[发明专利]用于使用单程切向流过滤系统和具有渗余物的再循环的切向流过滤系统过滤液体的方法

说明书

相关申请

本申请要求于2014年8月29日提交的美国临时申请号62/043,846的权益。将以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。

发明背景

切向流过滤(TFF)是一种分离方法，该分离方法基于尺寸、分子量或其他差异使用膜来分离液体溶液或悬浮液中的组分。在该TFF系统中使液体进料从一个过滤模块到下一个过滤模块的流动路径串联化可以通过增加流体在膜组件中的停留时间改进转化率。传统的TFF方法典型地依赖添加的TFF系统部件，如分流板，以使液体进料通过该TFF系统的流动路径串联化。然而，分流板增加了系统的成本和某些复杂性，并且需要附加的操作员培训。

因此，为了有效串联处理液体，对于不需要分流板、或定制模块组件的改进的TFF系统和方法存在需要。此外，当前对于包括使用串联化流动路径的渗滤的TFF系统和方法存在需要以允许连续流动和在工业规模上潜在地更有效的生物加工。

发明概述

在一个实施例中，本发明涉及一种过滤液体进料的方法，该方法包括使一种液体进料以单程模式穿过一种单程切向流过滤(SPTFF)系统并且将来自该系统的渗余物和渗透物回收在单独的容器中而不再循环通过该SPTFF系统，由此过滤该液体进料。

在此实施例的一个方面中，该SPTFF系统包含流体连接的多个过滤模块。每个过滤模块包含一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管。这些过滤模块是通过这些歧管区段流体连接的以在这些过滤模块之间提供一个串联流动路径，通过将一个歧管区段中的第一歧管联接到一个相邻模块中的歧管区段的第二歧管上，这样使得一个模块的渗余物充当下一个模块的进料。在每一个模块中的歧管区段还流体连接到一个或多个TFF囊式滤芯(capsule)，这些TFF囊式滤芯被放置在、或加载在该歧管区段的一个或两个面上。此外，该SPTFF系统包含在该系统中的第一模块上的一个进料入口和在该系统中的最后模块上的一个渗余物出口。

在此实施例的另一个方面中，该SPTFF系统由一个过滤模块组成。该过滤模块包含一个进料入口、一个渗余物出口、一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管，其中通过该歧管区段的流动路径是串联的，并且一个或多个TFF囊式滤芯被放置在该歧管区段的一个或两个面上、并且流体连接到该歧管区段，其中该液体流动路径是并联通过这些囊式滤芯的。

在另一个实施例中，本发明涉及一种过滤液体进料的方法，该方法包括使一种液体进料穿过一种切向流过滤(TFF)系统，将来自该系统的渗透物和渗余物的一部分回收在单独的容器中而不再循环通过该TFF系统，并且使该渗余物的剩余部分再循环通过该TFF系统至少一次，由此过滤该液体进料。

在此实施例的一个方面中，该TFF系统包含流体连接的多个过滤模块。每个过滤模块包含一个歧管区段，该歧管区段包含用于接收并且运送该进料进入该过滤模块的一个第一歧管、用于接收并且运送渗余物离开该过滤模块的一个第二歧管、以及用于接收并且运送渗透物穿过该过滤模块的一个第三歧管。这些过滤模块是通过这些歧管区段流体连接的以在这些过滤模块之间提供一个串联流动路径，通过将一个歧管区段中的第一歧管联接到一个相邻模块中的歧管区段的第二歧管上，这样使得一个模块的渗余物充当下一个模块的进料。在每一个模块中的歧管区段还流体连接到多个TFF囊式滤芯，这些TFF囊式滤芯被放置在该歧管区段的一个或两个面上。此外，该TFF系统包含在该系统中的第一模块上的一个进料入口、在该系统中的最后一个模块上的一个渗余物出口、用于使渗余物再循环通过该系统的全部或一部分的一个再循环回路(例如，一个泵)、以及至少一个用于再循环渗余物的导管。