SU1116057A1

SU1116057A1 - Apparatus for separating biological liquids

Info

Publication number: SU1116057A1
Application number: SU833553080A
Authority: SU
Inventors: Владимир Юрьевич Ракитин; Игорь Константинович Федоров; Борис Павлович Финогенов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1984-09-30

Abstract

АППАРАТ ПЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ, преимущественно клеточных суспензий, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода жидкости и отвода концентрата и фильтра и установленный внутри корпуса с возможностью вращени цилиндрический и мембранный фильтр, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности, внутренн поверхность корпуса имеет форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, и снабжена направл ющей пластиной, размещенной по винтовой линии, при этом патрубок ввода жидкости пр)икреплен тангенциально в нижней части корпуса, а патрубок отвода концентрата - тангенциально в верхней части корпуса дл вращени i потока жидкости навстречу вращению цилиндрического мембранного фильтСО ра.A PIECE OF A PLASTER FOR SEPARATION OF BIOLOGICAL FLUIDS, mainly cell suspensions, containing a vertical housing with nozzles for introducing liquid and withdrawing concentrate and a filter and a cylindrical and membrane filter mounted rotatably inside the housing. the cone, which faces the smaller base upwards, and is provided with a guide plate placed along a helix; ) and is fixed tangentially in the lower part of the body, and the concentrate drainage pipe is tangentially in the upper part of the body to rotate i the flow of liquid towards the rotation of the cylindrical membrane filter.

Description

ел Изобретение относитс к аппаратам дл -разделени жидкостей с помощью мембранных фильтров и предназначено дл применени в микробиологической промьшшенности дл концентрировани суспензий клеток микроорганизмов,а также клеток выс ших организмов растительного и животного происхождени . Известен аппарат дл разделени жидкостей, содержааий установленный с возможностью вращени кор пус с патрубками дл подачи жидкости и отвода концентрата и фильтрата в сетчатый блок l. Недостатком этого аппарата вл етс то, что в процессе разделени происходит увеличение концентрации , клеток на внутренней поверхности сетки, что снижает производительность , вызывает значительное гидродинамическое воздействие на клетки микроорганизмов и инактивирует их. Наиболее близким к предлагаемому вл етс аппарат дл разде ,лени биологических жидкостей, пре имущественно клеточных суспензий, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода жидкости и отвода концентрата и фильтрата и установленный внутри корпуса с возможност вращени цилиндрический мембранный фильтр 21. Недостатком известного аппарата вл етс то, что раздел ема жидкость , поступа во внутренную цили дрическую гладкостенную полость ве тикального корпуса, закручиваетс вращающимс цилиндрическим мембран ным фильтром, при этом происходит забивание пор фильтра клетками мик организмов и значительное снижение производительности аппарата. Цель изобретени - повьпиение производительности аппарата. Цель достигаетс тем, что в аппарате дл разделени биологически жидкостей, преимущественно клеточных суспензий, содержащем вертикал ный корпус с патрубками ввода жидкости и отвода концентрата и фильт рата и установленный внутри корпус с возможностью вращени цилиндрический мембранный фильтр, внутренн поверхность корпуса имеет форму ус ченного конуса, обращенного меньши основанием вверх, и снабжена направл ющей пластиной, размещенной п винтовой линии, при этом патрубок ввода жидкости прикреплен тангенциально в нижней части корпуса, а патрубок отвода концентрата тангенциально в верхней части корпуса дл вращени потока жидкости навстречу вращению цилиндрического мембранного фильтра. На фиг.1 изображен аппарат, вертикальный разрез; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.З .- разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - аппаратурна схема разделени биологических жидкостей. Аппарат дл разделени биологических жидкостей, преимущественно клеточных суспензий, содержит вертикальный корпус 1, внутренн поверхность которого имеет форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, и снабжена направл ющей пластиной 2, размещенной по винтовой линии и установленный внутри корпуса 1 с возможностью вращени цилиндрический мембранный фильтр, состо щий из перфорированного цилиндра 3 и фильтрующей мембраны 4. В нижней части корпуса 1 прик-. реплен тангенциально патрубок 5 ввода раздел емой жидкости, а в верхней также тангенциально патрубок б отвода концентрата. При этом патрубки 5 и б .предназначены дл .вращени потока жидкости навстречу вращению цилиндрического мембранного фильтра. Мембранный фильтр своей нижней частью жестко соединен цилиндрическим полым хвостовиком 7, внутри которого расположен патрубок 8 дл отвода фильтрата, соединенный с корпусом i. Верхний конец патрубка 8 имеет форму полуокружности, расположенной в горизонтальней плоскости внутри мембранного фильтра стверстием навстречу его вращению в зоне соединени фильтра с хвостовиком 7. Корпус 1 в нижней части снабжен крышкой 9, в которой смонтированы уплотнени 10 и подшипник 11 хвостовика 7. На Свободном конце хвостовика установлен шкив 12 клиноременной передачи. Патрубок 5 ввода раздел емой жидкости в аппарат сообщен трубопроводом 13 с насосом 14, который псдключен к расходной емкости 15, снабженной теплообменником 16. Патрубок 6 отвода концентрата при помощи трубопровода 17 подсоединен к расходной емкости 15. На трубопроводе 13 установлены вентили 18, расходомер 19 и манометр 20, а на трубопроводе 17 - вентиль 2 и манометр 22 , Раздел ема жидкость, по преимуществу клеточна суспензи , из емкости 15 насосом 14 подаетс по трубопроводу 13 в корпус 1 аппарата через патрубок 5. Вентили 18 и 21 при этом- открыты. По заполнении полости, образованной внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностью мембранного -фильтра, раздел емой жидкостью включают с пульта 23 управлени привод клиноременной передачи, привод во вращение шкив 12 и мембранный фильтр. С помощью вентил 21 устанавливают по манометрам 22 и 20 требуемое давление, а с помощью вентил 18 по расходомеру 1,9 - требуемый расход .The invention relates to apparatus for the separation of liquids using membrane filters and is intended for use in microbiological industry for concentrating suspensions of microbial cells, as well as cells of higher organisms of plant and animal origin. A known apparatus for the separation of liquids, containing a rotatably mounted box with nozzles for supplying liquid and draining the concentrate and filtrate into the mesh unit l. The disadvantage of this apparatus is that during the separation process, an increase in the concentration of cells on the inner surface of the network occurs, which reduces productivity, causes a significant hydrodynamic effect on the cells of microorganisms and inactivates them. The closest to the present invention is an apparatus for separating, loosening biological fluids, mainly cell suspensions, containing a vertical housing with nozzles for introducing fluid and withdrawing concentrate and filtrate and a cylindrical membrane filter 21 mounted inside the housing for rotational capability. that the divided liquid entering the inner cylindrical smooth wall cavity of the vascular case is twisted by a rotating cylindrical membrane filter, with this This leads to clogging of the pores of the filter by the cells of the mic organisms and a significant decrease in the productivity of the apparatus. The purpose of the invention is to demonstrate the performance of the apparatus. The goal is achieved by the fact that in an apparatus for the separation of biologically fluids, mainly cell suspensions, containing a vertical housing with nozzles for introducing a liquid and withdrawing concentrate and filtrate and a cylindrical membrane filter mounted inside with rotation, the inner surface of the housing has the shape of a tapered cone, facing the smaller base upwards and provided with a guide plate placed on the helix, and the liquid inlet pipe is attached tangentially to the bottom of the building a, a concentrate discharge pipe tangentially in the upper part of the housing for rotating the rotating fluid flow toward the cylindrical membrane filter. Figure 1 shows the apparatus, a vertical section; in Fig.2, view A in Fig.1; on fig.Z.- section bb in figure 1; Fig. 4 is an apparatus diagram for the separation of biological fluids. The apparatus for the separation of biological fluids, mainly cell suspensions, contains a vertical body 1, the inner surface of which has the shape of a truncated cone, with the smaller base facing upwards, and is equipped with a guide plate 2 placed along a helical line and mounted inside the body 1 with the possibility of rotation a cylindrical membrane filter consisting of a perforated cylinder 3 and a filtering membrane 4. In the lower part of the housing 1, there is a fastener. replen tangential pipe 5 of the input of the divided liquid, and in the top also tangentially pipe b of concentrate removal. At the same time, the nozzles 5 and b. Are intended for rotation of the fluid flow towards the rotation of the cylindrical membrane filter. The membrane filter with its lower part is rigidly connected by a cylindrical hollow shank 7, inside of which is located a pipe 8 for draining the filtrate connected to the housing i. The upper end of the nozzle 8 has the shape of a semicircle located in the horizontal plane inside the membrane filter by waving it towards rotation in the zone of connection of the filter with the shank 7. The housing 1 in the lower part is equipped with a cover 9, in which the seals 10 and the bearing 11 of the shank 7 are mounted. shank mounted pulley 12 V-belt transmission. A nozzle 5 for introducing a separable liquid into the apparatus is connected by a pipe 13 to a pump 14, which is connected to a supply tank 15 equipped with a heat exchanger 16. A nozzle 6 for concentrate discharge is connected to a flow tank 15 by means of a pipeline 17. The pipe 13 has valves 18, a flow meter 19 and a pressure gauge 20, and a pipeline 2 and a valve 2 and a pressure gauge 22, the liquid section, mainly cell suspension, from the tank 15 by the pump 14 is fed through the pipe 13 into the body 1 of the apparatus through a nozzle 5. The valves 18 and 21 are open. Upon filling the cavity formed by the inner surface of the housing 1 and the surface of the membrane filter separated by a liquid, from the control panel 23 controls the drive of the klinoremennoy transmission, the rotation of the pulley 12 and the membrane filter. With the help of the valve 21, the required pressure is set by gauges 22 and 20, and with the help of the valve 18 by the flow meter 1.9 - the required flow rate.

Поток раздел емой жидкости, проход через тангенципльно прикрепленный к корпусу 1 патрубок 5, приводитс во вращение навстречу вращению мембранного фильтра и поднимаетс по полости, образованной внутренней поверхностью корпуса 1, имеющего.форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх и снабженной направл ющей пластиной 2, размещенной по винтовой линии и наружной поверхностью мембранного фильтра.The flow of the liquid to be separated, the passage through the pipe 5 which is tangentially attached to the body 1, is rotated opposite to the rotation of the membrane filter and rises through the cavity formed by the inner surface of the body 1, which has a truncated cone shape, with the smaller base facing upwards and provided with a guide plate 2, placed along the helix and the outer surface of the membrane filter.

При этом жидкость фильтруетс через фильтрующую мембрану 4 и перфорированный цилиндр 3 вращающегос мембранного фильтра и поступае внутрь фильтра. Полученный фильтрат отводитс из аппарата по патрубку 8The liquid is filtered through the filter membrane 4 and the perforated cylinder 3 of the rotating membrane filter and enters the inside of the filter. The resulting filtrate is discharged from the apparatus through the pipe 8

верхний .конец которого выполнен в виде полуокружности отверстием навстречу вращению мембранного фильтра, что обеспечивает максиальное удаление фильтрата,the upper end of which is made in the form of a semicircle with a hole opposite to the rotation of the membrane filter, which ensures maximum removal of the filtrate,

Жидкость, не прошедша через фильтрующую мембралу 4, в виде концентрата выводитс по патрубку 6 из аппарата и по трубопроводу 17 поступает в расходную емкость 15.The liquid that has not passed through the filtering membrane 4, in the form of a concentrate, is withdrawn through the pipe 6 from the apparatus and through the pipeline 17 enters the supply tank 15.

00

Выполнение внутренней поверхности корпуса 1 в форме усеченного конуса и снабжение ее направл ющей пластиной 2, размещенной по винтовой линии обеспечивает посто н5 ную организованную скорость течени жидкости вдоль всей поверхности фильтрующей мембраны 4, что совместио с вращением потока жидкости,образованного тангенциально укрепленными патрубками 5 и 6 ввода разде0 л емой жидкости и отвода концентрата навстречу йращению цилиндрического фильтра, способствует уменьшению концентрации клеток у поверхности мембранного фильтра и повы5 шению производительности аппарата, |т.е, повышению разделени примерно ;на 10% по сравнению с прототипом.Making the inner surface of the body 1 in the shape of a truncated cone and supplying it with a guide plate 2 placed along a helical line ensures a constant organized flow velocity along the entire surface of the filter membrane 4, which is compatible with the rotation of the fluid flow formed by tangentially fortified nozzles 5 and 6 entering a separable liquid and withdrawing the concentrate towards the rotation of the cylindrical filter, helps to reduce the concentration of cells at the surface of the membrane filter and y5 sheniyu performance of the machine, | ie, to increase the separation of about; 10% compared to the prototype.

видлseen

Фиг. 2FIG. 2

5-55-5

2323

//

тt

Claims

DEVICE FOR THE SEPARATION OF BIOLOGICAL LIQUIDS, mainly cell suspensions, comprising a vertical housing with fluid inlet and outlet of concentrate and filter and mounted inside the housing with the possibility of rotation of a cylindrical and membrane filter, characterized in that, in order to increase productivity, the inner surface of the housing has the form truncated cone, facing smaller base up, 'and provided with a guide plate placed along a helical line, while the fluid inlet pipe is attached n tangentially in the lower part of the casing, and the concentrate discharge pipe - tangentially in the upper part of the casing to rotate the fluid flow towards the rotation of the cylindrical membrane filter.

I