薄膜过滤装置及方法

摘要

本发明涉及实验室用薄膜过滤装置，公开了一种薄膜过滤装置，包括密封的滤筒、安装于滤筒上的滤膜以及位于进液口；所述进液口设置于接近或者十分接近滤膜的滤筒壁上，所述进液口的位于滤筒壁内侧的开口朝向或者大致朝向滤膜，所述接近是指进液口的内侧开口与滤膜之间具有可以令由进液口进入滤筒的液流足以冲刷滤膜的距离，此外还公开了一种通过改变液流实现更佳冲刷效果的使用方法。本发明的优点在于，解决了在一个密封的空腔内，实现滤膜的冲刷的效果，结构简单，冲刷效果好，可以有效地防止并确实地起到滤膜被堵塞的效果。

权利要求

1.一种薄膜过滤装置，其特征在于，包括密封的滤筒(100)、安装于滤筒(100) 上的滤膜(200) 以及进液口(300) ；

所述进液口(300) 设置于接近滤膜(200) 的滤筒(100) 壁上，所述进液口(300) 的位于滤筒(100) 壁内侧的开口朝向滤膜(200)，所述接近是指进液口(300) 的内侧开口与滤膜(200) 之间具有可以令由进液口(300) 进入滤筒(100) 的液流足以冲刷滤膜(200) 的距离，所述进液口(300) 包括至少两个的截面积小于进液口(300) 的截面积、且总面积不超过进液口(300) 面积的分液口，所述进液口的内侧开口所朝向的方向和滤膜(200) 所在平面或者大致的所在平面之间存在一个不大于30°的夹角，所述进液口(300) 上还设置有压力可调或者不可调的增压装置，所述进液口(300) 的内侧开口的一端紧贴所述滤膜(200)，所述滤筒(100) 上还包括设置于滤筒(100) 的远离滤膜(200) 一端的空气入口(400) ，所述空气入口(400) 处设置有空气过滤组件。

2.根据权利要求1 所述的薄膜过滤装置，其特征在于，所述滤膜(200) 位于圆筒形滤筒(100) 的一端，所述滤膜(200) 沿着滤筒(100) 的径向方向延伸设置。

3.根据权利要求1 所述的薄膜过滤装置，其特征在于，所述进液口(300) 的内侧开口朝向平行于沿着一特定平面延伸的滤膜(200) 的方向。

说明书

薄膜过滤装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及实验室用薄膜过滤装置，特别涉及一种薄膜过滤装置及方法，通过设置侧向的进液口实现在进液的同时实现对滤膜的冲刷，所述方法也可以用于非无菌产品的微生物限度检查。

背景技术

[0002] 药品无菌或者限度检查通常采用薄膜过滤法，无菌检查法系指检查药品、敷料、缝合线、无菌器具及适用于药典要求无菌检查的其他品种是否无菌的一种方法。通常而言，无菌检查在洁净级单向流空气区域内进行，其全过程应严格遵守无菌操作,防止微生物污染。单向流空气区与工作台面，必须进行洁净度验证。生物制品的无菌检查，应按《中国生物制品规程》中有关无菌检查的规定办理。通过过滤后培养滤膜确认检品的无菌性能。但部分药品中含有少量肉眼不可见却无法通过薄膜过滤的微粒，过滤过程中在滤膜表面形成薄片滤饼，阻塞滤膜，使得薄膜过滤法效率低下。现有技术中，遇到滤膜堵塞的情况需要更换滤膜，需要破坏滤膜的内部无菌环境，且更换不便，影响检测效率，严重时会导致检查无法继续进行。由此有必要研制一种可以在保持无菌的状态下，实时在线地实现更新堵塞的滤网或者过滤器，特别是可以持续地保持滤膜畅通的装置。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术中，缺乏实时在线地解决薄膜过滤装置滤膜堵塞问题的有效方案的缺点，提供了一种薄膜过滤装置，通过设置一个位于滤膜侧向的进液口，实现实时地冲刷滤膜，保持滤膜畅通的目的。

[0004] 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

[0005] 一种薄膜过滤装置，包括密封的滤筒、安装于滤筒上的滤膜以及进液口；进一步地，所述薄膜过滤装置也可以为任意的通过杯体顶部进行通气或者是完全密闭的过滤装置，尤其适用于空气过滤装置。

[0006] 所述进液口设置于接近或者十分接近滤膜的滤筒壁上，所述进液口的位于滤筒壁内侧的开口朝向或者大致朝向滤膜，所述接近是指进液口的内侧开口与滤膜之间具有可以令由进液口进入滤筒的液流足以冲刷滤膜的距离。

[0007] 于本发明的实施例中，所述滤膜位于圆筒形滤筒的一端，所述滤膜沿着滤筒的径向方向延伸设置。

[0008] 于本发明的实施例中，所述进液口的内侧开口朝向平行于沿着一特定平面延伸的滤膜的方向。

[0009] 于本发明的实施例中，所述进液口的内侧开口的一端紧贴所述滤膜。

[0010] 于本发明的实施例中，所述滤筒上还包括设置于滤筒的远离滤膜一端的空气入口。

[0011] 于本发明的实施例中，所述进液口包括至少两个的截面积小于进液口的截面积，且进液口的总面积不超过进液口的面积的分液口。

[0012] 于本发明的实施例中，所述进液口上还设置有压力可调或者不可调的增压装置。

[0013] 于本发明的实施例中，所述空气入口处设置有空气过滤组件。

[0014] 于本发明的实施例中，所述进液口的内侧开口所朝向的方向和滤膜所在平面或者大致的所在平面之间存在一个不大于30°的夹角。

[0015] 薄膜过滤装置的使用方法，通过调整由进液口进入滤筒的液流的流速、冲刷角度和瞬时流量改变液流对滤膜的冲刷效果。

[0016] 本发明具有以下的显著技术效果：

[0017] 能够实时地对滤膜进行冲刷，利用进液口的液流流量对滤膜进行冲刷，成功地避免了滤饼的形成，能够实时地保持滤膜通畅，此外，进行冲刷时，可以保持滤筒内部的无菌环境。

[0018] 进一步地，对于滤膜的冲击小，能有效地防止滤膜受损。

附图说明

[0019] 图1为薄膜过滤装置的主视结构示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

[0021] 实施例1

[0022] 一种薄膜过滤装置，如图1所示，下同，包括密封的滤筒100、安装于滤筒100上的滤膜200以及进液口300，本实施例所述薄膜过滤装置尤其适用于那些除了通气口之外完全密闭或者采用顶部进气的空气过滤装置，特别是那些滤膜远离进气口的过滤装置；通常而言，滤膜200安装于滤筒100的一端，通常位于滤筒100的垂直向下的一端，滤膜200的外侧还设置有排液口用于排除滤液，本申请所述的进液口300为设置于滤筒100壁上的一个通孔。

[0023] 进一步地，所述进液口300设置于接近或者十分接近滤膜200的滤筒100壁上，所述进液口300的位于滤筒100壁内侧的开口朝向或者大致朝向滤膜200，所述接近是指进液口300的内侧开口与滤膜200之间具有可以令由进液口300进入滤筒100的液流足以冲刷滤膜
200的距离。于本实施例中，为了能够避免在过滤的过程中，那些无法通过滤膜200的微粒在滤膜200表面形成薄片状滤饼，堵塞滤膜200，导致过滤效率降低的问题，通过将进液口300设置于滤膜200的一侧，利用由进液口300流入的液流实现错流过滤，通过进液液流的冲刷作用避免微粒在滤膜200的表面形成滤饼堵塞滤膜200，从而保持滤膜200的过滤效果。

[0024] 为了能够进一步地提高进液口300液流的冲刷效应，应当保持进液口300与滤膜200之间尽可能地接近，作为一种可选的方案，可以将所述进液口300的内侧开口的一端紧贴所述滤膜200。利用由进液口300流入的液流的本身的流速进行冲刷。这里，液流的流速是可以控制的，而由于滤筒100内部仍然具有一定的空间，可以作为液体的滞留空间，因此，可以通过调整进液液流的流速提高冲刷的效果。

[0025] 进一步地，在进液液流为常压的状态下，将进液口300的口径设置成小于或者稍小于排液口的口径，保持排液畅通，由于滤筒100内的液体可以较为快速地由排液口排出，不会造成滞留，因此，进液口300的液流可以直接地冲击滤膜200的内侧表面实现对滤膜200的冲刷。进一步地，在实际的操作中，为了能够令液体能够尽快地通过滤膜200，可以在空气入口400连接额外的增压装置，提高液体通过过滤膜200的速度。

[0026] 实施例2

[0027] 如上述实施例1所述的薄膜过滤装置，同样使用口径小于或者稍小于排液口口径的进液口300，但是提高进液口300的流速，为了满足排液畅通的要求，可以在实施例1的基础上，减小进液口300的口径，利用高流速实现对滤膜200的冲刷。

[0028] 实施例3

[0029] 如上述实施例2所述的薄膜过滤装置，由于提高流速会造成局部滤膜200的压力过大，影响滤膜200的使用寿命，由此，可以提高进液口300的口径，在保持原有的进液压力不变的基础上，提高通过进液口300的液流的瞬时流量，并相对实施例2而言，减少液流的流速，提高冲击水量，减少对滤膜200的冲击力，从而达到保护滤膜的效果。

[0030] 进一步地，作为一种优选的方案，在考虑了滤膜200过滤时的通过量的情况下，可以通过增大滤膜200的面积提高滤膜200的单位时间可通过量，设置进液口300的口径为排液口的口径的1-1.5倍为佳。提高了瞬时冲刷量，提高了对滤膜200的冲刷效果，并降低了对滤膜200的局部冲击。

[0031] 实施例4

[0032] 一种薄膜过滤装置，如上述实施例1-3所述，其不同之处在于，通过提高进液液流与滤膜200的接触面积提高冲刷效果。在上述实施例1-3中，受限于进液口口径，液流只能接触滤膜200的局部，即液流只能在其直接冲击到滤膜200的部分就形成直接地冲刷，滤膜200的其他部分只能依靠液流的流动实现，因此，对于滤膜200的其他部分的冲刷效果不佳，导致冲刷不均匀现象。为此，在进液口300的内侧开口设置一个分液装置，令通过该分液装置的液流可以形成分散的多股液流，从而提高对于滤膜200的冲刷效果。

[0033] 进一步地，作为一种可选的方案，该分液装置可以为多孔喷嘴，通过多个出孔实现对液体的分流。

[0034] 实施例5

[0035] 一种薄膜过滤装置，如上述实施例4所述，其不同之处在于，将分液装置的喷嘴上设置的出水孔由多个通孔更改为狭缝。尽管实施例4中的多孔喷嘴可以起到提高液流与滤膜200的表面的接触面积的效果，但在实际的使用过程中发现，由于多股液流中的每一股也仅仅是与滤膜200表明呈点接触，即每一股的液流都只能冲刷其直接冲击到的滤膜200的一小部分，多股液流仍然无法很好地做到对滤膜200的全面冲刷，因此，作为一种可选的方案，将多孔喷嘴改为狭缝喷嘴，将离散的液流变为连续的分散液流，提高液流与滤膜200之间的直接接触面积，提高冲刷效果。

[0036] 进一步地，为了能够保持通过进液口300的瞬时流量，作为一种可选的优化方案，可以在喷嘴上设置多道狭缝，优选为三道狭缝，分别水平间隔设置，进一步地提高进液的流量，提高滤膜200的过滤效率。

[0037] 进一步地，狭缝的宽度可以适当地加宽，不仅保证进液口300的瞬时流量，同时可以减少狭缝对于待过滤的液流内容物的影响。可选地，狭缝的面积可以设置为1/10-1/4的进液口的面积，狭缝的宽度则应当尽可能地宽，其两端可以延伸至进液口300的两侧均可。

[0038] 实施例6

[0039] 一种薄膜过滤装置，如上述实施例4、5所述，其不同之处在于，在进液口300的外侧安装有一个增压装置，该增压装置可以采用现有的任何已知的用于管道中液体的增压设备，其目的是提高通过喷嘴的液流的流速。增压装置的增压效果应当能够保证在加装了喷嘴后，进液口300的液流流速可以接近原有的安装喷嘴的进液口的流速。作为一种进一步的限定方案，增压后的流速不应当超过原有进液口流速的85％，防止喷嘴出口的液流流速过大对滤膜200产生过大的压力。

[0040] 进一步地，作为另一种可选的方案，该增压装置的增压效果应当是可以进行调节的，通过微量地改变增压压力，可以实现对喷出进液口或者喷嘴的水流的射流方向的改变。作为一种优选的方案，可以设置一个增压装置的压力调整范围，并循环地改变增压装置的压力调整范围达到令喷射的液流更为全面地冲刷滤膜200的目的。需要指出的是，上述增压装置的压力调整技术本身是现有的，可以使用本领域所公知的压力调整技术实现。进一步地，本实施例所记载的增压装置和压力调整技术可以应用于本申请的所有实施例中。

[0041] 实施例7

[0042] 一种薄膜过滤装置，如上述实施例5、6所述，其不同之处在于，为了令喷嘴出口的液流能够更好地覆盖滤膜200实现对滤膜200的更为全面的冲刷，将狭缝的形状设置为沿着一弧形曲线延伸的形状，该弧形曲线的两端的位置相对中段的位置更低，在确定了弧形曲线两端和中段的位置后，通过拟合形成所需要的弧形曲线。进一步地，在设置多道狭缝的情况下，最上方的狭缝的宽度应当是最宽的，其下方的狭缝的宽度则依次地递减；同时，最上方的狭缝的弯曲的弧度或者是曲率或者是平均曲率应当是最大的，其下方的狭缝的弯曲弧度或者曲率或者平均曲率应当依次递减，形成更为均匀的和更大面积的冲刷。

[0043] 实施例8

[0044] 一种薄膜过滤装置，如上述的实施例所述，其不同之处在于，进一步地改变滤膜200与进液口所朝向的方向的角度。相对而言，对于滤膜200的冲刷是为了能够将堵塞在滤膜200上的微粒由滤膜200的微孔处排除，为了提高冲刷效果，并降低对于滤膜200的冲击，需要令液流以倾斜的角度喷射至滤膜200上。由此，可以调整滤膜200或者进液口300的内侧开口的朝向，令两者间形成一个角度，达到令液流以一个设定好的倾角的方式接触滤膜200的目的。

[0045] 进一步地，在薄膜过滤装置所使用的滤筒100的体积整体而言较小的情况下，由进液口300或者喷嘴射出的液流可以被近似地看成直线运动，考虑到该种情况下，选取倾角，即液流的喷射方向与滤膜200所在平面之间的夹角，为5°-10°为优，最大不应当超过30°。

[0046] 实施例9

[0047] 一种薄膜过滤装置，如上述的实施例所述，其不同之处在于，

[0048] 所述滤膜200位于圆筒形滤筒100的一端，所述滤膜200沿着滤筒100的径向方向延伸设置。

[0049] 所述进液口300的内侧开口朝向平行于沿着一特定平面延伸的滤膜200的方向。

[0050] 所述滤筒100上还包括设置于滤筒100的远离滤膜200一端的空气入口400，该空气入口400处设置有空气过滤组件，用于过滤空气，防止外界空气的污染。

[0051] 实施例10

[0052] 如上述实施例所述的薄膜过滤装置，其不同之处在于，在上述实施例所记载的薄膜过滤装置的基础上，包括一个进液口300的单位时间流量大于过滤膜200的单位时间通过量的进液口300，且进液口300的内侧开口所朝向的方向沿着偏向滤筒100侧壁的方向延伸。

[0053] 本实施例中，由于进液量大于滤膜200的通过量，需要间歇进液，以等待液流通过滤膜200，此外，由进液口300喷射的液流推动滤膜200表层的液体形成一个围绕滤膜200旋转的漩涡，实现对滤膜200的冲刷。本实施例所记载的冲刷方式为间接冲刷，前述实施例中的直接冲刷固然可以较为有效地分离黏附在滤膜200上的薄片滤饼，但是直接冲刷对于滤膜200的冲击较大，容易损伤滤膜200，因此利用形成旋涡的湍流对滤膜200的间接冲刷。

[0054] 实施例11

[0055] 如上述实施例1-10所记载的薄膜过滤装置使用的方法，为了能够更好地使用上述实施例所记载的薄膜过滤装置，通过调整由进液口300进入滤筒100的液流的流速、冲刷角度和瞬时流量改变液流对滤膜200的冲刷效果。

[0056] 总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。