ES2272668T3 - Casete de membrana de fibra hueca. - Google Patents
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Abstract
Una casete de fibras huecas incluyendo (1000): una caja de filtro (40), incluyendo la caja de fil- tro (40) una pluralidad de orificios de permeato de caja de filtro (202a-202e, 03a-203e, 204a-204e, 205a-205e); un filtro (20) dispuesto en la caja (40), in- cluyendo el filtro (20) una pluralidad de membranas de fibras huecas (21); un colector interno (50) incluyendo un primer cabezal de casete (51) y un segundo cabezal de ca- sete (52), incluyendo además el primer cabezal de casete (51) al menos un orificio de alimentación de casete (100a-100e, 101a-101e); e incluyendo además el segundo cabezal de casete (52) al menos un orificio de retentato de casete 102a-102e, 103a-103e); caracterizado porque cada uno de los cabezales de casete primero y segundo (51 y 52) incluye una pluralidad de orificios de permeato de casete (200a-200d, 206a-206d, 207a-207d), donde los orificios de permeato de caja de filtro (202a-202e, 03a-203e, 204a-204e, 205a-205e) están en comunicación de fluido con los orificiosde permeato de casete (200a-200d, 206a-206d, 207a-207d).
Description
Casete de membrana de fibra hueca.
Esta invención se refiere a casetes incluyendo
membranas de fibras porosas huecas.
Las casetes u otros formatos de chapa y bastidor
que incorporan una pluralidad de membranas de láminas planas
dispuestas entre chapas de extremo planas externas de acero
inoxidable y colectores de acero inoxidable (o entre colectores
soportados por chapas de extremo planas de acero inoxidable) se
utilizan para varias aplicaciones de filtración, en concreto
aplicaciones de filtración de flujo tangencial (también denominadas
aplicaciones de flujo transversal). En aplicaciones de filtración
de flujo tangencial (TFF), el fluido a filtrar se pasa a través de
la entrada del colector y a la casete y tangencialmente a la
superficie primera (o situada hacia arriba) de las membranas, de
tal manera que una porción del fluido pase a través de cada una de
las membranas desde la primera superficie a la superficie segunda
(o situada hacia abajo), a través de la casete y una salida del
colector, y otra porción pasa tangencialmente a la primera
superficie, a través de la casete y otra salida del colector sin
pasar a través de las membranas. El fluido que pasa a la entrada del
colector y a la casete se denomina comúnmente la alimentación (la
alimentación contiene moléculas de varios tamaños y posiblemente
residuos), el fluido que pasa desde la primera superficie a la
segunda superficie se denomina comúnmente el permeato o el filtrado
(el permeato/filtrado contiene las moléculas más pequeñas que
pasarán a través de los poros de la membrana), y el fluido que pasa
paralelo a la primera superficie de la membrana sin pasar a la
segunda superficie se denomina comúnmente el retentato (el retentato
contiene las moléculas más grandes que no pasan a través de los
poros de la membrana).
Sin embargo, las casetes de membranas de láminas
planas convencionales incluyendo casetes de canales abiertos y
casetes de canales tamizados) tienen numerosas deficiencias, en
concreto debido a la distribución de flujo no uniforme y/o el
ensuciamiento de al menos una superficie de las membranas. El
ensuciamiento se refiere típicamente a la acumulación de material
en la superficie interior de la membrana. Este material acumulado
puede bloquear los poros de la membrana. Una vez ensuciada la
superficie, disminuye la eficiencia de la filtración, y hay que
limpiar o sustituir las membranas y casetes. Además, algunas
membranas y casetes son difíciles de limpiar.
WO-A-9419094
describe una casete de fibras huecas incluyendo una caja de filtro,
incluyendo la caja de filtro una pluralidad de orificios de
permeato de caja de filtro, un filtro dispuesto en la caja,
incluyendo el filtro una pluralidad de membranas de fibras huecas,
un colector interno incluyendo un primer cabezal de casete y un
segundo cabezal de casete, incluyendo además el primer cabezal de
casete un orificio de alimentación de casete, e incluyendo además
el segundo cabezal de casete un orificio de retentato de casete.
La presente invención permite mejorar al menos
algunas desventajas de la técnica anterior. Estas y otras ventajas
de la presente invención serán evidentes por la descripción expuesta
a continuación.
Según una realización de la invención, se
facilita una casete de fibras huecas incluyendo una caja exterior
incluyendo un colector interno, y un filtro incluyendo una
pluralidad de membranas de fibras huecas, comunicando el filtro con
el colector interno, donde la casete está dispuesta para permitir
flujo de alimentación y flujo de permeato, y, en una realización
preferida, el flujo de retentato.
Una casete de fibras huecas según una
realización de la invención incluye una caja de filtro, incluyendo
la caja de filtro una pluralidad de orificios de permeato de caja
de filtro, un filtro dispuesto en la caja, incluyendo el filtro una
pluralidad de membranas de fibras huecas, un colector interno
incluyendo un primer cabezal de casete y un segundo cabezal de
casete, incluyendo cada uno de los cabezales de casete primero y
segundo una pluralidad de orificios de permeato de casete, donde los
orificios de permeato de caja de filtro están en comunicación de
fluido con los orificios de permeato de casete, incluyendo además el
primer cabezal de casete al menos un orificio de alimentación de
casete, e incluyendo además el segundo cabezal de casete al menos un
orificio de retentato de
casete.
casete.
Según una realización de la invención, se
facilita una casete de fibras huecas incluyendo una caja de filtro,
incluyendo la caja de filtro una pluralidad de orificios de permeato
de caja de filtro, un filtro dispuesto en la caja, incluyendo el
filtro una pluralidad de membranas de fibras huecas, un colector
interno incluyendo un primer cabezal de casete y un segundo cabezal
de casete, incluyendo cada uno de los cabezales de casete primero y
segundo una pluralidad de orificios de permeato de casete y un
conector de permeato de casete, donde los orificios de permeato de
caja de filtro están en comunicación de fluido con los orificios de
permeato de casete, y los orificios de permeato de casete están en
comunicación de fluido con el conector de permeato de casete,
incluyendo además el primer cabezal de casete una pluralidad de
orificios de alimentación de casete y un conector de alimentación
de casete, donde los orificios de alimentación de casete están en
comunicación de fluido con el conector de alimentación de casete, e
incluyendo además el segundo cabezal de casete una pluralidad de
orificios de retentato de casete y un conector de retentato de
casete, donde los orificios de retentato de casete están en
comunicación de fluido con el conector de retentato de casete. En
una realización preferida, cada uno de los conectores es un
adaptador de conexión sanitario.
Las realizaciones de la casete de membrana de
fibras huecas se pueden intercambiar con las casetes o paquetes
basados en láminas planas sin necesidad de sustituir la chapa de
extremo plana y el colector externo convencionales o sistemas o
dispositivos de colector externo de doble lámina plana. Además, en
algunas realizaciones de la invención, la casete de membrana de
fibras huecas se puede utilizar sin un colector externo.
Las casetes de membrana de fibras huecas se
pueden utilizar individualmente, apilar y/o disponer en lados
opuestos de un colector de lámina plana central.
La figura 1 representa una vista despiezada de
una casete de fibras huecas según una realización de la invención,
incluyendo una caja incluyendo un colector interno incluyendo
cabezales de casete primero y segundo, incluyendo el primer cabezal
de casete una pluralidad de orificios de alimentación, incluyendo el
segundo cabezal de casete una pluralidad de orificios de retentato,
incluyendo también los cabezales de casete primero y segundo una
pluralidad de orificios de permeato, una caja de filtro incluyendo
una pluralidad de orificios de permeato; y un filtro incluyendo una
pluralidad de membranas de fibras huecas.
La figura 2 representa una vista superior
montada de la casete representada en la figura 1.
La figura 3 ilustra una vista en sección
transversal a lo largo de la línea 3-3 en la figura
2, que representa el recorrido de flujo de permeato desde las
superficies interiores a las superficies exteriores de las membranas
de fibras huecas y a través de los orificios de permeato en la caja
de filtro y los cabezales de casete primero y segundo, donde una
chapa de extremo plana (representada en líneas de trazos) se coloca
contra un lado de la casete durante el uso.
La figura 4 ilustra una vista en sección
transversal a lo largo de la línea 4-4 en la figura
2, que representa el recorrido de flujo de retentato desde el
primer cabezal de casete a lo largo de los agujeros de las membranas
y a través de los orificios de retentato del segundo cabezal de
casete, donde una chapa de extremo plana (representada en líneas de
trazos) se coloca contra un lado de la casete durante el uso.
La figura 5 representa una vista isométrica
detallada de uno de los cabezales de casete del colector interno
representado en las figuras 1 y 2, que representa una pluralidad de
orificios de alimentación o retentato, y una pluralidad de orificios
de permeato, incluyendo cada orificio de permeato un orificio de
permeato interior y un orificio de permeato exterior, estando
desviado cada conjunto de orificios de permeato interiores y
exteriores, y comunicando mediante un conducto de permeato
intermedio.
La figura 6 representa una vista despiezada de
una casete de fibras huecas según una realización de la invención,
incluyendo una caja incluyendo un colector interno incluyendo
cabezales de casete primero y segundo, incluyendo el primer cabezal
de casete una pluralidad de orificios de alimentación y un adaptador
de conexión sanitario de alimentación, incluyendo el segundo
cabezal de casete una pluralidad de orificios de retentato y un
adaptador de conexión sanitario de retentato, incluyendo también
los cabezales de casete primero y segundo una pluralidad de
orificios de permeato (adaptador de conexión sanitario de permeato,
y conductos de permeato para cada cabezal de casete no
representado), una caja de filtro incluyendo una pluralidad de
orificios de permeato; y un filtro incluyendo una pluralidad de
membranas de fibras huecas.
La figura 7 representa una vista montado de la
casete representada en la figura 6 (mostrando también el adaptador
de conexión sanitario de permeato para cada cabezal de casete).
La figura 8 representa una vista isométrica
detallada de uno de los cabezales de casete del colector interno
representado en las figuras 6 y 7, que representa una pluralidad de
orificios de alimentación o retentato que comunican con un adaptador
de conexión sanitario de alimentación o retentato; un adaptador de
conexión sanitario de permeato, una pluralidad de orificios de
permeato, incluyendo cada orificio de permeato un orificio de
permeato interior y un orificio de permeato exterior, estando
desviado cada conjunto de orificios de permeato interiores y
exteriores, y comunicando mediante un conducto intermedio de
permeato, y mostrando también conductos de permeato adicionales, en
comunicación de fluido con los conductos intermedios de permeato y
el adaptador de conexión sanitario de
permeato.
permeato.
La figura 9 representa una pluralidad de casetes
de fibras huecas como las representadas en la figura 2 apiladas
como un sistema de casetes para uso con un colector externo
convencional y chapa de extremo plana como la usada con casetes de
membrana planas.
La figura 10 representa una pluralidad de
casetes de fibras huecas como las representadas en las figuras 2 y
7 apiladas como un sistema de casetes donde una casete de fibras
huecas tiene una pluralidad de adaptadores de conexión sanitarios,
estando dispuestas las casetes entre chapas de extremo del sistema
de casete de membrana plana convencional, donde no se usa un
colector externo de casete de membrana plana.
Las figuras 11-14 muestran una
realización de un método para sellar o encapsular un filtro
incluyendo una pluralidad de membranas de fibras huecas en una caja
de filtro. La figura 11 representa una pluralidad de membranas de
fibras huecas, estando preencapsulada cada membrana en un extremo,
dispuestas en una caja de filtro. La figura 12 representa
encapsular un extremo de la caja de filtro, donde las membranas de
fibras huecas preencapsuladas y la caja de filtro de la figura 11
están dispuestas en una copa encapsulante que contiene
encapsulante. La figura 13 representa una caja de filtro encapsulada
en extremos opuestos y teniendo membranas de fibras huecas
preencapsuladas, extendiéndose los extremos de las membranas desde
los extremos opuestos de la caja de filtro, donde las membranas se
cortan para quitar los extremos preencapsulados y obtener membranas
de extremos abiertos. La figura 14 representa la caja de filtro
encapsulada de la figura 13 con el filtro en ella, mostrando también
los extremos abiertos de las fibras huecas.
Una casete de fibras huecas según la presente
invención incluye una caja de filtro, incluyendo la caja de filtro
una pluralidad de orificios de permeato de caja de filtro; un filtro
dispuesto en la caja, incluyendo el filtro una pluralidad de
membranas de fibras huecas; un colector interno incluyendo un primer
cabezal de casete y un segundo cabezal de casete, incluyendo cada
uno de los cabezales de casete primero y segundo una pluralidad de
orificios de permeato de casete, donde los orificios de permeato de
caja de filtro están en comunicación de fluido con los orificios de
permeato de casete; incluyendo además el primer cabezal de casete
al menos un orificio de alimentación de casete; e incluyendo además
el segundo cabezal de casete al menos un orificio de retentato de
casete.
En realizaciones preferidas, el primer cabezal
de casete incluye al menos dos orificios de alimentación de casete,
y el segundo cabezal de casete incluye al menos dos orificios de
retentato de casete.
Según otra realización, se facilita una casete
de fibras huecas incluyendo una caja de filtro, incluyendo la caja
de filtro una pluralidad de orificios de permeato de caja de filtro;
un filtro dispuesto en la caja, incluyendo el filtro una pluralidad
de membranas de fibras huecas; un colector interno incluyendo un
primer cabezal de casete y un segundo cabezal de casete, incluyendo
cada uno de los cabezales de casete primero y segundo una
pluralidad de orificios de permeato de casete y un conector de
permeato de casete, donde los orificios de permeato de caja de
filtro están en comunicación de fluido con los orificios de permeato
de casete, y los orificios de permeato de casete están en
comunicación de fluido con el conector de permeato de casete;
incluyendo además el primer cabezal de casete una pluralidad de
orificios de alimentación de casete y un conector de alimentación
de casete, estando los orificios de alimentación de casete en
comunicación de fluido con el conector de alimentación de casete; e
incluyendo además el segundo cabezal de casete una pluralidad de
orificios de retentato de casete y un conector de retentato de
casete, estando los orificios de retentato de casete en
comunicación de fluido con el conector de retentato de casete. En
una realización preferida, los conectores de permeato de casete, el
conector de alimentación de casete, y el conector de retentato de
casete, incluyen adaptadores de conexión sanitarios.
Un sistema de casete de fibras huecas según una
realización de la invención incluye al menos dos casetes. Las
casetes pueden estar apiladas o separadas, por ejemplo, dispuestas
en lados opuestos de un colector de casete de membrana plana
externo bidireccional. Una realización de un sistema de casete de
fibras huecas incluye (a) al menos una primera casete de fibras
huecas incluyendo una caja de filtro, incluyendo la caja de filtro
una pluralidad de orificios de permeato de caja de filtro; un filtro
dispuesto en la caja, incluyendo el filtro una pluralidad de
membranas de fibras huecas; un colector interno incluyendo un primer
cabezal de casete y un segundo cabezal de casete, incluyendo cada
uno de los cabezales de casete primero y segundo una pluralidad de
orificios de permeato de casete, donde los orificios de permeato de
caja de filtro están en comunicación de fluido con los orificios de
permeato de casete; incluyendo además el primer cabezal de casete al
menos un orificio de alimentación de casete; e incluyendo además el
segundo cabezal de casete al menos un orificio de retentato de
casete; y, en comunicación de fluido con ella, (b) una casete de
fibras huecas adicional incluyendo una caja de filtro, incluyendo
la caja de filtro una pluralidad de orificios de permeato de caja de
filtro; un filtro dispuesto en la caja, incluyendo el filtro una
pluralidad de membranas de fibras huecas; un colector interno
incluyendo un primer cabezal de casete y un segundo cabezal de
casete, incluyendo cada uno de los cabezales de casete primero y
segundo una pluralidad de orificios de permeato de casete y un
adaptador de conexión sanitario de permeato de casete, donde los
orificios de permeato de caja de filtro están en comunicación de
fluido con los orificios de permeato de casete, y los orificios de
permeato de casete están en comunicación de fluido con el adaptador
de conexión sanitario de permeato de casete; incluyendo además el
primer cabezal de casete una pluralidad de orificios de
alimentación de casete y un adaptador de conexión sanitario de
alimentación de casete, donde los orificios de alimentación de
casete están en comunicación de fluido con el adaptador de conexión
sanitario de alimentación de casete; e incluyendo además el segundo
cabezal de casete una pluralidad de orificios de retentato de
casete y un adaptador de conexión sanitario de retentato de casete,
donde los orificios de retentato de casete están en comunicación de
fluido con el adaptador de conexión sanitario de retentato de
casete.
Según realizaciones de la invención, también se
facilitan métodos para procesar un fluido, por ejemplo, para
proporcionar un permeato, más preferiblemente, un permeato y un
retentato.
Un método para separar un fluido en un permeato
y un retentato según una realización de la invención incluye pasar
un fluido de alimentación a una casete de fibras huecas incluyendo
un filtro incluyendo una pluralidad de membranas de fibras huecas,
donde cada una de la pluralidad de membranas de fibras huecas tiene
una superficie interior y una superficie exterior; y un colector
interno incluyendo al menos dos orificios de permeato y al menos un
orificio de retentato, estando el colector interno en comunicación
de fluido con el filtro; pasar un permeato a través de las
superficies interior y exterior de las membranas de fibras huecas y
a través de los orificios de permeato; y pasar un retentato a
través del orificio de retentato.
Típicamente, la casete tiene una configuración
de polígono generalmente regular, por ejemplo, una configuración
generalmente rectangular. Según realizaciones de la invención, las
casetes de fibras huecas se puede usar con o sin colectores
externos convencionales como los usados para casetes de membrana de
láminas planas. Por ejemplo, en una realización, la casete de
membrana de fibras huecas está dispuesta de tal manera que tenga
dimensiones similares a las de una casete de filtración de lámina
plana, paquete de lámina plana, o dispositivo de chapa y bastidor
de lámina plana, donde la casete de membrana de fibras huecas tiene
un diseño y geometría de orificios adecuados para uso como mejora
de instalaciones de chapa y bastidor o casete de filtración de
láminas planas, en concreto dentro de la industria farmacéutica. Por
consiguiente, no hay necesidad de alterar los colectores de láminas
planas existentes, las chapas de extremo, los tubos, o análogos. Sin
embargo, en una realización preferida de la invención, la casete
está adaptada para uso sin un colector externo, y se puede usar con
chapas de extremo existentes.
La caja incluyendo la caja de filtro, y el
colector interno, por ejemplo, el (los) colector(es) de
casete) se pueden formar a partir de cualquier material polimérico
adecuado como es conocido en la materia, por ejemplo, plástico
moldeado y/o maquinado incluyendo termoplástico), que sea compatible
con el fluido procesado. En una realización preferida, la caja es
un polímero, preferiblemente un polímero transparente o translúcido,
tal como un acrílico, polipropileno, sulfona incluyendo
polisulfona, polietersulfona, polifenilsulfona, y poliarilsulfona),
poliestireno, o una resina policarbonada. Tal caja se fabrica fácil
y económicamente, y permite la observación del paso de fluido a
través de la casete.
En una realización preferida, los componentes o
elementos de la caja se unen para formar una envuelta integral
incluyendo orificios, colocados típicamente en al menos un lado
(preferiblemente en lados opuestos, en algunas realizaciones, en
tres o cuatro lados) de la caja. Según la invención, la caja (por
ejemplo, los cabezales de casete primero y segundo) se retiene
típicamente entre una chapa de extremo plana y un colector de casete
plano diseñado para alojar casetes de membrana de láminas planas
(por ejemplo, como se representa en la figura 9), o entre un par de
chapas de extremo planas (por ejemplo, como se representa en la
figura 10). Si se desea, la caja exterior puede incluir uno o más
agujeros, ranuras y/o muescas, por ejemplo, dejando que los
tornillos para las chapas de extremo encajen en los agujeros,
ranuras y/o muescas. Tal disposición puede ser útil al reducir la
posibilidad de que las casetes se desplacen durante el uso.
Alternativamente, o además, la caja se puede adaptar para facilitar
el apilamiento de casetes, donde los cabezales de casete incluyen,
por ejemplo nervios y/o ranuras que permiten apilar
cabezales.
cabezales.
El colector interno (incluyendo preferiblemente
un primer cabezal de casete y un segundo cabezal de casete) incluye
una serie de orificios, canales y/o conductos internos colocados
geométricamente con el fin de optimizar la distribución de flujo a
y del filtro, y, cuando se usa en aplicaciones de mejora, tiene
preferiblemente dimensiones, orificios, y geometría similar a la de
las aplicaciones de láminas planas estándar en la industria, y
lleva el flujo a y de los orificios predispuesto del sistema de
colector de láminas planas existente.
El colector interno incluye al menos un orificio
de alimentación y al menos un orificio de permeato, y también
incluye típicamente al menos un orificio de retentato. El colector
interno puede tener cualquier número de orificios. Por ejemplo,
cada cabezal de casete tiene típicamente de 1 a 10 orificios de
permeato, y 1 a 10 orificios de alimentación o retentato, y las
realizaciones pueden tener combinaciones variables de los tipos de
orificios, por ejemplo, cada cabezal de casete puede tener 3
orificios de permeato, y 4 orificios de alimentación o retentato.
Otras realizaciones pueden tener menos orificios, o un mayor número
de orificios. Típicamente, cada uno de los cabezales de casete
primero y segundo incluye al menos 2 orificios de filtrato y al
menos dos orificios de alimentación o retentato.
En algunas realizaciones de la invención, la
caja, más preferiblemente, los cabezales de casete primero y/o
segundo, incluye al menos un conector, tal como un conector arponado
o roscado, un adaptador de conexión sanitario, o un adaptador de
conexión no sanitario. En una realización preferida, donde cada uno
de los cabezales de casete primero y segundo incluye un conector de
permeato de casete, incluyendo también el primer cabezal de casete
un conector de alimentación de casete, incluyendo también el segundo
cabezal de casete un conector de retentato de casete, cada
conector, es decir, los conectores de permeato de casete, el
conector de alimentación de casete, y el conector de retentato de
casete, incluye un adaptador de conexión sanitario.
Preferiblemente, cada uno de los cabezales de
casete primero y segundo tiene paredes superior e inferior planas,
o generalmente planas, opuestas (por ejemplo, las paredes adaptadas
para contactar las chapas de extremo planas). Cada uno de los
cabezales de casete primero y segundo puede tener paredes laterales
opuestas planas o generalmente planas. Típicamente, las paredes
superior e inferior opuestas tienen un área plana más grande que las
paredes laterales opuestas. Si se desea, cualquiera de las paredes
superior, inferior y laterales de la caja de filtro pueden ser
generalmente coplanares con las paredes de los cabezales de
casete.
El filtro incluye al menos una, y más
preferiblemente, dos o más membranas de fibras huecas. El filtro se
sella en la caja de filtro que se encapsula en ambos extremos con un
encapsulante tal como un adhesivo (por ejemplo, uretano y/o epoxi),
sellando así la alimentación y el retentato al permeato.
Se puede utilizar una variedad de membranas de
fibras huecas, preferiblemente membranas de fibras porosas huecas,
en la casete, y una casete puede incluir dos o más membranas que
tienen características diferentes. Las membranas de fibras huecas
pueden incluir superficies interiores y exteriores sustancialmente
lisas, superficies interiores y/o exteriores enrolladas,
superficies interiores y/o exteriores en espiral, membranas que
tienen una forma en espiral, o sus combinaciones. Las membranas de
fibras huecas, que son poliméricas, o no poliméricas, pueden tener
piel o no. Alternativamente, o además, las membranas de fibras
huecas pueden ser simétricas o asimétricas.
Las membranas de fibras huecas se pueden
producir según una variedad de métodos, incluyendo procesos
convencionales de hilado por fusión, hilado
seco-húmero e hilado húmedo-húmedo.
Las membranas se pueden producir a partir de cualquier metal
adecuado, cerámica, polímero y/o sus combinaciones. Preferiblemente,
las membranas son membranas poliméricas de fibras porosas
huecas.
Las membranas en la casete pueden tener
cualquier estructura de poros adecuada, y la casete se puede usar
en aplicaciones de microfiltración, ultrafiltración y ósmosis
inversa.
En algunas realizaciones de la casete según la
invención, el filtro incluye membranas de fibras huecas que tienen
poros en la superficie interior y porción interior que son más
grandes que los poros en la superficie exterior y porción exterior,
realizando filtración eficiente (reteniendo y/o capturando
moléculas, especies y residuos más grandes, permitiendo al mismo
tiempo que las moléculas y/o especies más pequeñas pasen en el
permeato) y proporcionando ventajosamente mayor capacidad y
resistencia al ensuciamiento. En realizaciones preferidas, las
membranas retienen eficientemente las moléculas o especies más
grandes permitiendo al mismo tiempo que las moléculas o especies de
interés más pequeñas pasen a través a alta concentración o
producción.
En una realización de la invención, la casete de
fibras huecas proporciona un módulo autónomo, y se puede utilizar
una pluralidad de casetes sin el uso de colectores físicos externos
para cada casete.
Las realizaciones de la invención pueden
proporcionar relaciones de volumen a área superficial de filtro y
volúmenes de retención similares a los de los sistemas de casete de
lámina plana convencionales proporcionando al mismo tiempo una
huella similar a dichos sistemas de láminas planas convencionales.
Además, dado que se puede usar una caja única, más bien que una
pluralidad de cajas cilíndricas o módulos para fibras huecas
incluyendo los conductos y adaptadores de conexión externos
asociados), la invención puede tener una huella más pequeña y menor
retención de fluido que la pluralidad de módulos de fibras huecas
cilíndricos. Además, en muchas aplicaciones, la casete de la
invención puede permitir al operador reducir la caída de presión
dentro de un sistema, puesto que los sistemas de membrana de fibras
huecas pueden exhibir menor resistencia al flujo a través de los
canales de alimentación que los dispositivos de láminas planas
convencionales.
Las realizaciones de la invención son
especialmente adecuadas para filtrar soluciones viscosas, soluciones
con altas cargas particuladas, y soluciones sensibles a alta
cizalladura. Las casetes según la invención tienen una variedad de
aplicaciones, incluyendo, por ejemplo, filtración de gases y/o
líquidos, por ejemplo, filtración de agua (por ejemplo, extracción
de particulados y/o microorganismos de aguas urbanas, o preparación
de agua pura para microelectrónica), filtración de pintura, aguas
residuales, y extracción de particulados, pirógenos, virus y/o
microorganismos de otros fluidos, incluyendo fluidos biológicos como
sangre.
En realizaciones preferidas, las casetes son
útiles al filtrar fluidos para concentración y purificación de
proteínas, por ejemplo, para aplicaciones biofarmacéuticas, por
ejemplo, para aislar productos de expresión de células de células y
materia celular indeseada. Otras aplicaciones incluyen, por ejemplo,
separación de células-virus, separación de
células-macromoléculas, separación de
virus-macromoléculas, y separación de
macromoléculas-macromoléculas.
Aunque las casetes se usan preferiblemente en
aplicaciones de filtración de flujo tangencial, también se pueden
usar en aplicaciones de flujo de extremo muerto. Se pueden usar en
aplicaciones de pasada única o de pasadas múltiples.
Cada uno de los componentes de la invención se
describirá ahora con más detalle a continuación, donde componentes
análogos tienen números de referencia análogos. Según la invención,
los términos "permeato" y "filtrato" (incluyendo, por
ejemplo, "orificio de permeato" y "orificio de filtrato")
se usan de forma intercambiable.
Las figuras 1 y 2 representan, respectivamente,
vistas superiores despiezadas y montadas de una casete de fibras
huecas o módulo 1000 según una realización de la invención,
incluyendo una caja externa 400 incluyendo una caja de filtro 40,
disponiéndose en la caja de filtro un filtro 20 incluyendo una
pluralidad de membranas de fibras huecas 21. La caja 400 también
incluye un colector interno 50 incluyendo cabezales de casete
primero y segundo 51, 52 que comunican con los extremos de la caja
de filtro 40. Un encapsulante (material encapsulante) proporciona
un cierre hermético 30 entre las superficies exteriores de los
extremos de las membranas y el interior de la caja de filtro 40.
Según la realización representada en las figuras
1 y 2, la caja de filtro 40 incluye una pluralidad de orificios de
filtrato de caja 202a-202e,
204a-204e (en un lado de la caja), y
203a-203e, 205a-205e (en el lado
opuesto de la caja), el primer cabezal de casete 51 incluye una
pluralidad de orificios de alimentación 100a-100e y
orificios de filtrato 200a-200d, y el segundo
cabezal de casete 52 incluye una pluralidad de orificios de
retentato 102a-102e, y orificios de filtrato
206a-206d. Aunque no se representa en las figuras 1
y 2, dado que una realización preferida de la casete también tiene
orificios en el lado inferior, el primer cabezal también incluye
(como se representa parcialmente en las figuras 3 y 4) una
pluralidad de orificios de alimentación 101a-101e,
y orificios de filtrato 201a-201e, y el segundo
cabezal incluye una pluralidad de orificios de retentato
103a-103e, y orificios de filtrato
207a-207d. En las realizaciones donde la casete
de fibras huecas se usa en un sistema de mejora de casete de
láminas planas (por ejemplo, incluyendo un colector externo de
casete plana y chapa de extremo), la casete 1000 está dispuesta
para recibir flujo de alimentación de un colector externo de casete
plana y dirigir posteriormente flujo de retentato y permeato al
colector externo (por ejemplo, como se representa en la figura 9,
que representa un colector de casete externo 500 con orificio de
alimentación 502 y orificio de retentato 504, donde la casete 1000
está dispuesta entre el colector externo 500 y la chapa de extremo
501; no se representan los pernos del colector externo ni los
orificios de filtrato del colector externo). Así, utilizando las
figuras 9, 1, y 2 para referencia, la casete 1000 está dispuesta
para recibir flujo de alimentación del colector externo 500 y
proporcionar flujo de alimentación a través de orificios de
alimentación 100a-100e, flujo de retentato a través
de orificios 102a-102e, y flujo de filtrato a
través de orificios de filtrato 200a-200d, y
206a-206e. Como se ha indicado anteriormente, dado
que una realización de la casete también tiene orificios en el lado
inferior, también se dispone para proporcionar flujo de
alimentación a través de orificios de alimentación
101a-101e, flujo de retentato a través de orificios
103a-103e, y flujo de filtrato a través de orificios
de filtrato 201a-201e, y
207a-207d.
207a-207d.
En la realización ilustrada en las figuras 1
(vista despiezada) y 2 (vista montada), la casete 1000 está
dispuesta para flujo "de dentro-afuera", es
decir, donde la alimentación se dirige a los agujeros de las
membranas de fibras huecas 21 del filtro 20, el filtrato pasa desde
las superficies interiores de las membranas a las superficies
exteriores, y el retentato pasa tangencialmente a las superficies
interiores y a lo largo de los agujeros de las membranas. Las
figuras 3 y 4 muestran vistas en sección transversal de la casete
montada que representa los recorridos de flujo de alimentación,
retentato y permeato con más detalle.
Por consiguiente, utilizando las figuras 1 y 3
para referencia, donde la figura 3 también representa una chapa de
extremo de casete plana externa 501 comprimida contra un lado (por
ejemplo, las superficies superiores planas) de los cabezales de
casete primero y segundo 51 y 52, la alimentación se dirige desde el
colector externo (no representado) a través de orificios de
alimentación 101a-101e, la cámara de alimentación
160, y a los agujeros interiores de las membranas de fibras huecas
21. El filtrato pasa desde las superficies interiores de las
membranas a través de las superficies exteriores, a través de
orificios de filtrato de caja 203a-203e, y los
orificios de filtrato del primer cabezal de casete
201a-201e, y a través de orificios de filtrato de
caja 205a-205e y orificios de filtrato del segundo
cabezal de casete 207a-207d. El filtrato se pasa
posteriormente a través de los orificios de filtrato del colector
externo (no representado).
En las realizaciones donde una chapa de extremo
plana no se comprime contra los cabezales de casete, por ejemplo,
donde una pluralidad de casetes están apiladas y la alimentación se
pasa inicialmente a la casete inferior, la alimentación también
pasa a través de orificios de alimentación 100a-100e
a la(s) casete(s) superior(es), y el filtrato
de la(s) casete(s) superior(es) pasa a la
casete inferior. Si se desea, cada una de las casetes puede incluir
al menos un orificio de filtrato adicional dispuesto para permitir
el flujo de filtrato desde la(s) casete(s)
superior(es) a la(s) casete(s) infe-
rior(es).
rior(es).
El retentato, es decir, el fluido que no pasa a
través de las superficies interiores y exteriores de las membranas,
pasa tangencialmente a las superficies interiores de las membranas,
y a través de los orificios de retentato. Por consiguiente,
utilizando las figuras 1 y 4 para referencia (donde la figura 4
también representa la chapa de extremo de casete plana externa 501
comprimida contra un lado de los cabezales de casete primero y
segundo 51, 52), el retentato pasa tangencialmente a las
superficies interiores de las membranas, a lo largo de los agujeros
huecos, a la cámara de retentato 180, y a través de los orificios
de retentato 103a-103e. El retentato se puede pasar
posteriormente a través del (de los) orificio(s) de retentato
del colector de casete plana (por ejemplo, el orificio de retentato
504 representado en la figura 9). En las realizaciones donde una
chapa de extremo plana no se comprime contra los cabezales de
casete, por ejemplo, donde una pluralidad de casetes están apiladas
y la alimentación pasa desde la casete inferior a la(s)
casete(s) superior(es), el retentato también pasa
desde la(s) casete(s) superior(es), a través de
orificios de retentato 102a-102e, a la cámara de
retentato y a través de orificios de retentato
103a-103e.
En las realizaciones donde una pluralidad de
casetes de fibras huecas están apiladas, puede pasar fluido a través
de cualquier número de casetes.
En algunas realizaciones, al menos un cabezal de
casete, típicamente ambos cabezales de casete, incluye orificios
desviados, por ejemplo, para proporcionar un flujo deseable y
separación de flujo para la alimentación, el permeato y el
retentato. La figura 5 representa una vista más detallada de la
realización del cabezal de casete, por ejemplo, el segundo cabezal
de casete 52, representado en la figura 1 (preferiblemente, los
cabezales primero y segundo están dispuestos de forma similar o
idéntica), donde cada orificio de filtrato de casete
(206a-206e, 207a-207e) incluye un
orificio de filtrato exterior (220a-220e y
221a-221e, respectivamente), un orificio de
filtrato interior (222a-222e y
223a-223e, respectivamente), y un conducto o canal
intermedio de filtrato (224a-224e y
225a-225e, respectivamente) realizando comunicación
de fluido entre el orificio exterior y el orificio interior. Por
ejemplo, el orificio de filtrato de casete 206a incluye un orificio
de filtrato exterior 220a, un orificio de filtrato interior 222a, y
un conducto intermedio de filtrato 224a interpuesto entre los
orificios de filtrato exterior e interior. En el lado opuesto del
segundo cabezal de casete, el orificio de filtrato de casete 207a
incluye un orificio de filtrato exterior 221a, un orificio de
filtrato interior, y un conducto intermedio de filtrato interpuesto
entre los orificios de filtrato exterior e interior.
Dado que los cabezales de casete primero y
segundo están dispuestos preferiblemente de forma similar, usando
las realizaciones ilustradas en las figuras 1 y 5 para referencia,
una realización del primer cabezal de casete 51 incluye orificios
de filtrato de casete (200a-200e,
201a-201e) incluyendo orificios de filtrato
exteriores, orificios de filtrato interiores y conductos o canales
intermedios de filtrato que realizan comunicación de fluido entre
el orificio exterior y el orificio interior. Por ejemplo, el
orificio de filtrato de casete 200a incluye un orificio de filtrato
exterior, un orificio de filtrato interior, y un conducto intermedio
de filtrato interpuesto entre los orificios de filtrato exterior e
interior. En el otro lado del primer cabezal de casete, el orificio
de filtrato de casete 201a incluye un orificio de filtrato exterior,
un orificio de filtrato interior, y un conducto intermedio de
filtrato interpuesto entre los orificios de filtrato exterior e
interior.
Tal disposición de orificios desviados para los
cabezales de casete primero y segundo mejora el espacio para flujo
entre los orificios de alimentación y retentato del cabezal de
casete y los agujeros internos de las membranas en la caja sin
interferir con el flujo entre los orificios de filtrato de la caja y
los orificios de filtrato del colector interno. Una vez que la caja
de filtro está encapsulada y la casete montada, la casete está
dispuesta de tal manera que el filtrado esté aislado de la
alimentación y el retentato.
Las figuras 6-8 muestran otra
realización de una casete de fibras huecas o módulo 1000 según la
invención, incluyendo también una caja externa 400 incluyendo una
caja de filtro 40, en la que se ha dispuesto un filtro 20
incluyendo una pluralidad de membranas de fibras huecas 21 (estando
sellado el filtro en la caja como se ha descrito anteriormente),
donde la caja 400 también incluye un colector interno 50 incluyendo
cabezales de casete primero y segundo 51, 52 que comunican con los
extremos de la caja de filtro 40. Sin embargo, la realización de la
casete ilustrada en las figuras 6-8 también incluye
una pluralidad de adaptadores de conexión sanitarios como se
representa con más detalle en la figura 7, es decir, el primer
cabezal de casete 51 también incluye un orificio sanitario de
alimentación 150 y un orificio sanitario de filtrato 250, y el
segundo cabezal de casete 52 también incluye un orificio sanitario
de retentato 152 y un orificio sanitario de filtrato 252. Los
adaptadores de conexión sanitarios permiten conexiones directas (sin
colectores externos) para flujo de alimentación, retentato y
permeato.
La figura 8 representa una vista más detallada
de la realización de un cabezal de casete, por ejemplo, el segundo
cabezal de casete 52, representado en la figura 7. De forma similar
a la realización del segundo cabezal de casete 52 representado en
la figura 5, el segundo cabezal de casete 52 representado en la
figura 8 incluye orificios desviados, donde cada orificio de
filtrato (206a-206e, 207a-207e)
incluye un orificio de filtrato exterior (220a-220e
y 221a-221e, respectivamente), un orificio de
filtrato interior (222a-222e y
223a-223e, respectivamente), y un conducto o canal
intermedio de filtrato (224a-224e y
225a-225e, respectivamente) realizando comunicación
de fluido entre el orificio exterior y el orificio interior. Así, el
orificio de filtrato de casete 206a incluye el orificio de filtrato
exterior 220a, el orificio de filtrato interior 222a, y el conducto
intermedio de filtrato 224a interpuesto entre los orificios de
filtrato exterior e interior. En el lado opuesto del cabezal de
casete, el orificio de filtrato de casete 207a incluye un orificio
de filtrato exterior 221a, un orificio de filtrato interior 223a, y
un conducto intermedio de filtrato 225a interpuesto entre los
orificios de filtrato exterior e interior. Sin embargo, según la
realización representada en la figura 8, el segundo cabezal de
casete 52 también incluye un orificio sanitario de retentato 152, un
orificio sanitario de filtrato 252, y conductos de filtrato
adicionales 251a-251a y 253a-253e.
Los conductos de filtrato adicionales proporcionan comunicación de
fluido entre los conductos de filtrato 224a-224e,
225a-225e, y el orificio sanitario de filtrato 252,
y el orificio sanitario de retentato 152 está en comunicación de
fluido con la cámara de retención 180. El primer cabezal de casete
puede tener una disposición similar de orificios y conductos, donde
el orificio sanitario de alimentación 150 está en comunicación de
fluido con la cámara de alimentación 160.
De forma ilustrativa, dado que los cabezales de
casete primero y segundo están dispuestos preferiblemente de forma
similar, usando las realizaciones ilustradas en las figuras 7 y 8
para referencia, una realización del primer cabezal de casete 51
incluye orificios de filtrato de casete (200a-200e,
201a-201e) incluyendo orificios de filtrato
exteriores (212a-212e y 211a-211e,
respectivamente), orificios de filtrato interiores
(214a-214e y 213a-213e,
respectivamente), y conductos o canales intermedios de filtrato
(216a-216e y 215a-215e,
respectivamente) que proporciona comunicación de fluido entre el
orificio exterior y el orificio interior. El primer cabezal de
casete 51 también incluye un orificio sanitario de alimentación 150
en comunicación de fluido con la cámara de alimentación 160, así
como un orificio sanitario de filtrato 250, y conductos de filtrato
adicionales. Los conductos de filtrato adicionales proporcionan
comunicación de fluido entre conductos intermedios de filtrato
214a-214e, 213a-213e, y el orificio
sanitario de filtrato 250, y el orificio sanitario de alimentación
150 está en comunicación de fluido con la cámara de alimentación
160.
Como con la realización ilustrada en las figuras
1, 2, y 5, la realización representada en las figuras
6-8 se puede utilizar como mejora en aplicaciones
de casete de láminas planas, y se puede usar con sistemas de
casetes planas convencionales. Sin embargo, la realización
representada en las figuras 6 y 7 es especialmente ventajosa porque
se puede utilizar con chapas de extremo planas convencionales, sin
requerir el uso de conectores de chapa plana externos. Por ejemplo,
como se representa en la figura 10, dado que una realización de la
casete de la invención incluye una pluralidad de adaptadores de
conexión sanitarios, se puede colocar entre chapas de extremo
planas convencionales (chapas planas 501 y 511), y las líneas de
alimentación, retentato y filtrato se pueden conectar sin usar un
colector externo. Dado que los colectores externos típicos son de
acero inoxidable, con orificios perforados diseñados para
aplicaciones particulares, los colectores pueden ser voluminosos,
pesados, caros e inadecuados para varias aplicaciones. Según esta
realización de la invención, las chapas planas se usan meramente
para mantener las casetes en posición, y se puede usar las mismas
chapas para retener una variedad de configuraciones de casetes de
fibras huecas.
Según las realizaciones ilustradas en las
figuras 6-8 y 10, la alimentación se pasa a través
de orificio sanitario de alimentación 150, la cámara de
alimentación 160, y a los agujeros interiores de las membranas de
fibras huecas 21. El filtrato pasa desde las superficies interiores
de las membranas a través de las superficies exteriores, a través
de orificios de filtrato de caja 202a-202e, y los
orificios de filtrato del primer cabezal de casete
200a-200e, y a través de los orificios de filtrato
de caja 204a-204e y los orificios de filtrato del
segundo cabezal de casete 206a-206d. El filtrato
pasa a través de canales intermedios de permeato asociados y
conductos de filtrato adicionales y a través de los orificios
sanitarios de permeato 250 y 252. La alimentación también pasa a
través de orificios de alimentación 100a-100e a las
casetes superiores, y el filtrato desde las casetes superiores pasa
a la casete inferior después de pasar desde las superficies
interiores de las membranas a través de las superficies exteriores.
Si se desea, cada una de las casetes puede incluir al menos un
orificio de filtrato adicional dispuesto para permitir el flujo de
filtrato desde la(s) casete(s) superior(es) a
la(s) casete(s) inferior(es).
El retentato pasa tangencialmente a las
superficies interiores de las membranas, a lo largo de los agujeros
huecos, a la cámara de retentato 180, y a través del adaptador de
conexión sanitario de retentato 152. Dado que la alimentación pasa
desde la casete inferior a la(s) casete(s)
superior(es), el retentato que pasa desde la(s)
casete(s) superior(es) pasa a la casete inferior a
través de los orificios de retentato 102a-102e y a
través del adaptador de conexión sanitario de retentato 152.
Según la invención, las realizaciones de la
casete de fibras huecas se pueden usar individualmente o apiladas.
En una disposición ilustrativa, representada en la figura 10, una o
más casetes representadas en la figura 2 se pueden apilar sobre una
de las casetes representadas en la figura 7. En otra realización,
representada en la figura 9, dos o más casetes representadas en la
figura 1 están apiladas.
Las figuras 11-14 representan
una realización ejemplar de un método para preparar la casete, en
concreto para disponer el filtro en la caja de filtro. Por ejemplo,
se obtiene una caja de filtro hueca 40, y en ella se dispone una
pluralidad de membranas de fibras huecas 21, preferiblemente de tal
manera que ambos extremos de cada una de las membranas de fibras se
extiendan más allá del extremo de la caja 40. Si se desea, los
extremos de las membranas se pueden sellar, por ejemplo, llenar con
un encapsulante (denominado a veces "preencapsular" que
incluye típicamente poner el extremo de la membrana en un material
encapsulante, quitar el extremo del material, y dejar que el
material encapsulante endurezca) antes de disponer las membranas en
la caja. Alternativamente, las membranas se pueden preencapsular
después de disponer las membranas en la caja de filtro. La figura 12
representa una pluralidad de membranas de fibras huecas (teniendo
cada membrana un extremo 90 preencapsulado) dispuestas en la caja.
El encapsulante en los extremos de las membranas no se deberá
extender al extremo de la caja 40, puesto que, como se representa
en la figura 13, después de sacar la caja del material encapsulante
y el material ha endurecido, las membranas (por ejemplo, los
extremos encapsulados 90) se cortarán a nivel con los extremos de
la caja 40 de tal manera que los extremos de las membranas estén
abiertos.
Después del preencapsulado, la caja se encapsula
de tal manera que los extremos de la caja se sellen, es decir, el
área entre las membranas y el área entre la superficie interior de
la caja y la superficie exterior de las membranas se sella. Por
ejemplo, cada extremo de la caja, que tiene una pluralidad de
membranas preencapsuladas que se extienden desde el extremo, se
puede colocar en un encapsulante. La figura 12 representa un extremo
de la caja colocado en una copa de encapsular 600 que tiene
encapsulante 30a (adhesivo encapsulante). En esta realización
ilustrada, la caja está dispuesta en la copa de encapsular de tal
manera que los orificios de filtrato de la caja estén encima del
nivel del encapsulante, evitando así que los orificios de filtrato
se sellen con encapsulante, permitiendo al mismo tiempo sellar el
extremo de la caja. Si se desea, las superficies exteriores de los
extremos de la caja se pueden cubrir con un material extraíble tal
como cinta de teflón, por ejemplo, para poder quitar posteriormente
bien el exceso de encapsulante endurecido.
El otro extremo de la caja de filtro se puede
encapsular de forma similar. Como se representa en la figura 13,
después de que los extremos de la caja han sido sacados de la copa
de encapsular y el material encapsulante ha endurecido, los
extremos de las membranas de fibras huecas se cortan entonces a
nivel con los extremos de la caja, proporcionando (como se
representa en la figura 14) extremos de caja encapsulados sin
bloquear los agujeros internos de las membranas.
Posteriormente, el colector interno 50,
incluyendo los cabezales de casete primero y segundo 51 y 52, se
acopla con los extremos de la caja de filtro, de tal manera que los
orificios de filtrato en los cabezales comuniquen con los
respectivos orificios de filtrato en la caja, y los orificios de
alimentación y retentato en los cabezales comunican con los
respectivos agujeros internos de las membranas. Típicamente, los
cabezales de casete y la caja de filtro se configuran de manera que
haya un ajuste estanco entre las superficies exteriores de la caja
de filtro, y las superficies interiores de los cabezales de
casete.
Preferiblemente, la caja de filtro 40 se sella
al colector interno 50, más preferiblemente usando un adhesivo. Una
vez que la casete de fibras huecas está montada, se puede utilizar
aplicaciones de filtración, por ejemplo, donde los cabezales de
casete se acoplan con colectores externos y/o chapas de extremo o
soportes, por ejemplo, chapas de extremo diseñadas para alojar
casetes de membrana de láminas planas. Dado que la casete tiene
preferiblemente una configuración (por ejemplo, dimensiones y
orificios) similar a la de las aplicaciones de láminas planas
estándar en la industria (por ejemplo, casetes de láminas planas o
dispositivos de chapa y bastidor), las realizaciones de la
invención se pueden utilizar con sistemas convencionales sin piezas
adicionales, adaptadores, y/o modificaciones.
La casete puede tener cualquier configuración
adecuada, por ejemplo, cualquier número de orificios de
alimentación, retentato y filtrato, cualquier número de fibras
(donde las fibras tienen características similares o diferentes tal
como estructura de poros, asimetría, simetría, grosor de pared,
resistencia a la tracción, diámetro interior, diámetro exterior).
Aunque las figuras 5 y 8 representan realizaciones de un cabezal de
casete que tiene orificios de casete interiores y exteriores
desviados conectados mediante un conducto intermedio de permeato
sustancialmente horizontal, otras realizaciones carecen de
orificios desviados y/o conductos. Alternativamente, o además, los
orificios de filtrato se pueden conectar mediante otras
configuraciones de conductos, por ejemplo, conductos en diagonal,
conductos curvados, y sus combinaciones.
Claims (11)
1. Una casete de fibras huecas incluyendo
(1000):
- una caja de filtro (40), incluyendo la caja de filtro (40) una pluralidad de orificios de permeato de caja de filtro (202a-202e, 03a-203e, 204a-204e, 205a-205e);
- un filtro (20) dispuesto en la caja (40), incluyendo el filtro (20) una pluralidad de membranas de fibras huecas (21);
- un colector interno (50) incluyendo un primer cabezal de casete (51) y un segundo cabezal de casete (52),
- incluyendo además el primer cabezal de casete (51) al menos un orificio de alimentación de casete (100a-100e, 101a-101e); e
- incluyendo además el segundo cabezal de casete (52) al menos un orificio de retentato de casete 102a-102e, 103a-103e);
caracterizado porque cada
uno de los cabezales de casete primero y segundo (51 y 52) incluye
una pluralidad de orificios de permeato de casete
(200a-200d, 206a-206d,
207a-207d), donde los orificios de permeato de caja
de filtro (202a-202e, 03a-203e,
204a-204e, 205a-205e) están en
comunicación de fluido con los orificios de permeato de casete
(200a-200d, 206a-206d,
207a-207d).
2. Una casete de fibras huecas (1000) según la
reivindicación 1 donde:
- cada uno de dichos cabezales de casete primero y segundo (51 y 52) tienen un conector de permeato de casete, donde los orificios de permeato de casete (200a-200d, 206a-206d, 207a-207d) están en comunicación de fluido con los conectores de permeato de casete;
- incluyendo además el primer cabezal de casete (51) una pluralidad de orificios de alimentación de casete y un conector de alimentación de casete, donde los orificios de alimentación de casete (100a-100e, 101a-101e) están en comunicación de fluido con el conector de alimentación de casete; e
- incluyendo además el segundo cabezal de casete (52) una pluralidad de orificios de retentato de casete y un conector de retentato de casete,
donde los orificios de retentato de
casete (102a-102e, 103a-103e) están
en comunicación de fluido con el conector de retentato de
casete.
3. Un sistema de casete de fibras huecas
incluyendo:
- una casete de fibras huecas (1000) según la reivindicación 1 y una casete de fibras huecas (1000) según la reivindicación 2, donde dicha casete de fibras huecas (1000) según la reivindicación 1 está en comunicación de fluido con dicha casete de fibras huecas (1000) según la reivindicación 2 de tal manera que los orificios de alimentación de casete (100a-100e, 101a-101e) de las casetes están en comunicación mutua de fluido, los orificios de permeato de casete (200a-200d, 205a-206d, 207a-207d) de las casetes están en comunicación mutua de fluido y los orificios de retentato 102a-102e, 103a-103e) de las casetes están en comunicación mutua de fluido.
4. Un sistema de casete de fibras huecas
incluyendo:
- al menos una primera casete de fibras huecas (1000) según la reivindicación 1, y en comunicación de fluido con ella,
- una casete de fibras huecas adicional (1000) incluyendo una caja de filtro (40), incluyendo la caja de filtro (40) una pluralidad de orificios de permeato de caja de filtro (202a-202e, 03a-203e, 204a-204e, 205a-205e);
- un filtro (20) dispuesto en la caja, incluyendo el filtro (20) una pluralidad de membranas de fibras huecas (21);
- un colector interno (50) incluyendo un primer cabezal de casete (51) y un segundo cabezal de casete (52), incluyendo cada uno de los cabezales de casete primero y segundo (51 y 52) una pluralidad de orificios de permeato de casete (200a-200d, 206a-206d, 207a-207d); y
- un adaptador de conexión sanitario de permeato de casete (250), donde los orificios de permeato de caja de filtro (202a-202e, 03a-203e, 204a-204e, 205a-205e) están en comunicación de fluido con los orificios de permeato de casete (200a-200d, 206a-206d, 207a-207d); y los orificios de permeato de casete (200a-200d, 206a-206d, 207a-207d); están en comunicación de fluido con el adaptador de conexión sanitario de permeato de casete (250); incluyendo además el primer cabezal de casete (51) una pluralidad de orificios de alimentación de casete (100a-100e, 101a-101e) y un adaptador de conexión sanitario de alimentación de casete (150), donde los orificios de alimentación de casete (100a-100e, 101a-101e) están en comunicación de fluido con el adaptador de conexión sanitario de alimentación de casete (150); y incluyendo además el segundo cabezal de casete (52) una pluralidad de orificios de retentato de casete (102a-102e, 103a-103e) y un adaptador de conexión sanitario de retentato de casete (152),
donde los orificios de retentato de
casete (102a-102e, 103a-103e) están
en comunicación de fluido con el adaptador de conexión sanitario de
retentato de casete
(152).
5. Una casete (1000) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 o 2, donde los orificios de permeato de cabezal
de casete primero y/o segundo (51 y/o 52) incluyen orificios de
permeato interiores y exteriores desviados
(222a-222e, 223a-223e y
220a-220e, 221a-221e), y/o donde los
cabezales de casete primero y/o segundo (51 y/o 52) incluyen al
menos un adaptador de conexión sanitario.
6. Una casete (1000) según la reivindicación 5,
donde cada uno de los cabezales de casete primero y segundo (51 y
52) incluye un adaptador de conexión sanitario de permeato (250,
252).
7. Una casete (1000) según la reivindicación 6,
donde el primer cabezal de casete (51) incluye además un adaptador
de conexión sanitario de alimentación (150), y el segundo cabezal de
casete (52) incluye además un adaptador de conexión sanitario de
retentato (152).
8. Una casete (1000) según cualquiera de las
reivindicaciones
1, 2, 5, 6 o 7, adaptada para uso con un sistema
de colector de casete de membrana plana y/o dos chapas de extremo
planas (501, 511).
9. La casete (1000) según cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2, 5-8, donde cada uno de los
cabezales de casete primero y segundo (51 y 52) incluye paredes
planas superior e inferior opuestas.
10. Un método de procesar un fluido,
incluyendo:
- pasar el fluido a través de la casete (1000) según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 5-9; y
- obtener un permeato que pasa a través del filtro (20).
11. Un método para separar un fluido en un
permeato y un retentato incluyendo:
- pasar un fluido de alimentación a una casete de fibras huecas (1000) según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 5-9.
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