用于气液扩散整体性测试的二级统计截止点方法学技术

本发明专利技术涉及在膜过滤器整体性测试期间减少背景噪音的方法，以提高灵敏度并更有效地处置不合格的膜过滤器。置不合格的膜过滤器。置不合格的膜过滤器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气液扩散整体性测试的二级统计截止点方法学
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年12月30日提交的第63/131,850号美国临时专利申请的权益，该申请的全部内容通过引用整体并入本文中。


[0003]在本文中描述的实施方案涉及用于膜过滤器的气液整体性测试的方法。更具体地说，该技术的一些实施方案涉及用于气液扩散整体性测试数据分析的方法学，该分析使用对群体子集的归一化，或调整用于操作条件例如温度和压力的所述整体性测试数据，以用于减少背景噪音的目的，从而提高缺陷检测的信噪比。

技术介绍

[0004]生物
、化学领域、电子领域、制药领域和食品和饮料工业领域中使用的对水性介质的高纯度过滤通过使用能够高度分离的精密的膜过滤器模块来实现。这些膜过滤器还防止环境、待过滤的介质和产生的滤液的污染，以防止不需要的通常是危害的生物体例如细菌或病毒以及环境污染物例如灰尘、污垢等进入至工艺液流和最终产品中。
[0005]为了确保膜过滤器的无菌性和/或保留能力不受损害，整体性测试是关键过程过滤应用中的一项要求。用于关键应用的膜过滤器的制造商也经常将整体性测试应用至成品过滤器元件，以作为批签发(lot release)或100％测试标准。整体性测试可以检测是否存在过大的孔隙或缺陷，该过大的孔隙或缺陷会损害多孔材料的保留能力。整体性测试的方法包括粒子挑战测试(challenge test)、液液孔隙测量(porometry)测试、起泡点测试、气液扩散测试和测量示踪剂组分的扩散测试。这些测试中的一些，例如粒子挑战测试，是破坏性的。因此，这些测试不能用作使用前的测试。液液孔隙测量和起泡点测试对于确保安装具有正常标称孔径的膜是可用的，但是该方法对于识别少量的小缺陷缺乏灵敏性。
[0006]气液扩散测试被广泛用于评估过滤器的整体性。用于整体性测试的常见气
‑
液配对是空气
‑
水，由于该配对的安全、低成本和环境友好的特性。扩散测试测量气体转移通过过滤器的速率。在低于起泡点的气体压差下，气体分子依据如下的菲克扩散定律迁移通过湿润膜的充满水的孔隙：
[0007][0008]其中，Q为渗透流速，A为膜面积，ε为膜孔隙率，D为在液体中的气体的扩散率，S为气体的溶解系数，P
f
和P
p
为进料和渗透侧压，τ为孔隙曲折因数(tortuosity)，L为在膜中的液体的厚度。
[0009]对于整体式膜，以下测得的气体流速是缺陷的信号，该测得的气体流速超过由菲克定律预测的流速，或高于根据经验确立的流速。该测试的灵敏度受到最小可检测到的过量的流量的限制。由于膜面积、膜厚度、膜孔隙率和孔隙曲折因子的差异，在整体式膜过滤器装置的气体扩散流速中可能出现在过滤器之间的显著变化。
[0010]测试系统硬件和仪器的变化，以及影响在液体中的气体的扩散性和溶解性的操作条件例如压力和温度的变化，也促进背景噪音。背景噪音会与缺陷信号竞争或干扰缺陷信号，该缺陷信号是由于通过该缺陷的对流流量而产生的过量的气体流速。当面临越来越大的噪音变化时，传统的空气扩散整体性测试将不得不扩大可接受的规格窗口(即降低缺陷检测能力)或接受更多的虚假不合格品。
[0011]导致这种噪音变化的主要促进因素是按批次(在本文中称作“流延日期(cast date)”)和在执行整体性测试周期的设备上的测试位置(在本文中称作“碗状物(bowl)”)而变化的膜特性。用于检测缺陷的气液扩散测试的灵敏度也直接受到背景噪音的限制。高背景噪音也会导致整体式过滤器错误地不能通过测试，这导致增加成本浪费。当建立测试验收标准，包括扩散规格的上限和下限时，在测试灵敏度(产品和最终用户风险缓解)和稳健供应产品的能力(供应市场的产量、成本和安全)之间需要权衡决定。
[0012]因此，需要这样的整体性测试方法学，该整体性测试方法学保持气液整体性测试的便利性，同时将固有的背景噪音变量的影响降到最低限度，该变量既会削弱检测缺陷的测试能力，又会增加虚假不合格的整体式过滤器可能性。

技术实现思路

[0013]在本文中描述的实施方案克服现有技术的缺点，所述实施方案包括在整体性测试中减少背景噪音和提高信噪比以处置膜过滤器的方法的一些实施方案，所述方法包括：执行对所述膜过滤器的气液扩散分析；在所述气液扩散分析期间，识别所述膜过滤器与初始固定截止点相比是否为离群值；如果至少一个膜过滤器不是对于所述初始固定截止点的离群值，则将所述至少一个膜过滤器的至少一种特性的数值归一化，所述数值在所述气液扩散分析中影响所述背景噪音；基于来自多个膜过滤器的气液扩散分析的数值，识别所述膜过滤器与二级统计截止点相比是否为离群值；和将所述膜过滤器处置为整体式或不合格。
[0014]在一些实施方案中，所述气液扩散的方法是空气
‑
水。在一些实施方案中，所述至少一种特性选自批次、设备测试位置、水温、空气温度和压力。在一些实施方案中，将至少两种特性的数值归一化。所述方法的一些实施方案另外包括将超过一个膜过滤器的压力归一化。所述方法的一些实施方案另外包括检测在所述超过一个膜过滤器中的至少一个缺陷。在一些实施方案中，所述至少一个缺陷选自约4微米至约9微米之间。在一些实施方案中，所述缺陷为大于4微米。在一些实施方案中，所述缺陷选自约4微米、约5微米、约6微米、约7微米、约8微米和约9微米。在一些实施方案中，初始上限截止点维持距离最终用户的扩散规格标准的至少5％的安全系数。在一些实施方案中，所述初始上限截止点维持距离质量控制(QC)批签发扩散标准的至少5％的安全系数。
[0015]在一些实施方案中，所述初始上限截止点维持这样的安全系数，所述安全系数选自距离所述最终用户扩散规格标准或所述质量控制(QC)批签发扩散标准的约5％至约15％之间的范围。在一些实施方案中，所述初始上限截止点维持这样的安全系数，所述安全系数选自约5％、约6％、约7％、约8％、约9％、约10％、约11％、约12％、约13％、约14％和约15％。在一些实施方案中，所述膜过滤器是对于所述初始截止点的离群值，并被处置为不合格。在一些实施方案中，所述膜过滤器是对于所述二级截止点的离群值，并被处置为不合格。在一些实施方案中，所述膜过滤器不是对于所述初始截止点或所述二级截止点的离群值，并被
处置为整体式。
[0016]在一些实施方案中，所述多个膜过滤器是统计学上显著数量的膜过滤器。在一些实施方案中，所述膜过滤器和所述多个膜过滤器是相同类型的过滤器装置。在一些实施方案中，所述过滤器装置选自灭菌级过滤器、病毒过滤器、澄清过滤器和超滤过滤器。在一些实施方案中，所述二级统计截止点通过将统计上限设置为在经归一化的所述数值的中位值以上的2至5个之间的标准偏差来确立。在一些实施方案中，所述二级统计截止点通过将所述统计上限设置为在经归一化的所述数值的中位值以上的约2、约3、约4和约5个标准偏差来确立。在一些实施方案中，所述二级统计截止点通过将统计下限设置为在经归一化的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.在整体性测试中减少背景噪音和提高信噪比以处置膜过滤器的方法，其包括：在所述膜过滤器上执行气液扩散分析；在所述气液扩散分析期间，识别所述膜过滤器与初始固定截止点相比是否为离群值；如果至少一个膜过滤器不是对于所述初始固定截止点的离群值，则将所述至少一个膜过滤器的至少一种特性的数值归一化，所述至少一种特性的数值在所述气液扩散分析中影响所述背景噪音；基于来自对多个膜过滤器的气液扩散分析的数值，识别所述膜过滤器与二级统计截止点相比是否为离群值；和将所述膜过滤器处置为整体式或不合格。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述气液扩散的方法是空气
‑
水。3.根据权利要求1和2中的任意一项所述的方法，其中所述至少一种特性选自批次、设备测试位置、水温、空气温度和压力。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中将至少两种特性的数值归一化。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的方法，所述方法另外包括将超过一个膜过滤器的压力归一化。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法，所述方法另外包括检测在所述超过一个膜过滤器中的至少一个缺陷。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的方法，其中所述膜过滤器是10
‑
英寸灭菌级过滤器。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个缺陷选自约4微米至约9微米之间。9.根据权利要求7和8中的任意一项所述的方法，其中所述缺陷为大于4微米。10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的方法，其中所述缺陷选自约4微米、约5微米、约6微米、约7微米、约8微米和约9微米。11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的方法，其中初始上限截止点维持距离最终用户的扩散规格标准的至少5％的安全系数。12.根据权利要求1至10中的任意一项所述的方法，其中初始上限截止点维持距离质量控制(QC)批签发扩散标准的至少5％的安全系数。13.根据权利要求11和12中的任意一项所述的方法，其中所述初始上限截止点维持这样的安...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：EMD密理博公司，
类型：发明
国别省市：