使用错流微过滤器和自动活塞排出离心机的固体回收制造技术

在一种用于结合离心分离作用和微过滤的系统中，将来自错流微过滤器的滞留物进给到自动活塞排出离心机中用于清除固体，从而提高两个工序的效率。该离心机包括圆柱形转筒，所述圆柱形转筒具有圆锥形的下端，该下端具有一开口，通过所述开口注入供液。当转筒以高速旋转时，固体从供液中分离出来并且沿转筒的内表面聚集。可以增加微过滤膜以改善转筒中的固体滞留，并且提供过滤过的离心分离液。在固体排出期间，沿垂直轴向下推动活塞。活塞向下的运动经过转筒的圆锥形下端上的开口从转筒上推动聚集的固体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用错流微过滤器和自动活塞排出离心机的固体回收 相关申请交叉参考本申请是2005年9月1日提交的美国申请US11/218280的共同未决 部分继续申请和2006年8月25日提交的国际申请PCT/IB2006/002411 的部分继续申请。本申请要求2005年12月5日提交的美国临时申请 US60/742558和2006年1月4日提交的美国临时申请US 60/756381的优 先权。在此结合前述各有关申请作为参考。
技术介绍
用于基于比重来将非均匀混合物分离成各组分的许多不同种类的离心 分离器已经是众所周知的了。 一般是，将非均匀混合物注入到离心分离器 的转筒中，所述非均匀混合物还可以被认为是进给材料或液体。转筒以高 速旋转并且通过离心沉淀法促使具有大比重的混合物组分从其中分离出 来。从而，密实的固体如滤渣样紧密地压在转筒的内表面或壁上，并且净 化的液体从所述滤渣中径向地向内形成。转筒可以以足够高的速度旋转以 产生比重力大20,000倍的作用力，以便从离心机中分离出固体。当固体沿转筒的壁聚集时，净化的液体从转筒中排出并且离开如"离心机"的分离器。 一旦确定已经聚集了所需数量的固体，则将分离器置于 排出模式，在该排出模式中，固体被从分离器中取出。例如，经常使用一 内部刮板将固体从转筒的壁上刮下来。当排出特殊种类的固体和液体时，传统的分离器具有许多缺陷。例如， 某些分离器不能完全排出那些有粘性的固体，这可能引起产量的降低。对 于高价值的固体(如，在药品加工中遇到的固体)，低产量可能带来特别大 的问题。当将材料加速到转筒的转速时，传统的分离器还向进给材料施加 特别大的剪切力，例如，这可能破坏敏感的化学或生物材料(如，完整的 细胞)。如，操作者通常帮助排出和回收固体。需要操作者干预的分离器经常遭受 污染问题。此外，某些分离器采用许多机械构件以便于回收固体，这可能 影响分离器的寿命。所述部件通常在分离器的外面或以附加设备的形式存 在，其引起了尺寸和兼容性的问题。不显著提高保养费用的话，传统的分 离器还难以清理或消毒。希望有一种可以有效地处理上述类型(即，引起粘性积聚或对离心分 离期间产生的剪切力敏感)的固体的离心分离器。提供一种可以轻易地回 收所述固体而不会引起外部污染或增加机械设备的分离器也是有用处的。 所述分离器还能够在现场便利地清理或消毒。此外， 一般的错流(cross-flow)微过滤系统采用料液的预处理以确保 固体含量充分低于过滤膜片被淤塞的一阈值。通常需要反洗以减少聚集在 过滤膜片上的固体含量，引起了处理的延迟。此外，必须提供某些机构以 (如，从滞留物槽中)提取聚集的固体。所述机构已经预先除去了被相当 大量的滞留物弄湿的固体。在提供最适度的固体干燥性能的同时，预处理 液体和设备和所述固体去除机构增加了处理的时间、复杂性和成本。
技术实现思路
为了减轻与上述微过滤系统有关的问题，目前公开的系统采用了与微 过滤系统同时使用的一自动活塞排出(APD)离心机。当滞留物中的固体 含量(如，由混浊度或密度测定设备检测到的)达到一阈值时，所述滞留 物被导向离心机以进行高效的分离。可选地或此外，净化滤液的压力可以 作为固体积聚的指示来监控，并且需要使用离心机清除固体。干固体通过离心机的固体排出循环被清除，并且分析除去的离心分离液中的悬浮固体。 如果存在，则将所述离心分离液返回到处理路径。否则，净化的离心分离 液被从系统中排出。因为避免了固体堆积在过滤膜片上，所以获得了通过微过滤器的更高 的处理量。通过离心机除去的固体同现有技术的方法比较起来要显著地干 很多。因为浓缩了原料流，所以可以采用相对小的离心机。利用对滞留物 中的固体含量进行的所述动态控制，就不需要更大的滞留物槽了，还有助 于节省成本。10根据本专利技术，提供了一种通过结合微过滤和离心分离作用来从包含固 体的悬浮液中分离和回收固体和/或液体组分的系统。所述系统包括一微过 滤子系统和一离心分离子系统。微过滤子系统包括错流微过滤器、滞留物槽、滞留物泵、第一阀和第 一传感器。微过滤器具有用于将悬浮液注入系统的进料入口、用于将滤液 从系统中转移的滤液出口、以及滞留物出口。滞留物槽由微过滤器的滞留 物出口供给。滞留物泵由滞留物槽的出口供给。第一阀流体地连接到到滞 留物泵的出口上。第一传感器检测滞留物中的固体含量并控制第一阀。低 于第一预置固体含量时，第一阀将滞留物返回到微过滤器的进料入口中。 高于第一预置固体含量时，第一阀将滞留物转移到离心分离子系统中。离心分离子系统包括一自动活塞排出离心机，所述离心机具有进料入 口、用于从系统中转移固体的固体排出口、以及离心分离液出口。离心分 离子系统还包括第二阀和第二传感器，所述第二阀流体地连接到离心分离 液出口上，所述第二传感器能够检测离心分离液出口中的固体含量并且控 制第二阀。当高于第二预置固体含量时，第二阀将离心分离液返回到滞留 物槽中。当低于第二预置固体含量时，第二阀将离心分离液从系统中转走。本专利技术的另一方面是一种通过结合微过滤和离心分离作用来从包含固 体的悬浮液中回收固体组分或液体组分的方法。所述方法包括以下步骤 提供包括上述微过滤子系统和离心分离子系统的一系统，将包含固体的悬 浮液添加到滞留物槽中，利用滞留物泵将悬浮液泵送过微过滤器；利用第一传感器检测滞留物中的固体含量，利用第二传感器检测离心分离液中的 固体含量，从微过滤器中收集滤液，从离心机中收集离心分离液和从离心 机中收集固体。如果、滞留物中的固体含量低于第一预置固体含量，则调节 第一阀以将所述滞留物返回到微过滤器的进料入口中。如果滞留物中的固 体含量高于第一预置固体含量，则调整第一阀以将滞留物转移到离心分离 子系统中。如果离心分离液的固体含量高于第二预置固体含量则第二阀将 所述离心分离液返回到滞留物槽中。如果离心分离液的固体含量低于第二 预置固体含量，则调节第二阀以转移所述离心分离液来用于收集。仍然在另一方面，本专利技术提供了一种自动活塞排出离心机，其包括转 筒、固体排出组件、微过滤器、膜和固体排出阀。圆柱形的转筒具有一带有开口的下端部，并且在进料模式运行期间运行，以高速旋转从而将固体从进料液体中分离出来；固体沿转筒的内表面聚集。固体排出组件包括一 圆柱形的外活塞和一内活塞，所述外活塞可活动地靠着转筒的内表面来布 置，所述内活塞布置在沿转筒的轴线延伸的一轴的末端上。所述内活塞具 有一大体上的圆柱形部分和一大体上的锥形部分。微过滤器成圆柱形地围 绕转筒的轴线来布置，并且将固体保持在微过滤器的外表面和转筒的内表 面之间的外部间隙中。微过滤器允许过滤过的离心分离液通过靠近微过滤 器内表面的内部间隙从转筒中排出。微过滤器的外径小于外活塞的内径。 膜成圆柱形地围绕转筒的轴线布置并且靠近内部间隙。此外，根据本专利技术，公开了一种离心分离器，所述离心分离器与粘性 固体一起很好地工作并且显示出进给材料的低切向加速度。特别是，所述 分离器可以用于如化学制品或生物材料的敏感固体。本专利技术的分离器可以 回收敏感的固体、液体、原料或其组合而不需要操作员的干预或增加机械 设备。所述分离器还可以方便地现场清理或消毒。所述分离器可以包括一圆柱形的转筒，所述转筒具有一圆锥形的下端 部，该下端部具有一开口，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过结合微过滤和离心分离作用来从包含固体的悬浮液中分离和回收固体和／或液体成分的系统，所述系统包括：　微过滤子系统和离心分离子系统，所述微过滤子系统包括：　错流微过滤器，其具有用于将悬浮液引入到系统中的进料输入端、用于将 滤液从系统中转移出来的滤液输出端和滞留物输出端；　滞留物槽，其由所述微过滤器的滞留物输出端供给；　滞留物泵，其由所述滞留物槽的输出端供给；　第一阀，其流体连接到滞留物泵的输出端上；和　第一传感器，其能够检测滞留物中的 固体含量并且控制所述第一阀，其中在所述固体含量低于第一预置固体含量时，所述第一阀将滞留物返回到所述微过滤器的进料输入端中，并且在所述固体含量高于第一预置固体含量时，所述第一阀将滞留物转移到离心分离子系统中；　所述离心分离子系统包括：　 　自动活塞排出离心机，其具有进料输入端、用于从所述系统中转移固体的固体排出输出端和离心分离液输出端；　第二阀，其流体连接到所述离心分离液输出端上；和　第二传感器，其能够检测离心分离液输出端中的固体含量并且控制所述第二阀，其中 在所述固体含量高于第二预置固体含量时，所述第二阀将所述离心分离液返回到滞留物槽中，并且在所述固体含量低于第二预置固体含量时，所述第二阀将所述离心分离液从所述系统中转移出来。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RB卡尔，
申请(专利权)人：瓦格纳发展公司，
类型：发明
国别省市：MC[摩纳哥]