[发明专利]用于死端过滤和错流过滤的过滤器模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在死端过滤或错流过滤处理中使用的过滤器模块。

本发明还涉及一种过滤器模组，所述过滤器模组包括以叠堆形式组装的两个或更多个本发明的过滤器模块。

本发明的另一方面涉及一种过滤装置，所述过滤装置包括一个或多个本发明的过滤器模块和/或一个或多个本发明的过滤器模块叠堆。

本发明的又一方面涉及一种用于组装多个过滤器模块以形成叠堆的方法。

背景技术

死端和错流过滤处理被用于众多的处理流体的领域尤其是食品和饮料工业领域、化学工业、制药工业、生物技术和环境应用中。

过滤处理可以是作为生产过程的一部分的大规模处理或实验室中的较小规模的处理。

用于这些应用领域的过滤器模块是公知的。

在PCT公报WO2006/044711A1中公开了一种分离元件，所述分离元件用于净化、分离和/或浓缩各种流体和/或流体组分。所述分离元件包括可渗透膜，所述可渗透膜热粘合到聚合构件的两侧，所述聚合构件包括对膜进行支撑的板状部件。由膜和聚合构件限定的空间因用于支撑并粘合膜的板状部件上的多个凸部而被划分成多条通道。多个分离元件可以组装成叠堆并且相互密封以形成分离模块。

WO00/47307A1公开了一种错流分离装置，所述错流分离装置包括：进料通道；多条渗透通路，所述多条渗透通路相互隔离开并且垂直于进料流的方向延伸；和多孔介质，所述多孔介质通常为膜并且定位在进料通道的剪切区域和渗透通路之间。分离装置设计成以高剪切率进行操作。单独地控制每条渗透通路中的渗透流量和/或跨膜压力。

发明内容

在两种类型的过滤处理即死端过滤和错流过滤中，重要的是提供一种过滤器模块，所述过滤器模块能够易于操控并且可选地如果过滤器模块未设计成单次使用或一次性使用的则可选地能够再生。

本发明的目标是满足上述要求并且提供一种过滤器模块，所述过滤器模块允许提高过滤处理的经济效益。

由根据权利要求1所述的过滤器模块来实现该目标。

本发明的过滤器模块的基本结构包括框架元件，所述框架元件包括两个相对的大体平坦的面，所述两个相对的大体平坦的面在过滤器模块的相对侧部处限定了开口。由过滤介质的片材完全覆盖开口。过滤介质的第二侧部定向成面向设置在框架元件内的空间。

优选地，框架元件一体地形成为整体式部件。

框架元件在其相对的侧部处的两个面可以平行地布置。

框架元件整体上可以具有大体为平面的结构。

当在大规模生产中使用时，尤其是在按照通过模块提供的每平方米的过滤表面来计算成本时，组装密度以及用于模块的制造成本都同样重要。

当需要过滤器模块的高组装密度时，两个面的平行定向是优选的。这允许框架元件和过滤器模块整体的平面结构，特别是还具有垂直于过滤介质测量的较小的厚度或总高度。

能够以由外向内或由内向外的流体流动方向来使用本发明的过滤器模块。在以由外向内的方向使用时，过滤介质的第一侧部用作上游侧，第二侧部用作下游侧，并且在模块内设置的空间用作滤液空间或渗透物空间。在以由内向外的方向使用时，第二侧部形成过滤介质的上游侧，第一侧部用作其下游侧。相应地，在模块内设置的空间接收未滤液(non-filtrate，即尚未过滤的液体)。

框架元件可以由包括塑性材料、陶瓷和金属在内的多种材料制成，但是塑性材料在很多情况下是优选的。

框架元件可以设计成用以将本发明的过滤器模块作为自立式(self-supporting)的模块提供，这样例如在将多个过滤器模块组装成模组以形成叠堆时就简化了模块的操控。

通常，过滤介质将附接到框架元件。优选地，通过将介质焊接到框架元件而将过滤介质优选以不透流体的方式附接到框架元件即针对框架元件密封。由此，可以获得一种过滤器模块，所述过滤器模块可以在组装之后以及在将其构造成叠堆或组装在过滤装置中之后独立地进行完整性测试。

本发明提供了一种过滤器模块，所述过滤器模块具有很多优点，尤其是允许在高流速和最小化压降的条件下进行错流过滤。之所以能实现这一点是因为不需要将未滤液的流体流的流动方向从过滤器模块的入口端偏转到出口端，这就允许缩短路径长度并且最小化死区。

根据本发明的过滤器模块可以易于设计并以强耐压的结构制造。

另外，本发明的过滤器模块允许过滤装置内的高组装密度，并且将多个过滤器模块预先组装成过滤器模块叠堆，其中，在毗邻的过滤器模块之间具有精确的流动通道几何结构。