一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，包括密閉式過(guò)濾柱、支撐旋轉(zhuǎn)裝置，所述過(guò)濾柱內(nèi)部設(shè)置有濾布和篩板，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了濾布的固定方式，能在濾布表面形成切向流的噴料嘴、柱體側(cè)部設(shè)置了排氣及凝膠卸料口以及能使過(guò)濾柱做搖籃式擺動(dòng)的電機(jī)。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)切向流過(guò)濾，進(jìn)一步縮短凝膠過(guò)濾所需的時(shí)間，提高效率；可以實(shí)現(xiàn)凝膠的無(wú)攪拌混勻，減少凝膠破損；可以實(shí)現(xiàn)有效的濾布固定和柱體密封，防止泄露凝膠和料液泄露；可以實(shí)現(xiàn)凝膠卸料和排氣功能，方便操作。
【專利說(shuō)明】一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域中蛋白質(zhì)或其他分子分離純化的凝膠過(guò)濾柱，具體涉及一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]批式吸附技術(shù)，是生物制藥行業(yè)經(jīng)常用到的蛋白質(zhì)分離純化技術(shù)之一。通常情況下，體積巨大的料液里會(huì)含有一些有藥用價(jià)值的微量的蛋白質(zhì)或者其他生物分子，很難進(jìn)行富集和提取。而一些帶有特殊官能團(tuán)的凝膠，如葡聚糖凝膠，卻能夠吸附這些微量的蛋白質(zhì)或其他的生物分子。將這類凝膠和料液充分混合一段時(shí)間，再將吸附后的凝膠過(guò)濾出來(lái)，并進(jìn)行洗滌和洗脫，就得到了濃縮、提純的粗提物，這就是批式吸附技術(shù)。
[0003]在批式吸附技術(shù)中，凝膠過(guò)濾裝置是影響藥品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。目前用于批式吸附的凝膠基本上都有一些共同的特征:凝膠機(jī)械強(qiáng)度小，易破碎；在不同濃度的鹽溶液中溶脹系數(shù)變化大，在洗滌和洗脫過(guò)程中凝膠體積變化非常明顯；凝膠顆粒非常軟，溶液透過(guò)性差。因此目前我國(guó)生物制藥行業(yè)多采用敞開(kāi)式凝膠過(guò)濾桶，在過(guò)濾的同時(shí)進(jìn)行攪拌，防止凝膠在濾布表面大量沉積，使過(guò)濾速度降低。由于機(jī)械攪拌非常容易破碎凝膠顆?；蛘吖蝹麨V布，而且存在攪拌設(shè)備軸承密封這樣的復(fù)雜問(wèn)題，因此多采用人工手動(dòng)攪拌。盡管采用攪拌的辦法可以減少凝膠沉積對(duì)過(guò)濾速度的影響，但是當(dāng)過(guò)濾得到的凝膠越來(lái)越多時(shí)，攪拌就幾乎不起作用了，過(guò)濾速度會(huì)急劇降低。同時(shí)，敞開(kāi)式的過(guò)濾設(shè)備容易引起環(huán)境中的污染物，如微生物等，而且人工手動(dòng)攪拌的力度和速度很難控制，不同的人、同一個(gè)人在不同時(shí)間的操作很難保持一致，這樣不可控制的工藝技術(shù)將會(huì)導(dǎo)致藥品質(zhì)量的不可控，造成批間差異。這顯然不符合我國(guó)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的要求。
[0004]專利CN201020605340公開(kāi)了一種用于批式吸附的凝膠過(guò)濾裝置，較好地解決了敞開(kāi)式操作容易對(duì)制藥工藝造成污染的問(wèn)題，在一定程度上解決了凝膠在過(guò)濾網(wǎng)面堆積導(dǎo)致的濾速越來(lái)越慢的問(wèn)題。但是經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)仍然存在一些問(wèn)題有待解決:1、凝膠堆積到一定的厚度時(shí)，磁力攪拌裝置難以提供足夠的扭矩，經(jīng)常停轉(zhuǎn)；2、濾速雖有所改善，仍無(wú)法滿足大規(guī)模生產(chǎn)；3、磁力攪拌系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜；4、磁力攪拌槳長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)仍然會(huì)對(duì)濾布產(chǎn)生損害；5、沒(méi)有詳細(xì)設(shè)計(jì)濾布固定和密封相關(guān)的結(jié)構(gòu)，常規(guī)的密封方式存在漏液或凝膠泄露的風(fēng)險(xiǎn)；6、沒(méi)有設(shè)計(jì)柱體排氣裝置和凝膠排料孔，空氣隔離在濾布與料液之間，料液無(wú)法突破濾布的起泡點(diǎn)壓力，導(dǎo)致過(guò)濾失敗；凝膠無(wú)法排出，不便于清洗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對(duì)以上不足之處，提供了一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)切向流過(guò)濾，進(jìn)一步縮短凝膠過(guò)濾所需的時(shí)間，提高效率；可以實(shí)現(xiàn)凝膠的無(wú)攪拌混勻，減少凝膠破損；可以實(shí)現(xiàn)有效的濾布固定和柱體密封，防止泄露凝膠和料液泄露；可以實(shí)現(xiàn)凝膠卸料和排氣功能，方便操作。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，包含有密閉式過(guò)濾柱、支撐旋轉(zhuǎn)裝置，所述密閉式過(guò)濾柱兩側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸連接支撐旋轉(zhuǎn)裝置，所述密閉式過(guò)濾柱內(nèi)部設(shè)置有濾布和篩板，所述密閉式過(guò)濾柱由上部的柱體連接下部的出液端底板組成，所述柱體頂部設(shè)有料液入口，所述料液入口下方連接噴料嘴，所述噴料嘴與濾布的距離設(shè)置為與噴料嘴的內(nèi)徑相當(dāng)；所述出液端底板上設(shè)有濾液出口。
[0007]所述濾布設(shè)置于柱體和出液端底板連接處，所述濾布下方設(shè)置有篩板，所述篩板外側(cè)設(shè)置有O型環(huán)，所述濾布的邊沿固定于篩板和O型環(huán)之間。
[0008]所述柱體側(cè)部設(shè)置有排氣及凝膠卸料口。
[0009]所述支撐旋轉(zhuǎn)裝置包含有底座、設(shè)置于底座兩側(cè)的支撐臂，一側(cè)支撐臂上還設(shè)置有連接轉(zhuǎn)軸的電機(jī)。
[0010]所述柱體、O型環(huán)、出液端底板通過(guò)螺栓連接在一起，所述O型環(huán)和柱體之間還設(shè)置有U型密封圈。
[0011 ] 所述排氣及凝膠卸料口設(shè)置為垂直于轉(zhuǎn)軸。
[0012]所述的支撐臂設(shè)置為三角形，所述底座底部設(shè)置有萬(wàn)向輪。
[0013]所述濾布的孔徑小于凝膠的粒徑，濾布的材質(zhì)是尼龍布或者不銹鋼絲紡織布。
[0014]所述篩板設(shè)置為帶有密集小孔或輻射狀凹槽或同心圓凹槽的支撐板，篩板上部接觸濾布的一面平整，孔或槽的邊緣圓滑，篩板下部接觸出液端底板的一端設(shè)置有指向中心的導(dǎo)流槽。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]將過(guò)濾柱設(shè)置為分體式，清洗方便；通過(guò)O型環(huán)和篩板將濾膜固定，然后再通過(guò)螺栓將其和柱體固定在一起，使濾膜固定更加牢固，密封效果更好；
[0017]將噴料嘴和濾布之間的距離設(shè)置為與噴料嘴的內(nèi)徑相當(dāng)，能夠在濾布表面實(shí)現(xiàn)切向流，從而實(shí)現(xiàn)切向流過(guò)濾，料液流動(dòng)在濾布表面產(chǎn)生剪切力，減小了濾餅層或凝膠層的堆積，保證了穩(wěn)定的過(guò)濾速度；
[0018]在過(guò)濾柱側(cè)面設(shè)置了排氣及凝膠卸料口，由于側(cè)面是圓弧面，垂直于轉(zhuǎn)軸的排氣口一定是弧面的最高點(diǎn)，能夠方便、且安全排出氣泡，如果設(shè)置在柱體底面或上表面，柱底面和上表面為平面，排氣口無(wú)法保證位于平面上的最高點(diǎn)，也就無(wú)法完全排出氣泡，將對(duì)過(guò)濾造成影響；
[0019]將過(guò)濾柱的運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)搖籃式擺動(dòng)，既實(shí)現(xiàn)了攪拌料液的目的，又不會(huì)對(duì)濾布產(chǎn)生損耗，延長(zhǎng)了濾布的使用壽命；
[0020]將支撐過(guò)濾柱的支撐臂設(shè)置為三角形，使支撐更加穩(wěn)定。
[0021]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的柱體剖面圖(10-轉(zhuǎn)軸和11-轉(zhuǎn)軸支架等結(jié)構(gòu)省略)；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的柱體俯視圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型的柱體側(cè)視圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型的立體視圖(11-轉(zhuǎn)軸支架結(jié)構(gòu)省略);
[0026]圖中，1-料液入口 ；2_噴料嘴；3-濾布；4-篩板；5-螺栓；6_U型密封圈；7-濾液出口 ；8_出液端底板；9-0型環(huán)；10_轉(zhuǎn)軸；11-轉(zhuǎn)軸支架；12-排氣及凝膠卸料口 ；13_底座；14-底座輪；15_支撐臂；16_電機(jī)、減速裝置和控制裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0028]如圖1、2、3、4所示為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾柱，包括密閉式過(guò)濾柱、支撐旋轉(zhuǎn)裝置，主體過(guò)濾柱為密閉式，其形狀為扁平的圓柱形，規(guī)格以直徑為高度的1.5?4倍為優(yōu)選，具體可以根據(jù)料液中所含凝膠的比例來(lái)確定。
[0029]過(guò)濾柱內(nèi)部設(shè)置有濾布3和篩板4，篩板4設(shè)置于濾布3下部用于支撐濾布3，密閉式過(guò)濾柱由上部的柱體連接下部的出液端底板8組成；
[0030]柱體頂部設(shè)有料液入口 I，料液入口 I下方連接噴料嘴2，噴料嘴2與濾布3的距離設(shè)置為與噴料嘴2的內(nèi)徑相當(dāng)；噴料嘴2和濾布3之間的距離越小，切向流速度越大，對(duì)凝膠的沖刷效果越好，但是距離過(guò)小會(huì)影響料液流速。應(yīng)當(dāng)根據(jù)進(jìn)料速度確定噴料嘴2的末端與濾布3之間的距離，通常情況下，這一距離與噴料嘴2的內(nèi)徑相當(dāng)效果最好；
[0031]柱體側(cè)部設(shè)置有排氣及凝膠卸料口 12，排氣及凝膠卸料口 12設(shè)置為垂直于轉(zhuǎn)軸10。
[0032]柱體和出液端底板8連接處設(shè)置有濾布3,濾布3下方設(shè)置有篩板4,篩板4外側(cè)設(shè)置有O型環(huán)9，濾布3的邊沿固定于篩板4和O型環(huán)9之間，所述柱體、O型環(huán)9、出液端底板8通過(guò)螺栓5連接，O型環(huán)9和柱體之間還設(shè)置有U型密封圈6，螺栓5的分布應(yīng)當(dāng)均勻，并相對(duì)于柱體圓心對(duì)稱分布，所需要的螺栓的數(shù)量根據(jù)柱體的直徑大小而定。一般情況下，直徑I米的柱體需要約10-16個(gè)螺栓，所述出液端底板8上設(shè)置有濾液出口 7 ；
[0033]出液端底板8上設(shè)有濾液出口 7 ；
[0034]密閉式過(guò)濾柱通過(guò)兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸10設(shè)置于支撐旋轉(zhuǎn)裝置的兩側(cè)支撐臂15上，一側(cè)支撐臂15上還設(shè)置有連接轉(zhuǎn)軸10的電機(jī)、減速裝置16，所述兩側(cè)支撐臂15設(shè)置于底座13兩側(cè)，轉(zhuǎn)軸10垂直于柱體側(cè)面并經(jīng)過(guò)柱體的重心，使柱體在旋轉(zhuǎn)時(shí)更加平穩(wěn)，轉(zhuǎn)軸支架11所用的材料和尺寸應(yīng)當(dāng)足以支撐柱體及其內(nèi)容物的總重，并在柱體旋轉(zhuǎn)時(shí)保持牢固、可靠，支撐臂15設(shè)置為三角形，底座13底部設(shè)置有萬(wàn)向輪。
[0035]濾布3的孔徑小于凝膠的粒徑，濾布3的材質(zhì)是尼龍布或者不銹鋼絲紡織布；
[0036]篩板4設(shè)置為帶有密集小孔或輻射狀凹槽或同心圓凹槽的支撐板，篩板4上部接觸濾布3的一面平整，孔或槽的邊緣圓滑，篩板4下部接觸出液端底板8的一端設(shè)置有指向中心的導(dǎo)流槽，以匯集濾液流向?yàn)V液出口 7。
[0037]下面對(duì)本實(shí)用新型的使用方法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0038]結(jié)合批式吸附技術(shù)的基本操作流程，描述本實(shí)用新型的說(shuō)明方法:在凝膠過(guò)濾的初始階段，混有凝膠的料液通過(guò)料液入口 I進(jìn)入過(guò)濾柱，此時(shí)需要旋轉(zhuǎn)柱體，使排氣及凝膠卸料口 12朝上，開(kāi)啟閥門(mén)，完全排出柱體內(nèi)部的空氣，關(guān)閉閥門(mén)，旋轉(zhuǎn)柱體使濾液出口 7朝上。然后使用抽濾的方法將濾液從濾液出口7源源不斷的抽出。采用抽濾的方法而不是將料液泵入柱體，可以減小柱體內(nèi)部壓力，增加安全性。料液從料液入口 I進(jìn)入柱體并經(jīng)過(guò)噴料嘴2以一定的速度向上噴射到濾布上，沖刷掉堆積在濾布表面的凝膠，凝膠在重力作用下向下沉降和堆積，從而快速過(guò)濾。當(dāng)所有料液進(jìn)入柱體之后，將進(jìn)入空氣，之后料液將無(wú)法接觸到濾布因而無(wú)法過(guò)濾。這時(shí)需要將柱體旋轉(zhuǎn)至濾液出口 7朝下，就可以繼續(xù)抽濾柱體內(nèi)的少量料液(相對(duì)于所有料液來(lái)說(shuō)，柱體內(nèi)所盛料液是很少的)了。完成抽濾之后，需要分別用洗滌液和洗脫液對(duì)柱體內(nèi)的凝膠進(jìn)行洗滌和洗脫。將一定量的(一般都小于柱體容積)洗滌(或洗脫)液通過(guò)料液入口 I泵入柱體，將柱體緩慢旋轉(zhuǎn)數(shù)周，凝膠即均勻懸浮于洗滌(或洗脫)液中。此時(shí)，根據(jù)工藝操作的要求，可以設(shè)定一定的洗滌(或洗脫)時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，手動(dòng)控制電機(jī)、減速裝置16，使其以一定的頻率和幅度進(jìn)行“搖籃式”擺動(dòng)，保證洗滌(或洗脫)效果。達(dá)到規(guī)定的時(shí)間之后，使濾液出口 7朝下，抽濾出洗滌(或洗脫)液即可。如果凝膠不需要長(zhǎng)期保存在過(guò)濾柱內(nèi)，可以向柱內(nèi)加入凝膠保存液(如20%乙醇溶液)，旋轉(zhuǎn)柱體數(shù)周，使凝膠充分懸浮，旋轉(zhuǎn)柱體使排氣(凝膠卸料)口 12朝下，排出凝膠即可，如果凝膠在柱內(nèi)有殘留可以重復(fù)數(shù)次操作。
[0039]需要說(shuō)明的是:1、在本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)下本領(lǐng)域技術(shù)人員所作出的任何等同方式，或明顯變型方式均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)；2、本實(shí)用新型的各個(gè)部件的尺寸和比例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、工藝種類等差異所作出的任何調(diào)整均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，包含有密閉式過(guò)濾柱、支撐旋轉(zhuǎn)裝置，所述密閉式過(guò)濾柱兩側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸(10)，所述轉(zhuǎn)軸(10 )連接支撐旋轉(zhuǎn)裝置，所述密閉式過(guò)濾柱內(nèi)部設(shè)置有濾布(3)和篩板(4)，其特征在于:所述密閉式過(guò)濾柱由上部的柱體連接下部的出液端底板(8)組成，所述柱體頂部設(shè)有料液入口( I )，所述料液入口( I)下方連接噴料嘴(2)，所述噴料嘴(2)與濾布(3)的距離設(shè)置為與噴料嘴(2)的內(nèi)徑相當(dāng)；所述出液端底板(8)上設(shè)有濾液出口(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述濾布(3)設(shè)置于柱體和出液端底板(8)連接處，所述濾布(3)下方設(shè)置有篩板(4)，所述篩板(4)外側(cè)設(shè)置有O型環(huán)(9 )，所述濾布(3 )的邊沿固定于篩板(4 )和O型環(huán)(9 )之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述柱體側(cè)部設(shè)置有排氣及凝膠卸料口(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于: 所述支撐旋轉(zhuǎn)裝置包含有底座(13)、設(shè)置于底座兩側(cè)的支撐臂(15)，一側(cè)支撐臂(15)上還設(shè)置有連接轉(zhuǎn)軸(10)的電機(jī)(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述柱體、O型環(huán)(9)、出液端底板(8)通過(guò)螺栓連接在一起，所述O型環(huán)(9)和柱體之間還設(shè)置有U型密封圈(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述排氣及凝膠卸料口( 12)設(shè)置為垂直于轉(zhuǎn)軸(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述的支撐臂(15)設(shè)置為三角形，所述底座(13)底部設(shè)置有萬(wàn)向輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述濾布(3)的孔徑小于凝膠的粒徑，濾布(3)的材質(zhì)是尼龍布或者不銹鋼絲紡織布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改進(jìn)型批式吸附凝膠過(guò)濾裝置，其特征在于:所述篩板(4)設(shè)置為帶有密集小孔或輻射狀凹槽或同心圓凹槽的支撐板，篩板(4)上部接觸濾布(3)的一面平整，孔或槽的邊緣圓滑，篩板(4)下部接觸出液端底板(8)的一端設(shè)置有指向中心的導(dǎo)流槽。
【文檔編號(hào)】B01D29/085GK204073564SQ201420381291
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】朱孟沼, 范加金, 馬杰, 陳振, 鞏艷艷 申請(qǐng)人:山東泰邦生物制品有限公司