0.65/0.45um
Yeast 酵 母 菌
0.45um
E.Coli 大 肠 杆 菌
0.2um
Lysate clarification 细 胞 裂 解 液 澄 清 300 -1000kD
Protein concenrtration 蛋 白 浓 缩 Protein concentration 蛋 白 浓 缩
30
20
2
Inlet
P retentate (PR)
P Filtrate (PP)
Flux
Permeate
Outlet
19
TFF Definitions & Equations TFF的定义&公式
Mass Balance 物料平衡
Feed Volume = Retentate Volume + Permeate Volume
500 l
50 l
Vr = Volume of Liquid in tank Vdf = Total Volume of DF Buffer
13
Operation: Diafiltration 操作:透析
• Diafiltration is the addition of a fluid (buffer) to the feed tank during a UF operation while permeate is being removed from the system
Cfinal Cinitial
Vo,Co
Vr,Cr
Vp,Cp
where V = Volume of Liquid at a given time; C = Conc. of Solute at a given time
Start 500L,1g/L
FinConcentration浓缩
– 流向是垂直于过滤介质的
– 所有的液体全部透过过滤 介质
– 颗粒被截留在过滤膜内部 或表面
切向流过滤 (TFF) – 交叉流动过滤
– 流向是切向(平行)于过滤 膜表面的
– 一小部分液体透过过滤介 质
– 截留的颗粒从膜的表面被” 扫除””
3
普通过滤(死端过滤)
液体流向
膜表面
过滤方式
普通过滤 (NFF)
N = Vdf/Vr
Based on volume根据体积算
N= 500/50 =10
Vdf
Vr
Vdf
500 l
50 l
Vr = Volume of Liquid in tank Vdf = Total Volume of DF Buffer
18
基本超滤术语
Yield = product recovered at end of process 收率 – Minus losses 损失最小化 • loss to permeate/retentate 透过液/回流液中的损失 • adsorption to membrane 膜吸附 • unrecoverable product (hold up) 无法回收的产物(死体 积)
Term to describe the number of wash volumes used during a constant volume diafiltration process透析过程中以等体积透析所用的透析 体积
N = Vdf/Vr
Based on volume根据体积算
Vdf
Vr
Vdf
进液体积 =
回流体积 + 透出体积
Vo = Vr + Vp
Feed Flow rate = Retentate Flow Rate + Permeate Flow Rate
进液流速 =
回流流速 + 透出液流速
Qo = Qr + Qp
(Vo)(Initial Conc.) = (Vr)(Retentate Conc.)+(Vp)(Permeate Conc.)
切向流速
膜表面浓度 Cw
膜表面
切向流过滤(TFF)
料液浓度 Cb 料液切向流
膜表面浓度 Cw
透
过
液
膜表面
5
常规过滤(NFF)
透
过 液
膜表面
切向流（TFF）过滤系统模型
透析/补料
回流液
泵 储罐
PF
回流阀
PR
夹具
泵
透过液
Pp
QT
6
基本TFF术语
% Passage 透过率
[ ] permeate
=[ ]
9
Concentration浓缩 Concentration浓缩
10
Concentration浓缩 Concentration浓缩
11
Concentration浓缩 Concentration浓缩
12
基本超滤术语
体积浓缩因子
VCF =
Vinitial V
final
浓缩倍数
X=
Cfinal Cinitial
– 在浓缩的应用中,它是用来置换缓冲溶液的
Diafiltration 透析
14
Diafiltration 透析 Diafiltration 透析
15
Diafiltration 透析 Diafiltration 透析
16
Diafiltration 透析 Diafiltration 透析
17
Diafiltration 透析
5
Litres / ( Square Metre x Hour ) or LMH 升/(平方米X小时)
7
Typical Fluxes Millipore 超滤/微滤膜典型通量
Solute Type & Objective
"Best" Membrane
Mammalian 哺 乳 动 物
0.65um
Plant / insect 植 物 /昆 虫
– 透析是当透出液被从系统中去除,在料液罐中加入另外一种液 体(缓冲溶液)
– In clarification applications it is done to improve removal of passing species
– 在澄清的应用中,它是用来提高透出物的透出效率的
– In concentration applications it is done to change the buffer
基本超滤术语
Diafiltration Volume透析体积 N (Diavolumes)
Term to describe the number of wash volumes used during a constant volume diafiltration process透析过程中以等体积透析所用的透析 体积
Vo,Co
Vr,Cr
Vp,Cp
where V = Volume of Liquid at a given time; C = Conc. of Solute at a given time
Start 500L---50L VCF=10 1g/L----10g/L X=10
Finish
基本超滤术语
Diafiltration Volume透析体积 N (Diavolumes)
切向流过滤 (TFF)
– 滤芯形式或“死过滤”
– 交叉流动过滤
– 流向是垂直于过滤介质 的
– 所有的液体全部透过过 滤介质
– 颗粒被截留在过滤膜内 部或表面
– 流向是切向(平行)于过滤膜 表面的
– 一小部分液体透过过滤介质 – 截留的颗粒从膜的表面被”
扫除””
4
切向流过滤(错流过滤)
透过流速
溶液浓度 Cb
x 100
retentate
% Retention 截留率
= 100 - % Passage
Retentate 回流液
Permeate 透过液
% Passage 透过率
% Retention 截留率
基本超滤术语
Flux : 通量
体积/升 面积/平方米
时间/小时
12 11 10
9 8 7 6
1 2 3 4
50 - 100kD 10 - 30kD
Solute concentration 溶 质 浓 缩
1-8kD
Typical Flux LMH
50-80 50 50-75 25-50 10-20 40-80 20-40 5-20
基本超滤术语
体积浓缩因子
VCF =
Vinitial V final
浓缩倍数
X=
Vfinal Finish
基本超滤操作参数
Transmembrane Pressure跨膜压
PF + PR
Tmp =
- PP
2
Pressure Drop压降
P Feed (PF) Feed Flow Q
ΔP = PF - PR = k . Q
TMP = (30 + 20)/2 - 2 = 23 psi DP = 30-20=10 psi
1
过滤的分类?
膜分离过程
微滤
超滤 反渗透/纳滤
滤膜孔径分布
反渗透 纳滤 超滤 微滤
0.001 kD - 0.5 kD 0.00005 - 0.001 um
0.1 kD - 2.0 kD 1 kD – 1 000 kD 0.001 - 0.10 um 0.1 - 0.65 µm
2
区分谱图
过滤方式
普通过滤 (NFF) – 滤芯形式或“死过滤”