过滤原理及过滤技术-过滤超滤方面的课件.pptx

1、过滤原理和技术Disclaimer3This presentation is the copyright of Pall Corporation and no portion of this presentation may be copied,published,performed,or redistributed without the express written authority of a Pall corporate officer.2012 Pall Corporation提纲 过滤原理 过滤器精度 过滤器制造流程简介4过滤 利用有孔介质从流体(液体或气体)中除去污染物滤材孔洁

2、净流体(滤出液，下游)5污染流体(流入液，上游)对过滤/分离的传统理解 过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子，过滤/分离是在一 个平面上进行的。6膜材 实际上，过滤器膜材是具有深度的。“弯曲通道”的结果对于污染物的去除起到了辅助作用。7过滤机理8 直接拦截 惯性撞击 扩散拦截直接拦截 当颗粒大于流道孔径时 即被该结构去除 容污能力可以因弯曲结 构而提高，筛网无此作 用9不规则颗粒自我搭桥10多个颗粒共同搭桥11惯性撞击 颗粒被机械拦截或被吸 附拦截 在气体中比在液体中更 有效.对较大的颗粒有效12吸附表面作用13过滤的辅助方式14 Zeta 正电势:滤材所带的正电荷捕捉带负电的污染物 絮凝:添

3、加高分子电解质(例如淀粉)使细颗粒凝聚成较大的 颗粒进而形成滤饼 助滤剂:添加助滤剂(例如：硅藻土)以形成滤饼Zeta 正电势颗粒接触到滤材表面由于吸引力而被阻截带负电的 污染物流体带正电的 滤材15电荷吸引实例Latex beads retained by charge attraction of N66 Posidyne16容易带负电荷物质类型17 细菌 支原体 病毒 酵母 硅颗粒 细菌内毒素(热源)蛋白分子扩散拦截 气体过滤器能够去除尺寸 远小于其液体精度的污染 物 对细小颗粒非常有效 如果一个气体过滤器在湿 润环境中运行，它的去除 能力即变为液体精度被随机运动的气体分子碰撞的颗粒 撞击

4、到过滤介质上并被吸附截留18过滤机制总结直接拦截惯性撞击扩散拦截(电荷吸引)19气体过滤效率效率扩散拦截惯性撞击直接拦截最低效率区颗粒直径(um)*最易穿透粒子大小，Most Penetrating Particle Size,MPPS20常见的滤膜材质21 Acrylic Copolymer丙烯酸共 聚物 Glass玻璃纤维 Mixed Cellulose Ester混合 纤维素酯 Nylon尼龙 Paper滤纸 Polyethersulfone(PES)聚 醚砜 Polypropylene聚丙烯 Polysulfone(PS)聚砜 Polyvinyl Chloride (PVC)聚氯乙烯

5、PTFE聚四氟乙烯 PVDF聚偏二氟乙烯 Quartz石英化学兼容性HH=Halogenated Hydrocarbons22材质不适用Acrylic CopolymerAcid,HH,Keytones 酸，卤代烃，酮GlassHydrofluoric Acid 氢氟酸NylonAcids 酸PolysulfoneEsters,Ethers,Keytones,Hydrocarbons 酯、乙醚、酮、烃PolyethersulfoneKeytones,HH 酮，卤代烃PolypropyleneBoiling Perchloroethylene 熔融全氯乙烯PVDFBases,Keytones 碱

6、，酮PTFEToluene 甲苯制药级材质滤膜NN6666高pH值良低pH值差溶剂80C热过滤良(带有PP硬件)差PPVVDDFF差良良(酮、醛除外)优PPEESS良良良(酮、醛除外)良PPTTFFEE优优优(甲苯除外)优23制药级材质硬件PPPP高pH值良低pH值良溶剂良80C热过滤良PPoollyyeesstteerr差良良(丙酮除外)差PPEE良良良(丙酮除外)良SSSS优优(盐盐酸除外)优优24提纲 过滤原理 过滤器精度 过滤器制造流程简介25过滤膜结构 不规则的孔以截留效率来界定孔径0.2 m 过滤膜表面0.2 m 过滤膜横切26公称精度(Nominal rating)27 基于大于

7、或等于给定尺寸所有颗粒的某一去除百分数 由过滤器厂商指定的有争议的微米数值。它几乎没有好的详细说明，也无再现性。有争议的微米精度 由制造商自己指定 去除重量百分比 可变的、不可再现的下游流体质量公称精度的缺陷只考虑重量去除率x mg/l28256 billion2 m particlesOne”marble in a barrel.绝对精度(Absolute rating)29 在指定试验条件下能够通过过滤器的最大刚性球形颗粒 的直径。它是过滤器元件中最大开孔的标志。过滤精度挑战试验方法(1 m)30微粒挑战玻璃珠中等硅土试验粉尘粗硅土试验粉尘乳胶球形颗粒聚苯乙烯球形颗粒如何测定滤芯的绝对精度

8、Test FilterFlowmeterAutomatic Particle CountersClean-upFilterSlurryTest Element pReservoir31精度的判断标准由计数器读数计算“过滤比”或称“Beta 比”，符号 上游大于直径x的微粒数x=32下游大于直径x的微粒数1,000,000Particles Xm下游微粒数x=2050,00095%x=7513,00098.7%x=2005,00099.5%x=10001,00099.9%x=500020099.98%x=233500,00050%效率值的意义过滤精度挑战试验方法(1 m)34生物学挑战细菌支原体

9、病毒/噬菌体生物学挑战(1 m)对亚微米过滤器过滤效率用滴度降表示TR(Titre Reduction)滤前流体中生物体数量TR=滤后流体中生物体数量35滴度降(TR)101 生物体/单位体积106 生物体/单位体积536106TR 101 10或 99.999%去除效率颗粒挑战测试对比37举例公称精度绝对精度38提纲 过滤原理 过滤器精度 过滤器制造流程简介39典型滤芯结构复杂结构通常有 10-15 组件40滤芯结构Membrane&support滤膜/支撑层Adaptor端头Core内衬（筒）Fin尾翼End caps端盖Cage网罩O-ring O型圈Cartridge滤芯Seal端封4

10、1打褶结构打褶结构形成更大的过滤面积十英寸（254mm）滤芯的典型膜面积为 0.5 2.0 m2大面积更高流速、更低p 和更长寿命42打褶机打褶机支撑层滤膜打褶后按合适 长度切段43打褶机44边封热熔边封形成筒状结构 对滤芯完整性至关重要的一步45边封46与内筒、网罩组配47端头熔封焊接滤膜与端头熔封焊接 对滤芯完整性至关重要的一步48端头49多段滤芯组合将两段滤芯组合成一个完整的滤芯需要三步焊接。对滤芯完整性至关重要50滤壳各种滤壳囊式滤器51过滤器、管道、连接件及容器整合 一体一次性使用 无需安装、清洗和灭菌 缩短上市准备时间 生产和材料安排简单化一次性系统5253生物工艺流程制剂和灌装上

11、游加工细胞收集与产品分离下游加工与纯化液体预滤器介质过滤除菌级 液体过滤器充气生物反应器空气预滤器除菌级 空气过滤器深层过滤切向流过滤缓冲液过滤器捕获色谱除菌级 液体过滤器浓缩洗滤纯化色谱精制色谱除病毒过滤除菌级液体过滤器排气除菌级 空气过滤器空气预滤器离心分离机缓冲液过滤器浓缩 洗滤浓缩洗滤缓冲液过滤器缓冲液过滤器缓冲液过滤器54血浆冷沉淀第I阶段 浆体过滤第II+III阶段 浆体过滤第 IV阶段 浆体过滤第V阶段 浆体过滤病毒灭活色谱预过滤超滤无菌过滤超滤 洗滤病毒过滤灌装免疫球蛋白预过滤活化 过滤无菌过滤超滤 洗滤巴氏灭菌悬浮白蛋白VKD(因子II,VII,IX,X)无菌过滤灌装预过滤预

12、过滤色谱超滤病毒灭活色谱超滤无菌过滤灌装病毒过滤悬浮沉淀纤维蛋白原灌装 因子 VIII病毒灭活预过滤超滤无菌过滤灌装预过滤无菌过滤离心离心微粒过滤悬浮预过滤减菌过滤薄膜吸附器色谱色谱减菌过滤减菌过滤色谱免疫亲和色谱减菌过滤预过滤色谱超滤 洗滤减菌过滤亲和色谱.薄膜吸附器预过滤减菌过滤色谱病毒过滤预过滤色谱超滤 洗滤色谱超滤 洗滤色谱无菌过滤巴氏灭菌病毒过滤超滤 洗滤无菌过滤灌装AT III血浆分离灌装1抗胰蛋白酶55API加工反应步骤与大部分污染物的清除产品回收步骤溶剂与气体过滤透镜状 深度模块板式过滤器充碳单元袋式过滤器化学媒介碳/催化剂超纯溶剂反应器离心机干燥器蒸馏塔溶剂过滤器 溶剂回收半成品或成品API惰性气体捕集过滤器反应器 多功能处理器液/液聚结器终滤器终滤器 溶剂过 滤器溶剂过滤器罐区气体过滤器气体过滤器除水液液聚结器取代游离碳的添加制剂和灌装灌装机配液罐储罐原液56呼吸/压缩空气 过滤器预过滤器除菌过滤器除菌过滤器