DE10022259A1 - Crossflow-Filterkassetten in Form von verbesserten Weitspaltmodulen - Google Patents
Crossflow-Filterkassetten in Form von verbesserten WeitspaltmodulenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Crossflow-Filterkassetten (1), welche zwischen Einspannplatten angeordnet in Crossflow-Filtrationsanlagen betrieben werden und sich für die Filtration partikelbelasteter proteinhaltiger, fetthaltiger und zellhaltiger Medien eignen. Sie haben hohe Standzeiten, Retentat- und Filtratflüsse. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind dazu die Überströmspalte (4) aus einem Retentatabstandshalterelement (3) und aus zwei Retentatabstandshalterrahmen (3', 3'') gebildet, die das Retentatabstandshalterelement (3) beidseitig im Randbereich abdecken. Das Retentatabstandshalterelement (3) besteht aus einer offenmaschigen Matrix (16), die aus sich kreuzenden Längs- (17) und Querfäden (18) aufgebaut ist. Benachbarte Längs- (17) und Querfäden (18) nehmen jeweils zueinander einen 5- bis 15fachen Abstand (20, 21) ihrer Dicke ein. Sie reicht von 150 bis 600 mum. Die Retentatabstandshalterrahmen (3', 3'') haben eine Dicke (22) größer 50 bis 200 mum. DOLLAR A Mit den erfindungsgemäßen Crossflow-Filterkassetten können vor allem Fluide im Pharma- und Biotechnologiebereich zur Werkstoffgewinnung, Aufkonzentrierung von Stoffen, Abtrennung unerwünschter Bestandteile und Sterilisierung filtriert werden.
Description
Die Erfindung betrifft Crossflow-Filterkassetten in Form von verbesserten
Weitspaltmodulen, welche zwischen Einspannplatten angeordnet in Crossflow-
Filtrationsanlagen betrieben werden.
Mit den erfindungsgemäßen Crossflow-Filterkassetten können Fluide, wie
partikelbelastete Flüssigkeiten, insbesondere proteinhaltige, fetthaltige und zellhaltige
Medien, wie sie vor allem in pharmazeutischen und biotechnologischen Prozessen
anfallen, im Labor-halbtechnischen und industriellen Maßstab nach dem Crossflow-
Prinzip zur Wertstoffgewinnung, Aufkonzentrierung von Stoffen, Abtrennung
unerwünschter Bestandteile und Sterilisierung filtriert werden.
Die Crossflow-Filtration wird mit Filterkassetten in entsprechenden Crossflow-
Filtrationsanlagen durchgeführt, in denen mindestens eine Filterkassette, in der Regel
aber mehrere Filterkassetten hintereinander als Stapel angeordnet sind. Derartige
Crossflow-Filterkassetten werden beispielsweise in den Patentschriften DE-PS 34 41 249
und US-PS 47 15 955 beschrieben. Die Filterkassetten sind aus einer Vielzahl
benachbarter Filterzellen aufgebaut, die aus stapelförmig angeordneten, flächigen
Zuschnitten von mindestens einem Retentatabstandshalterelement als Bestandteil zur
Ausbildung eines Überströmspalts für zu filtrierendes Fluid, einer ersten Membran,
einem Filtratabstandshalter zur Ausbildung eines Filtratsammelspalts und einer zweiten
Membran bestehen. Im peripheren Randbereich sind die Zuschnitte von einer
Dichtungsmasse zur Filterkassette verbunden. Die Zuschnitte verfügen darüber hinaus
in ihren Randbereichen über fluchtende Durchbrechungen zur Ausbildung von
vorzugsweise senkrecht zur Fläche der Zuschnitte verlaufenden Kanälen für
Fluidzulauf, Retentatablauf und Filtratablauf. Dabei sind jene Durchbrechungen der
Abstandshalter, die zu den Kanälen hin geschlossen zu halten sind, in ihren peripheren
Randbereichen von einer über die Ebene der Abstandshalter geringfügig überstehenden
Dichtungsmasse fluiddicht eingefaßt. Die übrigen Durchbrechungen der Abstandshalter,
die mit den Kanälen in kommunizierender Verbindung stehen, sind von keiner
Dichtungsmasse eingefaßt, sondern offen. Bei der Crossflow-Filtration wird das zu
filtrierende Fluid über eine Anströmplatte und entsprechende Kanäle in Überströmspalte
der Filterkassetten für zu filtrierendes Fluid gedrückt. Es überströmt die Membranfläche
und wird als Retentat abgeführt. Ein Teil des Fluids permeiert durch die Membran
hindurch und wird im Filtratsammelspalt gesammelt und über entsprechende Kanäle
und eine Abströmplatte als Filtrat aus der Anlage abgeführt.
Zum Schutz der Membranen vor mechanischen Beschädigungen, die insbesondere im
Übergangsbereich der Dichtungsmassen eintreten und durch zu starkes An- oder
Eindrücken der Membranen an oder in die Abstandshalterelemente verursacht werden,
schlägt die DE-PS 34 41 249 einen Einbau von Schutzrahmen zwischen den Zuschnitten
vor. Neben dem dadurch erreichten Schutz der Membranen vor mechanischer
Beschädigung werden gleichzeitig die Überströmspalte für zu filtrierendes Fluid in
gewissen Grenzen in ihrer Höhe vergrößert. Darüber hinaus ist bekannt, stärkere
Gewebe zur Vergrößerung der Höhe der Überströmspalte zu verwenden. Mit diesen
sogenannten Weitspaltmodulen soll bei der Crossflow-Filtration ein vorzeitiges
Verblocken der Filterkassetten vermieden werden. Nachteilig ist, daß sich bei der
Crossflow-Filtration partikelbelasteter proteinhaltiger, fetthaltiger und zellhaltiger
Medien, wie sie insbesondere in pharmazeutischen und biotechnologischen Prozessen
anfallen, Partikel und Proteine in den Maschen des Gewebes im Überströmspalt
verfangen und ansammeln. Diese Ansammlungen stellen ein Strömungshindernis für
das zu filtrierende Fluid dar und befördern die weitere Ablagerung von Stoffen. Die
bekannten Crosflow-Filterkassetten in Form von Weitspaltmodulen sind deshalb für die
Crossflow-Filtration derartiger Medien ungeeignet, weil bei ihrer Verwendung eine
massive Abnahme des Retentatflusses auftritt und bereits nach kurzer Filtrationsdauer
die Filtration zum Erliegen kommt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Crossflow-Filterkassetten bereit zu
stellen, die für eine Crossflow-Filtration partikelbelasteter proteinhaltiger, fetthaltiger
und zellhaltiger Medien, wie sie insbesondere in pharmazeutischen und
biotechnologischen Prozessen anfallen, geeignet sind und die sich durch eine große
Standzeit und hohe Retentat- und Filtratflüsse auszeichnen.
Die Aufgabe wird durch Kombination der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der
Unteransprüche definiert.
Die erfindungsgemäßen aus mikroporösen Membranen aufgebauten Crossflow-
Filterkassetten besitzen einen Überströmspalt, der aus einem
Retentatabstandshalterelement und aus zwei Retentatabstandshalterrahmen, die das
Retentatabstandshalterelement beidseitig in seinen flächigen Randbereichen abdecken,
gebildet ist.
Die Retentatabstandshalterrahmen weisen eine Dicke auf, die im Bereich von größer 50
bis 200 µm liegt, vorzugsweise bei 80 µm. Die Retentatabstandshalterrahmen werden
bevorzugt aus Kunststoff, zum Beispiel aus PVDF, gefertigt, und sie weisen
vorzugsweise zu dem Randbereich des Retentatabstandshalterelements kongruente
Konturen auf, das heißt, daß entsprechende Durchbrechungen für die Ausbildung der
Kanäle für die Fluidzufuhr, für den Retentatablauf und für den Filratablauf fluchtend
ausgeprägt sind. Die Dicke der Retentatabstandshalterrahmen bewirkt zum Einen, daß
zwischen dem Retentatabstandshalterelement und der benachbarten Membran über die
gesamte Membranfläche hinweg ein Spalt offen bleibt, über den relativ grobe Partikel
sowohl bei der Überströmung als auch bei der Rückspülung der Filterkassetten zu ihrer
Regenerierung ausgespült werden können. Zum Anderen wird die Membran
offensichtlich durch diesen Spalt und durch die bei der Durchströmung des
erfindungsgemäß verwendeten Retentatabstandshalterelements hervorgerufenen
Turbulenzen des zu filtrierenden Fluids in Schwingungen versetzt, wodurch eine
Ablagerung von Stoffen an der Oberfläche der Membran erschwert wird und die
Membran weniger verblockt (Membranfouling). Außerdem wird die gesamte
Membranoberfläche flitrationswirksam, weil das Retentatabstandshalterelement nicht
auf der Membranoberfläche aufliegt. Die genannten Mittel führen offensichtlich zu einer
Erhöhung der Standzeit und Filtrationsleistung. Im Unterschied dazu hat die Membran
bei einem Überströmspalt, der lediglich durch ein Retentatabstandshalterelement,
beispielsweise einem Gewebe oder Vlies, gebildet wird, keine
Schwingungsmöglichkeiten.
Das erfindungsgemäß verwendete Retentatabstandshalterelement besteht aus einer
offenenmaschigen Matrix aus sich kreuzenden Längs- und Querfäden. Die
benachbarten Längs- und Querfäden nehmen jeweils zu einander einen 5- bis 15fachen
Abstand ihrer Dicke ein. Die Fadendicke soll im Bereich von 150 bis 600 µm liegen.
Offensichtlich wird bei dieser Konfiguration durch das Retentabstandshalterelement
eine optimale turbulente Überströmung des zu filtrierenden Fluids im Überströmspalt
erreicht. Die in Crossflow-Filterkassetten vom Weitspaltmodultyp üblicherweise
verwendeten Gewebe als Retentatabstandshalter beispielsweise mit einer Fadendicke
von etwa 300 µm und einem Fadenabstand, der etwa ihrer Fadendicke entspricht, führen
dagegen bereits nach kurzer Filtrationszeit zu einer Verblockung der Filterkassette.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Fäden an ihren Kreuzungspunkten
miteinander verbunden sind. Damit wird zum einen die Konfiguration der
offenmaschigen Matrix stabil gehalten und zum anderen werden im Bereich der
Kreuzungspunkte Toträume zwischen den Fäden weitgehend vermieden, wodurch die
Ansammlung von Ablagerungen in diesem Bereich zurück gedrängt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die Längs- und Querfäden
aus organischen Polymerfasern, die durch einen Extrusionsprozeß erzeugt wurden und
wo die Fäden noch im erweichten Zustand an ihren Kreuzungspunkten in Form eines
extrudierten Gitterwerkes verschmolzen sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich für
eine Zurückdrängung der Verblockung des Überströmspalts erwiesen, wenn die Fäden
der Matrix während der Extrusion verstreckt werden. Dadurch entsteht eine Matrix,
deren Fäden im Bereich der Kreuzungspunkte in ihrem Durchmesser größer sind als im
Bereich zwischen den Kreuzungspunkten, wobei es besonders erwünscht ist, wenn der
Durchmesser der Fäden im mittleren Bereich zwischen den Kreuzungspunkten am
geringsten ist. Der Durchmesser sollte sich um mindestens 5% verringern. Eine
derartige Matrix weist darüberhinaus einen verminderten Strömungswiderstand
gegenüber dem zu filtrierenden Medium auf. Wird eine Matrix, beispielsweise in Form
eines Gewebes verwendet, bei der die Fäden an ihren Kreuzungspunkten nicht
verbunden sind, bilden sich im Bereich dieser Kreuzungspunkte Ablagerungen, wie zum
Beispiel proteinartige Koagulate, die zu einer Verblockung des Überströmspalts führen.
Vorzugsweise sollte die offenmaschige Matrix symmetrisch aufgebaut sein, wobei die
Fäden zueinander einen Winkel von 90° einschließen sollten. Eine optimale
Filtrationsleistung der Crossflow-Filterkassetten wird erreicht, wenn die Längs- und
Querfäden der Matrix zur Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids einen Winkel
von vorzugsweise 45° einnehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegen die Längsfäden
der Matrix in einer ersten Ebene und die Querfäden der Matrix in einer zweiten Ebene,
die zur ersten Ebene parallel ist. Dadurch wird eine turbulente Überströmung begünstigt
und eine Verblockung des Überströmspalts vermieden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Möglichkeit der
Membranschwingung noch dadurch unterstützt, daß auf der Filtratseite der Membran
ebenfalls ein Filtratabstandshalterrahmen eingebracht wird. In diesem Fall besteht der
Filtratabstandshalter aus einem Filtratabstandshalterelement mit dieses beidseitig in
seinen flächigen Randbereichen abdeckenden Filtratabstandshalterrahmen. Die
Filtratabstandshalterrahmen besitzen eine geringere Dicke als die
Retentatabstandshalterrahmen. Sie beträgt bis zu 50 µm, wobei 50 µm bevorzugt sind.
Die Erfindung soll anhand der Figuren und der Ausführungsbeispiele näher erläutert
werden.
Dabei zeigen
Fig. 1 schematisch einen explosionsartigen Schnitt durch einen Ausschnitt einer
erfindungsgemäßen Crossflow-Filterkassette
und
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Retentatabstandshalter entlang der Linie A-A' der Fig.
1.
Die erfindungsgemäßen Crossflow-Filterkassetten 1 bestehen gemäß der Fig. 1 aus
einer Vielzahl benachbarter Filterzellen 2, die aus stapelförmig angeordneten flächigen
Zuschnitten aufgebaut sind. Die flächigen Zuschnitte sind ein
Retentatabstandshalterelement 3, das beidseitig in seinem flächigen Randbereich mit
Retentatabstandshalterrahmen 3' und 3" abgedeckt ist und welche zusammen einen
Überströmspalts 4 für zu filtrierendes Fluid ausbilden, eine erste Membran 5, ein
Filtratabstandshalter 6 zur Ausbildung eines Filtratsammelspalts 7 und eine zweite
Membran 8. Die flächigen Zuschnitte 3, 5, 6 und 8 verfügen gemäß der Fig. 1 und 2
über fluchtende Durchbrechungen 9, 10 und 11 zur Ausbildung von senkrecht zur
Fläche der Zuschnitte 3, 5, 6 und 8 verlaufenden Kanälen für Fluidzulauf 12,
Retentatablauf 13 und Filtratablauf 14. Dabei sind jene Durchbrechungen der
Abstandshalter 3, 6, die zu den Kanälen hin geschlossen sind, von einer über die Ebene
der Abstandshalter geringfügig überstehenden Dichtungsmasse 15 fluiddicht eingefaßt.
Das Retentatabstandshalterelement 3 besteht aus einer offenmaschigen Matrix 16, die
aus sich kreuzenden Längs- 17 und Querfäden 18 aufgebaut ist. Die Fäden 17, 18 sind
an ihren Kreuzungspunkten 19 untereinander verbunden. Die benachbarten Längs- und
Querfäden nehmen jeweils zueinander einen Abstand 20, 21 ein, der dem 5- bis
15fachen ihrer Dicke entspricht. Die Retentatabstandshalterrahmen haben eine Dicke 22
im Bereich von 75 bis 200 µm (Fig. 1).
In den nun folgenden Beispielen wurde eine aufgeschlossene Fermentationslösung mit
einer vorgegebenen Biomassebelastung von zum Beispiel 3 kg CWW/m2 (CWW steht
für "cell wet weight" d. h. für Zellfeuchtgewichtsäquivalent) über Crossflow-
Filterkassetten filtriert, wobei ein Fermentationsprodukt über das Filtrat gewonnen
werden soll.
Bei der Biomassebelastung muß unterschieden werden zwischen der
Biomassekonzentration im Retentat (g/l) und der flächenspezifischen
Biomassebelastung (kg/m2). Eine zu hohe Biomassekonzentration im Retentat kann zu
Verstopfungen der Überströmspalte für zu filtrierendes Fluid führen, wogegen eine zu
große flächenspezifische Biomassebelastung zu einer Deckschichtbildung auf der
Membran führt.
Sämtliche Filterkassetten waren mit einer hydrophilen, mikroporösen Membranen aus
vernetztem Cellulosehydrat mit einer Porengröße von 0,45 µm (Hydrosart®, Sartorius
AG), einem Filtratabstandshalterelement aus einem Gewebe mit einer Dicke von 450 µm
(Fadendicke etwa 210 µm, Fadenabstand 210 µm), der auf beiden Seiten mit
Filtratabstandshalterrahmen einer Dicke von je 50 µm belegt war, ausgerüstet. Die in
den Beispielen 1 bis 5 verwendeten Crossflow-Filterkasseften unterschieden sich
hinsichtlich ihres Retentatabstandshalterelements, der Dicke der
Retentatabstandshalterrahmen, der Anzahl der Überströmspalte für Filtrat und für zu
filtrierendes Fluid (Retentat) und der Ausrichtung der Längs- und Querfäden der Matrix
zur Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids.
Die Filtration wurde durchgeführt mit einer Crossflow-Filterkassefte als Weitspaltmodul
des Standes der Technik Sartocon® Slice (Sartorius AG). Sie besaß:
16 Überströmspalte für Filtrat, 17 Überströmspalte für zu filtrierendes Fluid,
Retentatabstandshalterrahmen der Dicke 50 µm und ein Gewebe der Dicke von 610 µm
als Retentatabstandshalterelement mit Fäden einer Dicke von etwa 300 µm, wobei der
Abstand zwischen den Fäden etwa 300 µm betrug. Die Längs- und Querfäden der
Matrix nahmen zur Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids einen Winkel von 60°
beziehungsweise 30° ein.
Die Crossflow-Filtration zeigte bereits im 2. Filtrationszyklus eine deutliche Abnahme
des Retentatflusses, während sie im 3. Filtrationszyklus auf Grund der Verblockung der
Überströmspalte vollständig zum Erliegen kam.
Die Crossflow-Filterkassefte besaß:
13 Überströmspalte für Filtrat, 14 Überströmspalte für zu filtrierendes Fluid,
Retentatabstandshalterrahmen der Dicke 125 µm und eine offenmaschige Matrix in
Form eines Gewebes der Dicke von 450 µm als Retentatabstandshalterelement mit
Fäden einer Dicke von etwa 210 µm, wobei der Abstand zwischen den Fäden etwa 250 µm
betrug. Die Längs- und Querfäden der Matrix nahmen zur Strömungsrichtung des
zu filtrierenden Fluids einen Winkel von 60° beziehungsweise 30° ein.
Die Crossflow-Filtration zeigte eine sprunghafte Abnahme des Retentatflusses während
des 2. Filtrationszyklus, der Filtratfluß ging auf etwa 70% des Ausgangswertes zurück,
während nach 8 Filtrationszyklen keine Verblockung der Überströmspalte auftrat.
Die Crossflow-Filterkassette besaß:
10 Überströmspalte für Filtrat, 11 Überströmspalte für zu filtrierendes Fluid,
Retentatabstandshalterrahmen der Dicke 80 µm und eine offenmaschige Matrix in Form
eines Gitterwerks der Dicke von 1030 µm als Retentatabstandshalterelement mit Fäden
einer Dicke von etwa 500 und 650 µm, wobei der Abstand zwischen den Fäden etwa
1500 µm betrug. Die Fäden waren an den Kreuzungspunkten verbunden. Die Längs-
und Querfäden der Matrix nahmen zur Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids
einen Winkel von 45° ein.
Unabhängig von der Biomassebelastung bis zu 3 kg CWW/m2 blieben die Retentat- und
Filtratflüsse auch nach 7 Zyklen konstant. Eine Verblockung trat nicht auf.
Die Crossflow-Filterkassette besaß:
12 Überströmspalte für Filtrat, 13 Überströmspalte für zu filtrierendes Fluid,
Retentatabstandshalterrahmen der Dicke 80 µm und eine offenmaschige Matrix in Form
eines Gitterwerks der Dicke von 760 µm als Retentatabstandshalterelement mit Fäden
einer Dicke von etwa 450 und 350 µm, wobei der Abstand zwischen den Fäden etwa
2400 µm betrug. Die Fäden waren an den Kreuzungspunkten verbunden. Die Längs-
und Querfäden der Matrix nahmen zur Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids
einen Winkel von 45° ein. Die Crossflow-Filterkassette besaß eine effektive
Membranfläche von 0,1 m2.
Selbst bei einer Biomassebelastung von bis zu 15 kg CWW/m2 blieben die Retentat-
und Filtratflüsse auch nach 5 Zyklen konstant. Eine Verblockung trat nicht auf.
Es wurde eine Crossflow-Filterkassette benutzt, die den gleichen Aufbau besaß, wie die
in Beispiel 4 beschriebene Crossflow-Filterkassette mit dem Unterschied, daß die
effektive Membranfläche nicht 0,1 m2 betrug, sondern das 6-Fache (0,6 m2).
Mit einer Biomassebelastung von 3 kg CWW/m2 konnte in drei unabhängigen
Filtrationsuntersuchungen gezeigt werden, daß die Skalierung linear verläuft und der
Skalierungsfaktor 6 betrug. Der Retentatwasserwert ist 6-fach höher. Alle anderen
Leistungsdaten (Filtratfluß bei Produktfiltration, Filtratwasserwert, Trennleistung)
blieben unverändert im Vergleich zu den Daten, die mit einer Kassette nach Beispiel 4
erhalten wurden.
1
Crossflow-Filterkassetten
2
Filterzellen
3
Retentatabstandshalterelement
3
',
3
" Retentatabstandshalterrahmen
4
Überströmspalts für zu filtrierendes Fluid
5
erste Membran
6
Filtratabstandshalter
7
Filtratsammelspalt
8
zweite Membran
9
,
10
,
11
fluchtende Durchbrechungen
12
Kanal für Fluidzulauf
13
Kanal für Retentatablauf
14
Kanal für Filtratablauf
15
Dichtungsmasse
16
offenmaschige Matrix
17
Längsfäden
18
Querfäden
19
Kreuzungspunkte
20
,
21
Abstand der Längs- und Querfäden
22
Dicke der Retentatabstandshalterrahmen
3
',
3
"
Claims (9)
1. Crossflow-Filterkassetten (1) in Form von verbesserten Weitspaltmodulen, die
aus einer Vielzahl benachbarter Filterzellen (2) aufgebaut sind, welche aus stapelförmig
angeordneten, flächigen Zuschnitten von mindestens einem
Retentatabstandshalterelement (3) als ein Bestandteil zur Ausbildung eines
Überströmspalts (4) für zu filtrierendes Fluid, einer mikroporösen, ersten Membran (5),
einem Filtratabstandshalter (6) zur Ausbildung eines Filtratsammelspalts (7) und einer
mikroporösen, zweiten Membran (8) bestehen, die über fluchtende Durchbrechungen (9,
10, 11) zur Ausbildung von senkrecht zur Fläche der Zuschnitte (3, 5, 6, 8) verlaufenden
Kanälen für Fluidzulauf (12), Retentatablauf (13) und Filtratablauf (14) verfügen und
wobei jene Durchbrechungen der Abstandshalter (3, 6) von einer über die Ebene der
Abstandshalter (3, 6) geringfügig überstehenden Dichtungsmasse (15) fluiddicht
eingefaßt sind, die zu den Kanälen hin geschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Überströmspalt (4) gebildet ist aus dem Retentatabstandshalterelement (3) und aus zwei Retentatabstandshalterrahmen (3', 3"), die das Retentatabstandshalterelement (3) beidseitig in seinen flächigen Randbereichen abdecken, wobei
das Retentatabstandshalterelement (3) aus einer offenenmaschigen Matrix (16) besteht, die aus sich kreuzenden Längs- (17) und Querfäden (18) aufgebaut ist derart, daß die benachbarten Längs- (17) und Querfäden (18) jeweils zu einander einen 5- bis 15fachen Abstand (20, 21) ihrer Dicke einnehmen, welche im Bereich von 150 bis 600 µm liegt und wobei
die Retentatabstandshalterrahmen (3', 3") eine Dicke (22) im Bereich von größer 50 bis 200 µm aufweisen.
der Überströmspalt (4) gebildet ist aus dem Retentatabstandshalterelement (3) und aus zwei Retentatabstandshalterrahmen (3', 3"), die das Retentatabstandshalterelement (3) beidseitig in seinen flächigen Randbereichen abdecken, wobei
das Retentatabstandshalterelement (3) aus einer offenenmaschigen Matrix (16) besteht, die aus sich kreuzenden Längs- (17) und Querfäden (18) aufgebaut ist derart, daß die benachbarten Längs- (17) und Querfäden (18) jeweils zu einander einen 5- bis 15fachen Abstand (20, 21) ihrer Dicke einnehmen, welche im Bereich von 150 bis 600 µm liegt und wobei
die Retentatabstandshalterrahmen (3', 3") eine Dicke (22) im Bereich von größer 50 bis 200 µm aufweisen.
2. Crossflow-Filterkassetten (12) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Längs- (17) und Querfäden (18) an ihren Kreuzungspunkten (19) verbunden sind.
3. Crossflow-Filterkassetten (12) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Längs- und Querfäden aus organischen Polymerfasern bestehen, die an den
Kreuzungspunkten durch Extrusion verschmolzen sind.
4. Crossflow-Filterkassetten (12) nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Längs- und Querfäden der Matrix im Bereich zwischen den Kreuzungspunkten
einen um mindestens 5% verminderten Durchmesser haben im Bergleich zum
Durchmesser im Bereich der Kreuzungspunkte.
5. Crossflow-Filterkassetten (12) nach einen der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Längs- und Querfäden der Matrix zur Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids
einen Winkel von vorzugsweise 45° einnehmen.
6. Crossflow-Filterkassetten (12) nach einen der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Längs- und Querfäden der Matrix je in einer Ebene liegen.
7. Crossflow-Filterkassetten (12) nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Filtratabstandshalter (6) aus einem Filtratabstandshalterelement und dieses
beidseitig in seinen flächigen Randbereichen abdeckenden Filtratabstandshalterrahmen
besteht.
8. Crossflow-Filterkassetten (12) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Filtratabstandshalterrahmen eine Dicke von bis zu 50 µm aufweisen.
9. Crossflow-Filterkassetten (12) nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mikroporösen Membranen hydrophile Mikrofiltrationsmembranen aus vernetztem
Cellulosehydrat sind.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
DE10022259A DE10022259A1 (de) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Crossflow-Filterkassetten in Form von verbesserten Weitspaltmodulen |
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