1、密理博中国有限公司密理博中国有限公司生物制药工艺部生物制药工艺部讲座主要内容 Millipore公司简介 超滤基础知识 膜的结构和功能 为分离工艺选择合适的膜 超滤系统介绍 超滤基本操作Who is Millipore ?密理博简介创建于1954年,总部位于美国麻省波士顿，世界最早的膜生产商之一。雇员超过5800人专注于生物/ 制药及生命科学领域分离纯化设备的领先者拥有超过6500种产品2006年销售额达到15亿美元Millipore全球有 7个符合 ISO9000标准的制造工厂EuropeMolsheimWorldwideMillipore Product Range: from a $2.
2、00 pipette tips to $5 million custom-engineered systems密理博产品范围:从2美金的移液管至500万美金专为客户定制的系统Bioprocess57%Life Science23%Lab Water20%密理博中国 1982年在中国开始设立办事处 2000年在上海设立贸易有限公司 在香港,上海,北京,广州,成都,沈阳等地都有办事处ChangchunBeijingShanghaiGuangzhouHong KongChengduHarbinDalianJinanXianNanjingHangzhouWuhanFuzhouKunmingMillip
3、ore 将成为您忠实的战略合作伙伴 专业的销售人员产品，应用，商务 技术应用专员验证专员为客户提供技术解决方案 服务工程师售后服务 实验室支持验证实验室应用开发实验室 现场验证欧洲总部支持本地服务EuropeWorldwideMolsheim微滤超滤反渗透/ 纳滤膜分离过程什么是超滤 ?滤膜孔径分布0.1 kD - 2.0 kD反渗透 纳滤 超滤 微滤0.1 - 0.65 m1 kD 1 000 kD0.001 - 0.10 um0.001 kD - 0.5 kD0.00005 - 0.001 um过滤方式 普通过滤 (NFF)| 滤芯形式或“死过滤 ”| 流向是垂直于过滤介质的| 所有的液体
4、全部透过过滤介质| 颗粒被截留在过滤膜内部或表面 切向流过滤 (TFF)| 交叉流动过滤| 流向是切向(平行)于过滤膜表面的| 一小部分液体透过过滤介质| 截留的颗粒从膜的表面被”扫除”普通过滤( 死端过滤)液体流向膜表面切向流过滤( 错流过滤)切向流速透过流速溶液浓度 Cb膜表面膜表面浓度膜表面浓度Cw料液浓度 Cb膜表面膜表面浓度膜表面浓度Cw料液切向流透过液切向流过滤(TFF)膜表面常规过滤(NFF)透过液超滤系统模型储罐膜夹具泵Pp透过液QT回流液PFPR回流阀透析/ 补料泵% Passage = 透过率 retentate permeatex 100% Retention = 100
5、 - % Passage 截留率基本超滤术语 Retentate回流液 Permeate透过液 % Passage透过率 % Retention截留率体积 /升112234567891011面积 /平方米时间 /小时Litres / ( Square Metre x Hour ) or LMH 升 /(平方米 X小时 ) Flux : 通量基本超滤术语Typical Fluxes Millipore超滤 /微滤膜典型通量Solute Type & Objective“Best“ MembraneTypical Flux LMHMammalian 哺乳动物 0.65um 50-80Plant /
6、 insect 植物/昆虫 0.65/0.45um 50Yeast 酵母菌 0.45um 50-75E.Coli 大肠杆菌0.2um 25-50Lysate clarification 细胞裂解液澄清300 -1000kD 10-20Protein concenrtration 蛋白浓缩50 - 100kD 40-80Protein concentration 蛋白浓缩10 - 30kD 20-40Solute concentration 溶质浓缩1-8kD 5-20StartVinitialFinishVfinalVCF = VinitialVfinal Volumetric Concent
7、ration Factor体积浓缩因子基本超滤术语 Yield = product recovered at end of process收率| Minus losses 损失最小化| loss to permeate/retentate 透过液/ 回流液中的损失| adsorption to membrane 膜吸附| unrecoverable product (hold up) 无法回收的产物(死体积)FinishVfinal基本超滤术语 Transmembrane Pressure跨膜压 Pressure Drop压降- PP2Tmp =PF+ PR P = PF-PR= k . QP
8、 Feed (PF)P retentate (PR)P Filtrate (PP)Feed Flow QFlux基本超滤操作参数Optimal crossflow is 3 l/min-increasing crossflow beyond this value doesnt improve flux significantly.超滤参数优化- 切向流速 Find Optimal Crossflow at Cinitial 优化的流速Flux vs. TMP and Crossflow (Q)010203040506001020304050607080TMP, psiFlux, lmhQ=4
9、l/mQ=3 l/mQ=2 l/m超滤参数优化-TMP Find Optimal TMP at one Crossflow (at Cinitial)优化的 TMPFlux vs. TMP (at one Q)polarizedoptimal TMPunpolarized0 102030405060708090TMP, psi0102030405060Flux, lmhQ=3 l/m膜的结构和功能Regenerated Cellulose Composite 30 kD Membrane at 2014x摘要z 膜的结构和材质 微孔过滤 (MF) 超滤 (UF) 反渗透/ 纳滤 (RO/NF)
10、z 膜的关键特性z 分离工艺膜的选择膜的材质 微孔过滤膜聚醚砜 Polyethersulfone再生纤维素 Regenerated Cellulose聚偏二氟乙烯 PVDF-polyvinylidene fluoride聚碳酸酯 Polycarbonate尼龙Nylon 超滤膜聚醚砜 Polyethersulfone再生纤维素 Regenerated Cellulose聚偏二氟乙烯 PVDF -polyvinylidene fluoride膜的材质物理性质可压性弹性韧性化学性质pH溶剂化学兼容性热敏性质温度Membrane Functionality膜的功能 Capture mechanism
11、s 捕获机理 Size Exclusion大小排除Surface capture / Entrapment表面捕获 /内部捕获 Adsorption吸附Particles are adsorbed into the membrane structure颗粒被吸附在膜上 Porosity开孔率 Defined by % of membrane made up by the pores定义墨上开孔的比率The higher the porosity the higher the permeability高开孔率高通透率Membrane Structure:UF Cross-sectional SEMs膜结构Void Free BiomaxPES membranes无缺陷的聚砜膜 BiomaxConventional PES membranes with finger voids手指状的传统聚砜膜PES Membranes聚砜膜Regenerated Cellulose再生纤维素Conventional Regenerated Cellulose传统再生纤维素Composite Regenerated Cellulose Ultracel复合再生纤维素 UltracelMembrane Structure:UF Cross-sectional SEMs膜结构 :
