[go: up one dir, main page]

NL1020180C1 - Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration - Google Patents

Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration Download PDF

Info

Publication number
NL1020180C1
NL1020180C1 NL1020180A NL1020180A NL1020180C1 NL 1020180 C1 NL1020180 C1 NL 1020180C1 NL 1020180 A NL1020180 A NL 1020180A NL 1020180 A NL1020180 A NL 1020180A NL 1020180 C1 NL1020180 C1 NL 1020180C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
backpulser
liquid
membrane
filtration
displacement body
Prior art date
Application number
NL1020180A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Wietze Nijdam
Cornelis Johannes Maria V Rijn
Bernardus Antonius Mentink
Original Assignee
Aquamarijn Holding B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aquamarijn Holding B V filed Critical Aquamarijn Holding B V
Priority to NL1020180A priority Critical patent/NL1020180C1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1020180C1 publication Critical patent/NL1020180C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/16Rotary, reciprocated or vibrated modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12HPASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
    • C12H1/00Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
    • C12H1/02Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material
    • C12H1/06Precipitation by physical means, e.g. by irradiation, vibrations
    • C12H1/063Separation by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04Backflushing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/20By influencing the flow
    • B01D2321/2066Pulsated flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Very short back pulses generated during liquid filtration are used to unclog particles from the membrane. Improving the filtration performance of a filter membrane comprises generating very short back pulses during liquid filtration. An Independent claim is also included for a back pulser comprising a displacement body (40) for displacing a given amount of filtered liquid back through the membrane and into the unfiltered liquid.

Description

Werkwijze en middelen ter verbetering van cross-flow- en dead-endfiltratie technieken.Method and means for improving cross-flow and dead-end filtration techniques.

De uitvinding heeft betrekking op zowel een werkwijze als middelen voor het tot stand 5 brengen van een terugspoeling van een vloeistof, in het bijzonder voor de reiniging van een filtratiemembraan en het concentreren van deeltjes gesuspendeerd in een vloeistof op een microfiltratiemembraan voor bijvoorbeeld, microscopische analyse van de deeltjes. Van EP 0,689,585, is een werkwijze bekend om een gefermenteerde vloeistof, die zowel deeltjes als gistcellen of bacteriën in grote hoeveelheden bevat, te filtreren 10 met een filtratiemembraan met behulp van bekende cross-flow-filtratietechnieken.The invention relates to both a method and means for effecting a backwashing of a liquid, in particular for cleaning a filtration membrane and concentrating particles suspended in a liquid on a microfiltration membrane for, for example, microscopic analysis of the particles. From EP 0,689,585, a method is known for filtering a fermented liquid containing large amounts of both particles and yeast cells or bacteria with a filtration membrane using known cross-flow filtration techniques.

Deze cross-flow-filtratietechniek heeft het voordeel dat het membraan niet snel zal dichtslibben of vervuilen, omdat het continu wordt schoongemaakt door de stromende, te filtreren vloeistof.This cross-flow filtration technique has the advantage that the membrane will not clog or contaminate quickly, because it is continuously cleaned by the flowing, filterable liquid.

1515

Niettemin zullen de kleinere gesuspendeerde deeltjes langzamerhand aan het filtratie membraan adsorberen, echter deze kunnen van het membraan oppervlak worden losgemaakt als de vloeistofrichting van het permeaat door het membraan voor een bepaalde tijd worden omgedraaid door een terugspoeling (back flush). Met deze back 20 flush methode is het mogelijk om een veel grotere vloeistofopbrengst te behalen dan met andere filtratie methodes zoals bijvoorbeeld kiezelgoerfiltratie. Back flushes dienen te worden gegeven met een goed gecontroleerde druk en tijd omdat filtratiemembranen, in het bijzonder zeer dunne membranen, kunnen worden beschadigd, of omdat anders de hoeveelheid permeaat vloeistof die wordt teruggespoeld is van vergelijkbare grootte of 25 zelfs groter dan de hoeveelheid vloeistof die al is gefiltreerd tussen twee terugspoelingen in, waardoor de filtratie opbrengst nadelig wordt beïnvloed.Nevertheless, the smaller suspended particles will gradually adsorb to the filtration membrane, but these can be detached from the membrane surface if the liquid direction of the permeate through the membrane is reversed for a certain time by backwashing. With this back 20 flush method it is possible to achieve a much higher liquid yield than with other filtration methods such as kieselguhr filtration. Back flushes should be given with a well-controlled pressure and time because filtration membranes, in particular very thin membranes, can be damaged, or because otherwise the amount of permeate liquid being backwashed is of comparable size or even greater than the amount of liquid has been filtered between two backwashes, thereby adversely affecting the filtration yield.

Voor microscopische controle van deeltjes, gisten en bacteriën zoals E-Coli, Legionella, Lactobacillus, Listeria etc. bestaan er methodes voor het filtreren van een gegeven 30 hoeveelheid samplevloeistof in een samplehouder door een filtratiemembraan heen, totdat de totale hoeveelheid vloeistof in dead-end filtratie methode is gefiltreerd door het aanbrengen van een vacuüm. Alle deeltjes die aanwezig waren in de samplevloeistof zullen dan zijn verzameld op het filtratiemembraan. Normaal zal de filtratie stoppen of sterk verminderen zodra alle poriën worden geblokkeerd door deeltjes die in de vloeistof 1020180 2 aanwezig zijn. Vaak zal daardoor de totale minimum vereiste hoeveelheid gefiltreerde sample vloeistof (zoals beschreven in de protocollen) niet kunnen worden gehaald, maar zal een bepaalde hoeveelheid sample vloeistof ongefilterd blijven.For microscopic control of particles, yeasts and bacteria such as E-Coli, Legionella, Lactobacillus, Listeria etc. there are methods for filtering a given amount of sample fluid in a sample container through a filtration membrane, until the total amount of fluid in dead-end filtration method is filtered by applying a vacuum. All particles present in the sample liquid will then be collected on the filtration membrane. Normally the filtration will stop or greatly decrease once all pores are blocked by particles present in the liquid 1020180 2. Therefore, the total minimum required amount of filtered sample fluid (as described in the protocols) will often not be achieved, but a certain amount of sample fluid will remain unfiltered.

5 Het is daarom het doel van de beschreven uitvinding om een oplossing te vinden voor de bovenbeschreven problemen zowel als het beschrijven van middelen om een optimale filtratie performance te kunnen halen.It is therefore the object of the described invention to find a solution to the above-described problems as well as to describe means for achieving optimum filtration performance.

Dit doel zal worden bereikt volgens de uitvinding en is beschreven in zowel de figuurbeschrij vingen als de conclusies.This object will be achieved according to the invention and is described in both the figure descriptions and the claims.

1010

FiguurbeschrijvingFigure description

Filters kunnen worden gebruikt voor disposable filtratietoepassingen, bij voorkeur kleine filtratie membranen 10 (e.g. 5*5mm) zijn gemonteerd in een ringvormig support 11 (e.g. ABS plastic schijfjes) met een buitendiameter van e.g. 1.0,2.5 en 5 cm en klaar 15 voor gebruik in gestandaardiseerde commerciële filtratie houders (FIGUUR 1). Bij voorkeur liggen de membranen 10 verdiept 22 met een diepte van 10 tot 500 micron in het ringvormig support om vervuiling te voor komen, om hel verpakken te vergemakkelijken en om beschadiging van het filtratie membraan te voorkomen (FIGUUR 2) 20Filters can be used for disposable filtration applications, preferably small filtration membranes 10 (eg 5 * 5mm) are mounted in an annular support 11 (eg ABS plastic discs) with an outer diameter of eg 1.0.2.5 and 5 cm and ready for use in standardized commercial filtration containers (FIGURE 1). Preferably, the membranes 10 are recessed 22 at a depth of 10 to 500 microns in the annular support to prevent contamination, to facilitate packaging and to prevent damage to the filtration membrane (FIGURE 2).

Een ander belangrijk kenmerk van de uitvinding is dat de combinatie van membranen, terugspoel technologie en additionele trillingen en rotaties bewezen heeft een zeer goede verbetering van de vloeistofdoorvoersnelheid, de vloeistofopbrengst en de voorkoming van irreversibele vervuiling te bewerkstelligen. Zonder terugspoeling en/of trillingen 25 duurt een bierfiltratie run (gistcelverwijdering) maximaal 4-8 uur, met de maatregelen volgens de uitvinding op intervallen van 10 minuten met ene lengte van een paar seconden kan de run verlengd worden tot 4-8 dagen zonder dat chemische reinigingsprocedures vereist zijn. 1 1020180Another important feature of the invention is that the combination of membranes, backwashing technology and additional vibrations and rotations has proven to achieve a very good improvement of the liquid flow rate, the liquid yield and the prevention of irreversible contamination. Without backwashing and / or vibrations, a beer filtration run (yeast cell removal) takes a maximum of 4-8 hours, with the measures according to the invention at intervals of 10 minutes with a length of a few seconds the run can be extended to 4-8 days without chemical cleaning procedures are required. 1 1020180

Het aanbieden van zeer korte terugspoelingen (back pulsen) met een lengte van 10-50 ms op een regelmatig interval tussen 0.01 - 5 Hz tijdens bijvoorbeeld cross-flow- of dead-endfiltratie, zal de vervuilinglaag van het membraan optillen en deze hoger in de vloeistof boven het membraan brengen, zodanig dat de vervuilinglaag regelmatig wordt verwijderd.Offering very short backwashes (back pulses) with a length of 10-50 ms at a regular interval between 0.01 - 5 Hz during, for example, cross-flow or dead-end filtration, will lift the pollution layer of the membrane and raise it higher in the bring liquid above the membrane, such that the contamination layer is regularly removed.

33

Een uitvoering van een back pulser is gegeven in FIGUUR 3. Permeaat vloeistof kan van permeaatingang 31 naar permeaatuitgang 30 stromen als membraan 33 zich in zijn rustpositie bevindt. Als een druk wordt aangeboden op drukingang 32, zal het membraan vervormen en zal het volume 34 verkleind worden. Als eerste zal dan de 5 permeaat uitgang afgesloten worden wanneer het membraan de permeaat uitgangzetel 35 raakt. Vervolgens zal er vloeistof worden teruggeduwd richting het membraan als gevolg van de verkleining van het volume 34.An embodiment of a back pulser is given in FIGURE 3. Permeate fluid can flow from permeate inlet 31 to permeate outlet 30 when membrane 33 is in its rest position. If a pressure is applied to pressure port 32, the membrane will deform and the volume 34 will be reduced. First, the permeate exit will then be closed when the membrane hits the permeate exit seat 35. Liquid will then be pushed back towards the membrane due to the reduction in volume 34.

Drukstoten kunnen worden vermeden door een en dezelfde beweging te gebruiken voor zowel het sluiten en openen van de permeaatuitgang als voor het terugduwen van 10 vloeistof richting het membraan via permeaatingang 31.Pressure surges can be avoided by using one and the same movement both for closing and opening the permeate exit and for pushing back liquid towards the membrane via permeate entrance 31.

Een speciale uitvoeringsvorm voor een elektromagnetische back pulser om filtratie met een membraan te verbeteren volgens de uitvinding wordt gegeven in FIGUUR 4. Een vrijhangende zuiger 40 (verplaatsingslichaam) met een binnenkem van een magnetisch 15 materiaal 41 kan bewegen door middel van een extern aangelegd magnetisch veld in een taperende cilinder 48 (verplaatsingslichaam behuizing). De cilinder wordt normaal gemonteerd in serie met de permeaatuitgang van het membraan en wordt aangesloten aan de buizen door middel van de koppelingen 44. De rustpositie 46 van de zuiger bevindt zich in het bredere deel 42 van de cilinder, geleidt door de zuigerhouder 44, 20 waardoor permeaatstroming mogelijk is. Wanneer een adequate magnetische puls wordt gegeven door een gepulseerde stroom door spoel 43 die de cilinder omringt, zal de zuiger richting het nauwe deel van de cilinder bewegen, waardoor de permeaatflow praktisch gestopt wordt. Als de zuiger nog een stukje beweegt 47, zal de permeaatflow omgekeerd worden en gefiltreerde vloeistof (permeaat) zal teruggeduwd worden door 25 het membraan. De zuiger kan ofwel door de zwaartekracht teruggebracht worden in zijn rustpositie of door de stroom door de spoel om te keren.A special embodiment for an electromagnetic back pulser to improve filtration with a membrane according to the invention is given in FIGURE 4. A free-hanging piston 40 (displacement body) with an inner core of a magnetic material 41 can move by means of an externally applied magnetic field in a tapered cylinder 48 (displacement body housing). The cylinder is normally mounted in series with the permeate outlet of the diaphragm and is connected to the tubes through the couplings 44. The resting position 46 of the piston is located in the wider part 42 of the cylinder, guided by the piston holder 44, 20 allowing permeate flow. When an adequate magnetic pulse is given by a pulsed current through coil 43 surrounding the cylinder, the piston will move toward the narrow part of the cylinder, practically stopping the permeate flow. If the piston still moves a bit 47, the permeate flow will be reversed and filtered liquid (permeate) will be pushed back through the membrane. The piston can either be returned to its rest position by gravity or by reversing the flow through the coil.

De hoeveelheid vloeistof die wordt teruggepulst is natuurlijk sterk gerelateerd aan de diameter van de zuiger en de lengte van iedere slag. Voor microfïltratie van bier ligt deze hoeveelheid typisch tussen 5 en 50 ml per m2 filtratie membraan per backpuls 30 slag.The amount of fluid that is being pumped back is of course strongly related to the diameter of the piston and the length of each stroke. For microfiltration of beer, this amount is typically between 5 and 50 ml per m2 of filtration membrane per backpulse stroke.

Het bredere deel van de cilinder kan op verschillende manieren worden gemaakt. In de praktijk kan de backpulser werken op frequenties tot 10 Hz met een maximum backpuls druk van 0.3-1 bar. Deze druk wordt bepaald door de hoeveelheid magnetisch materiaal 1020180 4 in de zuiger, het oppervlak van de zuiger en door de sterkte van het gebruikte magnetisch materiaal en de gradiënt in het extern door de spoel aangelegde magnetische veld.The wider part of the cylinder can be made in various ways. In practice, the backpulser can operate at frequencies up to 10 Hz with a maximum backpulse pressure of 0.3-1 bar. This pressure is determined by the amount of magnetic material 1020180 4 in the piston, the surface of the piston and by the strength of the magnetic material used and the gradient in the magnetic field applied externally by the coil.

Hogere backpuls drukken (FIGUUR 5) kunnen worden gemaakt met een zuiger die 5 wordt gekenmerkt doordat de zuiger een deel heeft dat een smal oppervlak 50 heeft overeenkomstig het smalle deel in de cilinder en een deel dat een groot oppervlak 51 heeft overeenkomstig het brede deel in de cilinder. De bulk van het magnetische materiaal (e.g. Neodynium) is dan aanwezig in het brede deel van de zuiger, terwijl de backpuls druk die wordt opgewekt wordt bepaald door het oppervlak van het smalle 10 deel van de zuiger. Backpuls drukken tussen e.g. 1 en 5 bar kunnen nu makkelijk worden gehaald wanneer de verhouding tussen het brede en smalle oppervlak van de zuiger wordt gekozen tussen 2 en 10.Higher back pulse pressures (FIGURE 5) can be made with a piston characterized in that the piston has a part that has a narrow surface 50 corresponding to the narrow part in the cylinder and a part that has a large surface 51 corresponding to the wide part in the cylinder. The bulk of the magnetic material (e.g., Neodynium) is then present in the wide portion of the piston, while the backpulse pressure that is generated is determined by the surface of the narrow portion of the piston. Back pulse pressures between e.g. 1 and 5 bar can now be easily achieved if the ratio between the wide and narrow surface of the piston is selected between 2 and 10.

Een andere uitvoeringsvorm van een back pulser is te zien in FIGUREN 6A en 6B. 15 Door een gecombineerde horizontale verplaatsing 62 en een rotatie van een krukas 60, zal slang 61 eerst permeaatingang 66 van permeaatuitgang 67 afsluiten 65 en vervolgens vloeistof terugduwen richting het membraan door de krukas verder te draaien, waarbij de slang platgeknepen wordt op bodemplaat 64. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1020180Another embodiment of a back pulser is shown in FIGURES 6A and 6B. Through a combined horizontal displacement 62 and a rotation of a crankshaft 60, hose 61 will first close permeate entrance 66 from permeate exit 67 and then push liquid back towards the membrane by further turning the crankshaft, squeezing the hose flat on base plate 64. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1020180

Backpulsers zijn ook erg geschikt voor gebruik van het concentreren van samples voor 2 de detectie en het tellen van etensbedervende of ziekmakende micro-organismen, e.g.Backpulsers are also very suitable for use in concentrating samples for the detection and counting of food-causing or pathogenic microorganisms, e.g.

3 lactobacillus, E-coli en legionella. Na het concentreren zullen micro-organismen 4 aanwezig zijn op het membraan en kunnen ze worden bewerkt voor bijvoorbeeld 5 microscopische inspectie (inclusief het kleuren met dood/levend fluorescentie kits) en 63 lactobacillus, E-coli and legionella. After concentration, microorganisms 4 will be present on the membrane and can be processed for, for example, 5 microscopic inspection (including staining with dead / living fluorescence kits) and 6

PolymerChainReaction versterkingstechnieken. Kleine filtratiemembranen van 7 bijvoorbeeld 4*4mm kunnen makkelijk met een schone en steriele pincet in een kleine 8 PCR-cup geplaatst worden. Het filtratiemembraan kan ook worden voorzien van een 9 immunobindings- (of elisa koppelings) reagens voor het selectief koppelen van bepaalde 10 species direct op het filtratiemembraan tijdens filtratie, speciaal wanneer cross- 11 flowtechnieken worden gebruikt voor het concentreren van het sample. Magnetische lagen kunnen ook worden aangebracht voor het aantrekken van immuno magnetic beads. Daarnaast kunnen de filtratiemembranen ook worden voorzien van metaallagen voor bijvoorbeeld het optisch niet-transparant maken van het membraan, of voor het voorkomen van ‘quenching’ van het optische signaal, of voor het verminderen van 5 fluorescentie achtergrondstraling of voor elektrolyse toepassingen. Platina kan bijvoorbeeld worden aangebracht in elektrische weerstandsstrips op het filtratiemembraan voor verwarmingstoepassingen. Ook kan een bacteriedodende oppervlakte modificatie worden aangebracht, bijvoorbeeld een zilver coating.PolymerChainReaction reinforcement techniques. Small filtration membranes of 7 for example 4 * 4 mm can easily be placed in a small 8 PCR cup with a clean and sterile tweezers. The filtration membrane can also be provided with an immunobinding (or elisa coupling) reagent for selectively coupling certain 10 species directly to the filtration membrane during filtration, especially when cross-flow techniques are used to concentrate the sample. Magnetic layers can also be applied to attract immuno magnetic beads. In addition, the filtration membranes can also be provided with metal layers for, for example, making the membrane optically non-transparent, or for preventing "quenching" of the optical signal, or for reducing fluorescence background radiation or for electrolysis applications. Platinum can be applied, for example, in electrical resistance strips on the filtration membrane for heating applications. A bactericidal surface modification can also be applied, for example a silver coating.

5 Piëzomaterialen kunnen ook worden aangebracht voor het direct in trilling brengen van het membraan of voor het detecteren van de doorbuiging van het membraan voor drukregistratie. De intensiteit en de frequentie van de backpulsers kan ook worden gereguleerd door de transmembraandruk van het filtratiemembraan te meten. In normale gevallen zal de transmembraandruk stijgen wanneer een koeklaag wordt opgebouwd op 10 het filtratiemembraan.Piezo materials can also be applied to directly vibrate the membrane or to detect the deflection of the membrane for pressure registration. The intensity and frequency of the backpulsers can also be controlled by measuring the transmembrane pressure of the filtration membrane. In normal cases, the transmembrane pressure will rise when a cake layer is built up on the filtration membrane.

Met behulp van backpulstechnieken in dead-end filtratie kan de totale opbrengst van de sample vloeistof minimaal 5 tot 10 maal groter zijn in vergelijking met filtratie zonder backpulstechnieken waar de te filtreren vloeistof een sample van bijvoorbeeld bier, wijn, frisdank, mineraalwater etc. kan zijn. Deze methode is ook toepasbaar op alle 15 huidige beschikbare filtratiemembranen (e.g. track etched membranen) en is in het bijzonder geschikt voor filtratiemembranen die gemicromachined zijn, vanwege hun lage stromingsweerstand.With the help of backpulse techniques in dead-end filtration, the total yield of the sample liquid can be at least 5 to 10 times greater compared to filtration without backpulse techniques where the liquid to be filtered can be a sample of, for example, beer, wine, soda, mineral water etc. . This method is also applicable to all currently available filtration membranes (e.g. track etched membranes) and is particularly suitable for filtration membranes that are micromachined due to their low flow resistance.

10201801020180

Claims (24)

1 Werkwijze ter verbetering van de filtratie prestaties van een filtratiemembraan, met het kenmerk dat zeer korte terugspoelingen (backpuls) worden aangeboden 5 door een backpulser gedurende de filtratie van een vloeibaar medium.Method for improving the filtration performance of a filtration membrane, characterized in that very short backwashes (backpulses) are offered by a backpulser during the filtration of a liquid medium. 2 Werkwijze volgens conclusie 1 voor de reiniging van een filtratiemembraan tijdens cross-flow en/of dead-end filtratie met het kenmerk dat de backpulsen zijn geoptimaliseerd in backpulsdruk en/of backpulstijd en/of de intervaltijd tussen twee opeenvolgende backpulsen om de opbrengst van het vloeibare medium te 10 verbeteren.Method according to claim 1 for the cleaning of a filtration membrane during cross-flow and / or dead-end filtration, characterized in that the back pulses are optimized in back pulse pressure and / or back pulse time and / or the interval time between two consecutive back pulses to increase the yield of the liquid medium. 3 Werkwijze volgens conclusie 1,2 voor het opconcentreren van een vloeistofsample met deeltjes die worden gefiltreerd door een filtratiemembraan in een dead-end filtratiemode, met het kenmerk dat de backpulsen met een backpulser worden aangebracht om verstopping van de poriën door de deeltjes te voorkomen tijdens 15 de filtratie van de sample vloeistof.Method according to claim 1,2 for concentrating a liquid sample with particles that are filtered through a filtration membrane in a dead-end filtration mode, characterized in that the backpulses are applied with a backpulser to prevent clogging of the pores by the particles during 15 the filtration of the sample liquid. 4 Werkwijze volgens conclusie 3 met het kenmerk dat een substantiële hoeveelheid deeltjes wordt opgevangen op het filtratiemembraan.Method according to claim 3, characterized in that a substantial amount of particles is collected on the filtration membrane. 5 Werkwijze volgens conclusie 3,4 met het kenmerk dat de op het membraan opgevangen deeltjes worden geïnspecteerd of geteld met behulp van een 20 microscoop, in het bijzonder een fluorescentie microscoop.Method according to claim 3.4, characterized in that the particles collected on the membrane are inspected or counted with the aid of a microscope, in particular a fluorescence microscope. 6 Werkwijze volgens claim 1-5 met het kenmerk dat het filtratiemembraan een zeer lage vloeistofweerstand heeft.Method according to claims 1-5, characterized in that the filtration membrane has a very low liquid resistance. 7 Werkwijze volgens claim 6 met het kenmerk dat het filtratiemembraan is gemaakt met (micro machining) technieken die zeer nauwkeurig gedefinieerde poriën 25 mogelijk maken (met een zeer nauwe poriegrootte distributie).Method according to claim 6, characterized in that the filtration membrane is made with (micro machining) techniques that enable very precisely defined pores (with a very narrow pore size distribution). 8 Backpulser voor het backpulsen van een bepaalde hoeveelheid gefiltreerde vloeistof door het membraan in de richting van de vloeistof die nog moet worden gefiltreerd, met het kenmerk dat een tijdelijke verandering en een relatieve beweging van die hoeveelheid wordt veroorzaakt.Backpulser for backpulsing a certain amount of filtered liquid through the membrane in the direction of the liquid to be filtered, characterized in that a temporary change and a relative movement of that amount is caused. 30. Werkwijze volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de tijdelijke verandering essentieel ligt in het gebied tussen 0.0001 en 100 Hz, in het bijzonder tussen 0.01 Hz en 10 Hz, bij voorkeur tussen 0.1 en 5 HzMethod according to claim 8, characterized in that the temporary change is essential in the range between 0.0001 and 100 Hz, in particular between 0.01 Hz and 10 Hz, preferably between 0.1 and 5 Hz 10 Werkwijze volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de hoeveelheid wordt verkregen door een tweede tijdelijke verandering essentieel in het gebied tussen 1 1020180 en 10000 Hz, in het bijzonder tussen 10 Hz en 1000 Hz, bij voorkeur tussen 100 en 200 Hz.Method according to claim 8, characterized in that the amount is obtained by a second temporary change, essentially in the range between 1020180 and 10000 Hz, in particular between 10 Hz and 1000 Hz, preferably between 100 and 200 Hz. 11 Werkwijze volgens conclusies 8-10 met het kenmerk dat het membraan wordt bewogen. 5 12 Werkwijze volgens conclusies 8-11 met het kenmerk dat de backpuls wordt gecombineerd met trillingen of oscillaties (rotaties?) van de vloeistof.Method according to claims 8-10, characterized in that the membrane is moved. Method according to claims 8-11, characterized in that the back pulse is combined with vibrations or oscillations (rotations?) Of the liquid. 13 Werkwijze volgens conclusie 12 met het kenmerk dat de oscillaties/vibraties met name liggen in het gebied tussen 10 en 10000 Hz, in het bijzonder tussen 50 Hz en 5000 Hz, bij voorkeur tussen 50 en 500 Hz. 10 14 Werkwijze volgens conclusies 8-13 met het kenmerk dat de duur tussen twee opeenvolgende backpulsen afhankelijk is van de vervuiling van het membraan tijdens filtratie.Method according to claim 12, characterized in that the oscillations / vibrations are in particular in the range between 10 and 10000 Hz, in particular between 50 Hz and 5000 Hz, preferably between 50 and 500 Hz. Method according to claims 8-13, characterized in that the duration between two consecutive back pulses is dependent on the contamination of the membrane during filtration. 15 Werkwijze volgens conclusie 8-14 met het kenmerk dat de hoeveelheid vervuiling op het filter in de gaten wordt gehouden door middel van een flow- of druksensor. 15 16 Backpulser met het kenmerk dat de backpulser een verplaatsingslichaam bevat dat een bepaalde hoeveelheid al gefiltreerde vloeistof kan verplaatsen terug door het membraan naar het ongefiltreerde deel van de vloeistof.Method according to claims 8-14, characterized in that the amount of contamination on the filter is monitored by means of a flow or pressure sensor. Backpulser, characterized in that the backpulser contains a displacement body that can move a certain amount of already filtered liquid back through the membrane to the unfiltered part of the liquid. 17 Backpulser volgens conclusie 16 met het kenmerk dat het verplaatsingslichaam niet in direct contact is met de vloeistof. 20 18 Backpulser volgens conclusies 16,17 met het kenmerk dat het verplaatsingslichaam tijdens het backpulsen een elastische op een slanglijkende uitgang van de gefiltreerde vloeistof afsluit en een bepaalde hoeveelheid gefiltreerde vloeistof terug door het membraan perst na het sluiten van de uitgang.17. Backpulser according to claim 16, characterized in that the displacement body is not in direct contact with the liquid. 18. Backpulser according to claims 16.17, characterized in that the displacement body closes an elastic outlet-like outlet of the filtered liquid during backpulsion and presses a certain amount of filtered liquid back through the membrane after the outlet has been closed. 19 Backpulser volgens conclusie 16 met het kenmerk dat het verplaatsingslichaam in 25 direct contact is met de vloeistof en een uitgang van de verplaatsingslichaambehuizing afsluit door een kleine verplaatsing en dan een bepaalde hoeveelheid vloeistof terug duwt door het membraan na het sluiten van de uitgang van de verplaatsingslichaambehuizing.19. Backpulser as claimed in claim 16, characterized in that the displacement body is in direct contact with the liquid and closes an output of the displacement body housing by a small displacement and then pushes a certain amount of liquid back through the membrane after closing the output of the displacement body housing . 20 Backpulser volgens conclusie 19 met het kenmerk dat de backpulser geen 30 beweegbare delen bevat die de vloeistofzijde van de verplaatsingslichaambehuizing verbinden met de niet-vloeistofzijde van de verplaatsingslichaambehuizing.Backpulser according to claim 19, characterized in that the backpulser does not contain movable parts that connect the liquid side of the displacement body housing to the non-liquid side of the displacement body housing. 21 Backpulser volgens conclusies 16-20 met het kenmerk dat het verplaatsingslichaam bewogen kan worden met behulp van magnetische krachten. 1020180Backpulser according to claims 16-20, characterized in that the displacement body can be moved with the aid of magnetic forces. 1020180 22 Backpulser volgens conclusies 16-21 met het kenmerk dat het verplaatsingslichaam magnetisch materiaal bevat.Backpulser according to claims 16-21, characterized in that the displacement body contains magnetic material. 23 Backpulser volgens een der conclusies 19-22 met het kenmerk dat de backpulser bestaat uit (hygiënisch ontworpen) cilinder en een zuiger als verplaatsingslichaam- 5 behuizing en verplaatsingslichaam.Backpulser according to any one of claims 19-22, characterized in that the backpulser consists of (hygienically designed) cylinder and a piston as a displacement body housing and displacement body. 24 Backpulser volgens een der conclusies 19-23 met het kenmerk dat het verplaatsingslichaam een deel heeft met een grote doorsnede en magnetisch materiaal en een deel met een kleinere doorsnede om de uitgang van de verplaatsingslichaambehuizing af te sluiten om op deze manier de backpulsdruk 10 prestatie te verbeterenBackpulser according to any of claims 19-23, characterized in that the displacement body has a part with a large cross-section and magnetic material and a part with a smaller cross-section to close the output of the displacement body housing in order to close the back pulse pressure in this way improve 25 Backpulser volgens een der conclusies 16-24 met het kenmerk dat additionele middelen bevat om snelle hervervuiling van het membraan nadat een backpuls is gegeven, tegen te gaan.Backpulser as claimed in any of the claims 16-24, characterized in that it comprises additional means for preventing rapid re-contamination of the membrane after a back pulse has been given. 26 Backpulser volgens conclusie 25 met het kenmerk dat deze middelen leiden tot 15 relatief snelle beweging van het verplaatsingslichaam om genoemd bepaald volume terug te pulsen en een langzame beweging om het verplaatsingslichaam in de rust stand te brengen.26 Backpulser according to claim 25, characterized in that these means lead to relatively rapid movement of the displacement body to pulsate back said determined volume and a slow movement to bring the displacement body into the rest position. 27 Backpulser volgens conclusie 25 met het kenmerk dat de middelen leiden tot een ventiel (een weg) klep om extra (gefiltreerde) vloeistof in te brengen tussen het 20 membraan en de backpulser kort nadat de bepaalde hoeveelheid is verplaatst.The backpulser according to claim 25, characterized in that the means lead to a valve (a way) valve to introduce additional (filtered) liquid between the membrane and the backpulser shortly after the determined amount has been displaced. 28 Backpulser volgens conclusies 25 of 27 met het kenmerk dat deze middelen leiden tot een verplaatsingslichaam met een ventielklep. 1020180A backpulser according to claim 25 or 27, characterized in that these means lead to a displacement body with a valve valve. 1020180
NL1020180A 2002-03-15 2002-03-15 Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration NL1020180C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1020180A NL1020180C1 (en) 2002-03-15 2002-03-15 Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1020180A NL1020180C1 (en) 2002-03-15 2002-03-15 Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration
NL1020180 2002-03-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1020180C1 true NL1020180C1 (en) 2003-09-16

Family

ID=29244950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1020180A NL1020180C1 (en) 2002-03-15 2002-03-15 Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1020180C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1025459C2 (en) * 2004-02-11 2005-08-12 Friesland Brands Bv Device and method for micro or ultra filtration.
NL1033669C2 (en) * 2007-04-11 2008-10-14 Fluxxion B V Filtering device.
WO2014006154A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Improved filtration unit having a pressure voume adjusting body
WO2014006153A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Improved control of permeate flow in a filter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1025459C2 (en) * 2004-02-11 2005-08-12 Friesland Brands Bv Device and method for micro or ultra filtration.
WO2005082499A1 (en) * 2004-02-11 2005-09-09 Friesland Brands B.V. Apparatus and method for micro or ultrafiltration
NL1033669C2 (en) * 2007-04-11 2008-10-14 Fluxxion B V Filtering device.
WO2008127098A1 (en) * 2007-04-11 2008-10-23 Fluxxion B.V. Crossflow filter with backflushing device
WO2014006154A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Improved filtration unit having a pressure voume adjusting body
WO2014006153A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Improved control of permeate flow in a filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210208032A1 (en) Liquid to Liquid Biological Particle Concentrator with Disposable Fluid Path
US12013322B2 (en) Liquid to liquid biological particle concentrator with disposable fluid path
Van der Sman et al. Review of hypotheses for fouling during beer clarification using membranes
Gan et al. Beer clarification by microfiltration—product quality control and fractionation of particles and macromolecules
JP6782998B2 (en) apparatus
JP4859039B2 (en) Microbial separator
EP2440331B1 (en) Microfilter centrifuge tube
JP2014024064A (en) Regenerated cellulose porous membrane for pore diffusion, and method of manufacturing the same
US20140342397A1 (en) Particle Detection Device and Method
US20080286829A1 (en) Apparatus and method for detecting live cells with an integrated filter and growth detection device
CA2782176C (en) Methods and apparatus for segregation of particles, including segregation and proliferation of fetal and stem cells
CA2000055A1 (en) Microfilter device
CN213222222U (en) Apparatus, system and kit for selective extraction of components from biological samples
NL1020180C1 (en) Improvement of filter membrane performance, especially for cross flow or dead end filtration, comprises generating very short back pulses during filtration
AU2011343588A1 (en) Methods for the isolation, accumulation characterization and/or identification of microorganisms using a filtration and sample transfer device
WO2009111389A1 (en) Analyte screening and detection systems and methods
Czekaj et al. Membrane fouling by turbidity constituents of beer and wine: characterization and prevention by means of infrasonic pulsing
AU6307200A (en) Detection of micro-organisms
NL1024292C1 (en) Improving filter membrane performance, e.g. during cross-flow or dead-end filtration, involves delivering short back pulses to membrane during filtration
Panglisch et al. Monitoring the integrity of capillary membranes by particle counters
EP2368103A1 (en) Method and apparatus for rapid filter analysis of fluid samples
US20240139724A1 (en) Devices and methods for manipulation and concentration of particles and large molecules in a disposable filter tip
JPH02163098A (en) Detection of viable cell
Veje et al. Investigation of fouling in perfusion cell culture processes using alternating tangential flow filtration
Zuponcic Maximizing Pathogen Recovery and Flux in Tangential Flow Filtration Processes to Enable Rapid Detection

Legal Events

Date Code Title Description
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20061001