搅拌器单元模块及使用方法

搅拌器单元模块及使用方法
【专利摘要】本发明公开了用于搅拌器单元模块的挡板、包括挡板的搅拌器单元模块以及使用挡板和模块的方法。
【专利说明】搅拌器单元模块及使用方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及搅拌器单元模块及使用方法。

【背景技术】
[0002] 考虑到例如分子类型和各种工艺之间的差异，膜被评估为在选择率和通量之间提 供期望的平衡。搅拌器单元模块例如用于小规模制造和研究，以对用于期望应用和装置的 候选的膜进行初步评估。通常，模块为搅拌罐的形式，并且膜装配在底部中。进给或测试流 体被引入到模块中，模块进行操作，对于每个膜分析通量对选择率的关系。基于分析结果， 可以进一步评估膜，例如它们可以被放大，并且可以利用横流或横膜压力（TMP)条件进行 测试，例如利用切向流动过滤（TFF)盒或保持器进行测试。
[0003] 然而，需要改进搅拌器单元模块，以提供更加准确的和/或可预测的结果，例如与 利用TFF盒或保持器获得的那些结果更加接近的结果。从以下的说明中，本发明的这些和 其它优点将会变得明显。


【发明内容】

[0004] 根据本发明的实施例，提供一种搅拌器单元模块，其能够操作以提供有效的膜测 试。
[0005] 搅拌器单元模块的一个实施例包括：(a)底部壁，其包括端口； (b)本体，其包括内 部壁；（c)可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件；以及（d)挡板，其包括上表 面、下表面、至少一个中心通道和侧部，中心通道穿过上表面和下表面两者，该侧部包括外 表面，该外表面接触本体的内部壁，其中搅拌器的轴穿过挡板的中心通道，并且搅拌器构件 布置在底部壁和挡板的下表面之间。在某些实施例中，中心通道包括具有锥形侧壁的通道。 作为另外一种选择或者除此之外，在某些实施例中，挡板还可以包括穿过上表面和下表面 两者的多个流动通道，并且流动通道可以包括穿孔和/或翅片。
[0006] 搅拌器单元模块的另一个实施例包括：(a)底部壁，其包括端口； (b)本体，其包括 内部壁；（c)可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件；以及（d)挡板，其包括上 表面、下表面、中心通道、多个流体流动通道和侧部，中心通道和多个流体流动通道穿过上 表面和下表面两者，该侧部包括外表面，该外表面接触本体的内部壁，其中搅拌器的轴穿过 挡板的中心通道，并且搅拌器构件布置在底部壁和挡板的下表面之间。在某些实施例中，挡 板的流体流动通道包括穿孔和/或翅片。
[0007] 在另一个实施例中，提供使用搅拌器单元模块的方法。
[0008] 本发明的另一个实施例提供一种用于搅拌器单元模块的挡板。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1 (A-B)示出了根据本发明实施例的用于搅拌器单元模块的包括中心通道的挡 板的前视图、透视图、侧视图和横截面图。图1A示出了具有锥形侧壁（示出为从上表面和 从下表面成锥形）的中心通道，图1B示出了具有非锥形（例如在坚向横截面中是直的）侧 壁的中心通道。
[0010] 图2示出了根据本发明实施例的用于搅拌器单元模块的包括中心通道和多个流 体流动通道的挡板的前视图、透视图和侧视图。
[0011] 图3示出了根据本发明其它实施例的用于搅拌器单元模块的包括中心通道和多 个流体流动通道的另一个挡板的透视图。
[0012] 图4示出了根据本发明实施例的搅拌器单元模块的装配图，该搅拌器单元模块包 括图1A所示的挡板（膜未示出），该模块包括：底部壁，其包括端口；本体，其包括内部壁； 可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件；以及挡板，其中该挡板包括上表面、 下表面、至少一个中心通道和侧部，中心通道穿过上表面和下表面两者，该侧部包括外表 面，挡板的外表面接触本体的内部壁，其中搅拌器的轴穿过挡板的中心通道，并且搅拌器构 件布置在底部壁和挡板的下表面之间。
[0013] 图5 (A-B)示出了根据本发明实施例的搅拌器单元模块的分解图（图5A)和装配 图（图5B)，该搅拌器单元模块包括图2所示的挡板（膜未示出），该模块包括：底部壁，其 包括端口；本体，其包括内部壁；可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件；以 及挡板，其中该挡板包括上表面、下表面、至少一个中心通道和侧部，中心通道穿过上表面 和下表面两者，该侧部包括外表面。图5B示出了挡板的外表面接触本体的内部壁，其中搅 拌器的轴穿过挡板的中心通道，并且搅拌器构件布置在底部壁和挡板的下表面之间。
[0014] 图6示出了根据本发明实施例的搅拌器单元模块的装配图，该搅拌器单元模块包 括图3A所示的挡板（膜未示出），该模块包括：底部壁，其包括端口；本体，其包括内部壁； 可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件；以及挡板，其中该挡板包括上表面、 下表面、至少一个中心通道和侧部，中心通道穿过上表面和下表面两者，该侧部包括外表 面，挡板的外表面接触本体的内部壁，其中搅拌器的轴穿过挡板的中心通道，并且搅拌器构 件布置在底部壁和挡板的下表面之间。
[0015] 图7(A_C)示出了根据本发明实施例的组装的搅拌器单元模块的横截面图，搅拌 器单元模块分别包括图1A、2和3A所示的挡板（膜未示出）。

【具体实施方式】
[0016] 根据本发明的实施例,搅拌器单元模块包括：(a)底部壁，其包括端口； (b)本体， 其包括内部壁；（c)可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件（通常固定到该 轴）；以及（d)挡板，其包括上表面、下表面、至少一个中心通道和侧部，中心通道穿过上表 面和下表面两者，该侧部包括外表面，该外表面接触本体的内部壁，其中搅拌器的轴穿过挡 板的中心通道，并且搅拌器构件布置在底部壁和挡板的下表面之间。在某些实施例中，挡板 还可以包括穿过上表面和下表面两者的多个流动通道，并且流动通道可以包括穿孔和/或 翅片。
[0017] 搅拌器单元模块的另一个实施例包括：(a)底部壁，其包括端口； (b)本体，其包括 内部壁；（c)可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至少一个构件；以及（d)挡板，其包括上 表面、下表面、中心通道、多个流体流动通道和侧部，中心通道和多个流体流动通道穿过上 表面和下表面两者，该侧部包括外表面，该外表面接触本体的内部壁，其中搅拌器的轴穿过 挡板的中心通道，并且搅拌器构件布置在底部壁和挡板的下表面之间。在某些实施例中，挡 板的流体流动通道包括穿孔和/或翅片。
[0018] 在某些实施例中，挡板的中心通道包括具有锥形侧壁的通道。
[0019] 在一个实施例中，挡板包括中心毂和附接到毂的多个翅片。在某些实施例中，中心 毂具有轴线，并且翅片相对于中心毂的轴线倾斜。作为另外一种选择或者除此之外，在一个 实施例中，挡板包括至少3个翅片。
[0020] 根据本发明，还提供使用搅拌器单元模块的方法。例如，方法的实施例包括：将流 体引入到搅拌器单元模块的实施例中，其中搅拌器单元模块中包括有膜；操作该搅拌器； 获得穿过膜的滤液；以及针对膜分析通量对选择率的关系。
[0021] 在另一个实施例中，提供用于操作搅拌器单元模块的方法，其中搅拌器单元模块 包括：底部壁，其包括端口；本体，其包括内部壁；可旋转搅拌器，其包括轴和从轴伸出的至 少一个构件；挡板，其包括上表面、下表面、中心通道和侧部，中心通道穿过上表面和下表面 两者，该侧部包括外表面，该外表面接触本体的内部壁；以及膜，其具有上游表面和下游表 面，该下游表面接触底部壁，其中搅拌器的轴穿过挡板的中心通道，并且搅拌器构件布置在 底部壁和挡板的下表面之间；所述方法包括：将流体引入到本体中；旋转搅拌器；以及使流 体穿过膜并穿过底部壁中的端口。在优选的实施例中，该方法还包括：针对膜分析通量对选 择率的关系。
[0022] 根据本发明的另一个实施例，设有用于搅拌器单元模块的挡板，该挡板包括中心 通道、上表面、下表面和外表面，其中中心通道穿过上表面和下表面两者。在某些实施例中， 中心通道包括具有锥形侧壁的通道。作为另外一种选择或者除此之外，在某些实施例中，挡 板还可以包括穿过上表面和下表面两者的多个流动通道，并且流动通道可以包括穿孔和/ 或翅片。有利地，根据本发明的挡板的实施例适用于现有的搅拌器单元模块，例如模块可以 利用挡板而被"改进"。
[0023] 根据本发明另一个实施例的挡板，该挡板包括中心通道、流体流动通道、上表面、 下表面和外表面，其中中心通道和流体流动通道穿过上表面和下表面两者。在挡板的某些 实施例中，流体流动通道包括穿孔和/或翅片。
[0024] 有利地，根据本发明的挡板（以及包括挡板的搅拌器单元模块）可以有效地进行 操作。在不受限于任何具体机制的情况下，据信挡板阻碍动量传递到上部流体层，从而能够 以较高的每分钟转数和较高的通量进行搅拌。据信，通过防止动量传递离开膜表面，挡板捕 获由搅拌器在膜表面附近施加的动能（紊流/压力），这加强了保留的溶质离开活性过滤部 位的运输，并且降低了浓差极化。据信，这允许更能代表切向流动过滤（TFF)的较高的横跨 膜通路条件，而没有否则在没有加强混合的情况下高通量条件可能引起的人工痕迹。额外 的优点包括需要较少的测试溶液（例如减少或消除了额外测试溶液的需要），从而减少了 测试时间和成本。作为另外一种选择或者除此之外，可以更加高效地执行测试，例如结果更 加具有可预测性，从而在接下来的放大测试之前剔除了不太期望的候选膜，进一步减少了 整体的测试时间和成本。
[0025] 在某些实施例中，使用挡板减少了涡旋的形成。
[0026] 以下将更详细地描述本发明的各个组成部分，其中相似的部件具有相似的附图标 记。
[0027] 在图1-3所示的实施例中，挡板100包括中心通道150、上表面110、下表面120和 侧部130,该侧部包括外表面131，其中中心通道穿过上表面和下表面两者。
[0028] 在图2和3所示的实施例中，挡板100还包括多个流体流动通道160,其中流体流 动通道穿过挡板的上表面和下表面两者。在某些实施例中，据信流动通道允许进行排水和 减少滞留空气。
[0029] 在图2所示的实施例中，所示的挡板包括沿轴向布置的翅片175、具有非球形开口 的流体流动通道160、具有轴线185的中心毂180以及具有外表面131的外环135,其中翅 片插置在中心毂和外环之间并且连接到中心毂和外环。翅片优选地相对于中心毂的轴线倾 斜，并且包括第一边缘175A和第二边缘175B。在某些实施例中（未不出），翅片包括处于 第一边缘和第二边缘之间的弯曲部。
[0030] 在图3所示的实施例中，所示的挡板100包括具有球形孔或穿孔190的流体流动 通道160。
[0031] 多种挡板构造适合用于本发明。在流体流动通道160包括球形或大致球形开口 (例如穿孔190)的那些实施例中，例如如图3所示，中心通道150(用于搅拌器轴）具有的 内径比流体流动通道160的各个直径大。除此之外或者作为另外一种选择，流体流动通道 彼此具有类似的或相同的内径或开口面积，或者内径或开口面积可以是变化的。
[0032] 在图1A_1B、2、4和5所示的实施例中，挡板的外表面131是连续的，具有的外径提 供与搅拌器单元模块的本体的内部壁的过盈配合。
[0033] 然而，外表面131的多个部分可以被切除，例如如图3和6所示（例如提供非连续 的外表面131A)，以提供流体流动通道，同时仍然提供与搅拌器单元模块的本体的内部壁的 过盈配合。
[0034] 中心通道150可以具有任何合适的构造，例如形状和尺寸（例如直径）。示例性 地，中心通道可以具有锥形侧壁（例如如图1A所示）或者非锥形（例如直的）侧壁（例如 如图1B、2A-2C和3所示）。关于锥形侧壁，侧壁优选地从上表面和下表面两者成锥形，例如 如图1A所示，但是也可以仅仅从上表面或下表面成锥形。通常，中心通道具有的直径处于 从大约5mm到大约30mm的范围内，优选地，中心通道具有的直径是25mm或更小。然而，中 心通道可以具有更大或更小的直径。
[0035] 除此之外或者作为另外一种选择，虽然图示的实施例示出了中心通道150每个都 包括球形或大致球形开口，但是该通道可以具有非球形开口，例如三角形、矩形、方形或其 它形状的开口。另外，开口可以具有连续的内表面151 (例如如图1A-1B、2、4和5所示）或 被切除的内表面（例如以提供非连续的内表面151A，如图3和6所示）。
[0036] 在图4-6所示的搅拌器单元模块的实施例中（并且参考图1-3所示的挡板的实施 例），搅拌器单元模块1000包括：压力密封的覆盖件700 ;流体入口 /出口端口 710 ;至少一 个通风口 701 (示出了可选的第二通风口 701);气体入口端口 702 (用于对模块进行加压）； 膜保持器600,其包括底部壁601，该底部壁包括渗透出口端口 601A ;本体500,其包括中心 管腔，并且包括内部壁501和外部壁502 ;挡板100,其包括中心通道150、上表面110和下 表面120,中心通道穿过上表面和下表面两者，该挡板还包括具有外表面131的侧部130,该 外表面与本体500的内部壁501接触。在图5和6所示的实施例中，挡板100还包括流体 流动通道160,其中流体流动通道穿过上表面和下表面110、120两者。
[0037] 所示的搅拌器单元模块还包括搅拌器400,该搅拌器包括轴410和推进器420 (在 图示的实施例中，该推进器包括从轴向外延伸的两个伸出构件或臂421A、421B)，其中该轴 穿过挡板的中心孔，并且推进器位于挡板的下表面与底部壁之间（例如如图7所示）。另 夕卜，在图示的实施例中，模块包括可动支撑件900(如图5A中更详细地示出），以便使膜保持 器与本体可密封地接合。
[0038] 在典型的使用准备中，支撑件900被降低，膜将被放置在膜保持器600的底部壁 601上，并且支撑件上升，以便使膜保持器与本体可密封地接合。
[0039] 模块可以包括额外的部件，例如，用于使搅拌器旋转的装置（例如磁体或马达 950)，一个或多个轴承（例如与马达和/或搅拌器相关联），一个或多个0形环和/或衬垫， 和/或一个或多个管配合件和/或端口和/或阀（例如，用于气体加压，通气/压力减轻， 以及渗透）。
[0040] 根据本发明实施例的搅拌器单元模块可以具有任何合适的容量，例如若干毫升 (mL)或更大。在某些实施例中，模块具有的容量为数百mL，或者数千mL，或者更大。通常， 根据本发明实施例的搅拌器单元模块具有的容量为大约3mL至大约600mL，或更大。
[0041] 多种本体构造（以及用于覆盖件、底部壁、搅拌器和支撑件的构造）适合用于本发 明，并且这样的元件和构造是可商购获得的。
[0042] 在图示的实施例中，搅拌器400的下端部430具有例如大致"T"形的外观，其中搅 拌器轴410具有坚向轴线，推进器420具有与坚向轴线垂直地或大致垂直地伸出的两个构 件或臂421a、421b，并且推进器的中心安装到轴的下端部，但是本发明并不限于此。示意性 地，推进器可以具有三个或更多个臂和/或弯曲壁，和/或构件可以与轴的坚向轴线不平行 地或平行地伸出。除此之外或者作为另外一种选择，推进器可以在与轴的下端部相距一定 距离处安装到轴。
[0043] 挡板、本体、膜保持器、支撑件、覆盖件和搅拌器可以由任何合适的不能透过的刚 性材料（包括任何不能透过的热塑性材料）制成，该材料与所使用的流体相容。例如，挡板、 本体、膜保持器和覆盖件可以由聚合物或金属（例如不锈钢）制成。通常，对于不太关注溶 剂抗性的那些实施例，接触搅拌液体的表面是非金属的，而在关注溶剂抗性的情况下，接触 搅拌液体的表面是金属（例如不锈钢）和/或玻璃（例如硼硅酸盐玻璃）。在一个实施例 中，轴和推进器涂覆有PTFE。在优选的实施例中，本体和挡板均由聚合物制成；在某些实施 例中，本体是透明或半透明的聚合物，例如丙烯酸树脂、聚丙烯、聚苯乙烯、砜或具有聚碳酸 酯的树脂。对于在操作模块的同时观察模块的内容物而言，透明或半透明的聚合物将会是 期望的。
[0044] 根据本发明，可以使用多种膜。
[0045] 膜可以具有任何合适的孔结构，例如孔尺寸（例如，如起泡点所证实的那样，或例 如美国专利4, 340, 479中所述的&所证实的那样，或者如毛细作用冷凝流动促进器所证 实的那样）、平均流动空隙（MFP)尺寸（例如当特征在于使用孔隙度仪时，例如Porvair Porometer(英国诺福克的Porvairplc)，或者可获得的商标名为P0R0LUX(Porometer. com ; 比利时）的孔隙度仪）、孔率、孔径（例如当特征在于使用例如如美国专利4, 925, 572中所 述的修改的〇SU F2测试时）、或移除速率。
[0046] 膜可以具有任何合适的直径和有效膜面积。通常，膜具有至少大约25mm的直径 和至少大约0. 9cm2的有效膜面积，更典型地，有效膜面积为至少大约3. 5cm2。其它的示例 性膜直径和有效膜面积为至少大约45mm和至少大约11. 5cm2 ;至少大约64mm和至少大约 27. 0cm2 ;至少大约76mm和至少大约38. 5cm2 ;至少大约90mm和至少大约54. 5cm2 ;至少大约 150mm和至少大约162cm2,或更大。
[0047] 以下的实例进一步示出了本发明，但是这些实例当然不应当被理解为以任何方式 限制本发明的范围。
[0048] 实例 1
[0049] 这个例子证明，与使用没有挡板的搅拌器单元模块所获得的结果相比，使用根据 本发明实施例的包括挡板的搅拌器单元模块提供了更能代表TFF盒性能的混合葡聚糖R90 结果。
[0050] 具有8. 9mm中心孔的锥形实心塑料盘式挡板（大致如图1A所示）利用压力配合 安装在搅拌器单元模块中，将挡板定位在膜的上游表面上方大约lcm处，其中挡板可以被 移除，以便直接比较挡板的效果。模块具有大约50mL的容量。在模块中测试的膜（利用葡 聚糖测试）的直径为大约44. 5mm，有效膜面积为大约13. 4cm2。每个容器中放置相同等级 的膜进行测试。
[0051] 五个具有30kDa标称分子量的δ再生纤维素介质的44. 5mm的盘（纽约华盛顿港 的Pall公司）在相同的搅拌器单元模块中测试两次，一次具有挡板而一次没有挡板。在第 一次葡聚糖测试之前，这些盘在去离子（DI)水中冲洗24小时，接下来通过加压的250mL新 鲜DI水在55psi的压力下对整个盘冲洗任何防腐剂。在第一次葡聚糖测试之后，利用DI 水对盘和搅拌器单元模块进行彻底的冲洗，之后进行10分钟的清洁循环，包括利用加热到 40°C的新鲜DI水进行1000RPM的搅拌。每个膜样品顺序地测试两次，测试顺序是具有挡板 的首先测试的三个盘和没有挡板的首先测试的两个盘交替进行。
[0052] 搅拌器单元模块在调节恒定渗透通量的同时进行操作。搅拌器单元利用氮气加压 到20psi，并且磁性搅拌器利用VWR数字化搅拌板以1600RPM的速度旋转。利用单元模块 下游的Rainin Precision Peristaltic Pump (Rainin精密懦动泵）（俄亥俄州哥伦布的 Mettler Toledo)，渗透流量设定为每小时每平方米70升（LMH)。
[0053] 与相同的具有挡板的测试样品相比，没有挡板的测试样品具有较高的R90(高 17kDa)。当在具有挡板的情况下测试盘时，观察到大约28kDa的R90 ;然而，当在没有挡板 的情况下测试相同的盘时，测量到大约45kDa的R90。不管利用成对的T检验（p〈0. 05)的 测试顺序如何，所观察到的差异在统计意义上是显著的。
[0054] 提供包括挡板的搅拌器单元模块，并且该模块大致如实例1中所述地进行操作， 不同的是搅拌器以1000RPM的速度旋转，并且恒定渗透通量为25LMH。R90是17kDa。
[0055] 使用相同膜等级和葡聚糖混合的TFF盒测试提供了 16-18kDa的R90。
[0056] 因此，这个例子证明，与使用没有挡板的搅拌器单元模块所获得的结果相比，使用 根据本发明实施例的包括挡板的搅拌器单元模块（采用不同的搅拌速率和渗透通量）提供 了更能代表TFF盒性能的混合葡聚糖R90结果。
[0057] 实例 2
[0058] 这个例子证明了使用搅拌器单元模块减少了涡旋的形成，该搅拌器单元模块包括 具有不同直径的中心通道的挡板。
[0059] 提供大致如图1B和4所示的包括挡板的搅拌器单元模块。为了进行比较，对于每 组试验还提供不具有挡板的搅拌器单元模块。
[0060] 使用44. 5mm的模块，并且挡板的中心直径为8. 9mm、10. 2_、11. 4mm、12. 7mm和 19. lmm〇
[0061] 挡板是成楔形靠着聚砜圆柱形本体的内部壁的塑料板。挡板定位在膜保持器的表 面上方大约lcm处。引入测试溶液，并且利用5psi (34. 5kPa)下的氮气对模块进行加压。搅 拌器的RPM通过频闪仪进行确认。在不同的搅拌速度下取得涡旋高度的图片，并且通过将 每个图像校准到基准长度而利用测微法图像分析软件来分析来自图片的涡旋高度。
[0062] 结果如以下的表1所示：
[0063] 中心孔尺寸（mm)搅拌RPM 祸旋高度（mm) 8?9 240 0702 8?9 600 0 8?9 1000 0703 8?9 1600 0 ?0 2 240 0 ?0 2 600 0 10 2 1000 0 10 2 1600 ΤΓ02 11.4 240 0702 11.4 600 0705 11.4 1000 0?3 11.4 1600 ~3Λ8 12. 7 240 〇Γ9 12. 7 600 07% 12. 7 1000 3?39 12. 7 1600 8?31 ΤθΓ? 240 0729 ΤθΓ? ?θΟΟ |5.81 ΤθΓ? ΙΟΟΟ 23. 17 ΤθΓ? 1600 30.62 44. 5 (没有挡板）"-- ITol 44. 5 (没有挡板）26.97 44. 5 (没有挡板）1000 44.29 44. 5(没有挡板）1600 50.63
[0064]
[0065] 表 1
[0066] 在另一组试验中，使用63. 5mm的模块，并且挡板的中心直径为8. 9mm、12. 7mm和 19. lmm〇
[0067] 结果如以下的表2所示：
[0068] 中心孔尺寸（mm)搅拌RPM 祸旋高度（mm) 8?9 240 0 8?9 600 0 8?9 1000 0 12. 7 600 0 12. 7 1000 0 12. 7 1600 0Γ2? ?9Γ? 600 0 ?9Γ? 1000 5Γ07 ΤθΓ? 1600 19.72 63. 5(没有挡板）-- δΤΤ? 63. 5(没有挡板）55.96 63. 5(没有挡板）^0 77.81
[0069] 表 2
[0070] 该例子示出了，利用具有中心通道的挡板可以减少涡旋，并且多种中心直径是合 适的。
[0071] 实例 3
[0072] 这个例子证明了使用搅拌器单元模块减少了涡旋的形成，该搅拌器单元模块包括 挡板，该挡板具有不同的厚度和不同数量的翅片。
[0073] 提供大致如图2和5所示的包括挡板的搅拌器单元模块。为了进行比较，还提供 不具有挡板的搅拌器单元模块。
[0074] 使用44. 5mm的模块，并且使用两组挡板，一组具有3. 4mm的厚度以及3、6和10个 叶片，另一组具有6. 4mm的厚度以及3、6和10个叶片。
[0075] 挡板是成楔形靠着聚砜圆柱形本体的内部壁的塑料板。挡板定位在膜保持器的表 面上方大约lcm处。引入测试溶液，并且利用5psi (34. 5kPa)下的氮气对模块进行加压。
[0076] 搅拌器以0、240、600、800和1000RPM的速度旋转。
[0077] 在不同的搅拌速度下取得涡旋高度的图片，并且通过将每个图像校准到基准长度 而利用测微法图像分析软件来分析来自图片的涡旋高度。
[0078] 结果如以下的表3所示：
[0079] 标准化涡旋高度 厚度（mm ) 叶片数量 攬拌RPM丨 ____(mm )_ 3.4 3 0 _ 0 _ 3.4 __3 240__M5 _ 3·4 3 _0 _ *).% _ 3.4 3 800 19.69 3.4 __3 1000__24.11 _ 3.4 6 0 _ 0 _ 3.4 __6 240__1.12 _ 3.4 __6 600__5.76 3·4 6 §00 9.34 _3.4__6 1000__12.51 3.4 __10 0__0_ 3·4 10 1 240 0.72
[0080] 3.4 10 600 1.26 3.4 10 800 l,4i 3.4 10 1000 3,28 6.4 3 0 0 6.4 3 240 0.6 6.4 3 600 6.3 6.4 3 800 9.24 6.4 3 1000 12.29 6.4 6 0 0 6.4 6 240 0.44 6.4 __6__600__2.93 6.4 6 800 4.64 6.4 6 1000 6.58 6.4 __W__Ο__Ο_ 6.4 10 240 0.12 6.4 __W__§m__2,71 6.4 __1|__800__6.13 6.4 __10 1000__7,85 没有挡板 没有挡板 0__0 没有挡板 没有挡板__im__2,86 没有挡板 没有挡板 600 26.42 没有挡板 没有挡板__800__33.55 没有挡板 没有挡板 1000 42,23
[0081]表 3
[0082] 该例子示出了，利用具有翅片的挡板可以减少涡旋，并且多种数量的叶片和挡板 厚度是合适的。
[0083] 本文所引用的所有参考文献，包括公开、专利申请和专利，通过参考并入本文，就 像每篇参考文献单独地且具体地通过参考而并入且其全文列在本文中。
[0084] 在描述本发明的内容中（尤其是在以下权利要求的内容中）使用术语"一"和"该" 和"至少一个"以及类似表达被认为是覆盖单数和复数形式，除非文中另有说明或者明显与 内容相矛盾。使用后面跟随一个或多个项目列表的术语"至少一个"（例如A和B中的至少 一个"）指的是从所列的项目中选择一个项目（A或B)或者所列的项目中的两个或更多个 的任何组合（A和B)，除非本文中另外指明或者本文中清楚地表示出相反的意义。术语"包 括"、"具有"、"包含"和"含有"被认为是开放性的术语（即意思是"包括但不限于"），除非 另有说明。本文中数值范围的描述仅仅是用作单独参考落在范围内的每个单独值的简化方 法，除非本文另外指明，并且每个单独的值并入到说明中就像其在本文中被单独引用。本文 所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行，除非本文另外指明，或者明显与内容矛盾。本 文所提供的任何和所有实例或示例性语言（如"例如"）的使用仅仅只是为了更好地阐明本 发明，并且不是对本发明的范围的限制，除非另外指明。说明书中的语言不应当被认为是表 明任何未提及的元件对本发明的实施是必要的。
[0085] 这里描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的实施本发明的最佳模式。在 阅读前述说明的情况下这些优选实施例的变化对本领域普通技术人员而言是明显的。发明 人期望技术人员适当地采用这样的变化，并且发明人期望以除了本文具体描述以外的方式 来实施本发明。因此，本发明包括法律所允许的所附权利要求中引用的主题的所有修改和 等效。此外，上述元件在其所有可能变化中的任何组合都被本发明所涵盖，除非本文另外指 明，或者明显与内容矛盾。
【权利要求】
1. 一种搅拌器单元模块，其包括 (a) 底部壁，所述底部壁包括端口； (b) 本体，所述本体包括内部壁； (c) 可旋转搅拌器，所述可旋转搅拌器包括轴和从所述轴伸出的至少一个构件；以及 (d) 挡板，所述挡板包括上表面、下表面、中心通道和侧部，所述中心通道穿过所述上表 面和下表面两者，所述侧部包括外表面，所述外表面接触所述本体的内部壁， 其中所述可旋转搅拌器的轴穿过所述挡板的中心通道，并且所述可旋转搅拌器的至少 一个构件布置在所述底部壁和所述挡板的下表面之间。
2. 根据权利要求1所述的搅拌器单元模块，其中所述挡板还包括多个流体流动通道， 所述多个流体流动通道穿过所述上表面和下表面两者。
3. 根据权利要求2所述的搅拌器单元模块，其中所述挡板包括中心毂和附接到所述中 心毂的多个翅片。
4. 根据权利要求2所述的搅拌器单元模块，其中所述挡板包括穿孔板。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的搅拌器单元模块，其中所述中心通道包括锥形侧 壁。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的搅拌器单元模块，其中所述挡板的外表面是连续 的。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的搅拌器单元模块，其中所述挡板的中心通道具有 连续的内表面。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的搅拌器单元模块，其还包括膜，其中所述膜接触 所述底部壁。
9. 一种用于操作搅拌器单元模块的方法，其中所述搅拌器单元模块包括：底部壁，所 述底部壁包括端口；本体，所述本体包括内部壁；可旋转搅拌器，所述可旋转搅拌器包括轴 和从所述轴伸出的至少一个构件；挡板，所述挡板包括上表面、下表面、中心通道和侧部，所 述中心通道穿过所述上表面和下表面两者，所述侧部包括外表面，所述外表面接触所述本 体的内部壁；以及膜，所述膜具有上游表面和下游表面，所述下游表面接触所述底部壁，其 中所述可旋转搅拌器的轴穿过所述挡板的中心通道，并且所述可旋转搅拌器的至少一个构 件布置在所述底部壁和所述挡板的下表面之间； 所述方法包括：将流体引入到所述本体中；旋转所述搅拌器；以及使流体穿过所述膜 并穿过所述底部壁中的端口。
10. -种用于操作搅拌器单元模块的方法，其包括：将流体引入到根据权利要求1-8中 任一项所述的搅拌器单元模块的本体中；操作所述可旋转搅拌器；以及使流体穿过所述膜 并穿过所述底部壁中的端口。
11. 根据权利要求9或10所述的方法，其还包括：针对所述膜分析通量对选择率的关 系。
【文档编号】B01D65/10GK104117286SQ201410169252
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】J·S·佩莱格里诺, 肖丽香, R·莫里斯, J·J·哈斯科克 申请人:帕尔公司