[发明专利]使用错流微过滤器和自动活塞排出离心机的固体回收

说明书

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。

背景技术

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)。

另外，其他的分离器不能提供处理和回收敏感的固体的适当装置。例 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。

发明内容

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。

根据本发明，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。