millipore膜维护手册.docx

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millipore膜维护手册

MilliporeBioProcesssDivision

维护手册

Pellicon&Pellicon2

超滤膜堆

MILLIPORE

目录：

手册使用方法……………………………………………………P3

Pellicon&pellicon2膜堆…………………………………P4

冲洗步骤…………………………………………………………P5

清洗步骤…………………………………………………………P6

消毒步骤…………………………………………………………P10

除热原步骤………………………………………………………P11

水通量的测量……………………………………………………P12

膜堆的完整性检测………………………………………………P14

储存步骤…………………………………………………………P17

化学兼容性………………………………………………………P19

本手册对如何维护Millipore公司生产的切向流超滤膜、膜堆和超滤系统提供了一些建议。

这些建议是根据我们现有的经验和实践编写的，没有将所有可能用到的清洗、消毒和除热原的方法全部列出。

如果本手册中提供的方法不适合于您的应用，请与Millipore公司技术服务部门联络，以获取进一步的信息。

手册使用方法

本手册详细介绍了以下的维护程序：

∙冲洗

∙清洗

∙消毒

∙除热原

∙水通量NWP的检测

∙完整性测试方法

∙保存

本手册介绍了在每一步操作时超滤系统的连接方式，以及建议使用的切向流速和膜透压。

在清洗条件建议表中,列明了各种清洗剂的浓度、pH值、时间、温度和与膜的化学兼容性。

清洗剂选择表可以帮助用户根据不同的应用和污染情况，选择相应的清洗剂。

但是很难预测出所有应用所需的清洗剂，所以在清洗剂选择表中也同时列出了可供选择的其他清洗剂。

有一些应用可能需要两步清洗。

在这种情况下，必须用水将第一种清洗剂从超滤系统中完全冲洗干净之后，才可以使用第二种清洗剂，以免不同的清洗剂之间发生对膜堆有害的化学反应。

选择清洗方法：

1.从清洗剂选择表中，找出类似的应用或可能的污染物。

2.选择与所使用的膜堆兼容的清洗剂。

3.从清洗条件建议表中，找出对应的清洗剂的操作条件。

选择消毒、除热原和保存剂的方法与此相同。

注：

1.一定要确认您选择的清洗剂与膜材质是兼容的。

2.所有新膜堆在安装后第一次使用之前，必须进行冲洗和清洗。

NWP。

Pellicon&Pellicon2膜堆

膜的类型

膜分子量

PH范围

温度适用

范围℃

PT系列

聚醚砜

PTGC

PHSA-G

PHSA-T

PTTK

PTHK

PTMK

10,000

10,000

10,000

30,000

100,000

300,000

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

Biomax系列

改良聚醚砜

复合膜

Biomax5

Biomax8

Biomax10

Biomax30

Biomax50

Biomax100

Biomax300

Biomax500

Biomax1000

5,000

8,000

10,000

30,000

50,000

100,000

300,000

500,000

1,000,000

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

2-14

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

PL系列

改良纤维素

PLAC

PLBC

PLCC

PLGC

PLTK

PLHK

PLMK

1,000

3,000

5,000

10,000

30,000

100,000

300,000

2-11

2-11

2-11

2-12

2-12

2-12

2-12

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

PLC系列

改良纤维素

复合膜

PLCCC

PLCGC

PLCTK

PLCHK

PLCMK

PLCXK

5,000

10,000

30,000

100,000

300,000

1,000,000

2-11

2-12

2-12

2-12

2-12

2-12

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

4-50

Durapore

低蛋白吸附聚偏二氟乙烯

VVPP

GVPP/GVLP

HVMP

DVPP

um

2-11

2-11

2-11

2-11

4-50

4-50

4-50

4-50

冲洗步骤

Pellicon和Pellicon-2超滤膜包在使用前后、长时间未用和清洗前都要进行冲洗；同时，在膜包经过清洗、除热源、除菌等步骤之后，都要通过冲洗来除去化学清洗剂。

1.按照超滤膜包装中说明书的要求安装膜包。

2.用滤过的去离子水、注射用水或是反渗透水充满Pellicon或是Pellicon-2膜包。

冲洗膜包用的水必须纯净，以避免污染膜包或是给系统引入其它污染物。

3.全开循环液阀，循环液管直接排放；透过液管也直接排放。

4.启动进液泵，将水通过进口打入Pellicon膜包夹具，按照下表要求调节进口压力：

膜的类型

流道类型

切向流速

进口压力

Pellicon

－

5.0-6.0lpm/m2

15-20psi（1.1-1.4bar）

Pellicon2

A

2.6-3.4lpm/m2

10-15psi（0.6-1.0bar）

C

2.6-4.3lpm/m2

5-10psi（0.3-0.6bar）

V

2.6-4.3lpm/m2

0.5-2.0psi（0.03-0.13bar）

5.冲洗膜面，直到循环液口流出的水量达到12升/m2。

部分液体会从透过液口流出，此时，透过液的体积并不重要，它只随膜包的流道类型而变化。

6.部分关闭循环阀，直到进口压力升至1.6bar（25psi），如果膜包安装严密，进口压力可达5.0bar（80psi）。

7.调整泵速，直到切向流速达到每平米每分钟1-2升，冲洗膜孔，直到透过液口流出液的体积达到每平米70升/m2为止。

8.排空系统，继续其它操作程序。

清洗步骤

1.把滤过液和回流液出口连接到清洗罐。

2.关掉清洗罐的排液阀、打开回流和滤过口的阀门。

3.如果您的系统采用的是离心泵，可将泵的出口阀关闭；如果您的系统采用的是变速泵，请把泵速调到最低。

4.从清洗剂选择表中，选出能去除系统内的堵塞物的适当清洗剂，在清洗条件建议表中确认该清洗剂与您所使用的膜材质兼容，同时选定该清洗剂的浓度和条件；将40-50°C的水加入到清洗罐中，再把清洗剂按照选定的浓度加入到清洗罐内。

如果能在清洗期间保持这一温度对清洗效果会有显著的帮助。

5.启动泵，并立即开启泵的出口阀或提高泵速到下面所列出的流速。

膜的类型

流道类型

Mini膜堆

2

标准膜堆

2

Maxi膜堆

2

Pellicon

－

30lpm

Pellicon2

A

0.6-0.7lpm

2.8-3.5lpm

14-18lpm

C

1.1-1.3lpm

5.5-6.5lpm

27-33lpm

V

1.1-1.3lpm

5.5-6.5lpm

27-33lpm

6.调节回流阀及泵速达到以下压力条件

进口压力

25－30Psi（1.7bar－2.0bar）

回流压力

r）

7.让清洗液循环到指定时间。

如果使用的是挥发性清洗剂如氯时，要定时测量清洗剂的浓度，并当浓度下降时补充清洗剂至设定浓度。

8.如果系统比较复杂有多个歧管的话，要确保所有接触料液的表面都能被清洗剂清洗干净，同样所有接触料液的阀门也需要清洗干净；一个比较好的方法是，在清洗过程中，将阀门开大--关小两次以上，以保证阀体内接触料液的内表面全部都能接触到清洗剂。

9.清洗循环结束，关闭泵并排空系统。

10.按照冲洗步骤，用纯水把系统冲洗干净。

清洗剂选择表Ⅰ

Pellicon&Pellicon2超滤膜堆

料液

可能堵塞物

推荐清洗剂

其他清洗剂

蛋白溶液

▪血液或血清制品

▪细菌和动物蛋白

▪酶

▪疫苗

▪病毒

被吸附的蛋白

NaOH

NaOCl

TritonX-100

HenkelP3-11

Tergazyme

菌体

▪大肠杆菌

▪细菌

▪其他

吸附的蛋白

消泡剂

脂肪

多糖

细胞碎片

先用NaOCl再用NaOH

HenkelP3-11或

Tergazyme

先用NaOCl再用

TritonX-100或SDS

细菌裂解液

蛋白

脂多糖

细菌碎片

先用H3PO4再用NaOH

先用H3PO4再用NaOCl

Tween-80

先用NaOCl再用

TritonX-100或SDS

多糖

脂多糖、糊精、淀粉果胶、粘多糖

吸附的多糖

NaOH

HenkelP3-11或

Tergazyme

先用NaOCl再用

TritonX-100或SDS

除热原

X光显影剂、抗生素

氨基酸、小分子溶液

残留的有机胶体

脂多糖

NaoH

食品和饮料

酒、果汁、蛋白液、醋等

蛋白、鞣酸、苯酚、有机胶体、腐殖酸

先用NaOCl再用NaOH

先用NaOCl再用

HenkelP3-11或

HenkelP3-53或Tergazyme

*HenkelP3-11

*HenkelP3-53

*Tergazyme

水处理

铁的化合物

柠檬酸

硝酸

水处理

矿物鳞片

无机沉淀物

硝酸

磷酸

柠檬酸

清洗剂选择表Ⅱ

Pellicon膜堆

料液

可能堵塞物

推荐清洗剂

其他清洗剂

蛋白澄清

∙重组蛋白

∙血液和血清制品

∙层析前澄清

沉淀蛋白

脂肪蛋白和脂肪

NaOCl

Tween-80

TritonX-100

Tergazyme

尿素

哺乳动物细胞培养物

细胞碎片

NaOCl

H3PO4

红细胞碎片

细胞壁碎片

沉淀蛋白

NaOCl

Tergazyme

HenkelP3-53

细菌发酵液

菌丝体或真菌的

发酵液

吸附的蛋白

消泡剂、细胞碎片

脂肪、多糖

培养基

NaOCl

先用NaOCl再用

HenkelP3-53或

Tergazyme

先用NaOCl再用

TritonX-100或SDS

溶菌产物澄清

蛋白、脂多糖

细菌碎片

先用H3PO4再用

NaOCl

Tween80

先用NaOCl再用

TritonX-100或SDS

层析前澄清

不溶解变性蛋白

NaOCl

先用NaOCl再用

Tween

TritonX-100

多糖

脂多糖、多聚葡萄糖淀粉、果胶、粘多糖

吸附的多糖

NaOH

HenkelP3-53或

Tergazyme

先用NaOCl再用

TritonX-100或SDS

果汁和饮料澄清

蛋白、鞣酸、聚苯酚

有机胶体、淀粉

先用NaOCl再用

HenkelP3-53

NaOCl

水处理

铁复合物

矿物鳞片

柠檬酸

磷酸

无机盐沉淀澄清

矿物鳞片

无机沉淀物

硝酸

H3PO4

柠檬酸

清洗条件

污染物

膜

清洗剂

浓度

温度

℃

PH

时间

（分钟）

有机物

生物膜,蛋白

生物多聚物

多聚石炭酸

PT系列

Biomax

NaOH

40-50

30-60

同上

PLAC，PLBC，

PLCC

NaOH

20-25

13

30-60

同上

PLGC，PLCGC,

PLTK,PLCTK,

PLCHK,PLCMK,

PLCXK

NaOH

0.1N

25-40

13

30-60

蛋白

生物多聚物

多糖

PT系列

Biomax

Durapore

NaOCl

250ppm活性氯

40-50

10-11

30-60

生物多聚物

蛋白，胶体，

多聚石炭酸脂

油，消泡剂，

无机物结垢

所有材质的膜

Tergazyme

0.2%

40-50

9-10

30-60

蛋白，肽，

脂多糖，油，

消泡剂

所有材质的膜

Triton-X100

SDS

Tween80

0.1％

0.1％

0.1％

40-50

40-50

40-50

5-8

5-8

5-8

30-60

30-60

30-60

蛋白，

蛋白沉淀

所有材质的膜

脲

7M

40-50

8

60

矿物质结垢，核酸

所有材质的膜

HNO3H3PO4

40-50

40-50

30

30

铁，锰结垢

所有材质的膜

柠檬酸

（用氨水将

pH调到3）

1%

40-50

60

消毒步骤

膜堆的消毒应该在完全清洗和冲洗后才可进行。

消毒时需要的压力、流速等与清洗时所用的一样。

请参考清洗步骤。

从下表找出与膜材质兼容的消毒剂：

消毒剂和所用的条件

用于pellicon盒式膜堆

膜材质

消毒剂

浓度

温度（°C）

pH

时间

（分钟）

所有材质的膜

Naocl

20-50ppm

活性氯

20－50

6-8

15－30

所有材质的膜

过乙酸

100-200ppm

（0.25-0.4%）

10-40

15

PT聚醚砜膜

Biomax膜

NaOH

N

40-50*

30

PL改良纤维素

NaOH

40－50

13

30

所有材质的膜

甲醛

1－2％

20－30

5－8

30

*为了保证膜的使用寿命，对于PLAC，PLBC和PLCC膜，消毒的温度在20-25℃

为佳；对于PLGC等大分子量的改良纤维素膜，消毒温度可以达到25-40℃。

除热原步骤

膜堆的除热原应该在清洗、消毒和冲洗之后进行。

除热原时的压力、流速及所需液体体积与清洗相同，请参考清洗步骤。

从下表中找出与超滤膜材质兼容的除热原试剂：

除热原试剂和应用条件

用于pellicon盒式膜堆

膜材质

除热原试剂

浓度

温度℃

pH

时间（分钟）

PT聚醚砜膜

Biomax膜

NaOH

.5N

30-50

30

PL改良纤维素

NaOH

30-50*

13

30

PT聚砜膜

Durapore膜

PHSA膜

NaOCl

300ppm

活性氯

600ppmNaOCl

30－50

10－11

30

所有材质的膜

HCl

30-50

1

30

所有材质的膜

H3PO4

30-50

1

30

*为了保证膜的使用寿命，对于PLAC，PLBC和PLCC膜，消毒的温度在20-25℃

为佳；对于PLGC等大分子量的改良纤维素膜，消毒温度可以达到25-40℃。

水通量（NWP）测量

新膜在第一次使用之前，应测量它的水通量NWP。

先对膜堆进行清洗和冲洗，

然后再测NWP，这时测出的NWP将作为标准来检验每次使用后膜堆的清洗效果。

步骤：

1.把回流管和透过液管引回清洗罐。

2.把罐的排放阀关闭，打开回流管路和透过液管路或阀门。

3.如果使用的是变速泵，把泵速调到最小；如果使用的是离心泵，关闭泵的出口阀。

4.在清洗罐中注满纯水，水温在25°C左右，水质应是蒸馏水或过滤后的去离子水。

5.开启泵，调节到以下压力：

进口压10psi（0.7bar）

回流出口压5psi（0.34bar）

6.循环5－10分钟，保证压力和水温的稳定。

7.记录透过液的速度、进口和回流压力、水温等数据。

8.把泵关掉，把系统中的水排空。

9.用以下的公式计算NWP，将计算出的NWP与最初的标准进行比较。

A.测量：

R=透过速度ml/min

Pin=进口压psi（bar）

Pout=出口压psi（bar）

Pp=透过口压psi（bar）

T=水温°C

B.算出过滤膜的总面积

A＝面积ft2（m2）

C.根据测量的温度，从下表中找出的NWP温度校正系数F

D.利用下面公式计算NWP

10.当膜堆使用了一次之后，所测出的NWP不应低于最初标准的80％；在反复使后，每次NWP的衰减不应超过10％。

如果NWP衰减幅度较大，说明清洗效果不好，应该试用其它的清洗剂和清洗程序。

如有问题，请与密理博公司当地的维修工程师联系。

NWP水温校正因素表（F）

T（°Ｃ）Ｆ

T（°Ｃ）Ｆ

T（°Ｃ）Ｆ

52

51

50

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

211.098

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

51.699

膜堆的完整性检测

在对膜堆进行完整性检测之前，系统应该经过充分的清洗和冲洗，残留的清洁剂会对结果有很大影响。

1.首先确定系统已经清洗好，并且膜已经完全湿透。

膜的润湿可以在TMP为2bar的条件下，用水循环五分钟。

2.将系统内的水排空。

3.把经过过滤的并且压力可调节的气源接到膜堆的进口或回流口，最好选择位置比较高那一个口。

4.把没有接气源的进口或回流口用阀门或其他方法封闭。

5.透过液口是开放的。

6.慢慢的加压到指定的气压，然后稳定五分钟让残留的水排出。

7.测量并记录气压、温度和从透过口出来的气体流量。

气体流量可用气体流量计测量或如图示测量一定时间内在倒置的灌满水的量筒中有多少体积水被排走。

注满水的量筒

空气

空气

盛水的容器

透过液出口

手动完整性检测的示意图

8.比较测量的流量与表格中的指标，如果测量值大于指标，请检查Pellicon膜堆是否按照操作手册的指示正确安装。

如果膜堆安装正确，但所测气体流量仍然高于表中所列的指标，请立即和Millipore公司当地的办事处联系。

验证Pellicon膜堆完整性的空气扩散指标

充分润湿的完整的超滤膜的空气流量（毫升/分钟）

膜

分子量

或孔径

1ft2

Mini膜堆

5ft2

标准膜堆

25ft2

Maxi膜堆

测试压力

psi（bar）

PT系列

PTTK

PTGC

PTHK

PTMK

PHSA-G

PHSA-T

PL系列

PLAC

PLBC

PLCC

PLGC

PLTK

PLHK

PLMK

Durapore系列

VVPP

GVLP

HVMP

DVPP

10,000

30,000

100,000

300,000

10,000

10,000

1,000

3,000

5,000

10,000

30,000

100,000

300,000

<3

<3

<3

<12

N/A

N/A

<3

<3

<3

<10

<12

<12

<72

<3

<3

<3

<3

<12

<12

<12

<60

<12

<24

<12

<12

<12

<46

<60

<60

<360

<12

<12

<12

<12

<60

<60

<60

<300

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

10（0.68）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

5（0.34）

10（0.68）

10（0.68）

10（0.68）

10（0.68）

注：

如果超滤膜不完整，其所测的空气流量将大大超过表中流速指标的上限。

验证Pellicon-2膜堆完整性的空气扩散量

充分润湿的完整的超滤膜的空气流量（毫升/分钟）

膜

分子量

或孔径

2

Mini膜堆

2

标准膜堆

2

Maxi膜堆

测试压力

psi（bar）

Biomax膜

Biomax5

Biomax8

Biomax10

Biomax30

Biomax50

Biomax100

Biomax300

Biomax500

Biomax1,000

PL系列

PLAC

PLBC

PLCC

PLGC

PLTK

PLC系列

PLCCC

PLCGC

PLCTK

PLCHK

PLCMK

PLCXK

5,000

8,000

10,000

30,000

50,000

100,000

300,000

500,000

1,000,000

1,000

3,000

5,000

10,000

30,000

5,000

10,000

30,000

100,000

300,000

1,000,000

0-4

0-4

0-4

0-4

0-4

0-4

0-12

0-12

0-12

<10

<10

<10

<6

<12

<7

<7

<4

<3

<4

<4

<18

<18

<18

<18

<18

<18

<60

<60

<60

<48

<48

<48

<30

<60

<35

<35

<18

<12

<18

<18

<90

<90

<90

<90

<90

<90

<300

<300

<300

<240

<240

<240

<150

<300

<175

<175

<90

<60

<90

<90

10（0.68）

10（0.68）

30（2.1）

10（0.68）

10（0.68）

10（0.68）

10（0.68）

10（0.68）

10（0.68）

30（2.1）

30（2.1）

30（2.1）

5（0.3