DE9407371U1 - Filtereinheit mit Entgasungsvorrichtung - Google Patents
Filtereinheit mit EntgasungsvorrichtungInfo
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Description
Sartorius AG SM 9302
Weender Landstraße 94-108
37075 Göttingen
37075 Göttingen
Filtereinheit mit Entgasungsvorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine mit Druck beaufschlagbare Filtereinheit für wässrige Medien mit einem patronenartigen
Filterelement, das in einem umschließenden Gehäuse mit Entgasungsstutzen am einlaßseitigen Gehäuseraum angeordnet ist.
Die Filtereinheit ist beispielsweise in Form von Filterkerzen oder Capsulen verwendbar in der chemischen, elektronischen,
pharmazeutischen, kosmetischen, biotechnologischen, Getränke- und Lebensmittelindustrie, sowie in Forschungs- und
Kontrollabors. In Abhängigkeit von der Filterbestückung des patronenartigen Filterelements ist die Filtereinheit anwendbar
z.B. für die partikel-, kolloid- und mikroorganismenentfernende Endfiltration von hochreinem deionisiertem Wasser, die
Filtration von aggressiven wässrigen Lösungen, die Sterilfiltration von Wasser, wässrigen Lösungen,
hitzeempfindlichen Nährlösungen, Vitaminlösungen oder Lösungen, die Antibiotika oder Eiweiß enthalten, Seren, Virusimpfstoffen,
Plasmafraktionen Enzymen, für die Ultrareinigung oder Klarfiltration von pharmazeutischen oder kosmetischen Lösungen,
Wasser, Pufferlösungen, wasserhaltigen Lösungsmitteln und Reagentien für analytische Geräte.
Es ist bekannt, das Gehäuse solcher Filtereinheiten am einlaßseitigen Gehäuseraum mit Entgasungsvorrichtungen zu
versehen. Bekannte Entgasungsvorrichtungen bestehen aus einem Entgasungsstutzen, welcher durch ein Entgasungsventil
verschließbar ist. Zu Beginn einer Filtration wird das Gehäuse der Filtereinheit entgast, um die volle Filterfläche des
patronenartigen Filterelementes zur Filtration nutzen zu können. Dazu wird das Entgasungsventil geöffnet, bis das zu filtrierende
Medium austritt.
Bei den Filtereinheiten des Standes der Technik sammelt sich im
Verlaufe der Filtration erneut Gas aus dem zu filtrierenden Medium im einlaßseitigen Gehäuseraum an und die zur Filtration
zur Verfügung stehende Filterfläche wird ständig vermindert, sodaß von Zeit zu Zeit das angesammelte Gas über das
Entgasungsventil entfernt werden muß.
Filtereinheiten insbesondere zur Sterilfiltration werden vor und nach der Filtration sogenannten Integritätstest unterzogen,
wodurch die Filtrationssicherheit gewährleistet werden soll. Hierzu gehören der Bubble-Point bzw. der Blasenpunkttest, der
Druckhaltetest und der Diffusionstest. Bei diesen Methoden wird die Filtereinheit eingangsseitig mit Gas definierter Drucke
beaufschlagt. Beim Diffusions- und Druckhaltetest wird das Volumen des durch das benetzte patronenförmige Filterelement
diffundierenden Testgases bzw. der dadurch verursachte Druckabfall auf der Anströmseite bestimmt. Im Falle der
Bestimmung des Bubble-Points wird der Eingangsdruck des Testgases bestimmt, bei dem das Gas durch die Poren der Membran
des patronenartigen Filterelementes durchzubrechen beginnt. Zur Durchführung der Tests ist die Entgasungsvorrichtung
gasdicht verschließbar ausgestaltet. Die Integritätstestdaten können auch automatisch ermittelt werden. Dazu wird
beispielsweise das Prüfgerät Sartocheck der Firma Sartorius AG (Göttingen, Deutschland) an die Entgasungsvorrichtung zur
Druckbeaufschlagung mit dem Prüfgas angeschlossen. Dabei kann allerdings eine Kontamination der zuvor sterilisierten
Filtereinheit nicht ausgeschlossen werden.
Die bekannten Entgasungsvorrichtungen besitzen darüberhinaus den Nachteil, daß ein Teil der zu filtrierenden wässrigen Medien
gegen Ende des Entgasungsvorgangs zumindest tröpfchenweise aus der Entgasungsvorrichtung austritt. Dabei wird die
Gehäuseoberfläche der Filtereinheit verunreinigt und im Falle gefährlicher Medien wird die Umwelt belastet. Außerdem geht
dabei ein Teil an Wertstoffen, die in dem zu filtrierenden Medium enthalten sind, verloren.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei geöffnetem Ventil, Mikrorganismen oder Schadstoffe in das Innere der Filtereinheit
gelangen und dabei das zu filtrierende Medium kontaminieren und zusätzlich verunreinigen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit Druck
beaufschlagbare Filtereinheit für wässrige Medien mit einem patronenartigen Filterelement und einer Entgasungsvorrichtung zu
schaffen, bei welcher während der Entgasung kein Verlust an zu filtrierendem Medium und keine Sekundärkontamination oder
Verunreinigung des zu filtrierenden Mediums auftreten kann und bei welcher während der Durchführung der Integritätstests die
Sterilität der Filtereinheit nicht gefährdet wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Entgasungsstutzen der Entgasungsvorrichtung vom zu entgasenden Gehäuseraum durch ein
hydrophobes gasdurchlässiges und eine Sekundärkontamination verhinderndes Filter getrennt wird.
Erfindungsgemäß kann dadurch bei geöffnetem Entgasungsventil
kontinuierlich Gas durch das hydrophobe Filter hindurchtreten, während aufgrund seiner Rückhalteeigenschaften Partikel aus der
Umwelt, die eine Sekundärkontamination oder Verunreinigung verursachen würden, nicht in den einlaßseitigen Gehäuseraum der
Filtereinheit gelangen können.
Während des Betriebs der Filtereinheit füllt das zu filtrierende wässrige Medium den gesamten einlaßseitigen
Gehäuseraum an, wodurch die gesamte zur Verfügung stehende Filterfläche des patronenartigen Filterelements zur Filtration
ausgenutzt wird. Die Filtereinheit behält dadurch ihre Leistungsfähigkeit während des gesamten Filtrationsprozesses
voll aufrecht.
Das hydrophobe Filter ist für das zu filtrierende wässrige Medium undurchlässig. Eine Verschmutzung des Gehäuses der
Filtereinheit und eine Verschmutzung der Umwelt mit zu filtrierendem Medium kann daher nicht eintreten, denn das zu
filtrierende wässrige Medium kann nur das hydrophile Filter des patronenartigen Filterelementes passieren.
Zur manuellen Durchführung der Integritätstests der Filtereinheit wird die Entgasungsvorrichtung geschlossen. Dabei
wird durch Betätigung des Entgasungsventils, das beispielsweise in Form einer Gewindeschraube ausgebildet sein kann, die
Entgasungsöffnung versperrt. Zur automatischen Durchführung der
Integritätstests der Filtereinheit wird das Prüfgerät an den geöffneten Entgasungsstutzen angeschlossen.
Als hydrophobe gasdurchlässige und eine Sekundärkontamination verhindernde Filter kommen Gewebe, Vliese oder Membranen mit
einer Porengröße nicht größer als 0,2 &mgr;&idiagr;&eegr; in Frage. Bevorzugt
sind Membranen, bespielsweise aus Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen oder Polysulfon.
Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung (Fig. 1) näher erläutert,
welche einen Vertikalschnitt durch die Filtereinheit zeigt.
Die Filtereinheit 1 besteht aus einem patronenartigen Filterelement 2, welches in einem umschließenden Gehäuse 3
angeordnet ist und einen einlaßseitigen Gehäuseraum 4 abtrennt. Das Gehäuse ist mit einem Einlaß 5 für das zu filtrierende
Medium, einen Auslaß 6 für die Abführung des Filtrats und mindestens einem Entgasungsstutzen 7 ausgestaltet. Der
Entgasungsstutzen besitzt ein Entgasungsventil 8, mit dem er gasdicht verschließbar ist.
Der Entgasungsstutzen ist vom zu entlüftenden Gehäuseraum durch ein hydrophobes Filter 9 abgetrennt, welches gasdurchlässig aber
für Partikel, die eine Sekundärkontamination oder Verunreinigung des zu filtrierenden Mediums hervorrufen könnten, undurchlässig
ist. Das hydrophobe Filter ist an der Gehäuseinnenseite dauerhaft eingedichtet. Für den Fall, daß das umschließende
Gehäuse und die hydrophobe Membran aus thermoplastischem Kunststoff bestehen, kann die beispielsweise aus
Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehende Kunststoffmembran
randseitig im Kunststoff des Gehäuses eingesiegelt sein. Zum Schutz vor Zerstörung, die durch Druckschwankungen hervorgerufen
. werden kann, ist die hydrophobe Membran einseitig zum Entgasungsstutzen hin oder beidseitig (nicht dargestellt) durch
eine Filterunterstützung 10 abgestützt.
Das Entgasungsventil kann in Form einer Schraube ausgebildet sein, die die Entgasungsöffnung 11 verschließt oder frei gibt.
Claims (6)
1. Mit Druck beaufschlagbare Filtereinheit für wässrige Medien mit einem patronenartigen Filterelement, welches in einem
umschließenden Gehäuse angeordnet ist und einen einlaßseitigen Gehäuseraum trennt, wobei das Gehäuse mit einem Einlaß, einem
Auslaß und mindestens einem Entgasungsstutzen ausgestaltet ist, welcher durch ein Entgasungsventil verschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Entgasungsstutzen vom zu entgasenden Gehäuseraum durch ein hydrophobes gasdurchlässiges und eine Sekundärkontamination verhinderndes Filter getrennt ist.
der Entgasungsstutzen vom zu entgasenden Gehäuseraum durch ein hydrophobes gasdurchlässiges und eine Sekundärkontamination verhinderndes Filter getrennt ist.
2. Mit Druck beaufschlagbare Filtereinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das hydrophobe Filter auf der Gehäuseinnenseite dauerhaft eingedichtet ist und den Entgasungsstutzen überdeckt.
3. Mit Druck beaufschlagbere Filtereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das hydrophobe Filter abgestützt ist.
4. Mit Druck beaufschlagbare Filtereinheit nach den Ansprüchen bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das hydrophobe Filter eine polymere Filtermembran ist.
das hydrophobe Filter eine polymere Filtermembran ist.
5. Mit Druck beaufschlagbare Filtereinheit nach den Ansprüchen und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das umschließende Gehäuse aus Kunststoff besteht und die hydrophobe polymere Filtermembran randseitig im Kunststoff des Gehäuses eingesiegelt oder eingespritzt ist.
das umschließende Gehäuse aus Kunststoff besteht und die hydrophobe polymere Filtermembran randseitig im Kunststoff des Gehäuses eingesiegelt oder eingespritzt ist.
6. Mit Druck beaufschlagbere Filtereinheit nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobe polymere Filtermembran aus Polytetrafluorethylen
besteht.
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