PES膜包的使用和维护详细手册.docx

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PES膜包的使用和维护详细手册

PES膜包的使用和维护详细手册

一、膜包的取出和安装

1、取出

当膜包从原始包装（硬纸盒）拿出时，请注意：

􀁺手只能拿膜的外边缘

􀁺不可重压或扭转；不可跌落

􀁺如果需要在膜上加标签或者标记，请确保不能对膜包施压（例如：

不能用圆珠笔在膜上写字）

􀁺不可在膜包上放置物体

2、安装

􀁺手只能拿膜的外边缘；

􀁺膜必须放置在干净的表面，确保没有微粒吸附在膜上；

􀁺当放置膜包到夹具或调整膜包时，不能施压、敲击或用其他工具处理膜包；

􀁺上下端交替地，用相同的扭矩均匀地加紧夹具；（不要将一端加紧后，再夹另一端）

􀁺绝对不能，甚至是短暂地超过可允许地扭矩；使用前请检查液压或转矩扳手的位置。

二、在启动系统和操作时，请注意：

􀁺避免过快地改变压力（大于1bar/sec），例如调泵的转速或者改变阀的设置时；

􀁺尽可能地让波动最低；

􀁺有效的扭矩必须保持稳定，特别是对于大型的过滤系统而言；

􀁺聚醚砜膜包（PolyethersulfoneAL）膜包最大背压是1bar。

背压是指从透过液来的反向的压力，即当透过液压大于回流液压时的压差。

Pback=Pfilt-Pret>0bar

举例1：

当Pin=1bar,Pret=0bar（全开），透过液口关闭，在透过液处的表压显示为0.5bar，则背压为0.5bar。

举例2：

当Pin=3bar,Pret=0.5bar,透过液关闭，在透过液处的表压显示为1.75bar，则背压为1.25bar。

所以，当您选择设备及管子直径时请务必考虑膜包在运行过程中均处在安全范围之内。

􀁺如果结晶颗粒进入膜包后不能被完全排出（例如，导致在泵中进行摩擦），则需要进行预过滤；

􀁺在操作或存放过程中，要防止温度改变或者浓缩过程中样品发生结晶现象；

三、完整的切向流系统的组成部分

四、膜包在夹具中的安装

将膜包安装于Sartorius的夹具中，请按照下面的步骤：

1．将膜包从包装中拿出

2．检查和记录膜包的标签上的内容

3．将膜包半圆形缺口处放置在两片夹具中下端的导轨上

4．交替地旋紧螺帽直到膜包安全地放置在夹具中。

5．用力矩扳手对角地交替旋紧螺母至下述扭矩：

Sartocon2Plus夹具：

80Nm（60NmforHydrosart膜包）

SartoconSlice夹具：

25Nm（20NmforHydrosart膜包）

Sartocon3夹具：

第三条圈（第二条圈forHydrosart膜包）

6．15分钟后，检查扭矩。

如果需要，重新调试至要求的压力。

五、加紧膜包所需力矩

所需力矩压力

Sartocon夹具操作手册

操作条件

湿热灭菌

操作条件

Sartocon膜包（除了302144...302186…）

18-35kN

<10kN

80Nm

SartoconSlice膜包（除了305144...305186…）

18–21kN

<2kN

25Nm

Sartoconcassettes

3021750707E–WLV

21–35kN

80Nm

六、首次使用前膜包的润湿即膜包的清洁

无论是干燥的膜包还是加有防腐剂润湿的膜包，在首次使用时，都要用纯净水冲洗润湿

􀁺对于亲水性膜包而言

－三醋酸纤维素膜包

－聚醚砜膜包

－Hydrosart膜包

调试到以下压力：

进口压力（Pin）＝29psi/2.0bar/200kPa

回流口压力（Pret）＝7.3psi/0.5bar/50kPa

透过液压力（Pfilt）＝0psi/0bar/0kPa

0.1m2的膜包，用2L去离子水或0.6m2用5L去离子水，在切向流系统中循环，然后按照废水处置方法排空所有循环水。

然后，用0.1NNaOH等清洗去除膜包内可能孳生的微生物和热原。

30～45min（清洁），60～90min（除热源）。

膜包清洁的系统连接参考下图示意：

七、冲洗膜包

在以下情况下要冲洗膜包

􀁺首次使用前，用纯净水（purifiedwater）清洗

􀁺过滤后，用缓冲液或生理盐水冲洗

􀁺清洗前，用缓冲液或生理盐水冲洗

􀁺清洗后，用纯净水（purifiedwater）清洗

􀁺消毒后，用纯净水（purifiedwater）清洗

􀁺在检查膜包性能前，用纯净水（purifiedwater）清洗

􀁺灭菌前，用纯净水（purifiedwater）清洗

八、检查膜包的完整性

用扩散流的方式检测膜包的完整性。

在一个多个膜包的系统中（block）测试到的值等于每个在这个系统中的膜包的值的总和。

测试到的值（总值）必须≤相应的膜包数给出最大允许扩散值的总和。

九、完整性测试

步骤如下：

1.连接一个软管到进口（V1），另一头软管接到压缩空气源

2.关闭回流阀（V2）

3.调试进口压力Pinlet到操作手册建议的值（见操作手册2.17），并保持压力稳定

4.关闭下面的透过液出口的阀（V3）

5.保持连续的进口压力，持续4分钟，直到系统稳定

6.用一个流量计或者倒置的装满水的滴灌测量上端的透过液口的空气扩散值。

如果测量到的值超过给出的值，您的膜包可能被损坏了。

没有完全润湿膜包或者扭矩不充分也可能带来较高的扩散值。

所以，要时常通过观察透过液的质量来检测膜包的性能。

手动检测法

1】关闭所有阀门。

开启进料阀（如果有）、开启滤出阀；

2】由进料口通入压缩空气（需经调压阀调节），使系统内压力达到30psi；

3】观察滤出口气泡是否连续稳定冒出，用倒置量筒的方法手动计量滤出端气体流量（ml/min）。

参考下表判断膜包完整性：

4】系统连接示意参考下图：

一十、自动完整性测试（压力降）

操作步骤如下：

1.连接完整性测试仪「如Sartochek3（16286）或者Sartocheck4（16288）」的电源和压力源。

2.出口连接到参比罐。

我们推荐使用500ml左右压力罐。

缓冲罐与夹具中还需连接管

3.关上回流液口（V2）,打开透过液口（V3,V4）

4.根据Sartocheck的操作手册的数据和膜包的参数，在完整性测试仪中设置合适的参数在。

5.以下参数可供参考：

系统稳定时间：

4min

测试时间：

2min

6.输入最大允许的扩散值（参见：

操作手册）

7.开始完整性测试

自动完整性测试系统示意图

V1-V5:

阀门；P:

压力表；R：

参比罐

一十一、观察水的流速以及测定初始水通量（NWP）

在首次使用前和使用后都应该测试膜包的水流通量速度。

比较每次过滤清洗后与首次使用前水的流速变化，可以帮助您知道对膜包的清洗是否有效。

虽然膜包使用后的水的流速必定比初次使用的膜包慢，但，清洗后的流速应当与初次使用时相当。

􀁺如果回流液的流速每次过滤后都减慢，则需改进预过滤的方法。

􀁺如果透过液的流速降到初始速度的70%，则说明没有对膜包进行有效地清洗

􀁺如果透过液地流速每次过滤后都减慢，此需改进清洗方法

将系统调至以下的状态，观察水的流速：

Pin＝29psi/2.0bar/200kPa

Pret＝7.3psi/0.5bar/50kPa

Pfilt＝0psi/0bar/0kPa

泵去离子水进切向流系统，在20度下，测量回流液和透过液出口的流速。

测定初始水通量（NWP）

目的：

检测新膜包的物理指标，建立膜包特性的初始数据。

1）NWP是膜包必须检测的指标，是指在特定过膜压力下滤膜对水的滤速。

对过膜压力的要求如下：

2）操作方法：

1】首先对系统循环运行纯化水，排除膜包和系统内气泡；

2】滤出阀完全打开，回流阀完全关闭，调节泵速以达到合适的TMP值（如5psi）；

3】测量此时滤出端的流速，标示为LMH（L/m2/hr）；

4】重新调整蠕动泵速度，达到一个新的TMP值，再记录滤出端的流速；

5】绘制流速－TMP的点线图表，获得回归方程。

R2应>0.95，否则重新测定；

6】确定10psi（UF）和3psi（MF）下的流速；

7】参考温度校正因子（见下表），计算NWP。

8】最后确认NWP：

调整TMP为10psi（UF）或3psi（MF），测量LMH，看检测结果是否与计算结果基本相符。

例：

流速/过膜压力曲线：

十一、过滤

切向流过滤的开始时刻是非常关键的，因为这是过滤的液体接触到清洁的膜表面，在达到预期的过程工艺条件之前，通常透过液的流速都会高于预期值。

微滤时，更易发生这种情况。

􀁺如果开始时打开所有透过液出口。

􀁺如果渗透阀关闭，渗透管路内的空气被截留在管路中。

正确的切向流开始过程：

1.向回流区和渗透区充满以以下列出的液体之一：

􀁺生理盐水或缓冲液。

􀁺产品的透过液。

用以上列出的液体之一灌注系统。

（参见“膜包的冲洗”）

2.关透过液出口阀至约90%的位置。

3.料液导入系统。

产生期望的切向流速。

进口压力将会增加。

4.打开透过液出口阀直至获得期望的TMP值。

这个过程可能需要操作回流阀出口阀。

5.确认期望的切向流速度已被维持。

6.重设TMP

注意：

进料入口的压力不可超过58psi/4bar。

过滤过程中，切向流速度应持恒定。

黏度增加会导致过滤的进口压力增加。

7.过滤结束时，冲洗系统（参见“膜包的冲洗”）。

8.冲洗后，清洗系统（参见“膜包的清洗”）。

十二、膜包的清洗

每次过滤后应立即清洗膜包，以免膜上形成沉淀层。

随着时间的推移，沉淀层会变得致密，难以完全去除。

最终，会降低膜包的通量和寿命。

PES膜包使用后的清洁

清洁剂

浓度

pH

时间（min）

温度（℃）

NaOH

1M

14

60

50

按以下压力调节：

Pinlet=29psi/2.0bar/200kPa

Pret=0si/0bar/0kPa

微滤膜包：

渗透阀关闭，清洗液再循环清洗30分钟。

如果需要，打开渗透液阀用新配的清洗液重复清洗30分钟。

超滤膜包：

渗透阀打开，清洗液再循环清洗30分钟。

如果需要，打开渗透液阀用新配的清洗液重复清洗30分钟。

用纯净水冲洗膜包，水流速见“冲洗膜包”中的规定。

与干净膜包的水流速相比较。

在第一次处理和完全清洗后，水流速下降较大。

之后的清洗后的减少会较小。

水质要求：

WFI，或者0.2μm过滤的DI；

建议清洗体积：

20～40L/m2。

清洗膜包的系统连接情况参考下图示意：

十三、膜包的消毒

干净的膜包要消毒。

用甲醛会使蛋白质变性凝固在膜包上。

不同材质的膜推荐不同的消毒条件和消毒剂：

消毒剂

浓度

时间（分钟）

温度（℃）

所有材质的膜

甲醛

2-3%

30

20-30

聚醚砜、聚丙烯、Hydrosart

NaOH

1N

30

40

调节以下压力：

Pinlet=29psi/2.0bar/200kPa

Pret=7.3psi/0.5bar/50kPa

Pper=0si/0bar/0kPa

消毒剂再循环膜包

然后，用纯净水冲洗膜包，详见“膜包的冲洗”。

十四、膜包的保存

如果膜包变干或者冻干，膜包将失去原有的特性，所以，膜包必须保持润湿。

如果您长时间>=6个月不使用膜包，您要特别注意防止膜包被微生物污染。

以下是我们推荐使用保存膜包的防腐剂：

防腐剂

浓度

所有膜材质

甲醛

2-3%

乙醇

20%*

PES、聚丙烯和Hydrosart

NaOH

0.1N

􀁺如果每周都使用膜包，那您可以采用以下方式对膜包进行短期的保持：

按一下步骤将膜包保存在夹具中：

1.清洗膜包（参见：

膜包的清洗）

2.用同样的流速（冲洗膜包的流速）让消毒液在切向流系统中循环5分钟

3.关闭进口、回流液和透过液阀门。

4.注意不能让膜包被冰冻

􀁺如果对膜包进行长期保存：

1.清洗膜包（参见：

膜包的清洗）

2.用同样的流速（冲洗膜包的流速）让消毒液在切向流系统中循环5分钟。

3.将膜包从夹具上取下

4.用下列方式将膜包保持在一个密闭的容器或者袋子中：

􀀹塑料袋：

放入膜包，再在袋子中放入50ml的消毒液，密封保存

􀀹容器：

放入膜包，倒入消毒液能淹没过膜包，盖上盖子保存

PES膜包的一些参数：

PolyethersulfoneUltrafiltrationCassettes