切向流过滤原理.pdf

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默克密理博默克密理博生物制药工艺部生物制药工艺部主要内容主要内容主要内容主要内容过滤的分类过滤的操作方式切向流（TFF）过滤的基本概念微滤膜分离过程膜分离过程膜分离过程膜分离过程过滤的分类过滤的分类过滤的分类过滤的分类微滤超滤反渗透/纳滤滤膜孔径分布滤膜孔径分布滤膜孔径分布滤膜孔径分布反渗透反渗透反渗透反渗透纳滤纳滤纳滤纳滤超滤超滤超滤超滤微滤微滤微滤微滤0.001kD-0.5kD0.1kD-2.0kD0.1-0.65m1kD1000kD0.001-0.10um0.001kD-0.5kD0.00005-0.001um区分谱图区分谱图区分谱图区分谱图过滤方式过滤方式过滤方式过滤方式普通过滤普通过滤普通过滤普通过滤（NFF）?

滤芯形式或滤芯形式或滤芯形式或滤芯形式或“死过滤死过滤死过滤死过滤”?

流向是垂直于过滤介质的流向是垂直于过滤介质的流向是垂直于过滤介质的流向是垂直于过滤介质的切向流过滤切向流过滤切向流过滤切向流过滤（TFF）?

交叉流动过滤交叉流动过滤交叉流动过滤交叉流动过滤?

流向是切向流向是切向流向是切向流向是切向（平行平行平行平行）于过滤膜表面的于过滤膜表面的于过滤膜表面的于过滤膜表面的?

流向是垂直于过滤介质的流向是垂直于过滤介质的流向是垂直于过滤介质的流向是垂直于过滤介质的?

所有的液体全部透过过滤介质所有的液体全部透过过滤介质所有的液体全部透过过滤介质所有的液体全部透过过滤介质?

颗粒被截留在过滤膜内部或表面颗粒被截留在过滤膜内部或表面颗粒被截留在过滤膜内部或表面颗粒被截留在过滤膜内部或表面流向是切向流向是切向流向是切向流向是切向（平行平行平行平行）于过滤膜表面的于过滤膜表面的于过滤膜表面的于过滤膜表面的?

一小部分液体透过过滤介质一小部分液体透过过滤介质一小部分液体透过过滤介质一小部分液体透过过滤介质?

截留的颗粒从膜的表面被截留的颗粒从膜的表面被截留的颗粒从膜的表面被截留的颗粒从膜的表面被”扫除扫除扫除扫除”普通过滤普通过滤普通过滤普通过滤（死端过滤死端过滤死端过滤死端过滤）液体流向液体流向液体流向液体流向膜表面膜表面膜表面膜表面过滤方式过滤方式过滤方式过滤方式普通过滤普通过滤普通过滤普通过滤（NFF）?

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颗粒被截留在过滤膜内部或表面颗粒被截留在过滤膜内部或表面颗粒被截留在过滤膜内部或表面颗粒被截留在过滤膜内部或表面?

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截留的颗粒从膜的表面被截留的颗粒从膜的表面被截留的颗粒从膜的表面被截留的颗粒从膜的表面被”扫除扫除扫除扫除”切向流过滤切向流过滤切向流过滤切向流过滤（错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤）切向流速切向流速切向流速切向流速透过流速透过流速透过流速透过流速溶液浓度溶液浓度溶液浓度溶液浓度Cb切向流速切向流速切向流速切向流速膜表面膜表面膜表面膜表面膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度CwCw料液浓度料液浓度料液浓度料液浓度Cb料液切向流切向流过滤切向流过滤切向流过滤切向流过滤（TFF）膜表面膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度膜表面浓度CwCw透透透透过过过过液液液液常规过滤常规过滤常规过滤常规过滤（NFF）膜表面膜表面膜表面膜表面透透透透过过过过液液液液切向流切向流切向流切向流（TFF）过滤系统模型过滤系统模型过滤系统模型过滤系统模型储罐回流液PR回流阀透析/补料泵夹具泵Pp透过液QTPF基本基本基本基本TFF术语术语术语术语Retentate回流液回流液回流液回流液Permeate透过液透过液透过液透过液%Passage%Passage%Passage%Passage%Passage=透过率retentatepermeatex100%Retention%Retention%Retention%Retention=100-%Passage截留率%Passage透过率透过率透过率透过率%Retention截留率截留率截留率截留率体积体积体积体积/升升升升11221011时间时间时间时间/小时小时小时小时Flux:

通量通量通量通量基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语3456789面积面积面积面积/平方米平方米平方米平方米Litres/（SquareMetrexHour）orLitres/（SquareMetrexHour）orLitres/（SquareMetrexHour）orLitres/（SquareMetrexHour）orLMHLMHLMHLMH升升升升/（/（/（/（平方米平方米平方米平方米XXXX小时小时小时小时）Millipore超滤超滤超滤超滤/微滤膜典型通量微滤膜典型通量微滤膜典型通量微滤膜典型通量SoluteType&ObjectiveBestMembraneTypicalFluxLMHMammalian哺哺哺哺0.65um50-80Plant/insect植哺/昆昆0.65/0.45um50Yeast酵酵酵0.45um50-75E.Coli大大大酵0.2um25-50Lysateclarification细细细细细细细300-1000kD10-20Proteinconcenrtration蛋蛋蛋蛋50-100kD40-80Proteinconcentration蛋蛋蛋蛋10-30kD20-40Soluteconcentration溶溶蛋蛋1-8kD5-20VCF=VinitialVfinal体积浓缩因子体积浓缩因子体积浓缩因子体积浓缩因子浓缩倍数浓缩倍数浓缩倍数浓缩倍数基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语X=CfinalCinitialStart500L,1g/LFinishVo,CoVr,CrVp,CpwhereV=VolumeofLiquidatagiventime;C=Conc.ofSoluteatagiventimeConcentration浓缩Concentration浓缩Concentration浓缩Concentration浓缩Concentration浓缩Concentration浓缩Concentration浓缩Concentration浓缩VCF=VinitialVfinal体积浓缩因子体积浓缩因子体积浓缩因子体积浓缩因子浓缩倍数浓缩倍数浓缩倍数浓缩倍数基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语X=CfinalCinitialStartFinishVo,CoVr,CrVp,CpwhereV=VolumeofLiquidatagiventime;C=Conc.ofSoluteatagiventime500L-50LVCF=101g/L-9.8g/LX=9.8DiafiltrationVolume透析体积透析体积透析体积透析体积N（Diavolumes）Termtodescribethenumberofwashvolumesusedduringaconstantvolumediafiltrationprocess透析过程中以等体积透析所用的透析体积N=Vdf/VrBasedonvolume根据体积算基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语Vr=VolumeofLiquidintankVdf=TotalVolumeofDFBufferVr50lVdfVdf500l透析透析透析透析?

Diafiltrationistheadditionofafluid（buffer）tothefeedtankduringaUFoperationwhilepermeateisbeingremovedfromthesystem透析是当透出液被从系统中去除,在料液罐中加入另外一种液体（缓冲溶液）?

InclarificationapplicationsitisdonetoimproveremovalofInclarificationapplicationsitisdonetoimproveremovalofpassingspecies在澄清的应用中,它是用来提高透出物的透出效率的?

Inconcentrationapplicationsitisdonetochangethebuffer在浓缩的应用中,它是用来置换缓冲溶液的Diafiltration透析Diafiltration透析Diafiltration透析Diafiltration透析Diafiltration透析Diafiltration透析Diafiltration透析Diafiltration透析DiafiltrationVolume透析体积透析体积透析体积透析体积N（Diavolumes）Termtodescribethenumberofwashvolumesusedduringaconstantvolumediafiltrationprocess透析过程中以等体积透析所用的透析体积N=Vdf/VrBasedonvolume根据体积算基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语Vr=VolumeofLiquidintankVdf=TotalVolumeofDFBufferVr50lVdfVdf500lN=500/50=10Yield=productrecoveredatendofprocess收率?

Minuslosses损失最小化losstopermeate/retentate透过液/回流液中的损失基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语基本超滤术语adsorptiontomembrane膜吸附unrecoverableproduct（holdup）无法回收的产物（死体积）FinishVfinalTransmembranePressure跨膜压PressureDrop压降-PP2Tmp=PF+PRPFeed（PF）Pretentate（PR）PFiltrate（P）FeedFlowQ基本超滤操作参数基本超滤操作参数基本超滤操作参数基本超滤操作参数P=PF-PR=k.QPFiltrate（PP）FluxTMP=（30+20）/2-2=23psi30202InletOutletPermeateDP=30-20=10psiMassBalance物料平衡物料平衡物料平衡物料平衡FeedVolume=RetentateVolume+PermeateVolume进液体积=回流体积+透出体积TFF的定义的定义的定义的定义&公式公式公式公式进液体积=回流体积+透出体积Vo=Vr+VpFeedFlowrate=RetentateFlowRate+PermeateFlowRate进液流速=回流流速+透出液流速Qp=Qr+Qp（Vo）（InitialConc.）=（Vr）（RetentateConc.）+（Vp）（PermeateCon