DE102011111454A1

DE102011111454A1 - Apparatus and method for filtration with a belt-shaped filter medium

Info

Publication number: DE102011111454A1
Application number: DE102011111454A
Authority: DE
Inventors: Stefan Weisshaar; Thomas Krumbein
Original assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Current assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: WO2013029724A1; DE102011111454B4

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Filtration einer zu filtrierenden Flüssigkeit mit einem bandförmigen Filtermedium, das in seiner Längsrichtung von einem Vorrat über eine vorgegebene Bahn zu einem Reservoir für verbrauchtes Filtermaterial förderbar und zur Filtratseite hin einem Unterdruck aussetzbar ist, wobei eine mit dem Unterdruck beaufschlagbare Filtratkammer zu einem der Filtratseite abgewandten Unfiltratraum hin durch das Filtermedium abgegrenzt wird, wobei die Filtratkammer zum Unfiltratraum hin eine in Teilbereichen flüssigkeitsdurchlässige Abdeckung aufweist, die ihrerseits zum Unfiltratraum hin durch das Filtermedium abgedeckt ist und eine feststehende Stützfläche bildet, über die das Filtermedium förderbar ist, und dass die Abdeckung gegenüber den sie umgebenden Seitenwänden der Filtratkammer abgedichtet ist.Apparatus and method for filtering a liquid to be filtered with a band-shaped filter medium which can be conveyed in its longitudinal direction from a supply via a predetermined path to a reservoir for spent filter material and to the filtrate side to a negative pressure, wherein a subject to the negative pressure Filtratkammer to a the filtrate side facing away from the unfiltered Filtratraum is delimited by the filter medium, the Filtratkammer to Unfiltratraum out in some areas liquid-permeable cover, which in turn is covered by Unfiltratraum through the filter medium and forms a fixed support surface through which the filter medium is conveyed, and that the Cover is sealed against the surrounding side walls of the filtrate.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Filtration einer zu filtrierenden Flüssigkeit mit einem bandförmigen Filtermedium, das in seiner Längsrichtung von einem Vorrat über eine vorgegebene Bahn zu einem Reservoir für verbrauchtes Filtermaterial förderbar und zur Filtratseite hin einem Unterdruck aussetzbar ist, wobei eine mit dem Unterdruck beaufschlagbare Filtratkammer zu einem der Filtratseite abgewandten Unfiltratraum hin durch das Filtermedium abgegrenzt wird.The invention relates to a device for filtering a liquid to be filtered with a band-shaped filter medium which can be conveyed in its longitudinal direction from a supply via a predetermined path to a reservoir for spent filter material and to the filtrate side to a negative pressure, wherein a subject to the negative pressure Filtratkammer is delimited to one of the filtrate side facing away unfiltrate through the filter medium.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 42 09 054 A1 ist eine Vorrichtung zur Filtration einer zu filtrierenden Flüssigkeit mit einem bandförmigen Filtermedium, das in seiner Längsrichtung von einer Vorratsrolle über eine vorgegebene Bahn mittels Umlenkrollen und einer Antriebsrolle zu einem Reservoir für verbrauchtes Filtermaterial gefördert wird, bekannt. In dem Reservoir wird das verbrauchte Filtermaterial auf eine Rolle aufgewickelt. Das bahnförmige Filtermaterial, das einen Unfiltratraum gegenüber einer Filtratkammer abgrenzt, wird von der Unfiltratseite her mit der zu filtrierenden Flüssigkeit beaufschlagt, die mit Hilfe eines in der Filtratkammer erzeugten Unterdrucks als Filtrat in die Filtratkammer förderbar ist.From the DE 42 09 054 A1 is a device for filtering a liquid to be filtered with a band-shaped filter medium, which is conveyed in its longitudinal direction from a supply roll over a predetermined path by means of deflection rollers and a drive roller to a reservoir for spent filter material known. In the reservoir, the spent filter material is wound up on a roll. The web-shaped filter material, which delimits a non-filtrate space with respect to a filtrate chamber, is acted upon from the non-filtrate side by the liquid to be filtered, which can be conveyed as filtrate into the filtrate chamber with the aid of a negative pressure generated in the filtrate chamber.

Nachteilig dabei ist, dass die Filtratkammer zum Unfiltratraum hin im Wesentlichen offen ist und von einem umlaufenden endlosen Traggurt mit einer Mehrzahl von Stützflächen abgedeckt wird. Der Traggurt ist dabei relativ aufwendig aus einer Vielzahl von Einzelteilen ausgebildet und relativ kostenintensiv. Eine Abdichtung der Filtratkammer zur Vermeidung von Eintritt von Unfiltrat in die Filtratkammer muss relativ aufwendig über eine Mehrzahl von Andruckrollen zum Andrücken des bandförmigen Filtermaterials gegen die Seitenränder von Schienen der Filtratkammer erfolgen.The disadvantage here is that the filtrate chamber is substantially open towards the unfiltered space and is covered by a continuous endless carrying belt with a plurality of support surfaces. The support belt is relatively expensive formed from a variety of items and relatively expensive. A sealing of the filtrate chamber to prevent the entry of unfiltered material into the filtrate chamber must take place relatively complexly via a plurality of pressure rollers for pressing the band-shaped filter material against the side edges of rails of the filtrate chamber.

Weiter ist aus der EP 1 832 325 B1 eine Vorrichtung zur Filtration einer zu filtrierenden Flüssigkeit mit einem bandförmigen Filtermedium, das in seiner Längsrichtung von einer Vorratsrolle über eine vorgegebene Bahn mittels Umlenkrollen und einer Antriebsrolle zu einem Reservoir für verbrauchtes Filtermaterial gefördert wird, bekannt.Next is from the EP 1 832 325 B1 a device for filtering a liquid to be filtered with a band-shaped filter medium, which is conveyed in its longitudinal direction from a supply roll over a predetermined path by means of deflection rollers and a drive roller to a reservoir for spent filter material known.

Auch hierbei ist ein endloses Trag- oder Stützband vorgesehen, das das bandförmige Filtermedium gegen die vorgegebene Bahn in einem Vorrichtungsgehäuse andrückt.Again, an endless support or support band is provided which presses the band-shaped filter medium against the predetermined path in a device housing.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass sie relativ aufwendig und kostenintensiv ausgebildet sind.A disadvantage of the known devices is that they are relatively complicated and expensive.

Aufgabenstellungtask

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Filtration einer zu filtrierenden Flüssigkeit mit einem bandförmigen Filtermedium anzugeben, die relativ einfach, sicher und kostengünstig sind.The object of the present invention is therefore to provide a device and a method for filtering a liquid to be filtered with a band-shaped filter medium, which are relatively simple, safe and inexpensive.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Filtratkammer zum Unfiltratraum hin eine mindestens in Teilbereichen flüssigkeitsdurchlässige Abdeckung aufweist, die ihrerseits zum Unfiltratraum hin durch das Filtermedium abgedeckt ist und eine feststehende Stützfläche bildet, über die das Filtermedium förderbar ist, und dass die Abdeckung gegenüber den sie umgebenden Seitenwänden der Filtratkammer abgedichtet ist.The object with respect to the device is achieved in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the filtrate to Unfiltratraum out a liquid-permeable at least in some areas cover, which in turn is covered to Unfiltratraum through the filter medium and forms a fixed support surface over which the Filter medium is conveyed, and that the cover is sealed against the surrounding side walls of the filtrate chamber.

Durch den Verzicht auf einen in seiner Längsrichtung förderbaren Tragegurt und die Anordnung einer feststehenden, flüssigkeitsdurchlässigen Abdeckung wird der Aufbau der Vorrichtung erheblich vereinfacht und kostengünstiger. Um einen seitlichen Eintritt von Unfiltrat in die Filtratkammer zu verhindern, ist die Abdeckung gegenüber den sie umgebenden Seitenwänden der Filtratkammer abgedichtet. Durch die Abdichtung oder Einbettung der Abdeckung gegenüber der Filtratkammer wird die Sicherheit gegen unerwünschten Eintritt von Unfiltrat in die Filtratkammer weiter erhöht.By dispensing with a support belt which can be conveyed in its longitudinal direction and the arrangement of a fixed, liquid-permeable cover, the structure of the device is considerably simplified and less expensive. In order to prevent lateral entry of unfiltrate into the filtrate chamber, the cover is sealed off from the surrounding sidewalls of the filtrate chamber. By sealing or embedding the cover opposite the filtrate chamber, the safety against undesired ingress of unfiltered material into the filtrate chamber is further increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckung mindestens quer zur Längsrichtung des Filtermediums eben. Die ebene Ausbildung der Abdeckung mindestens quer zur Längs- bzw. Förderrichtung des Filtermediums trägt ebenfalls zu den vorgenannten Vorteilen bei.According to a preferred embodiment of the invention, the cover is flat at least transversely to the longitudinal direction of the filter medium. The planar design of the cover at least transversely to the longitudinal or conveying direction of the filter medium also contributes to the aforementioned advantages.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckung parallel zur Längsrichtung des Filtermediums zum Unfiltratraum hin gewölbt. Diese konvexe Wölbung der Abdeckung in Richtung des Unfiltratraums erlaubt es, das Filtermedium mit größerer Spannung über die Abdeckung zu führen und so ein seitliches Abrutschen des Filtermediums von der Abdeckung bei der Fortbewegung des Filtermediums zu vermeiden.In a further embodiment of the invention, the cover is curved parallel to the longitudinal direction of the filter medium to Unfiltratraum out. This convex curvature of the cover in the direction of the unfiltered space makes it possible to guide the filter medium with greater tension over the cover and thus to prevent lateral slippage of the filter medium from the cover during the movement of the filter medium.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckung als eine Lochplatte mit einer Mehrzahl von Löchern ausgebildet. Die Abdeckung kann aber beispielsweise auch als eine flüssigkeitsdurchlässige Sinterplatte ausgebildet sein.According to a preferred embodiment of the invention, the cover is formed as a perforated plate having a plurality of holes. However, the cover can also be designed, for example, as a liquid-permeable sintered plate.

Zur sicheren Abdichtung weist die Abdeckung an ihren einander gegenüberliegenden Längsseiten und Querseiten jeweils einen flüssigkeitsdichten Randstreifen auf, der mindestens teilweise von dem Filtermedium abgedeckt wird. Der Randstreifen kann aber auch von den Seitenwänden bzw. deren Stirnflächen gebildet werden, in die die Abdeckung eingebettet ist. For secure sealing, the cover has at its opposite longitudinal sides and transverse sides in each case a liquid-tight edge strip which is at least partially covered by the filter medium. The edge strip can also be formed by the side walls or their end faces, in which the cover is embedded.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Filtratkammer mit der Abdeckung in Längsrichtung gegenüber der Horizontalen um einen spitzen Winkel nach unten geneigt.According to a preferred embodiment of the invention, the filtrate chamber is inclined with the cover in the longitudinal direction relative to the horizontal by an acute angle downwards.

Die Filtratkammer ist an ihrem unteren Ende mit einer nach oben gerichteten Querwandung beispielsweise über eine in horizontaler Richtung verlaufende Zwischenwandung verbunden.The filtrate chamber is connected at its lower end with an upward transverse wall, for example via an intermediate wall extending in the horizontal direction.

Die Abdeckung bildet mit der mit ihr verbundenen Querwandung und gegebenenfalls mit der Zwischenwandung und zwei an den gegenüberliegenden Längsseiten der Filtratkammer angeordneten Seitenwänden eines Vorrichtungsgehäuses eine Aufnahmewanne für die zu filtrierende Flüssigkeit.The cover forms with its associated transverse wall and optionally with the intermediate wall and two arranged on the opposite longitudinal sides of the filtrate chamber side walls of a device housing a receptacle for the liquid to be filtered.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Filtermedium mehrschichtig ausgebildet und die Schichten mit unterschiedlichen Filtereigenschaften sind im Vorrat auf einer oder getrennten Vorratsrollen aufgewickelt. Dabei werden unterschiedliche Filtermaterialien, wie Vliese, Papier- oder Membranfilter eingesetzt, die unterschiedliche Filtereigenschaften aufweisen. Der Vorrat kann grundsätzlich aber auch aus einem Behälter entnommen werden, in dem das Filtermedium gefaltet angeordnet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, the filter medium is formed in multiple layers and the layers with different filter properties are wound in stock on one or separate supply rolls. In this case, different filter materials, such as nonwovens, paper or membrane filters are used, which have different filter properties. The stock can basically also be removed from a container in which the filter medium is arranged folded.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das verbrauchte Filtermedium im als Auffangbehälter ausgebildeten Reservoir auffangbar. Das verbrauchte Filtermaterial kann aber auch auf eine im Reservoir angeordnete Rolle aufgewickelt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the spent filter medium is trappable in the reservoir formed as a collecting container. The spent filter material can also be wound up on a roller arranged in the reservoir.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind eine Abstreifvorrichtung zum Abstreifen von Filterkuchen, der sich auf dem Filtermedium gebildet hat, und ein Auffangbehälter zum Auffangen des Filterkuchens vorgesehen. Der Filterkuchen kann aber auch mit auf die Rolle für das verbrauchte Medium aufgewickelt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, a stripping device for stripping filter cake, which has formed on the filter medium, and a collecting container for collecting the filter cake are provided. The filter cake can also be wound up on the roll for the used medium.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Antrieb mit einer Antriebsrolle zum Fördern des Filtermediums, eine Pumpe zur Erzeugung des Unterdrucks und eine Steuer- und Regeleinheit zur Steuerung des Antriebs und der Pumpe vorgesehen.According to a further preferred embodiment of the invention, a drive with a drive roller for conveying the filter medium, a pump for generating the negative pressure and a control and regulating unit for controlling the drive and the pump is provided.

Durch die Vorwärtsbewegung der Filtermaterialien sowie der Pumpeneinstellung kann über die Steuer- und Regeleinheit die Filterkuchendicke eingestellt bzw. geregelt werden.Due to the forward movement of the filter materials and the pump setting, the filter cake thickness can be adjusted or regulated via the control and regulation unit.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Filtratkammer, der Unfiltratraum und das Filtermedium einschließlich Vorrat und Reservoir gekapselt ausgebildet und/oder zum Einmalgebrauch vorgesehen.In accordance with a further preferred embodiment of the invention, the filtrate chamber, the non-filtrate space and the filter medium, including the reservoir and reservoir, are encapsulated and / or intended for single use.

Durch die gekapselte Ausbildung der Vorrichtung werden neue Einsatzmöglichkeiten geschaffen, die insbesondere die sterile Verwendung der Vorrichtung ermöglichen. Durch die einfache, kostengünstige Ausbildung, die ohne Metallteile auskommen kann, kann die Vorrichtung zum Einmalgebrauch vorgesehen werden. Insbesondere ist nunmehr auch die sterile Anwendung der Vorrichtung in Kombination mit einem Bioreaktor möglich.The encapsulated design of the device new applications are created, which allow in particular the sterile use of the device. Due to the simple, inexpensive design that can do without metal parts, the device can be provided for single use. In particular, now the sterile application of the device in combination with a bioreactor is possible.

Damit ist es nunmehr auch möglich, die Vorrichtung zur Zellernte zu nutzen.Thus, it is now possible to use the device for cell harvest.

Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 16 dadurch gelöst, dass das Filtermedium über eine mindestens in Teilbereichen flüssigkeitsdurchlässige Abdeckung, die die Filtratkammer zum Unfiltratraum hin abgrenzt und an der das Filtermedium von der Filtratkammer her mit Unterdruck beaufschlagt wird, gefördert wird, und dass die Filterkuchendicke eines sich zur Unfiltratseite hin auf dem Filtermedium absetzenden Filterkuchens von einer Steuer- und Regeleinrichtung durch Steuerung der Fördergeschwindigkeit des Filtermediums und durch Steuerung des in der Filtratkammer erzeugten Unterdrucks gesteuert wird.The object with respect to the method is achieved in conjunction with the preamble of claim 16, characterized in that the filter medium via a liquid-permeable at least in some areas cover, which delimits the Filtratkammer out to Unfiltratraum and at which the filter medium from the Filtratkammer forth is subjected to negative pressure promoted and that the filter cake thickness of a filter cake settling on the unfiltrate side on the filter medium is controlled by a controller by controlling the conveying speed of the filter medium and controlling the negative pressure generated in the filtrate chamber.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Abdeckung mindestens quer zur Längsrichtung des Filtermediums eben.In one embodiment of the method according to the invention, the cover is flat at least transversely to the longitudinal direction of the filter medium.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Abdeckung parallel zur Längsrichtung des Filtermediums zum Unfiltratraum hin gewölbt.In a further embodiment of the method according to the invention, the cover is curved parallel to the longitudinal direction of the filter medium to the unfiltered space.

Bei einem hohen Fluss muss mit einer schnellen Fördergeschwindigkeit des Filtermediums gearbeitet werden, wodurch sich die Filterkapazität verringert.With a high flow, it is necessary to work with a fast conveying speed of the filter medium, which reduces the filter capacity.

Bei einem niedrigen Fluss kann mit einer langsamen Fördergeschwindigkeit des Filtermediums gearbeitet werden, wobei sich die Filterkapazität erhöht.At a low flow can be used with a slow conveying speed of the filter medium, which increases the filter capacity.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Fördergeschwindigkeit durch Steuerung eines mit einer Antriebsrolle des Filtermediums verbundenen Antriebs und der Unterdruck der Filtratkammer durch eine mit der Filtratkammer in Verbindung stehende Pumpe gesteuert.According to a preferred embodiment of the invention, the conveying speed by Controlling a drive connected to a driving roller of the filter medium and the negative pressure of the filtrate chamber are controlled by a pump in communication with the filtrate chamber.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.Further details of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are illustrated by way of example.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1: eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Filtration mit einem bandförmigen Filtermedium, 1 FIG. 2: a schematic side view of a device for filtration with a band-shaped filter medium, FIG.

2: eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Filtration mit einem bandförmigen Filtermedium in verkleinerter Darstellung mit Antrieb, 2 : a plan view of a device for filtration with a band-shaped filter medium in a reduced representation with drive,

3: eine Draufsicht auf die Vorrichtung von 2 mit zwei angekoppelten weiteren Vorrichtungen ohne Antrieb als Erweiterungsmodule, die den Antrieb der ersten Vorrichtung nutzen; 3 : a plan view of the device of 2 with two coupled further devices without drive as expansion modules that use the drive of the first device;

4: eine räumliche Darstellung, schräg von vorn, einer weiteren ungekapselten Vorrichtung zur Filtration mit einem bandförmigen Filtermedium; 4 a spatial representation, obliquely from the front, of another unencapsulated device for filtration with a band-shaped filter medium;

5: die Vorrichtung von 4 in räumlicher Darstellung schräg von der Rückseite her gesehen; 5 : the device of 4 seen in a spatial representation obliquely from the back;

6: eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Filtration mit einem bandförmigen Filtermedium in gekapselter Darstellung, bei der das verbrauchte Filtermedium samt Filterkuchen auf eine Rolle aufgewickelt wird und 6 : A side view of another device for filtration with a band-shaped filter medium in encapsulated presentation, in which the spent filter medium together with filter cake is wound onto a roll and

7: eine weitere Darstellung einer Vorrichtung zur Filtration mit einem bandförmigen Filtermedium in gekapselter Darstellung, bei der das verbrauchte Filtermedium auf eine Rolle aufgewickelt wird, wobei eine Abstreifvorrichtung den Filterkuchen von dem verbrauchten Filtermedium abstreift. 7 : Another illustration of a device for filtration with a band-shaped filter medium in encapsulated presentation, in which the spent filter medium is wound onto a roll, wherein a stripper strikes the filter cake from the spent filter medium.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Eine Vorrichtung 1 zur Filtration einer zu filtrierenden Flüssigkeit 2 besteht im Wesentlichen aus einem Vorrat 3 mit bandförmigen Filtermedium 4, einer vorgegebenen Bahn 5, einem Unfiltratraum 7 und einer Filtratkammer 8.A device 1 for filtration of a liquid to be filtered 2 consists essentially of a stock 3 with band-shaped filter medium 4 , a predetermined path 5 , a non-filtrate room 7 and a filtrate chamber 8th ,

Die Filtratkammer 8 erstreckt sich unterhalb des Unfiltratraumes 7. Zum Unfiltratraum 7 hin weist die Filtratkammer 8 eine flüssigkeitsdurchlässige Abdeckung 9 auf, die ihrerseits von dem bandförmigen Filtermedium 4 abgedeckt wird. Die Abdeckung 9 bildet die Decke der Filtratkammer 8 und ist in diese eingebettet und an ihren Seitenrändern gegenüberliegenden Seitenwänden 10, 11, 12, 13 der Filtratkammer 8 abgedichtet.The filtrate chamber 8th extends below the Unfiltratraumes 7 , To the Unfiltratraum 7 indicates the filtrate chamber 8th a liquid-permeable cover 9 in turn, of the band-shaped filter medium 4 is covered. The cover 9 forms the ceiling of the filtrate chamber 8th and is embedded in these and on their side edges opposite side walls 10 . 11 . 12 . 13 the filtrate chamber 8th sealed.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 weist die Abdeckung 9 eine Mehrzahl von Löchern 14 auf, durch die von dem Filtermedium 4 gefiltertes Filtrat in die Filtratkammer 8 eintritt.According to the embodiment of the 1 points the cover 9 a plurality of holes 14 on, through by the filter medium 4 filtered filtrate into the filtrate chamber 8th entry.

Nach einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Abdeckung 9 als eine flüssigkeitsdurchlässige Sinterplatte ausgebildet, deren Öffnungen von dem bandförmigen Filtermedium 4 abgedeckt werden.According to another, not shown embodiment, the cover 9 formed as a liquid-permeable sintered plate, the openings of the band-shaped filter medium 4 be covered.

Die Abdeckung 9 weist an ihren einander gegenüberliegenden Längsseiten 15, 16 jeweils einen flüssigkeitsdichten Randstreifen auf, der mindestens teilweise von dem bandförmigen Filtermedium 4 abgedeckt wird.The cover 9 points to their opposite longitudinal sides 15 . 16 each having a liquid-tight edge strip, at least partially from the band-shaped filter medium 4 is covered.

Die Filtratkammer 8 ist nach den Ausführungsbeispielen der 1 und 4 bis 7 mit der Abdeckung in Längsrichtung gegenüber der Horizontalen um einen spitzen Winkel 17 nach unten geneigt und an ihrem unteren Ende 18 über eine in horizontaler Richtung verlaufende Verbindungswandung 19 mit einer in vertikaler Richtung nach oben gerichteten Querwandung 20 verbunden. Die Querwandung 20 kann dabei entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 senkrecht nach oben verlaufen oder entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 schräg von der Abdeckung 9 nach oben weggerichtet verlaufen, so dass sie einen Freiraum für den Vorrat 3 schafft. Dabei bildet die Abdeckung 9 mit der Querwandung 20, der Verbindungswandung 19 und den an den gegenüberliegenden Längsseiten der Filtratkammer 8 angeordneten Seitenwänden 21, 22 eines Vorrichtungsgehäuses 23 eine Aufnahmewanne 24 für die zu filtrierende Flüssigkeit 2. Damit bildet die Aufnahmewanne 24 im Wesentlichen den Unfiltratraum 7.The filtrate chamber 8th is according to the embodiments of the 1 and 4 to 7 with the cover in the longitudinal direction relative to the horizontal at an acute angle 17 inclined downwards and at its lower end 18 via a connecting wall running in the horizontal direction 19 with a vertically upwardly directed transverse wall 20 connected. The transverse wall 20 can according to the embodiment of the 1 run vertically upwards or according to the embodiment of 4 and 5 diagonally from the cover 9 run away upwards, leaving a free space for the stock 3 creates. This forms the cover 9 with the transverse wall 20 , the connecting wall 19 and at the opposite longitudinal sides of the filtrate chamber 8th arranged side walls 21 . 22 a device housing 23 a receptacle 24 for the liquid to be filtered 2 , This forms the receptacle 24 essentially the unfiltrate space 7 ,

Entsprechend den Ausführungsbeispielen der 1, 6 und 7 ist das bandförmige Filtermedium 4 zweischichtig ausgebildet, wobei eine erste Schicht 25, die auf einer ersten Rolle 26 aufgewickelt ist, beispielsweise einen groben Vorfilter und eine zweite Schicht 27, die auf einer zweiten Rolle 28 aufgewickelt ist, einen Feinfilter bildet. Als Filtermedium kommen Vliese, Papier- oder Membranfilter mit verschiedenen Eigenschaften infrage. Das mehrschichtige Filtermedium 4 kann auch mit seinen verschiedenen Schichten 25, 27 im Vorrat 3 auf einer nicht dargestellten gemeinsamen Vorratsrolle aufgewickelt sein.According to the embodiments of the 1 . 6 and 7 is the band-shaped filter medium 4 formed in two layers, wherein a first layer 25 on a first roll 26 is wound, for example, a coarse pre-filter and a second layer 27 on a second roll 28 is wound up, forms a fine filter. As a filter medium nonwovens, paper or membrane filters come with various properties in question. The multilayer filter medium 4 can also with its different layers 25 . 27 in stock 3 be wound on a common supply roll, not shown.

Entsprechend der 1 ist das verbrauchte bandförmige Filtermedium 4 im als Auffangbehälter 29 ausgebildeten Reservoir 6 auffangbar. According to the 1 is the spent band-shaped filter medium 4 in as a collecting container 29 trained reservoir 6 collectable.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 ist das verbrauchte Filtermedium 4 auf eine im Reservoir 6 angeordnete dritte Rolle 30 aufwickelbar.According to the embodiments of the 6 and 7 is the used filter medium 4 on one in the reservoir 6 arranged third role 30 wound.

Während entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 6 das verbrauchte Filtermedium 4 mit dem Filterkuchen 31 auf die dritte Rolle 30 aufgewickelt wird, wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 7 der Filterkuchen 31 von dem bandförmigen Filtermedium 4 mit einer Abstreifvorrichtung 32 abgestreift und aufgefangen, so dass das verbrauchte Filtermedium 4 ohne Filterkuchen 31 auf die dritte Rolle 30 aufgewickelt wird.While according to the embodiment of the 6 the spent filter medium 4 with the filter cake 31 on the third role 30 is wound, according to the embodiment of 7 the filter cake 31 from the band-shaped filter medium 4 with a stripping device 32 stripped and collected, leaving the spent filter medium 4 without filter cake 31 on the third role 30 is wound up.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist auf der flüssigkeitsdurchlässigen Abdeckung 9 ein Bahnmaterial aus einer porösen Membran fixiert. Bei dieser Ausführungsform wird als bandförmiges Filtermedium 4 ein Vlies über die Abdeckung 9 geführt, welches bei seiner Längsbewegung über die Abdeckung 9 den gebildeten Filterkuchen 31 in das Reservoir 6 abtransportiert.According to another embodiment is on the liquid-permeable cover 9 a sheet material of a porous membrane fixed. In this embodiment, as a band-shaped filter medium 4 a fleece over the cover 9 guided, which in its longitudinal movement over the cover 9 the formed filter cake 31 in the reservoir 6 removed.

Zum Fördern des bandförmigen Filtermediums 4 ist ein Antrieb 33 mit einer Antriebsrolle 34 und ggf. entsprechend 1 mit einer Gegendruckrolle 35 vorgesehen.For conveying the band-shaped filter medium 4 is a drive 33 with a drive roller 34 and as appropriate 1 with a counter pressure roller 35 intended.

Soweit das verbrauchte Filtermedium 4 nicht lose in einen Auffangbehälter 29 eingebracht wird, sondern entsprechend den 6 und 7 direkt auf eine Rolle 30 aufgewickelt wird, ist eine Gegendruckrolle nicht notwendig und die dritte Rolle 30 kann gleichzeitig als Antriebsrolle 34 ausgebildet sein.As far as the used filter medium 4 not loose in a collecting container 29 is introduced, but according to the 6 and 7 directly on a roll 30 a counter-pressure roller is not necessary and the third roller 30 can simultaneously as a drive roller 34 be educated.

Zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Filtratkammer 8 ist eine Pumpe 36 vorgesehen.To generate a negative pressure in the filtrate chamber 8th is a pump 36 intended.

Eine Steuer- und Regeleinheit 37 ist mit dem Antrieb 33 und der Pumpe 36 verbunden.A control unit 37 is with the drive 33 and the pump 36 connected.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 sind die Filtratkammer 8, der Unfiltratraum 7 und das Filtermedium 4 einschl. Vorrat 3 und Reservoir 6 gekapselt ausgebildet und zum Einmalgebrauch vorgesehen bzw. geeignet.According to the embodiments of the 6 and 7 are the filtrate chamber 8th , the Unfiltratraum 7 and the filter medium 4 including stock 3 and reservoir 6 encapsulated trained and intended for single use or suitable.

Damit ist eine Vorrichtung 1 gemäß den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 für sterile Anwendungen in Kombination mit einem Bioreaktor zu verwenden, z. B. für Anschwemmfiltrationsprozesse. Insbesondere kann eine solche Vorrichtung 1 zur Zellernte genutzt werden.This is a device 1 according to the embodiments of the 6 and 7 for use in sterile applications in combination with a bioreactor, e.g. For precoat filtration processes. In particular, such a device 1 used for cell harvesting.

Zur Filtration wird das bandförmige Filtermedium 4 in seiner Längsrichtung von dem Vorrat 3 über eine durch Umlenkrollen 38 und der Abdeckung 9 vorgegebene Bahn 5 zu dem Reservoir 6 für verbrauchtes Filtermedium 4 gefördert. Das Filtermedium 4 wird zur Filtratseite hin einem Unterdruck ausgesetzt, der in der Filtratkammer 8 durch die Pumpe 36 erzeugt wird.For filtration, the band-shaped filter medium 4 in its longitudinal direction from the supply 3 over a by pulleys 38 and the cover 9 predetermined path 5 to the reservoir 6 for used filter medium 4 promoted. The filter medium 4 is exposed to the filtrate side to a negative pressure in the filtrate 8th through the pump 36 is produced.

Während des Filtervorganges bildet sich auf dem Filtermedium 4 zur Unfiltratseite hin ein Filterkuchen 31, dessen Dicke über die Steuer- und Regeleinheit 37 durch Steuerung der Fördergeschwindigkeit und des von der Pumpe 36 erzeugten Unterdrucks gesteuert wird. Die Steuer- und Regeleinheit 37 steuert also über den Antrieb 33 die Fördergeschwindigkeit des Filtermediums 4 und über die Pumpe 36 den Unterdruck in der Filtratkammer 8.During the filtering process forms on the filter medium 4 towards the unfiltrate side a filter cake 31 whose thickness is above the control unit 37 by controlling the conveying speed and that of the pump 36 generated negative pressure is controlled. The control unit 37 controls over the drive 33 the conveying speed of the filter medium 4 and about the pump 36 the negative pressure in the filtrate chamber 8th ,

Grundsätzlich kann das Filtermedium 4 kontinuierlich oder schrittweise in seiner Längsrichtung gefördert werden.Basically, the filter medium 4 be conveyed continuously or stepwise in its longitudinal direction.

Das Vorrichtungsgehäuse 23 der Vorrichtung 1 ist dafür vorgesehen, dass weitere Vorrichtungen 39 ohne eigenen Antrieb 33 als Erweiterungsmodule seitlich mit der ersten Vorrichtung 1 ankoppelbar sind und den Antrieb 33 der ersten Vorrichtung 1 nutzen.The device housing 23 the device 1 is intended that other devices 39 without own drive 33 as expansion modules laterally with the first device 1 can be coupled and the drive 33 the first device 1 use.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: filtrierende Flüssigkeitfiltering liquid
33: Vorratstock
44: bandförmiges Filtermediumband-shaped filter medium
55: vorgegebene Bahnpredetermined path
66: Reservoirreservoir
77: Unfiltratraumnonfiltrate
88th: Filtratkammerfiltrate
99: Abdeckung von 8 Cover of 8th
1010: Seitenwand von 8 Sidewall of 8th
1111: Seitenwand von 8 Sidewall of 8th
1212: Seitenwand von 8 Sidewall of 8th
1313: Seitenwand von 8 Sidewall of 8th
1414: Loch von 9 Hole from 9
1515: Längsseite von 9 Long side of 9
1616: Längsseite von 9 Long side of 9
1717: spitzer Winkelacute angle
1818: unteres Ende von 8 lower end of 8th
1919: Verbindungswandungconnecting wall
2020: Querwandungtransverse wall
2121: Seitenwand von 23 Sidewall of 23
2222: Seitenwand von 23 Sidewall of 23
2323: Vorrichtungsgehäusedevice housing
2424: Aufnahmewannereceptacle
2525: erste Schicht von 4 first layer of 4
2626: erste Rollefirst role
2727: zweite Schicht von 4 second layer of 4
2828: zweite Rollesecond role
2929: Auffangbehälterreceptacle
30 30: dritte Rolle von 6 third role of 6
3131: Filterkuchenfilter cake
3232: Abstreifvorrichtungstripper
3333: Antriebdrive
3434: Antriebsrollecapstan
3535: GegendruckrolleCounter-pressure roller
3636: Pumpepump
3737: Steuer- und RegeleinheitControl unit
3838: Umlenkrolleidler pulley
3939: weitere Vorrichtungenother devices

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4209054 A1 [0002]
EP 1832325 B1 [0004]

Claims

Contraption ( 1 ) for the filtration of a liquid to be filtered ( 2 ) with a band-shaped filter medium ( 4 ) in its longitudinal direction from a supply ( 3 ) over a predetermined path ( 5 ) to a reservoir ( 6 ) can be conveyed for spent filter material and can be exposed to a negative pressure towards the filtrate side, wherein a filtrate chamber which can be acted upon by the negative pressure ( 8th ) to a filtrate side facing away from the unfiltrate ( 7 ) through the filter medium ( 4 ), characterized in that the filtrate chamber ( 8th ) to the unfiltrate space ( 7 ) at least in some areas liquid-permeable cover ( 9 ) which in turn leads to the unfiltrate space ( 7 ) through the filter medium ( 4 ) and forms a fixed support surface over which the filter medium ( 4 ) and that the cover ( 9 ) with respect to the surrounding side walls ( 10 . 11 . 12 . 13 ) of the filtrate chamber ( 8th ) is sealed.

Device according to claim 1, characterized in that the cover ( 9 ) as a perforated plate having a plurality of holes ( 14 ) is trained.

Device according to claim 1, characterized in that the cover ( 9 ) is formed as a liquid-permeable sintered plate.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cover at least transversely to the longitudinal direction of the filter medium ( 4 ) is just.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cover ( 9 ) parallel to the longitudinal direction of the filter medium ( 4 ) to the unfiltrate space ( 7 ) is arched.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cover ( 9 ) has on its opposite longitudinal sides and transverse sides in each case a liquid-tight edge strip which is at least partially separated from the filter medium ( 4 ) is covered.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the filtrate chamber ( 8th ) with the cover ( 9 ) in the longitudinal direction relative to the horizontal at an acute angle ( 17 ) is inclined downwards and at its lower end ( 18 ) with an upwardly directed transverse wall ( 20 ) that the cover ( 9 ) with the transverse wall ( 20 ) and two on the opposite longitudinal sides ( 15 . 16 ) of the filtrate chamber ( 8th ) arranged side walls ( 10 . 11 . 12 . 13 ) of a device housing ( 23 ) a receptacle ( 24 ) for the liquid to be filtered ( 2 ) form.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filter medium ( 4 ) is multilayered and the layers ( 25 . 27 ) with different filter properties in stock ( 3 ) on one or separate supply rolls ( 26 . 28 ) are wound up.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spent filter medium ( 4 ) in as a collecting container ( 29 ) formed reservoir ( 6 ) is trappable.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spent filter medium ( 4 ) to one in the reservoir ( 6 ) arranged roll ( 30 ) can be wound up.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a stripping device ( 32 ) for stripping filter cake ( 31 ) and a collecting container ( 29 ) for collecting the filter cake ( 31 ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a drive ( 33 ) with a drive roller ( 34 ) for conveying the filter medium ( 4 ), a pump ( 36 ) for generating the negative pressure and a control unit ( 37 ) for controlling the drive ( 33 ) and the pump ( 36 ) are provided.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the filtrate chamber ( 8th ), the unfiltrate space ( 7 ) and the filter medium ( 4 ) including stock ( 3 ) and reservoir ( 6 Encapsulated trained and / or provided for single use.

Use of a device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 13 for sterile applications in combination with a bioreactor.

Use according to claim 14, characterized in that the device ( 1 ) is used for cell harvesting.

Process for the filtration of a liquid to be filtered ( 2 ) with a band-shaped filter medium ( 4 ) in its longitudinal direction from a supply ( 3 ) over a predetermined path ( 5 ) to a reservoir ( 6 ) for used filter material ( 2 ) and exposed to the filtrate side to a negative pressure, wherein a pressurizable with the negative pressure filtrate chamber ( 8th ) to a filtrate side facing away from the unfiltrate ( 7 ) through the filter medium ( 4 ), characterized in that the filter medium ( 4 ) over a at least in some areas liquid-permeable cover ( 9 ) containing the filtrate chamber ( 8th ) to the unfiltrate space ( 7 ) and at which the filter medium ( 4 ) of the Filtrate chamber ( 8th ) is supplied with negative pressure, is conveyed, and that the filter cake thickness of a to the unfiltrate side out on the filter medium ( 4 ) settling filter cake ( 31 ) of a control device ( 37 ) by controlling the conveying speed of the filter medium ( 4 ) and by controlling the in the filtrate ( 8th ) Under pressure is controlled.

A method according to claim 16, characterized in that the conveying speed by controlling one with a drive roller ( 26 . 28 ) of the filter medium ( 4 ) connected drive ( 33 ) and the negative pressure of the filtrate chamber ( 8th ) by one with the filtrate chamber ( 8th ) related pump ( 36 ) is controlled.

Method according to one of claims 16 or 17, characterized in that the cover ( 9 ) at least transversely to the longitudinal direction of the filter medium ( 4 ) is just.

Method according to one of claims 16 or 17, characterized in that the cover ( 9 ) parallel to the longitudinal direction of the filter medium ( 4 ) to the unfiltrate space ( 7 ) is arched.