Cross-Flow or Tangential Flow

CROSS-FLOW OR TANGENTIAL FLOW

• Định nghĩa lọc tiếp tuyến– Dong chay theo 2 hương : vuông goc va tiêp tuyên vơi bê

măt cua mang– Permeate (filtrate) – dong thâm (nươc trong) = dong san

phâm đi qua mang – Retentate – dong cô đăc (dich đăc) = dong dong san phâm

không đi qua mang.

I. KHAI NIÊM VÊ QUA TRINH LỌC MÀNG

Mang lọc – rao chăn ngăn cach giưa cac pha, han chê sư vân chuyên qua lai giưa cac cơ chât môt cach co chon loc.• Câu truc đôi xưng hoăc không đôi xưng• Mang điên tich âm/dương• Trung hoa vê điên tich

3

II. PHÂN LOAI MÀNG LỌC

Phân loai theo câu truc

Câu truc đăng hương

Câu truc bât đăng hương

Phân loai theo hinh dang

Mang phăng

Hinh tru

Phân loai theo ban chât hoa

hoc

Mang hưu cơ (polymer)

Mang vô cơ (ceramic)

Mang hưu cơ Mang vô cơ

Cellulose acetate (CA)

Polyamide Polysulfone Ceramic

• Tmax (oC) ≤35÷40• pH = 3÷8• ưa nươc, • đương kinh lô loc co thê dao đông môt khoang rât lơn • gia thanh thâp• kem bên vơi cac chât tây rưa công nghiêp như chlorine, • dê bi phân huy sinh hoc

• Tmax (oC) ≤ 50• pH= 3÷11 • kem bên hơn vơi chlorine• dong permeate dê bi tăc nghen

• Tmax (oC) ≤ 75• pH =1÷13• bên vơi chlorinechiu ap lưc kem• ky nươc

• Tmax (oC) ≤ 350• pH= 0,5÷13• trơ vơi cac hoa chât như acid, kiêm, chlorine• kha dê vơ• gia thanh cao,• đương kinh lô mao dân lơn (d> 10-2 µm)

• CFF co thê được chia nhỏ thanh cac nhom dưa trên kich thươc cua cac thanh phần được tach ra:

Vi loc- Microfiltration (MF)Siêu loc -ultrafiltration (UF): hinh thưc được

sư dung rông rãi nhât cua CFF Virus filtration (VF)High Performance tangential flow filtration

(HPTFF)Reverse Osmosis (RO)Nanofiltration (NF)

• Gia thanh loai mang

RO> NF>UF>MF

8

Qua trinh Câu truc màng lọc Loai màng

Vi lọc Microfiltration (MF)

Vi xôp đôi xưng(symmetric microporous)

Cellulose nitrate or acetate, polyvinylidene difluoride (PVDF), polyamides, polysulfone, polytetrafluoroethylene (PTFE)

Siêu lọc Ultrafiltration (UF)

Vi xôp không đôi xưng(Asymmetric microporous)

Polysulfone, polypropylene, PTFE, polyvinyl chloride (PVC)

Lọc nano Nanofiltration(NF)

Thin-film membrane Cellulose acetate, aromatic polyamide

Thâm thâu ngươc Reverse osmosis (RO)

Asymmetic skin-type

Cellulose acetate, aromatic polyamide

CƠ CHẾ CỦA THÂM THÂU NGƯƠC (REVERSE OSMOSIS -RO):

a.Thâm thâu (osmosis):b.Thâm thâu ngươc (reverse osmosis):

10

Dưa trên hinh dang mang, ngươi ta xây dưng môt vai kiêu mang loc. Nhưng kiêu mang loc phổ biên nhât thương được sư dung cho kỹ thuât loc dong ngang la:

• Flat plate• Hollow fiber• Spiral wound

Flat plate

Hollow fiber

Spiral wound

Spiral wound

III. CAC HÊ THỐNG LỌC

17

Feed FlowInlet Pressure

Permeate Flow

Retentate FlowOutlet Pressure

Hollow Fiber

QF: tôc độ dòng chảy của nguồn ban đầuQR: tôc độ dòng chảy retentateCbCW: thành phần trên bề mặt màngQf : Tôc độ dòng dòng sản phâm đi qua màngCf: thành phần trong dòng sản phâm đi qua màng

Transmembrane Pressure (TMP)

23

Pin = 30psi Pout = 20 psi

Inlet Feed Pressure Retentate Pressure

Permeate Pressure

TMP = (Pin + Pout)/2 - Pperm

TMP = (30 + 20)/2 - 0 = 25 PSI

Pperm = 0 psi

We leave this line unrestrictedFilter membrane

• Tỷ lệ chuyển đổi (CR) = Qf/QF

• Volume Concentration (VCF) =Khối lượng nguyên

liệu thêm vào hoạt động / Khối lượng retentate hiện thời

– Ví dụ, nếu 20 L của nguyên liệu đươc chế biến bởi siêu lọc cho đến khi 18 L đã đi qua để lọc và 2 L còn lai trong retentate( nồng độ gâp mười lần) → VCF = 10

Tỉ lệ Crossflow(Crossflow rate)Áp lực Xuyên màng (TMP)Kiểm soat Filtrate(Filtrate control )Bề mặt màng(Membrane area)Thiết kế Diafiltration(Diafiltration design)

Tối ưu các thông số then chốt

Kiểm tra quá trình- Chọn màng, module, cac thông sô kĩ thuật.- Chay thử hệ thông để đảm bảo hiệu suât đat tiêu

chuân.- Trong qua trinh chay theo dõi dòng chảy và ap

lực.- Thu thập mẫu của dòng đầu tiên và cuôi cùng.- Tính toan thời gian của qua trinh để đảm bảo nó

nằm trong pham vi dự kiến.- Kiểm tra chât lương sản phâm cuôi cùng với cac

xét nghiệm đươc sử dụng trong qui trinh hoat động thực tế.

04/17/2023 27

- Hê thông hoat đông li tưởng nhât khi tổng lượng protein trong retentate, dich loc va khôi lượng được đưa lên cao không thê phuc hồi bằng tổng lượng nguyên liêu đưa vao hê thông.

- Sự cân bằng năng suất và khối lượng thực hiện theo các định luật bảo toàn khối lượng.

- Khi lượng protein bi hao hut chiêm tỉ lê kha lơn thi phai thay đổi môt sô thông sô hoat đông đê giam thiêt hai.

Cac ưng dụng cơ bản

• Khư muôi nươc va xư lý nươc lợ + Tâp trung va khư muôi protein, peptide, va cac giai phap oligonucleotide

• Lam sach va phuc hồi cua cac khang thê hoăc protein tai tổ hợp

• Nồng đô thuôc chung ngừa va diafiltration.

Khác nhau giữa Cross flow va lọc truyền thống

Cross flow

1.Dong chay cua dich loc song song bê măt mang.

2.Phần lơn nguyên liêu se đi qua mang loc.

3.Nguyên liêu sau khi loc vân con ở dang bùn di đông, thich hợp đê chê biên tiêp.

4.Co thê phân chia cac hat theo kich thươc.

Lọc truyền thống1.Dong chay cua dich loc vuông

goc vơi bê măt mang.

2.Chât răn trong nguyên liêu se nằm trong cac lô (khe) cua hê thông loc hoăc giư lai trên hê thông loc.

3.Nguyên liêu sau khi loc chuyên đổi thanh dang banh loc va dich loc.

4.No chỉ đơn gian la sư tach biêt cua cac chât răn từ chât lỏng, không co phân đoan