentlichen der Endplatte zugewandt. Diese Fläche ist in einigen Ausführungsformen zumindest weitgehend eben. In einigen Ausführungsformen definiert diese Fläche der Einspannplatte eine Ebene. Eine derartige Fläche kann in einigen Ausführungsformen etwa 10 Quadratzentimeter bis etwa 10 Quadratmeter groß sein. In einigen Ausführungsformen ist eine solche Fläche etwa 50 Quadratzentimeter bis etwa 2 Quadratmeter groß. Die Einspannplatte weist in einigen Ausführungsformen eine zweite Fläche auf. Diese zweite Fläche liegt der Fläche, die sich so anordnen lässt, dass sie der Endplatte zugewandt ist, gegenüber. Sie lässt sich so anordnen, dass sie der Endplatte abgewandt ist. In solchen Ausführungsformen können die erste und die zweite Fläche jeweils planar sein und parallel zueinander angeordnet sein. Die Einspannplatte kann eine Dicke aufweisen, die beliebig variieren kann. In einer Ausführungsform ist die Einspannplatte von im Wesentlichen einheitlicher Dicke.
Die Endplatte weist eine Fläche auf, die sich so anordnen lässt, dass sie der Einspannplatte zugewandt ist. In einigen Ausführungsformen ist diese Fläche der Endplatte im Wesentlichen der Einspannplatte zugewandt. Diese Fläche der Endplatte ist in einigen Ausführungsformen zumindest weitgehend eben. In einigen Ausführungsformen definiert diese Fläche der Endplatte eine Ebene. Eine derartige Fläche der Endplatte kann in einigen Ausführungsformen etwa 10 Quadratzentimeter bis etwa 10 Quadratmeter groß sein. In einigen Ausführungsformen ist eine solche Fläche etwa 50 Quadratzentimeter bis etwa 2 Quadratmeter groß. Die Endplatte weist in einigen Ausführungsformen eine zweite Fläche auf. Diese zweite Fläche liegt der Fläche, die sich so anordnen lässt, dass sie der Einspannplatte zugewandt ist, gegenüber. Sie lässt sich so anordnen, dass sie der Einspannplatte abgewandt ist. In solchen Ausführungsformen können die erste und die zweite Fläche jeweils planar sein und parallel zueinander angeordnet sein. Die Endplatte kann eine Dicke aufweisen, die beliebig variieren kann. In einer Ausführungsform ist die Einspannplatte von im Wesentlichen einheitlicher Dicke. Die Endplatte und/oder die Einspannplatte können in einigen Ausführungsformen eine Dicke im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 100 mm aufweisen, wie beispielsweise im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 50 mm.
In einigen Ausführungsformen lassen sich die Einspannplatte und die Endplatte so anordnen, dass die Ebenen der jeweils aufeinander zuweisenden Flächen der Einspannplatte und der Endplatte zueinander parallel sind. Die Ebenen, die die jeweils aufeinander zuweisenden Flächen der Einspannplatte und der Endplatte definieren, können in einigen Ausführungsformen parallel zu einer Ebene liegen, die von einer Außenwand eines Filtermoduls definiert wird. In einigen Ausführungsformen ist die Einspannplatte so ausgelegt, dass sie flächig an ein Filtermodul gekoppelt werden kann. In einigen Ausführungsformen ist die Endplatte so ausgelegt, dass sie flächig an ein Filtermodul gekoppelt werden kann. In einem Zustand, in dem ein oder mehrere Filtermodule von der hier offenbarten Halterung gehalten werden, können die Einspannplatte und die Endplatte zumindest im Wesentlich einheitlich beabstandet sein.
Die Einspannplatte kann von jeder gewünschten Form sein. In einigen Ausführungsformen kann die Einspannplatte in der Ebene, die sich so anordnen lässt, dass sie der Endplatte zugewandt ist, eine vieleckige Form definieren. So kann die Einspannplatte in dieser Ebene ein Viereck wie z.B. ein Quadrat, ein Rechteck oder ein Trapez definieren. In einigen Ausführungsformen kann die Einspannplatte in dieser Ebene ein Dreieck oder ein Fünfeck definieren. Die Einspannplatte kann auch eine sechs- oder höhereckige Form definieren. In einigen Ausführungsformen kann die Einspannplatte in dieser Ebene von einer ovalen oder einer kreisförmigen Form sein.
Die Einspannplatte und die Endplatte weisen typischerweise Geometrien auf, die es ermöglichen, gewünschte Filtermodule zwischen der Einspannplatte und der Endplatte zu fixieren. Als illustratives Beispiel kann eine Fläche der Einspannplatte, die sich so anordnen lässt, dass sie der Endplatte zugewandt ist, eine Ebene definieren (s.o.). Diese Fläche der Einspannplatte kann in dieser Ebene eine Ausdehnung aufweisen, die der Ausdehnung von gewünschten Filtermodulen, beispielsweise Crossflow-Filtrationskassetten, in dieser Ebene zumindest weitgehend entspricht oder diese übersteigt. Beispielsweise kann eine Fläche der Einspannplatte, die sich so anordnen lässt, dass sie der Endplatte zugewandt ist, eine Ebene definieren (s.o.). In dieser Ebene kann die Fläche der Endplatte eine Ausdehnung aufweisen, die der Ausdehnung von gewünschten Filtermodulen in dieser Ebene entspricht oder diese übersteigt.
Auch die Form der Endplatte kann beliebig gewählt werden. In der Ebene, die sich so anordnen lässt, dass sie der Einspannplatte zugewandt ist, kann die Endplatte in einigen Ausführungsformen eine vieleckige Form definieren. Die Endplatte kann in dieser Ebene beispielsweise ein Viereck wie z.B. ein Quadrat, ein Rechteck oder ein Trapez definieren. In einigen Ausführungsformen kann die Endplatte in dieser Ebene ein Dreieck oder ein Fünfeck definieren. Die Endplatte kann auch von sechs- oder höhereckiger Form sein. In einigen Ausführungsformen kann die Endplatte in dieser Ebene von einer ovalen oder einer kreisförmigen Form sein.
Die Halterung für Filtermodule kann in einigen Ausführungsformen eine Halterung für Ultrafiltermodule sein. Ein Ultrafilter ist ein Membranfilter für flüssige Phasen, der Poren mit einem Durchmesser von etwa 5 bis etwa 100 nm aufweist. Ultrafilter werden für Dialyse, und die Anreicherung und Gewinnung von Proteinen eingesetzt. Die Halterung für Filtermodule kann in einigen Ausführungsformen auch eine Halterung für Nanofiltermodule sein. Ein Nanofilter ist ein Membranfilter für flüssige Phasen, der Poren mit einem Durchmesser von etwa 0,5 bis etwa 10 nm aufweist. Nanofilter werden beispielsweise für die bei der Fraktionierung und Konzentrierung von pharmazeutischen Wirkstoffen verwendet.
In einigen Ausführungsformen weist die das Arretierelement eine Traverse wie einen Querbalken auf. Die Traverse kann an das flexible Zugelement gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen ist das flexible Zugelement mit der Traverse verbunden. In einigen Ausführungsformen weist die das Arretierelement eine zweite Endplatte auf. Das flexible Zugelement kann an die zweite Endplatte gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen kann das flexible Zugelement über ein kraftschlüssiges Befestigungselement oder über ein formschlüssiges Befestigungselement mit der Traverse verbunden sein. Ein kraftschlüssiges Befestigungselement ermöglicht ein kraftschlüssiges Koppeln. Kraftschlüssiges Koppeln, wenn hier verwendet, bedeutet ein Koppeln eines ersten an ein zweites Bauteil, bei dem ein Zustand hergestellt wird, in dem das erste und das zweite Bauteil daran gehindert sind, sich gegeneinander zu bewegen. Dabei ist durch eine einwirkende Kraft wie eine Zugkraft verhindert, dass sich das erste und das zweite Bauteil gegeneinander verschieben oder verdrehen. Ein formschlüssiges Befestigungselement ermöglicht ein formschlüssiges Koppeln. Formschlüssiges Koppeln, wenn hier verwendet, bedeutet ein Koppeln eines ersten an ein zweites Bauteil, bei dem ein Zustand hergestellt wird, in dem das erste und das zweite Bauteil auch ohne Krafteinwirkung daran gehindert sind, sich gegeneinander zu bewegen. Dies wird in der Regel durch ein Ineinandergreifen der beiden Bauteile ermöglicht.
Die Führungsstangen, die die Einspannplatte und die Endplatte verschiebbar aneinander koppeln, sind typischerweise gegenüber der Einspannplatte oder der Endplatte verschiebbar. In einigen Ausführungsformen sind die Führungsstangen sowohl gegenüber der Einspannplatte als auch gegenüber der Endplatte verschiebbar oder verdrehbar. Beispielsweise können die Führungsstangen mit Hilfe von Bohrungen oder Aussparungen in der Einspannplatte und/oder der Endplatte an die jeweilige Platte gekoppelt sein. Die Führungsstangen können in solchen Bohrungen bzw. Aussparungen der Endplatte im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene verschiebbar oder verdrehbar sein, die von der Fläche definiert wird, die die sich so anordnen lässt, dass sie der Einspannplatte zugewandt ist. Ebenso können die Führungsstangen in Aussparungen der Einspannplatte im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene verschiebbar oder verdrehbar sein, die von der Fläche definiert wird, die die sich so anordnen lässt, dass sie der Endplatte zugewandt ist.
Bauteile der hier offenbarten Halterung für Filtermodule wie Einspannplatte, Endplatte, Führungsstangen, Zugelement, ggf. Traverse oder zweite Einspannplatte können jedes gewünschte Material aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann ein entsprechendes Bauteil vollständig aus einem festen, unnachgiebigen Material bestehen oder ein solches aufweisen. Ein entsprechendes Bauteil kann in einigen Ausführungsformen einen Kunststoff, inklusive einen 2-Komponentenkunststoff, oder ein Metall aufweisen oder aus einem Kunststoff, inklusive einem 2-Komponentenkunststoff, oder einem Metall bestehen. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise eine Einspannplatte, eine Endplatte, eine Führungsstange, ein Zugelement, eine Traverse oder eine zweite Einspannplatte ein Keramikmaterial aufweisen. Ein solches Bauteil, z.B. eine Einspannplatte, kann in einigen Ausführungsformen Kohlenstofffasern, inklusive anisotrope Kohlenstofffasern, aufweisen. Ein solches Bauteil kann in einigen Ausführungsformen eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Materialien aufweisen oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen kann ein entsprechendes Bauteil aus autoklavierbarem Material bestehen.
In einigen Ausführungsformen kann die Halterung für Filtermodule eine Halterung für Memranadsorbermodule sein. Memranadsorbermodule enthalten eine Membran, typischerweise einen Membranstapel, die bzw. der eine Bindungskapazität für einen oder mehrere Zielmoleküle, inklusive für ein spezifisches Zielmolekül oder für eine bestimmte Klasse von Zielmolekülen, aufweist. Dabei ist ein Membranadsorber eine Alternative zu einer Gelmatrix für die Chromatographie, die aus Beadpartikeln besteht. Ein Membranadsorber enthält typischerweise eine Membran, die einen bestimmten Liganden aufweist, der dem Membranadsorber beispielsweise Eigenschaften eines Ionenaustauschers oder einer Affinitätsmembran verleiht. Dabei finden Membranadsorber auch in der negativen Chromatographie Anwendung, also zum Entfernen unerwünschter Komponenten eines Fluids wie beispielsweise zum Entfernen von Nukleinsäuremolekülen aus einem Zellkulturüberstand oder zum Entfernen von Schadstoffen wie Bisphenol A oder Schwermetallen bei der Nahrungsmittelherstellung.
Unter Bezug auf die Figuren kann in einigen Ausführungsformen der hier offenbarten Halterung zwischen der Einspannplatte und der Endplatte ein bestimmter Abstand definiert sein, wie beispielsweise in 1A, 1B oder 3D gezeigt. Sowohl die Einspannplatte als auch die Endplatte können verschiebbar miteinander über eine Mehrzahl an im Wesentlichen parallelen Führungsstangen gekoppelt sein. 1A, 1B oder 3D zeigen als Beispiel Bohrungen in der Einspannplatte und der Endplatte. In den Bohrungen der Einspannplatte und/oder den Bohrungen der Endplatte können die Führungsstangen verschiebbar sein. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der Einspannplatte und der Endplatte variiert werden. Das flexible Zugelement bzw. die flexiblen Zugelemente sind in einigen Ausführungsformen an einem Punkt ihrer Gesamtlänge an die Einspannplatte gekoppelt und an einem weiteren Punkt ihrer Gesamtlänge an die Endplatte gekoppelt. In den Beispielen von 1A und 1B sind zwei flexible Zugelemente an einem ersten Punkt ihrer Gesamtlänge über ein kraftschlüssiges Befestigungselement mit der Einspannplatte verbunden. An einem zweiten Punkt ihrer Gesamtlänge sind die in 1A und 1B gezeigten flexible Zugelemente weiterhin mit einer Traverse verbunden, die ihrerseits an die Endplatte gekoppelt ist. Der Abstand der ersten und des zweiten Punktes der flexiblen Zugelemente wird im Folgenden auch der Einfachheit halber als die „Länge“ des jeweiligen flexiblen Zugelements bezeichnet. Diese Länge des flexiblen Zugelements bzw. der flexiblen Zugelemente kann einen maximalen Abstand zwischen der Einspannplatte und der Endplatte vorgeben.
In den Raum, der durch den Abstand zwischen der Einspannplatte und der Endplatte definiert wird, können ein oder mehrere Filtermodule platziert werden. Diese Filtermodule haben je nach Ausrichtung eine bestimmte Maximalausdehnung in einer Ebene zwischen der Einspannplatte und der Endplatte. Im Fall eines einzigen Filtermoduls bestimmt die Maximalausdehnung desselben zwischen der Einspannplatte und der Endplatte den Minimalabstand zwischen Einspannplatte und der Endplatte. Im Fall mehrerer Filtermodule, die zwischen Einspannplatte und der Endplatte angeordnet werden, bestimmt die Summe der Maximalausdehnungen der Filtermodule zwischen der Einspannplatte und der Endplatte den Minimalabstand zwischen Einspannplatte und der Endplatte. Durch eine Wahl der Länge des flexiblen Zugelements bzw. der flexiblen Zugelemente, die auf die oben beschriebene Maximalausdehnung des Filtermoduls, bzw. die Summe der entsprechenden Maximalausdehnungen, abgestimmt ist, kann ein bestimmter Abstand zwischen der Einspannplatte und der Endplatte vorgegeben werden. Die Kombination aus der Länge des flexiblen Zugelements bzw. der flexiblen Zugelemente und der Maximalausdehnungen des Filtermoduls/ der Filtermodule kann in diesem Fall verhindern, dass der Abstand zwischen der Einspannplatte und der Endplatte variiert werden kann.
In einigen Ausführungsformen wie z.B. in 3A oder 3B gezeigt, kann eine zweite Einspannplatte zwischen der Einspannplatte und der Endplatte angeordnet sein. In derartigen Ausführungsformen gilt das zuvor gesagte für den Abstand zwischen der zweiten Einspannplatte und der Endplatte. Sowohl die zweite Einspannplatte als auch die Endplatte können verschiebbar miteinander über eine Mehrzahl an im Wesentlichen parallelen Führungsstangen gekoppelt sein. Die Länge des flexiblen Zugelements bzw. der flexiblen Zugelemente kann einen maximalen Abstand zwischen der zweite Einspannplatte und der Endplatte vorgeben. Durch Abstimmen von Maximalausdehnung von Filtermodul/ Filtermodulen und Länge des flexiblen Zugelements bzw. der flexiblen Zugelemente lässt sich ein Variieren des Abstands zwischen der zweiten Einspannplatte und der Endplatte verhindern.
Durch die Verwendung ausschließlich eines flexiblen Zugelements bzw. von ausschließlich flexiblen Zugelementen lässt sich in der Regel eine größere Flexibilität im Vergleich zu einem System mit starren Zugelementen erreichen. Beispielsweise kann in Bezug auf die Anzahl von einspannbaren Modulen eine höhere Anpassungsfähigkeit erreicht werden. Wie bereits vorangehend angegeben, lässt sich eine gewünschte Länge des Zugelements durch den Einsatz eines flexiblen Zugelements schnell einstellen und eine Halterung so schnell an eine gewünschte Zahl an Filtermodulen anpassen. Ein flexibles Zugelement erlaubt des Weiteren eine einfache Handhabung beim Montieren und Entnehmen von Filtermodulen. Durch ein Fehlen starrer Zugelemente kann sich auch ein geringerer Stauraum für Transport und/oder Lagerung ergeben. Ebenso kann ein Fehlen starrer Zugelemente eine Gewichtsersparnis zur Folge haben.
Das Einsetzen eines oder mehrerer Filtermodule in eine hier offenbarte Halterung beinhaltet es, einen Abstand zwischen Einspannplatte und Endplatte bereitzustellen, der ausreichend groß ist, um das oder die Filtermodule in den entsprechenden Zwischenraum zwischen Einspannplatte und Endplatte platzieren zu können. In Ausführungsformen, in denen eine zweite Einspannplatte zwischen Einspannplatte und Endplatte angeordnet ist, beinhaltet das Einsetzen eines oder mehrerer Filtermodule in eine hier offenbarte Halterung weiterhin, einen Abstand zwischen Einspannplatte und zweiter Einspannplatte bereitzustellen, der ausreichend groß ist, um das oder die Filtermodule in den entsprechenden Zwischenraum platzieren zu können. Einen ausreichend großen Abstand zwischen Einspannplatte und Endplatte und ggf. zwischen Einspannplatte und zweiter Einspannplatte bereitzustellen, kann beinhalten, dass Einspannplatte und Endplatte und ggf. Einspannplatte und zweite Einspannplatte gegeneinander bewegt werden. Eine derartige Bewegung wird beispielsweise durch den Vergleich von 1A und 1 B veranschaulicht.
Zum Erreichen eines ausreichend großen Abstands zwischen Einspannplatte und Endplatte und ggf. zwischen Einspannplatte und zweiter Einspannplatte können ggf. eine oder mehrere lösbare Verbindungen zwischen dem flexiblen Zugelement oder den flexiblen Zugelementen und der Endplatte gelöst werden. Ebenso können eine oder mehrere lösbare Verbindungen zwischen dem flexiblen Zugelement oder den flexiblen Zugelementen und der Einspannplatte gelöst werden. Nach dem Einsetzen eines oder mehrerer Filtermodule in die Halterung können eine oder mehrere lösbare Verbindungen, inklusive allen möglichen lösbaren Verbindungen, zwischen dem flexiblen Zugelement bzw. den flexiblen Zugelementen und der Endplatte, bzw. eine oder mehrere lösbare Verbindungen, inklusive allen möglichen lösbaren Verbindungen, zwischen dem flexiblen Zugelement bzw. den flexiblen Zugelementen und der Einspannplatte wiederhergestellt werden.
Beim Verbinden des flexiblen Zugelements mit der Einspannplatte und/oder mit der Endplatte kann auf Grund des Abstands zwischen Einspannplatte und Endplatte, oder ggf. zwischen Einspannplatte und zweiter Endplatte, eine Spannung auf das flexible Zugelement gebracht werden, die eine Kraft zur Folge hat, die auf die Einspannplatte und die Endplatte bzw. auf die Einspannplatte und die zweite Endplatte einwirkt. Dadurch kann ein Verpressen des Filtermoduls oder der Filtermodule erfolgen, wodurch ein sicherer Halt des Filtermoduls bzw. der Filtermodule gewährleistet wird. Um eine gewünschte Spannung auf das flexible Zugelement bringen zu können, enthält die Halterung des Weiteren eine Spannvorrichtung. So kann beispielsweise mittels einer im Voraus festgelegten Länge des flexiblen Zugelements ein bestimmter Maximalabstand von Einspannplatte und Endplatte und ggf. Einspannplatte und zweiter Einspannplatte bestimmt werden. Nach dem Positionieren von Filtermodulen in der Halterung mit lösbar befestigtem Zugelement erfolgt in der Regel eine Feineinstellung des betreffenden Abstands sowie ein Kraftaufbau mit Hilfe der Spannvorrichtung, die beispielsweise ein Hydrauliksystem enthalten kann.

Claims

Halterung für Filtermodule, aufweisend eine Einspannplatte (2), eine Endplatte (3), eine Mehrzahl paralleler Führungsstangen (4), die die Einspannplatte (2) und die Endplatte (3) verschiebbar aneinander koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung weiterhin ein oder mehrere flexible Zugelement(e) (1) und ein Arretierelement (5) aufweist, wobei das Arretierelement (5) eine Spannvorrichtung (6) aufweist und dazu ausgelegt ist, das/die flexible(n) Zugelement(e) (1) auf eine gewünschte Länge hin mechanisch zu spannen, und wobei a) die Einspannplatte (2) über das/die flexible(n) Zugelement(e) (1) und das Arretierelement (5) an die Endplatte (3) gekoppelt ist/sind, oder b) das/die flexible(n) Zugelement(e) (1) mit der Einspannplatte (2) und der Endplatte (3) verbunden ist/sind.
Halterung für Filtermodule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Zugelement(e) (1) lösbar mit dem Arretierelement (5), lösbar mit der Einspannplatte (2) und/oder lösbar mit der Endplatte (3) verbunden ist/sind.
Halterung für Filtermodule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung für Filtermodule ausschließlich ein Zugelement bzw. Zugelemente (1) aufweist, das/die biegsam, faltbar oder zusammenklappbar ist/sind.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die flexible(n) Zugelement(e) (1) ein Seil, eine Kette, einen Riemen oder eine Stange aufweist/aufweisen, wobei die Stange ein oder mehrere Scharniere aufweist.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (5) eine Feder, einen pneumatischen Zylinder, einen hydraulischen Zylinder oder einen elektrischen Hubmagneten aufweist.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (6) mit der Endplatte (3) fest verbunden ist.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstangen (4) mit der Endplatte (3) fest verbunden sind, und/oder so an die Einspannplatte (2) gekoppelt sind, dass die Einspannplatte (2) gegenüber den Führungsstangen (4) verschiebbar ist/sind.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (5) a) eine Spannvorrichtung (6) und eine Traverse (7), b) eine Spannvorrichtung (6) und eine zweite Einspannplatte (22) oder c) eine Spannvorrichtung (6) und eine zweite Endplatte (33) aufweist.
Halterung für Filtermodule nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die flexible(n) Zugelement(e) (1) mit der Traverse (7), der zweiten Einspannplatte (22) oder der zweiten Endplatte (33) verbunden ist.
Halterung für Filtermodule nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass (i) die Endplatte (3) zwischen der Einspannplatte (2) und der Traverse (7) oder (ii) die zweite Einspannplatte (22) zwischen der Einspannplatte (2) und der Endplatte (3) angeordnet ist.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die flexible(n) Zugelement(e) (1) lösbar mit der Einspannplatte (2) und/oder der Endplatte (3) durch ein kraftschlüssiges Befestigungselement (9) verbunden ist/sind.
Halterung für Filtermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannplatte (2) über das oder die flexible(n) Zugelement(e) (1) in einem vordefinierten Abstand an die Endplatte (3) gekoppelt ist.