[发明专利]自动化滤膜通量评价装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化滤膜通量评价装置和方法，特别是涉及一种用于滤膜通量工艺分析和开发的自动化法向或切向流过滤装置和方法。

背景技术

为了净化(将颗粒或分子污染物去除)或浓缩的目的，使用高分子滤膜对液体试样进行过滤是一种已在工业中成熟运用的环保技术。为了这种净化或浓缩的目的，通过隔膜的液体试样流既可以具有基本上平行(即切向流，又称之为错流过滤)的特征也可以具有基本上法向(法向流，又称之为死端过滤)的特征，其中，切向和法向均相对滤膜表面而言。

不论是死端过滤还是错流过滤系统，随着系统运行时间的延长，由于颗粒或分子污染物的堵塞、阻塞和浓差极化，会导致通量发生显著变化。在工业过滤工艺的开发中，为了考察滤膜通量的实时变化，以确定最佳的运行时间和清洗时间，通常需要及时调查和量化过滤工艺的某些重要参数，例如，滤膜的实时通量、跨膜压差、工艺的步骤次序以及允许的工作条件范围.尤其是在大量使用滤膜过滤作为纯化手段的药物开发中，尤为重要。因为药物开发的最终获得国家批准的制造工艺通常依赖于其早期工艺设计基础，然而工艺的参数被早期规章文件所约束的话，就不可能在实际工业生产工艺中充分地考察过滤参数可危及产量、纯度和滤膜的耐久性等，从而导致了药物的商品化周期的延长。

传统的针对滤膜通量的工艺考察方法要求通常是冗长而重复的步骤，在采用手工完成这些步骤时会花费大量的时间和精力，并且，试验结果的准确性因人而异，往往与操作人员的熟练程度有关。因此，亟需一种开发人员能够在实验室规模，设计和运行滤膜过滤工艺的自动化滤膜通量评价装置，而且，在开发过程中，这种装置能够自动收集和处理主要工艺参数的变化对滤膜通量的影响，以及采集工业化运行所需的广泛信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的滤膜通量的考察方法冗长而重复的步骤以及在采用手工完成这些步骤时会花费大量的时间和精力且试验结果的准确性难以令人满意的缺陷，提供一种工艺快速、经济、精确而且可以重复使用的自动化滤膜通量评价装置和方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明包括一种自动化滤膜通量评价装置，其特点是该自动化滤膜通量评价装置包括：一第一储液器、一滤膜过滤器、一流量计以及一数据采集及系统控制装置；

所述的第一储液器出口与滤膜过滤器的入口相连通，所述的滤膜过滤器的渗透流出口与流量计相连通，所述的流量计与第一储液器入口相连通；

在该第一储液器的出口设有一第一压力传感器，该流量计的入口设有一第二压力传感器和一温度传感器，该第一压力传感器、第二压力传感器、温度传感器以及流量计还与数据采集及系统控制装置电连接，其中该数据采集及系统控制装置用于接收并处理上述第一压力传感器、第二压力传感器、温度传感器以及流量计检测的压力、温度以及实时体积流量的数据。

较佳地，该第一储液器的出口还设有一用于给第一储液器输出的液体施加压力的增压泵。

较佳地，该第一储液器还包括用于检测第一储液器液面高度的一第一液面高度检测器。

较佳地，该第一储液器还包括用于搅拌第一储液器中液体的一搅拌器。

较佳地，该第一储液器的入口还设有一用于向该第一储液器补充输送液体的蠕动泵。

较佳地，该滤膜过滤器还包括用于检测滤膜过滤器液面高度的一第二液面高度检测器。

较佳地，该自动化滤膜通量评价装置还包括一阀门，该阀门设于该流量计的入口。

较佳地，该滤膜过滤器还具有一保留流出口。

较佳地，该自动化滤膜通量评价装置还包括与所述的保留流出口连接的一废弃物收集装置。

较佳地，该自动化滤膜通量评价装置还包括至少一个第二储液器，该第二储液器的出口与所述的滤膜过滤器的入口相连通，该第二储液器的入口与所述的流量计相连通，其中在该第二储液器出口与滤膜过滤器入口之间还包括一第一输出阀门，在该第二储液器入口与流量计之间还包括一第一输入阀门，在该第一储液器出口与滤膜过滤器入口之间还包括一第二输出阀门，在该第一储液器入口与流量计之间还包括一第二输入阀门。

本发明还包括一种上述的自动化滤膜通量评价装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S₁₀₁、第一储液器进行储液；

S₁₀₂、第一储液器将液体注入滤膜过滤器并通过第一压力传感器测量过滤前液体压力，然后将测试的压力数据发送至数据采集及系统控制装置；