一种切向流过滤系统的干燥方法及保存方法与流程

本发明涉及切向流过滤系统领域，特别涉及一种切向流过滤系统的干燥方法及保存方法。

背景技术：

1、切向流过滤是指液体流动方向与过滤方向相垂直的过滤形式。切向流过滤系统1主要应用于：生物制品的浓缩、提纯、透析(脱盐和脱醇等)、置换缓冲液、培养液和缓冲液除热源等；生物工程领域下游处理，如取代离心机从发酵液中收集细胞及去除细胞碎片等。

2、图1、图2、图3中示出了一种现有的切向流过滤系统1，如图1、图2、图3所示，切向流过滤系统1包括：

3、料液罐11，内部设有搅拌器；

4、电机12，电机12和料液罐11内的搅拌器动力连接，以驱动搅拌器搅拌料液罐11内的物料；

5、通气口，料液罐11通过顶部滤器阀13和通气口连通，顶部滤器阀13打开时使得料液罐11内部和外界环境连通，气压一致；

6、歧管21，用于安装膜包来过滤料液；

7、进料管路31，进料管路31上设有液位泵35和进料阀36，切向流过滤系统1的第一入口、第二入口、第三入口用于添加物料，并分别通过第一入口阀34、第二入口阀33、第三入口阀32和进料管路31连通；

8、回流端管路41，回流端管路41上设有回流端第一阀42和回流端第二阀43；

9、进气口，通过气阀44和回流端管路41连通，用于向切向流过滤系统1吹气；

10、回流端取样口，通过回流端取样阀45和回流端管路41连通，用于回流端取样；

11、完整性测试口46，和回流端管路41连通，用于连接过滤器完整性测试仪来执行膜包完整性测试；

12、进口端管路51，进口端管路51上设有进口端第一阀52、进料泵53、进口端第二阀55，进口端管路51通过进口端排废阀54和排废口连通；

13、透过端管路，包括透过端第一管路61和透过端第二管路63，透过端第一管路61通过透过端第一排废阀62和排废口连通，透过端第二管路63通过透过端第二排废阀64和排废口连通；

14、透过端与回流端连接管路71，透过端与回流端连接管路71上设有透过回流第一阀72、透过回流第二阀73；

15、循环端管路81，循环端管路81上设有循环端第一阀82、循环端第二阀83，循环端管路81通过循环端排废阀84和排废口连通；

16、喷淋端管路91，喷淋端管路91上设有喷淋阀92。

17、其中，通气口、第一入口、第二入口、第三入口、进气口、回流端取样口、完整性测试口均为切向流过滤系统1的进口，进口和排废口均为切向流过滤系统1与外界的连通口，在图3中省略了各连通口。

18、图3中，除了电机12和料液罐11处的连接外，其他线条连接均表示流体通道的连通。图3中，为了便于区分各管路，用虚线表示进口端管路51，用双点划线表示回流端管路41，用实线表示进料管路31、透过端管路、透过端与回流端连接管路71、循环端管路81、喷淋端管路91。

19、切向流过滤系统1中很多元件的材料为不锈钢，切向流过滤系统1在未使用时一般浸泡在0.1mol/l的naoh溶液中以保存，长时间浸泡可能会导致不锈钢表面出现污渍样损伤。另外由于naoh溶液与空气接触，ph值逐渐下降，可能会滋生微生物，增加微生物限度和细菌内毒素污染的风险。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中，切向流过滤系统保存不可靠的缺陷，提供一种切向流过滤系统的干燥方法及保存方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种切向流过滤系统的干燥方法，依次包括以下步骤：

4、脉冲吹扫：向所述切向流过滤系统的储气部吹保护气体，直至所述储气部的气压达第一预设值，然后释放所述储气部的保护气体，以吹扫所述切向流过滤系统的至少一个预设路径中残余的至少部分液体。

5、在本方案中，通过向储气部吹保护气体，使储气部的气压达到第一预设值，使得释放储气部的保护气体时，大量的具有较大压力的保护气体可以像脉冲一样涌入预设路径，以便于将预设路径中复杂结构处的积液吹走。采用脉冲吹扫以吹干切向流过滤系统，可以将切向流过滤系统中复杂结构处的积液吹干，一方面，便于将切向流过滤系统吹干后保存，而无需浸泡保存，从而避免浸泡保存对切向流过滤系统带来的损坏，也能降低保存的空间和成本；二方面，可以较快的将切向流过滤系统吹干，效率高；三方面，能更好的维持设备的清洁度，使得后续使用时的清洁更简单、便捷。

6、较佳的，所述干燥方法还包括以下步骤：

7、预吹扫：采用保护气体吹扫所述切向流过滤系统中残余的部分液体；

8、所述预吹扫的步骤、所述脉冲吹扫的步骤依次进行。

9、在本方案中，先进行预吹扫以便于吹走切向流过滤系统中残余的大部分液体，然后难以吹干的部分再采用脉冲吹扫，可以提高切向流过滤系统吹干的整体效率。

10、较佳的，所述预吹扫的步骤和/或所述脉冲吹扫的步骤中，通过将所述切向流过滤系统中的流通路径分为多个预设路径，以分别吹扫至少部分预设路径中各预设路径对应的结构。

11、在本方案中，将流通路径划分为多个预设路径，分别吹扫各预设路径对应的结构，可以提高切向流过滤系统吹干的整体效率。

12、较佳的，所述通过将所述切向流过滤系统中的流通路径分为多个预设路径，以分别吹扫至少部分预设路径中各预设路径对应的结构的步骤中：各预设路径至少包括进料泵、歧管、料液罐、液位泵中的一个，或至少包括进料管路、回流端管路、进口端管路、透过端第一管路、透过端第二管路、透过端与回流端连接管路、循环端管路、喷淋端管路的部分。

13、较佳的，所述预吹扫的步骤包括以下步骤：

14、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、透过端与回流端连接管路、透过端第二排废阀、排废口进行吹扫；

15、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、透过端第二管路、透过端第二排废阀、排废口进行吹扫；

16、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、透过端第一管路、透过端第一排废阀、排废口进行吹扫；

17、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫；

18、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐、喷淋端管路、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫；

19、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、循环端管路的部分、循环端排废阀、排废口进行吹扫；

20、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、循环端管路、进口端管路的部分、进料泵、进口端排废阀、排废口进行吹扫；

21、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、进料管路、第一入口阀、第一入口进行吹扫；

22、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、进料管路、第二入口阀、第二入口进行吹扫；

23、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、进料管路、第三入口阀、第三入口进行吹扫；

24、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐、进口端管路的部分、进料泵、进口端排废阀、排废口进行吹扫。

25、在本方案中，提供了一种吹扫方法，提供了一种预吹扫时的预设路径划分方案，对进料泵、歧管、料液罐、液位泵、进料管路、回流端管路、进口端管路、透过端第一管路、透过端第二管路、透过端与回流端连接管路、循环端管路、喷淋端管路、第一入口、第二入口、第三入口、各排废阀到排废口之间的管路均进行了吹扫，预吹扫的覆盖面广，且效率高。

26、较佳的，所述预吹扫的步骤中各步骤均持续至少15s；

27、和/或，所述预吹扫的步骤中各步骤中保护气体的气压为2bar。

28、在本方案中，通过控制气压和/或持续时间以确保预吹扫能吹干大部分残余的液体。

29、较佳的，所述脉冲吹扫的步骤包括以下步骤：

30、进料泵脉冲吹扫：向所述切向流过滤系统的储气部吹保护气体，直至所述储气部的气压达第一预设值，然后释放所述储气部的保护气体，以吹扫所述切向流过滤系统的进料泵中残余的至少部分液体；

31、和/或，歧管脉冲吹扫：向所述切向流过滤系统的储气部吹保护气体，直至所述储气部的气压达第一预设值，然后释放所述储气部的保护气体，以吹扫所述切向流过滤系统的歧管中残余的至少部分液体。

32、在本方案中，切向流过滤系统中进料泵和歧管结构复杂，比较难吹干，采用进料泵脉冲吹扫以便于吹干进料泵，采用歧管脉冲吹扫以便于吹干歧管，使得切向流过滤系统的吹干效果好。

33、较佳的，所述储气部为所述切向流过滤系统的料液罐；

34、所述进料泵脉冲吹扫的步骤为：保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐，使所述料液罐内气压达第一预设值，然后释放所述料液罐内的保护气体，使所述料液罐内的保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进口端管路的部分、进料泵、进口端排废阀、排废口进行吹扫；

35、和/或，所述歧管脉冲吹扫的步骤包括以下步骤：

36、歧管第一脉冲吹扫：保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐，使所述料液罐内气压达第一预设值，然后释放所述料液罐内的保护气体，使所述料液罐内的保护气体依次流经所述切向流过滤系统的回流端管路、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫；

37、歧管第二脉冲吹扫：保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐，使所述料液罐内气压达第一预设值，然后释放所述料液罐内的保护气体，使所述料液罐内的保护气体依次流经所述切向流过滤系统的回流端管路的部分、透过端与回流端连接管路、透过端第二管路、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫。

38、在本方案中，提供了进料泵脉冲吹扫和/或歧管脉冲吹扫的具体吹扫路径。

39、较佳的，所述进料泵脉冲吹扫的步骤中、所述歧管脉冲吹扫的步骤中，所述储气部内气压第一预设值至少为1bar；

40、和/或，所述进料泵脉冲吹扫的步骤、所述歧管脉冲吹扫的步骤分别重复多次。

41、在本方案中，通过设置气压第一预设值和/或多次吹扫，以保证进料泵脉冲吹扫、歧管脉冲吹扫的吹干效果好。

42、较佳的，所述脉冲吹扫的步骤依次包括以下步骤：

43、进料泵脉冲吹扫准备：采用保护气体对所述切向流过滤系统的包含进料泵的至少部分预设路径进行吹扫；

44、所述进料泵脉冲吹扫的步骤；

45、进料泵脉冲吹扫收尾：采用保护气体对所述切向流过滤系统的包含进料泵，且包含所述进料泵脉冲吹扫的步骤中至少部分吹扫路径的预设路径进行吹扫；

46、或，

47、歧管脉冲吹扫准备：采用保护气体对所述切向流过滤系统的包含歧管的至少部分预设路径进行吹扫；

48、所述歧管脉冲吹扫的步骤；

49、歧管脉冲吹扫收尾：采用保护气体对所述切向流过滤系统的包含歧管，且包含所述歧管脉冲吹扫的步骤中至少部分吹扫路径的预设路径进行吹扫。

50、在本方案中，在进行进料泵脉冲吹扫前，先进行进料泵脉冲吹扫准备，以便于将进料泵中大部分残余的液体吹干，从而提高进料泵脉冲吹扫时的效率和吹干效果。在进行进料泵脉冲吹扫后，进行进料泵脉冲吹扫收尾，以确保进料泵脉冲吹扫后残余有液体的部位也被吹干。

51、在进行歧管脉冲吹扫前，先进行歧管脉冲吹扫准备，以便于将歧管中大部分残余的液体吹干，从而提高歧管脉冲吹扫时的效率和吹干效果。在进行歧管脉冲吹扫后，进行歧管脉冲吹扫收尾，以确保歧管脉冲吹扫后残余有液体的部位也被吹干。

52、较佳的，所述进料泵脉冲吹扫准备的步骤中、所述歧管脉冲吹扫准备的步骤中，保护气体的气压为2bar，对各预设路径的吹扫持续至少10min；

53、所述进料泵脉冲吹扫收尾的步骤中、所述歧管脉冲吹扫收尾的步骤中，保护气体的气压为2bar，对各预设路径的吹扫持续至少20min。

54、在本方案中，通过控制气压和吹扫时间以保证吹干效果好。

55、较佳的，所述脉冲吹扫的步骤包括以下步骤：

56、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫，先连续吹扫1分钟；再将气阀关闭2s后打开2s，重复9次；然后再连续吹扫15分钟；

57、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、透过端第一管路、透过端第一排废阀、排废口进行吹扫，持续10min；

58、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、透过端第二管路、透过端第二排废阀、排废口进行吹扫，持续5min；

59、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、透过端与回流端连接管路、透过端第二排废阀、排废口进行吹扫，持续20min；

60、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、进料管路、第一入口阀、第一入口进行吹扫，持续10min；

61、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、进料管路、第二入口阀、第二入口进行吹扫，持续10min；

62、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、进料管路、第三入口阀、第三入口进行吹扫，持续10min；

63、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、循环端管路的部分、循环端排废阀、排废口进行吹扫，持续10min；

64、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐、喷淋端管路、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫，先连续吹扫3分钟；再将气阀关闭2s后打开2s，重复9次；然后再连续吹扫60分钟；

65、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、循环端管路、进口端管路的部分、进料泵、进口端排废阀、排废口进行吹扫，持续20min；

66、进料泵脉冲吹扫：保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐，使所述料液罐内气压达1bar，然后释放所述料液罐内的保护气体，使所述料液罐内的保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进口端管路的部分、进料泵、进口端排废阀、排废口进行吹扫；重复29次；

67、首先，保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、透过端第一管路、透过端第一排废阀、排废口进行吹扫，持续2min，然后，保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、循环端管路、进口端管路的部分、进料泵、歧管、透过端第一管路、透过端第一排废阀、排废口进行吹扫，持续2min；重复4次；

68、歧管第一脉冲吹扫：保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐，使所述料液罐内气压达1bar，然后释放所述料液罐内的保护气体，使所述料液罐内的保护气体依次流经所述切向流过滤系统的回流端管路、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫；重复9次；

69、歧管第二脉冲吹扫：保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、料液罐，使所述料液罐内气压达1bar，然后释放所述料液罐内的保护气体，使所述料液罐内的保护气体依次流经所述切向流过滤系统的回流端管路的部分、透过端与回流端连接管路、透过端第二管路、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫；重复9次；

70、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、歧管、进口端管路的部分、进料泵、循环端管路的部分、循环端排废阀、排废口进行吹扫，持续40min；

71、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、透过端与回流端连接管路、透过端第二管路、歧管、进口端管路的部分、进口端排废阀、排废口进行吹扫，持续40min；

72、保护气体依次流经所述切向流过滤系统的进气口、气阀、回流端管路的部分、循环端管路、进口端管路的部分、进料泵、进口端排废阀、排废口进行吹扫，持续20min。

73、在本方案中，提供了一种脉冲吹扫时具体的预设路径划分和吹扫方案，对进料泵、歧管、料液罐、液位泵、进料管路、回流端管路、进口端管路、透过端第一管路、透过端第二管路、透过端与回流端连接管路、循环端管路、喷淋端管路、第一入口、第二入口、第三入口、各排废阀到排废口之间的管路均进行了吹扫，脉冲吹扫的覆盖面广，且效率高。脉冲吹扫中具体包括了进料泵脉冲吹扫、歧管第一脉冲吹扫、歧管第二脉冲吹扫，使得进料泵和歧管的吹干效果好。

74、较佳的，所述储气部为所述切向流过滤系统的料液罐；

75、和/或，所述释放所述储气部的保护气体，以吹扫所述切向流过滤系统的至少一个预设路径中残余的至少部分液体的步骤为：在预设时间内打开需要吹扫的预设路径上对应的全部控制阀，使保护气体在预设路径流动，以吹扫预设路径中残余的至少部分液体。

76、在本方案中，料液罐作为储气部，一方面，料液罐体积大，储气量大，释放料液罐内具压力达第一预设值的保护气体至预设路径中时，在预设路径中产生的压差大，对预设路径中复杂结构处的积液吸附效果好，从而便于复杂结构处残余的液体被吸走，使得吹干效果好；二方面，料液罐的结构复杂，料液罐作为储气部，便于料液罐内残余的液体被吹走，使得料液罐的吹干效果好；三方面，不用额外设置储气部，成本低。

77、较佳的，通过所述切向流过滤系统的进气口向所述切向流过滤系统吹保护气体；

78、和/或，通过所述切向流过滤系统的排废口排出被吹进所述切向流过滤系统的保护气体。

79、在本方案中，切向流过滤系统的进气口处对应设有气阀，具有过滤作用，可以对保护气体进行过滤，避免杂质进入切向流过滤系统；还可以通过气阀调节保护气体的压力，使得保护气体经气阀后以预设压力流入切向流过滤系统的其他位置，使得吹气操作简便。

80、在竖直方向上，排废口位于切向流过滤系统的下部，从排废口将保护气体以及保护气体中携带的积液排出，阻力小，排出效果好。

81、较佳的，保护气体为洁净且干燥的空气。

82、在本方案中，将空气作为保护气体，可以降低吹干成本。

83、较佳的，所述干燥方法还包括下述步骤：

84、设备清洗：采用清洗液对所述切向流过滤系统进行清洗；所述设备清洗的步骤、所述脉冲吹扫的步骤依次进行；

85、和/或，吹扫准备：开启所述切向流过滤系统中液位泵的泵盖，并调节保护气体的气压至第二预设值；所述吹扫准备的步骤、所述脉冲吹扫的步骤依次进行。

86、较佳的，所述设备清洗的步骤为：采用清洗液对所述切向流过滤系统进行清洗，排出所述切向流过滤系统中的清洗液，然后采用注射用水对切向流过滤系统进行冲洗，去除切向流过滤系统中残余的清洗液；

87、和/或，清洗液为0.5mol/l的naoh溶液。

88、在本方案中，采用注射用水冲洗，可以去除切向流过滤系统中残余的清洗液，避免清洗液残留损坏切向流过滤系统的零部件。

89、一种切向流过滤系统的保存方法，依次包括下述步骤：

90、设备吹干：采用如上述任一方案中的切向流过滤系统的干燥方法以吹干所述切向流过滤系统；

91、封口：封闭所述切向流过滤系统的连通口。

92、在本方案中，将切向流过滤系统吹干后封闭连通口，以便于切向流过滤系统能够长时间洁净、干燥保存，降低保存成本，提高保存的可靠性。

93、本发明的积极进步效果在于：

94、通过向储气部吹保护气体，使储气部的气压达到第一预设值，使得释放储气部的保护气体时，大量的具有较大压力的保护气体可以像脉冲一样涌入预设路径，以便于将预设路径中复杂结构处的积液吸入保护气体中以被吹走。采用脉冲吹扫以吹干切向流过滤系统，可以将切向流过滤系统中复杂结构处的积液吹干，一方面，便于将切向流过滤系统吹干后保存，而无需浸泡保存，从而避免浸泡保存对切向流过滤系统带来的损坏，也能降低保存的空间和成本；二方面，可以较快的将切向流过滤系统吹干，效率高；三方面，可以辅以该干燥方法对切向流过滤进行清洗，使得清洗更干净，以便于更换物料。

95、将切向流过滤系统吹干后封闭连通口，以便于切向流过滤系统能够长时间洁净、干燥保存，降低保存成本，提高保存的可靠性。