单程切向流过滤系统和具有渗余物的再循环的切向流过滤系统技术方案

描述了一种过滤液体进料的方法，该方法包括使一种液体进料穿过一种单程切向流过滤(SPTFF)系统并且将来自该系统的渗余物和渗透物回收在单独的容器中。还描述了一种过滤液体进料的方法，该方法包括使一种液体进料穿过一种切向流过滤(TFF)系统，将来自该系统的渗透物和渗余物的一部分回收在单独的容器中而不再循环通过该TFF系统，并且使该渗余物的剩余部分再循环通过该TFF系统至少一次。本发明专利技术的这些方法可以使用一种SPTFF或TFF系统进行，该SPTFF或TFF系统包含多个歧管区段以使进料和渗余物的流动路径串联化而不需要分流板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2014年8月29日提交的美国临时申请号62/043,811的权益。将以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。专利技术背景切向流过滤(TFF)是一种分离方法，该分离方法基于尺寸、分子量或其他差异使用膜来分离液体溶液或悬浮液中的组分。在该TFF系统中使液体进料从一个过滤模块到下一个过滤模块的流动路径串联化可以通过增加流体在膜组件中的停留时间改进转化率。传统的TFF方法典型地依赖添加的TFF系统部件，如分流板，以使液体进料通过该TFF系统的流动路径串联化。然而，分流板增加了系统的成本和某些复杂性，并且需要附加的操作员培训。因此，为了有效串联处理液体，对于不需要分流板、或定制模块组件的改进的TFF系统和方法存在需要。此外，当前对于包括使用串联化流动路径的渗滤的TFF系统和方法存在需要以允许连续流动和在工业规模上潜在地更有效的生物加工。专利技术概述在一个实施例中，本专利技术涉及一种过滤液体进料的方法，该方法包括使一种液体进料以单程模式穿过一种单程切向流过滤(SPTFF)系统并且将来自该系统的渗余物和渗透物回收在单独的容器中而不再循环通过该SPTFF系统，由此过滤该液体进料。在此实施例的一个方面中，该SPTFF系统包含流体连接的多个过滤模块。每个过滤模块包含一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、r>以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管。这些过滤模块是通过这些歧管区段流体连接的以在这些过滤模块之间提供一个串联流动路径，通过将一个歧管区段中的第一歧管联接到一个相邻模块中的歧管区段的第二歧管上，这样使得一个模块的渗余物充当下一个模块的进料。在每一个模块中的歧管区段还流体连接到多个TFF盒，这些TFF盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上。此外，该SPTFF系统包含在该系统中的第一模块上的一个进料入口和在该系统中的最后模块上的一个渗余物出口。在此实施例的另一个方面中，该SPTFF系统由一个过滤模块组成。该过滤模块包含一个进料入口、一个渗余物出口、一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管，其中通过该歧管区段的流动路径是串联的，并且多个TFF盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上、并且流体连接到该歧管区段，其中该液体流动路径是并联通过这些盒的。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种过滤液体进料的方法，该方法包括使一种液体进料穿过一种切向流过滤(TFF)系统，将来自该系统的渗透物和渗余物的一部分回收在单独的容器中而不再循环通过该TFF系统，并且使该渗余物的剩余部分再循环通过该TFF系统至少一次，由此过滤该液体进料。在此实施例的一个方面中，该TFF系统包含流体连接的多个过滤模块。每个过滤模块包含一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管。这些过滤模块是通过这些歧管区段流体连接的以在这些过滤模块之间提供一个串联流动路径，通过将一个歧管区段中的第一歧管联接到一个相邻模块中的歧管区段的第二歧管上，这样使得一个模块的渗余物充当下一个模块的进料。在每一个模块中的歧管区段还流体连接到多个TFF盒，这些TFF盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上。此外，该TFF系统包含在该系统中的第一模块上的一个进料入口、在该系统中的最后一个模块上的一个渗余物出口、用于使渗余物再循环通过该系统的全部或一部分的一个再循环回路(例如，一个泵)、以及至少一个用于再循环渗余物的导管。在此实施例的另一个方面中，该TFF系统由一个过滤模块组成。该过滤模块包含一个进料入口、一个渗余物出口、用于使渗余物再循环通过该系统的全部或一部分的一个再循环回路(例如，一个泵)、至少一个用于再循环渗余物的导管、一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管，其中通过该歧管区段的流动路径是串联的，并且多个TFF盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上、并且流体连接到该歧管区段，其中该液体流动路径是并联通过这些盒的。在此描述的方法可以使用没有分流板的SPTFF和TFF系统进行，由此减少了实现有效的串联处理所需的流动路径的长度并且提供其他优点，如改进的流动分布和具有紧凑设计和最少的外部管路的系统尺寸的扩增。附图简要说明图1是在这些盒之间具有分流板以串联化流动路径的SPTFF系统的图。图2是比较了具有分流板以串联化通过三个过滤模块的流动路径的一种SPTFF系统(顶部)与在不存在分流板的情况下依赖于这些歧管区段中的歧管安排(未示出)以串联化通过三个过滤模块的流动路径的一种SPTFF系统(底部)的图。图3是具有三个过滤模块的一种SPTFF系统的图，这三个过滤模块具有被设计成使进料流动串联化的歧管安排。图4是描绘了包括分流板的一种SPTFF系统中的单个层级的顶视图的图。图5是描绘了在TFF盒之间的流动通道上具有打开的阀用于并联处理的一种SPTFF系统的图。图6是用于布置在可以并联或串联处理的TFF盒之间的一种示例性短管件(spoolpiece)的图。图7是示出了由于歧管区段中的歧管安排的结果，具有串联处理的三个竖直堆叠的过滤模块的一种SPTFF系统的等轴视图的图。图8是被配置为用于再循环渗余物的至少一部分的一个示例TFF系统；n表示过滤模块的数目(n＝0至8)。图9是被配置为用于连续渗滤和部分渗余物再循环的一种示例TFF系统。上述内容从以下对本专利技术的示例性实施例的更具体说明中是更清楚，如在附图中所说明的，其中贯穿不同的视图，同样的参考符号指代相同的部分。附图不必按比例绘出，而是重点示出本专利技术的实施例。专利技术详细说明以下是对本专利技术的示例实施例的说明。定义除非另外定义，否则在此使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。“SPTFF组件，”“SPTFF系统”和“SPTFF装置”在此可互换地使用来指代一种单程切向流过滤系统，该系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤液体进料的方法，该方法包括：a)使一种液体进料以单程模式穿过一种单程切向流过滤(SPTFF)系统，该系统包含：多个流体连接的过滤模块，每个过滤模块包含：一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管；以及多个TFF盒，这些盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上，并且流体连接到该歧管区段；在该系统中的第一过滤模块上的一个进料入口；以及在该系统中的最后一个过滤模块上的一个渗余物出口，该SPTFF系统具有一个液体流动路径，该液体流动路径并联穿过每个过滤模块中的盒并且通过将每个歧管区段中的第一歧管联接到一个相邻歧管区段的第二歧管上串联通过相邻过滤模块中的歧管区段，这样使得一个模块的渗余物充当用于下一个模块的进料，除了在该系统中的第一过滤模块中的第一歧管被连接到该进料入口并且在该系统中的最后一个过滤模块中的第二歧管被连接到该渗余物出口；并且b)将来自该系统的渗余物和渗透物回收在单独的容器中而不再循环通过该SPTFF系统，由此过滤该液体进料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 US 62/043,8111.一种过滤液体进料的方法，该方法包括：
a)使一种液体进料以单程模式穿过一种单程切向流过滤(SPTFF)系统，该
系统包含：
多个流体连接的过滤模块，每个过滤模块包含：
一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤
模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以
及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管；以及
多个TFF盒，这些盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上，并且
流体连接到该歧管区段；
在该系统中的第一过滤模块上的一个进料入口；以及
在该系统中的最后一个过滤模块上的一个渗余物出口，
该SPTFF系统具有一个液体流动路径，该液体流动路径并联穿过每个过滤模
块中的盒并且通过将每个歧管区段中的第一歧管联接到一个相邻歧管区段的第二歧
管上串联通过相邻过滤模块中的歧管区段，这样使得一个模块的渗余物充当用于下一
个模块的进料，除了在该系统中的第一过滤模块中的第一歧管被连接到该进料入口并
且在该系统中的最后一个过滤模块中的第二歧管被连接到该渗余物出口；并且
b)将来自该系统的渗余物和渗透物回收在单独的容器中而不再循环通过该
SPTFF系统，
由此过滤该液体进料。
2.如权利要求1所述的方法，其中在该歧管区段中的第一和第二歧管包含一个
密封件或阀门。
3.如权利要求1所述的方法，其中每个过滤模块在该歧管区段的一个或两个面
上包含一个或多个TFF盒。
4.如权利要求1所述的方法，其中每个过滤模块的过滤面积是约20m2或更小、
约10m2、约1m2或约0.1m2。
5.如权利要求1所述的方法，其中该至少一个过滤模块进一步包含在这些TFF
盒之间的流动通道上的多个阀门，其中当打开这些阀门时这些盒是并联处理的，或当

\t关闭这些阀门时这些盒是串联处理的。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括一个渗滤步骤，其中该渗滤步骤包括
浓缩和稀释步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其中该SPTFF系统进一步包括一个用于渗滤溶液
的储存器和一个用于将渗滤液递送到该进料储存器的导管。
8.如权利要求1所述的方法，其中该SPTFF系统进一步包括以下各项中的一项
或多项：一个或多个采样端口、用于在线缓冲液添加的T-管线、压力传感器、用于压
力传感器的隔膜。
9.如权利要求1所述的方法，其中该SPTFF系统没有分流板。
10.一种过滤液体进料的方法，该方法包括：
a)使一种液体进料穿过一种切向流过滤(TFF)系统，该系统包括：
多个流体连接的过滤模块，每个过滤模块包含：
一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤
模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以
及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管；以及
多个TFF盒，这些盒被堆叠在该歧管区段的一个或两个面上，并且
流体连接到该歧管区段；
在该系统中的第一过滤模块上的一个进料入口；
在该系统中的最后一个过滤模块上的一个渗余物出口；
一个再循环回路，该再循环回路用于使渗余物再循环通过该系统的全部
或一部分；以及
至少一个用于再循环渗余物的导管；
该TFF系统具有一个液体流动路径，该液体流动路径并联穿过每...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·思迪恩，M·科兹洛夫，H·鲁特兹，J·帕雷利亚，E·M·古德里奇，B·拉古纳特，
申请(专利权)人：EMD密理博公司，
类型：发明
国别省市：美国;US