Key Membrane Filter Characteristics膜过滤器的特性Characteristics膜过滤器的特性-续
• Size exclusion –particle retention does not change with flow or pressure฀ ฀ • 大小排除－颗粒截流与流速和压力无关 大小排除－ • ฀ Sterilizing filters must have > 99.99999% removal • 无菌过滤器必须具有大于99.99999%截流 无菌过滤器必须具有大于 截流 • Integrity testable (diffusion &/or bubble point) • 能做完整性测试
• “Water hating”疏水 疏水
– Not spontaneously wetwith water. – Water can remain or be “tricked”to enter filter水被截流或巧妙进入膜 水被截流或巧妙进入膜 – PTFE -Polytetrafluoroethylene, PVDF Polyvinylidene fluoridePolypropylene, Polysulfone,Polycarbonate
主要内容— 主要内容—续
• How to recognize filtration problems and perform basictroubleshooting • – 怎样理解过滤中的问题和解决简单故障
什么是过滤？ 什么是过滤？
How do Filters Work? 过滤机理
• Size Exclusion大小排除 大小排除
影响过滤的因素(流体特性) 影响过滤的因素(流体特性)
• • • • Viscosity粘度 粘度 Chemical / Ionic content 化学/离子成分 化学 离子成分 Comments
– Slow flow allows more contact较慢流速有较多接触 较慢流速有较多接触 – Mixing/Contact time can be critical混合 接触时间有较大影 混合/接触时间有较大影 混合 响
0.22 um Durapore Surface (3,000x)
0.22 um Durapore Cross-section (600x)
– Rigid or movable刚性或可移动 刚性或可移动
Filter Materials –Hydrophilic 过滤材质— 过滤材质—亲水性
• “Water Loving”亲水 亲水
– Wet spontaneously (or with little effort) with water
» Cellulosic materials(i.e. Regenerated cellulose, mixed cellulose ester, etc.)纤维素 纤维素 材料 » Polycarbonate with additives (i.e. PVPP), Modified polysulfone, Nylon, Modified polyvinylidenefluoride (PVDF)聚碳化合物 聚碳化合物
How are Membrane Filters Made? 膜过滤是怎样制造的？
• Produced by Casting • 铸造膜
– – – – – Slow flow is good选择低流速 选择低流速 better retention at slower flow越低的流速 越好的截留 越低的流速,越好的截留 越低的流速 Matrix movement is bad结构移动是不利的 结构移动是不利的 particles and fibers can bereleased from depth filters 颗粒和纤维能从深层过滤器析出
• Adsorption吸附 吸附
– Particles stick to the filter bychemical / electrical attraction – 颗粒由于化学 电荷作用粘附在滤器上 颗粒由于化学/电荷作用粘附在滤器上
Retention Mechanisms 影响过滤的因素
What do Surface Filters look like?表面过滤器 like?表面过滤器
• Fibers locked together by heat or membrane coating纤维用热粘合或膜涂布 纤维用热粘合或膜涂布 • Given a nominal rating or rated by the filter it protects可以给出公称空径 可以给出公称空径 • Thin (1 mm or less) & Slightly Adsorptive较薄 小于 毫米 较小吸附 较薄(小于 毫米),较小吸附 较薄 小于1毫米 • Give a percentage (90 -99.9%) particle reduction给出颗粒减少的比例 给出颗粒减少的比例(90-99.9%) 给出颗粒减少的比例 • Examples -Cellulose ester coated cellulose or polyesterweb例如 纤维素酯 例如-纤维素酯 例如 涂纤维或聚酯片
过滤技术原理及应用
质保处 2009.05
主要内容
• • • • 过滤知识及原理 过滤器的使用及维护 完整性测试 自动完整性测试仪
Introduction to Filtration 过滤基本知识
主要内容
• Important differences in the types of filters used in Bioprocesses. • – 生物制药中使用的不同类型过滤器及 其特性 • Why we use membrane filters for critical application • – 关键应用中为什么使用膜过滤器
影响过滤的因素(颗粒类型) 影响过滤的因素(颗粒类型)
• Deformable (soft)可变形颗粒 可变形颗粒
– Non-deformable (hard)不可变形颗粒 不可变形颗粒
• Comments建议 建议
– Under pressure soft particles canintrude into the filter structurecausing more effective filter blinding – 在压力下软性颗粒会进入过滤膜内并导致更多的过滤堵 塞 – 例如 凝胶 例如:凝胶 – Hard particles form open cakes – 硬颗粒形成一层饼例如 沙子 硬颗粒形成一层饼例如:沙子
• Applications应用 应用
– Solvent, acid, base, and – chemical filtration溶剂 酸,碱和化学品过滤 溶剂,酸 碱和化学品过滤 溶剂 – Tank/Equipment vents, process gas, fermentation inlet/exhaust filters – 罐/设备呼吸器 工艺用气 发酵进气 排气过滤 设备呼吸器,工艺用气 发酵进气/排气过滤 设备呼吸器 工艺用气,发酵进气
• • • •
Only affect adsorptive retention 只影响吸附截留 - NOT size exclusion 不影响大小排除
影响过滤的因素(操作条件) 影响过滤的因素(操作条件)
• Particle speed / velocity 颗粒速度 • Applied pressure过滤压力 过滤压力 • Comments建议 建议
过滤器分类
• 深层过滤器 • 表面过滤器特性 • 膜过滤器
What do Depth Filters look like?深层过滤器 like?深层过滤器
• Fibrous (can shed fibers)纤维 有纤维脱落 纤维(有纤维脱落 纤维 ) • Difficult to give an accurate pore size rating不能给出一个确切的空径 不能给出一个确切的空径 • Thick (3 -30 mm) & often adsorptive厚度 厚度 (3-30毫米 通常有吸附 毫米),通常有吸附 毫米 • Give a percentage (i.e. 30 -70%) particle reduction只能给出颗粒减少的比例 只能给出颗粒减少的比例 • Have the greatest capacity较大的承污能 较大的承污能 力 • Examples -Microfiberglass, Stringwound, pad filters例如 玻璃纤维 线绕式 压 例如-玻璃纤维 线绕式,压 例如 玻璃纤维,线绕式 板式
Key Membrane Filter Characteristics膜过滤器的特性 Characteristics膜过滤器的特性
• Strong, Rigid NOT brittle坚强 坚强 ，硬不易碎 • Tortuous pathway曲折的通道 曲折的通道 • Not all the retention on top • 不是都截流在膜表面 • Very high internal area • 非常高的内表面积 • 65-75% porosity • 65%-75%开孔率฀ 开孔率฀ 开孔率
• Mechanisms can be affected by: • 截流机制可以被以下因素影响： 截流机制可以被以下因素影响：
– – – – – – – – Fluid characteristics 流体特性 Operating conditions 操作条件 Particle type 颗粒类型 Filter type 过滤膜类型