PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005031560B4 16.05.2007
Titel Membranhalter für die Membranadsorberchromatographie
Anmelder Sartorius AG, 37075 Göttingen, DE
Erfinder Demmer, Wolfgang, Dr., 37077 Göttingen, DE;
Faber, Rene, Dr., 37083 Göttingen, DE
Vertreter Fiedler, Ostermann & Schneider, 37073 Göttingen
DE-Anmeldedatum 06.07.2005
DE-Aktenzeichen 102005031560
Offenlegungstag 11.01.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse G01N 30/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Membranhalter für die Membranadsorberchromatographie, umfassend einen Gehäusekörper mit einem Aufnahmeraum für mindestens eine Lage von Adsorbermembranen und wenigstens eine mit dem Gehäusekörper fixierbare erste Gehäusekappe zum Abschluss einer ersten Aufnahmeraumöffnung, wobei ein Flüssigkeitsstrom über erste Flüssigkeitsleitmittel durch die erste Gehäusekappe und die erste Aufnahmeraumöffnung derart in den Aufnahmeraum einleitbar ist, dass er die Adsorbermembranen durchsetzt und durch eine zweite Aufnahmeraumöffnung abfließt.

Die Membranadsorberchromatographie findet sowohl im Labormaßstab als auch bei der Gewinnung von Stoffen im Produktionsprozess vielfach Einsatz. Sie dient der selektiven Abtrennung von Stoffen aus einer Flüssigkeib. Das Grundprinzip der Membranadsorberchromatographie liegt in der Durchleitung einer die abzutrennenden Stoffe enthaltenden Flüssigkeit durch in der Regel einen Stapel von flächigen Zuschnitten (Lagen) aus porösem Membranadsorbermaterial, nachfolgend kurz als Adsorbermembran oder Membranen bezeichnet, die für die abzutrennenden Stoffe eine selektive oder vorzugsweise spezifische Adsorptionsfähigkeit besitzen.

Gemäß WO-A1-92/00805 (Sartorius AG) versteht man unter porösen Membranadsorbern solche Membranen, die an ihrer Oberfläche funktionelle Gruppen, Liganden oder Reaktanden tragen, die zur Wechselwirkung mit mindestens einem Stoff einer mit ihm in Kontakt stehenden flüssigen Phase befähigt sind. Der Transport der flüssigen Phase durch die Membran hindurch erfolgt dabei konvektiv. Die Bezeichnung Adsorbermembran wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Oberbegriff für flächige Zuschnitte verschiedener Arten von Membranadsorbern, wie Membranionenaustauscher, Ligandenmembranen und aktivierte Membranen verwendet, die ihrerseits wieder je nach den funktionellen Gruppen, Liganden und Reaktanden in unterschiedliche Membranadsorbertypen eingeteilt sind.

Üblicherweise wird die Membranadsorberchromatographie als mehrstufiges Verfahren durchgeführt, wobei in einem ersten Schritt die aufzureinigende Flüssigkeit durch einen Adsorbermembranstapel mit den gewünschten Adsorptionseigenschaften hindurchgeführt wird; in einem nachfolgenden Schritt wird der Adsorbermembranstapel mit einer Eluierflüssigkeit gespült, um die an der Membran adsorbierten Zielstoffe von der Membran zu lösen. Das sich ergebende Eluat, welches die aus der Ursprungsflüssigkeit abzutrennenden Stoffe enthält, kann dann weiteren Be- oder Verarbeitungsschritten zugeführt werden.

Im Labormaßstab werden diese Schritte üblicherweise unter Zuhilfenahme der Zentrifugiertechnik durchgeführt. So sind beispielsweise von der Firma Vivasience, Hannover, als VivapureTM bezeichnete, korbartige Membranhalteeinsätze für standardmäßige Zentrifugiergefäße bekannt. Die VivapureTM-Einsätze weisen eine flüssigkeitsdichte Wandung und einen perforierten Boden auf, auf dem ein Adsorbermembranstapel, vorzugsweise mit Wandungskontakt am Stapelumfang, angeordnet wird. Zur Fixierung des Adsorbermembranstapels oder der mindestens einen Lage wird ein Hohlzylinder oberhalb des Stapels in den Einsatz eingepresst, wobei der Außendurchmesser des Hohlzylinders so bemessen ist, dass durch Reibung mit der Wandung des Einsatzes eine axiale Fixierung gewährleistet wird, während der Innendurchmesser des Hohlzylinders kleiner als der Durchmesser des Membranstapels gewählt ist, so dass dieser zwischen dem Hohlzylinder und dem Boden des Einsatzes klemmt.

Nach Einbringung des Einsatzes in das Zentrifugiergefäß wird der Einsatz bis zur gewünschten Füllhöhe mit der aufzureinigenden Flüssigkeit gefüllt und dann zentrifugiert, wobei die Flüssigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft durch den Membranstapel gepresst wird und durch den perforierten Boden des Einsatzes in einen unteren Bereich des Zentrifugiergefäßes abläuft. Der nachfolgende Eluierungsschritt erfolgt analog.

Die Anwendung der Zentrifugiertechnik hat den Nachteil, dass der Druck, mit dem die Flüssigkeit durch den Membranstapel gepresst wird, nur durch die Zentrifugalkraft aufgebaut wird, die nur grob steuerbar ist, so dass der tatsächlich am Membranstapel anliegende Druck nur schwer oder ungenau spezifizierbar ist. Dies führt zu Akzeptanzproblemen der mit dem geschilderten Verfahren erzielten Ergebnisse bei Normierungs- und Zulassungsbehörden.

Aus dem Bereich der Produktion ist das Prinzip der Durchstrom-Membranadsorberchromatographie bekannt, bei der der Adsorbermembranstapel in einem Leitungssystem integriert ist und für eine definierte Zeit unter definierten Druckbedingungen, die durch entsprechende Pumpenmittel definiert werden, durchströmt wird. Ein Membranhalter für ein derartiges Durchstromsystem ist aus US 4,895,806 bekannt. Diese Druckschrift offenbart einen Membranhalter mit einem zylindrischen Gehäusekörper, der mit einem Membranadsorberstapel gefüllt ist, wobei zwischen Paketen von jeweils mehreren Membranschichten sowie an den Enden des Stapels jeweils Dichtringe angebracht sind, die mit der Innenwandung des zylindrischen Gehäusekörpers in dichtendem Kontakt stehen. Oberhalb und unterhalb des zylindrischen Gehäusekörpers sind Gehäusekappen vorgesehen, die zum einen den Aufnahmeraum im Inneren des Gehäusekörpers abschließen und zum anderen den Membranstapel zusammenpressen. Die Gehäusekappen sind jeweils mit Zu- bzw. Abflusskanälen versehen. Ein derartiger Membranhalter eignet sich gut für die Anwendung im Produktionsmaßstab, d.h. bei großen Durchsatzvolumina und entsprechend großen Durchmessern der Membranstapel, so dass das am Rand der Stapel aufgrund der Dichtungsringe nicht nutzbare Totvolumen vernachlässigbar klein ist gegenüber der tatsächlich genutzten Membranfläche.

Aus der DE 44 32 628 A1 ist ein weiterer Membranhalter bekannt, bei dem die Einzelmembranen, aus denen der Stapel aufgebaut ist, in ihrem Randbereich flüssigkeitsundurchlässig gestaltet sind. Dieser Ansatz vermeidet im Vergleich zu dem oben diskutierten die Notwendigkeit der Verwendung separater Dichtungsringe. Nachteilig ist jedoch der erhöhte Aufwand der zur Herstellung der einzelnen Membranen erforderlich wird. Außerdem besteht bezüglich des zuvor genannten Totvolumens eine ähnliche Problematik wie oben geschildert.

Aus der US 4,133,764 schließlich ist ein Membranhalter bekannt, bei dem ein Membranstapel durch Andrücken mittels eines Deckelelementes, das über lineare Rastelemente mit Seitenwänden eines Gehäuses verbindbar ist, in dem Gehäuse fixierbar ist. Ein solcher Membranhalter ist einfach und kostengünstig herstellbar; er ist jedoch nicht wiederverwendbar und muss nach Gebrauch mitsamt dem in ihm gehalterten Membranstapel verworfen werden, da die Rastelemente das einmal eingeschobene Deckelelement dauerhaft fixieren. Für die Membranadsorberchromatographie, die die Weiterverwendung der Membranen erfordert, ist dieser bekannte Membranhalter somit nicht einsetzbar.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Membranhalter zur Verfügung zu stellen, der für die Durchflusschromatographie in kleinem Maßstab geeignet ist und bei dem insbesondere das Totvolumen minimiert wird.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die erste Gehäusekappe als erste Überwurfmutter auf den Gehäusekörper aufschraubbar ist und ein erstes Stempelelement, das über einen die erste Aufnahmeraumöffnung überragenden Flansch zwischen der ersten Gehäusekappe und dem Gehäusekörper verspannbar ist, dichtend in einem korbartigen, der Aufnahme der Adsorbermembranen dienenden Einsatz mit flüssigkeitsdichter Wandung und perforiertem Boden fixierbar ist, wobei eine Außenkontur des korbartigen Einsatzes in dichtender Weise an eine Innenkontur des Aufnahmeraumes angepasst ist.

Grundidee der Erfindung ist es, die Vorteile der bekannten VivapureTM-Einsätze auch für die Durchflusschromatographie nutzbar zu machen. Hierzu wird erfindungsgemäß ein als Membranhalter bezeichneter Adapter vorgeschlagen, in dessen Aufnahmeraum der korbartige Einsatz dichtend einsetzbar ist. Fixiert wird der korbartige Einsatz mittels eines Stempelelementes, das durch die auf dem Gehäusekörper aufschraubbare Überwurfmutter fixierbar ist. Da auch eine Abdichtung zwischen dem korbartigen Einsatz und dem Stempelelement vorgesehen ist, ist es nicht erforderlich, die als Überwurfmutter ausgebildete Gehäusekappe dichtend auszubilden. Es kann daher eine vergleichsweise grobe und kostengünstig herstellbare Schraubverbindung zwischen Gehäusekappe und Gehäusekörper realisiert werden.

Günstigerweise ist das Stempelelement so ausgebildet, dass es weit in den korbartigen Einsatz hineinragt. Hierdurch wird zum einen das Volumen oberhalb der Absorbermembranen reduziert; zum anderen kann das Stempelelement bei geeigneter Anpassung seiner Länge an die Höhe des Stapels aus Adsorbermembranen in dem korbartigen Einsatz zur Fixierung und Pressung des Membranstapels verwendet werden. Hierdurch kann sich die ansonsten übliche und oben geschilderte Verwendung eines in den Einsatz eingepressten Hohlzylinders als Membranstapelfixierung erübrigen. Bei entsprechend kleinerem Durchmesser des Stempelelementes ist es jedoch selbstverständlich auch möglich, die handelsüblichen Einsätze einschließlich des Fixierungs-Hohlzylinders zu verwenden.

Zur Realisierung der Abdichtung zwischen korbartigem Einsatz und Stempelelement ist günstigerweise am oberen, dem Boden abgewandten Rand des korbartigen Einsatzes ein umlaufender Flansch vorgesehen, gegen den sich eine korrespondierende Schulter des von der ersten Gehäusekappe kraftbeaufschlagten ersten Stempelelementes dichtend abstützt. Die Dichtung kann ggf. durch ein zusätzliches Dichtelement, welches zwischen dem Flansch und der Schulter des ersten Stempelelementes angeordnet ist, optimiert werden. Bei Verwendung eines Dichtelementes kann auch durch dessen Dicke die Einführtiefe des Stempelelementes in den korbartigen Einsatz beeinflusst werden, so dass unterschiedliche Membranstapelhöhen zusammen mit demselben Stempelelement verwendbar sind.

Vorteilhafterweise ist die Wandung des korbartigen Einsatzes in einem unteren, dem perforierten Boden benachbarten Abschnitt als Hohlzylinder mit einem ersten, kleineren Zylinderdurchmesser und in einem oberen Abschnitt, der dem unteren Abschnitt über eine Wandungsschulter benachbart ist, als Hohlzylinder mit einem zweiten, größeren Zylinderdurchmesser ausgestaltet. Dies entspricht der handelsüblichen Form der vorgenannten VivapureTM-Einsätze und hat den Vorteil, dass die Außenseite der Wandungsschulter besonders günstig, ggf. durch Verwendung eines zusätzlichen Dichtelementes, zur äußeren Abdichtung des Einsatzes gegen eine korrespondierende Schulter der Wandung des Aufnahmeraums des Gehäusekörpers verwendet werden kann.

Bei dieser Ausführungsform kann alternativ oder zusätzlich zu der oben erläuterten inneren Abdichtung des Stempelelementes gegen den korbartigen Einsatz eine Abdichtung zwischen dem Stempelelement und dem korbartigen Einsatz erfolgen, indem sich eine korrespondierende Schulter des von der ersten Gehäusekappe kraftbeaufschlagten ersten Stempelelementes dichtend gegen die Wandungsschulter, d.h. hier gegen deren Innenseite, abstützt.

Um den für die Durchflusschromatographie erforderlichen Zulauf von Flüssigkeit besonders vorteilhaft zu realisieren, ist bei einer günstigen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass ein äußerer Endbereich des ersten Stapelelementes im Montagezustand die erste Gehäusekappe durchsetzt und die ersten Flüssigkeitsleitmittel das erste Stempelelement in Form eines Zuleitungskanals durchsetzen. Vorteilhafterweise ist zusätzlich vorgesehen, dass der äußere Endbereich des ersten Stempelelementes einen Rohr- oder Schlauchanschluss aufweist. Auf diese Weise gelingt es, sämtliche filigranen und abstimmungsbedürftigen Elemente bzw. Merkmale in das Stempelelement zu integrieren. So können unterschiedliche Stempelelemente mit verschiedenen Längen, verschiedenen Zuleitungskanal-Durchmessern sowie verschiedenen Anschlussnormen für Rohr- oder Schlauchanschlüsse hergestellt und je nach Anwendung ausgewählt werden, wobei jedoch in jedem Fall dieselben leicht und kostengünstig herzustellenden Gehäusekörper, Gehäusekappen und korbartigen Einsätze Verwendung finden können.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein dem äußeren Endbereich abgewandter, innerer Endbereich des ersten Stempelelementes eine Flüssigkeitsverteilstruktur zur Verteilung des eingeleiteten Flüssigkeitsstroms über einen wesentlichen Teil der Adsorbermembranfläche aufweist. Eine solche Flüssigkeitsverteilungsstruktur kann beispielsweise als kegelförmige Ausnehmung realisiert sein, wobei der Zuleitungskanal in der Kegelspitze mündet. Alternativ oder zusätzlich können der Zuleitungskanal in einer in die Stirnfläche des inneren Endbereiches eingegrabene Verteilkanalanordnung münden, wobei eine Mehrzahl von offenen und geraden oder geschwungenen oder helikalen, ggf. ein- oder mehrfach verzweigten Kanälen vorgesehen sein kann. Der Vorteil einer solchen Struktur liegt darin, dass die gesamte Membranfläche oder zumindest ihr größter Teil für die Chromatographie benutzt werden kann und vermieden wird, dass die aufzureinigende Flüssigkeit den Membranstapel nur im Bereich der Zuleitungskanalmündung durchdringt, was zu einer baldigen Besetzung der Bindungsstellen im Zentralbereich der Membran führen und die Aufreinigung ineffizient machen könnte, obgleich in den Randbereichen des Membranstapel noch große Mengen unbesetzter Bindungsstellen vorhanden sind.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aufnahmeraum im Anschluss an seinen den korbartigen Einsatz aufnehmenden ersten Abschnitts einen mit dem ersten Abschnitt verbundenen zweiten Abschnitt aufweist, in den ein zweites Stempelelement dichtend einsetzbar ist, wobei das zweite Stempelelement mittels einer als zweite Überwurfmutter ausgestalteten zweiten Gehäusekappe, die zum Abschluss der zweiten Aufnahmeraumöffnung auf den Gehäusekörper aufschraubbar ist, in Zusammenwirken mit einem die zweite Aufnahmeraumöffnung überragenden Flansch des zweiten Stempelelementes zwischen der zweiten Gehäusekappe und dem Gehäusekörper verspannbar ist. Dieser funktional symmetrische Aufbau des erfindungsgemäßen Membranhalters erlaubt es, die oben im Hinblick auf die Flüssigkeitszuleitung geschilderten Vorteile auch bei der Flüssigkeitsableitung zu nutzen. Durch Verwendung eines Stempelelementes kann einerseits eine gute Abdichtung des zweiten Aufnahmeraumabschnitts gewährleistet und dabei gleichzeitig das Totvolumen im Ableitungsweg minimiert werden.

Zur besonders kostengünstigen Realisierung kann die zweite Gehäusekappe als eine Überwurfmutter ausgestaltet sein, die identisch zu der als erste Gehäusekappe verwendeten Überwurfmutter ist. Entsprechend muss der Gehäusekörper im Bereich beider Aufnahmeraumöffnungen mit im Wesentlichen identischen Gewindeabschnitten versehen sein. Dies ist mechanisch leicht zu realisieren.

Günstigerweise ist vorgesehen, dass ein äußerer Endbereich des zweiten Stempelelementes im Montagezustand die zweite Gehäusekappe durchsetzt und zweite Flüssigkeitsleitmittel das zweite Stempelelement in Form eines Ableitungskanals durchsetzen. Dabei weist der äußere Endbereich des zweiten Stempelelementes vorzugsweise einen Rohr- oder Schlauchanschluss auf. Die Wirkung und Vorteile dieser Ausgestaltung sind analog zu denen der oben geschilderten, vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Stempelelementes. Auch hier werden alle filigranen und ggf. anwendungsbedingt zu variierenden Merkmale in dem Stempelelement konzentriert, so dass alle übrigen Elemente des erfindungsgemäßen Membranhalters kostengünstig und ohne großen Fertigungsaufwand hergestellt werden können.

Um den Abfluss der auf gereinigten Flüssigkeit bzw. des Eluates beim Eluierschritt zu optimieren und insbesondere unerwünschte, den Abfluss behindernde Turbulenzen zu vermeiden, kann bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein dem äußeren Endbereich abgewandter, innerer Endbereich des zweiten Stempelelementes eine Flüssigkeitssammelstruktur zum Sammeln der aus der Adsorbermembranfläche austretenden Flüssigkeit aufweist.

Der erfindungsgemäße Membranhalter ermöglicht daher nicht nur eine effiziente Maßstabverkleinerung (scale-down) durchflusschromatographischer Verfahren von Produktions- auf Labormaßstäbe, sondern lässt sich in vorteilhaften Ausführungsformen auch nach einem Baukastenprinzip herstellen und einsetzen, wobei lediglich das bzw. die Stempelelemente einer Präzisionsbearbeitung bedürfen, während die übrigen Elemente, insbesondere Gehäusekörper und Gehäusekappen ohne großen Fertigungsaufwand kostengünstig hergestellt werden können. Der Benutzer kann stets dieselben Bauteile verwenden und hat nur in Abhängigkeit von seiner Anwendung, insbesondere im Hinblick auf Membranstapelhöhe, Durchflussmenge bzw. -geschwindigkeit und Anschlussnorm ein geeignetes Stempelelement zu wählen.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Es zeigen:

1:, eine perspektivische Darstellung eines zusammengesetzten Membranhalters gemäß der vorliegenden Erfindung.

2: einen Aufriss des Membranhalters von 1.

3: eine Schnittdarstellung des Membranhalters von

1 und 2 gemäß der Schnittlinie III-III in 2.

Zur Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird insbesondere Bezug genommen auf 3. Hieraus ergibt sich auch zwanglos ein Verständnis der 1 und 2, in denen für gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

3 zeigt einen erfindungsgemäßen Membranhalter 10 in Schnittdarstellung. Kernstück des Membranhalters 10 ist ein Gehäusekörper 12. Der Gehäusekörper 12 weist in der vorliegenden Ausführungsform eine zylindrische Außenkontur auf. Der Gehäusekörper 12 umschließt einen in zwei Abschnitte unterteilten Aufnahmeraum. Der erste, in 3 rechts gelegene Abschnitt des Aufnahmeraums weist eine zylindrisch gestufte Innenkontur auf, die der ebenfalls zylindrisch gestuften Außenkontur eines Korbeinsatzes 14 entspricht. Vorzugsweise wird als Korbeinsatz 14 ein VivapureTM-Einsatz verwendet. Der Korbeinsatz 14 weist eine flüssigkeitsdichte Wandung 16 und einen perforierten Boden 18 auf. Die Wandung 16 des Korbeinsatzes liegt dichtend an der Innenkontur des Aufnahmeraumes an, wobei eine Wandungsschulter 20, die sich aus der zylindrischen Abstufung der Einsatzkontur ergibt, genutzt werden kann, um in Wechselwirkung mit einer korrespondierenden Stufe der Aufnahmeraum-Innenkontur die Abdichtung zu optimieren. Auf dem Boden 18 des Einsatzes 14 ist ein Membranstapel 22 angeordnet, der aus flächigen Zuschnitten aus Adsorbermembranmaterial besteht, wobei sämtliche Schichten des Membranstapels 22 dieselben oder verschiedene Bindungseigenschaften aufweisen können.

Der Membranstapel 22 wird von einem Stempelelement 24 in Position gehalten und vorzugsweise gegen den Boden 18 gepresst. Das Stempelelement 24 weist eine zylindrisch abgestufte Außenkontur auf, die im Wesentlichen zu der abgestuften Innenkontur des Einsatzes 14 korrespondiert. Auf diese Weise kann zum einen ein dichtender Sitz des Stempelelementes 24 im Einsatz 14 gewährleistet werden. Zum anderen kann das freie Volumen oberhalb des Membranstapels 22 minimiert werden. Die Abdichtung zwischen Stempelelement 24 und Einsatz 14 erfolgt im Wesentlichen durch Wechselwirkung eines Flansches 26 am oberen Rand des Einsatzes 14, der zu einer Schulter 28 des Stempelelementes korrespondiert. Zur Optimierung der Abdichtung kann zwischen dem Flansch 26 und der Schulter 28 ein zusätzliches Dichtungselement 30, beispielsweise ein Silikon-Dichtring, verwendet werden.

Das Stempelelement 24 ragt mit einem Flansch 32 über den Gehäusekörper 12 hinaus. Zur Fixierung des Stempelelementes 24 ist eine als Überwurfmutter 34 ausgebildete Gehäusekappe vorgesehen, die auf einen Gewindeabschnitt 35 des Gehäusekörpers aufgeschraubt ist. Bei hinreichendem Anzug der Überwurfmutter 34 wird das Stempelelement 24 über seinen Flansch 32 in den Einsatz 14 gedrückt. Hierdurch wird die Dichtung zwischen dem Einsatz 14 und dem Gehäusekörper 12 und die Dichtung zwischen dem Stempelelement 24 und dem Einsatz 14 realisiert sowie der Membranstapel 22 in Position gehalten und gegen den Boden 18 gepresst.

Das Stempelelement 24 ist von einem Zuleitungskanal 36 durchsetzt, der im äußeren Endbereich des Stempelelementes 24, der eine Öffnung 38 der Überwurfmutter 34 durchsetzt, in einen Rohr- oder Schlauchanschluss 40 mündet. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist der Rohr- oder Schlauchanschluss 40 durch ein Innengewinde realisiert, in welches ein (nicht dargestellter) Rohr- oder Schlauchadapter einschraubbar ist. An seinem anderen Ende mündet der Zuleitungskanal 36 in einer Flüssigkeitsverteilungsstruktur 41, die bei der dargestellten Ausführungsform als kegelförmige Ausnehmung ausgestaltet ist.

In dem sich an den Boden 18 des Einsatzes 14 anschließenden zweiten Abschnitt des Aufnahmeraumes des Gehäusekörpers 12 ist ein zweites Stempelelement 42 eingesetzt, welches von einem Ableitungskanal 44 durchsetzt ist. Der Ableitungskanal 44 mündet an seinem einen Ende in einer als kegelförmige Ausnehmung ausgestalteten Flüssigkeitssammelstruktur 46 und an seinem anderen Ende in einen Rohr- oder Schlauchanschluss 48, der bei der gezeigten Ausführungsform als Innengewinde 48 ausgestaltet ist. Das zweite Stempelelement 42 wird von einer zweiten Überwurfmutter 50, die auf einen weiteren Gewindeabschnitt 54 des Gehäusekörpers 12 aufschraubbar ist, in Position gehalten. Dabei wechselwirkt die Überwurfmutter 50 mit einem Flansch 52 des zweiten Stempelelementes 42, der sich über den Gehäusekörper hinaus erstreckt. Auf diese Weise wird das Stempelelement 42 in Position gehalten und liegt dabei mit seiner Außenkontur dichtend an der im Wesentlichen zylindrischen Innenkontur des zweiten Abschnitts des Aufnahmeraumes an. Alternativ oder zusätzlich können andere Dichtmittel vorgesehen sein, beispielsweise ein Dichtring, der die Flüssigkeitssammelanordnung 46 etwa ringförmig umgibt.

Das zweite Stempelelement 42 durchsetzt die Überwurfmutter 50 im Bereich einer Öffnung 56.

Wie aus den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, stellt der erfindungsgemäße Membranhalter 10 eine günstige Möglichkeit der Durchflusschromatographie in kleinem Maßstab zur Verfügung, wobei standardmäßig erhältliche Komponenten, wie etwa der Einsatz 14 und kostengünstig zu fertigende Komponenten, wie der Gehäusekörper 12 und die Gehäusekappen bzw. Überwurfmuttern 34, 50 anwendungsunabhängig verwendet werden können, wohingegen zur Anpassung an die Höhe des Membranstapels 22, die geforderte Durchflussmenge bzw. -geschwindigkeit und die Leitungsanschlussnormen spezielle Stempelelemente 24, 42 verwendet werden können.

Natürlich stellen die in den Figuren gezeigten und im Rahmen der speziellen Beschreibung diskutierten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere hinsichtlich der konkreten Form des Einsatzes 14, der Varianten der Abdichtung und natürlich der speziellen Wahl der den Membranstapel 22 bildenden Membranen steht dem Fachmann ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten zur Verfügung. Auch ist der erfindungsgemäße Membranhalter, obgleich für die Membranadsorberchromatographie besonders geeignet, auch zu anderen Zwecken einsetzbar, etwa zur Durchführung von Enzymreaktionen mit an den Membranen immobilisierten Enzymen.


Anspruch[de]
Membranhalter für die Membranadsorberchromatographie, umfassend einen Gehäusekörper (12) mit einem Aufnahmeraum für mindestens eine Lage von Adsorbermembranen (22) und wenigstens eine mit dem Gehäusekörper (12) fixierbare erste Gehäusekappe (34) zum Abschluss einer ersten Aufnahmeraumöffnung, wobei ein Flüssigkeitsstrom über erste Flüssigkeitsleitmittel (36) durch die erste Gehäusekappe (34) und die erste Aufnahmeraumöffnung derart in den Aufnahmeraum einleitbar ist, dass er die Adsorbermembranen (22) durchsetzt und durch eine zweite Aufnahmeraumöffnung abfließt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäusekappe (34) als erste Überwurfmutter auf den Gehäusekörper (12) aufschraubbar ist und ein erstes Stempelelement (24), das über einen die erste Aufnahmeraumöffnung überragenden Flansch (32) zwischen der ersten Gehäusekappe (34) und dem Gehäusekörper (12) verspannbar ist, dichtend in einem korbartigen, der Aufnahme der Adsorbermembranen (22) dienenden Einsatz (14) mit flüssigkeitsdichter Wandung und perforiertem Boden (18) fixierbar ist, wobei eine Außenkontur des korbartigen Einsatzes (14) in dichtender Weise an eine Innenkontur des Aufnahmeraumes angepasst ist. Membranhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der korbartige Einsatz (14) an seinem oberen, dem Boden abgewandten Rand einen umlaufenden Flansch (26) aufweist, gegen den sich eine korrespondierende Schulter (28) des von der ersten Gehäusekappe (34) kraftbeaufschlagten ersten Stempelelementes (24) dichtend abstützt. Membranhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flansch (26) und der Schulter (28) des ersten Stempelelementes ein Dichtelement (30) angeordnet ist. Membranhalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (16) des korbartigen Einsatzes (14) in einem unteren, dem perforierten Boden (18) benachbarten Abschnitt als Hohlzylinder mit einem ersten, kleineren Zylinderdurchmesser und in einem oberen Abschnitt, der dem unteren Abschnitt über eine Wandungsschulter (20) benachbart ist, als Hohlzylinder mit einem zweiten, größeren Zylinderdurchmesser ausgestaltet ist. Membranhalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine korrespondierende Schulter des von der ersten Gehäusekappe (34) kraftbeaufschlagten ersten Stempelelementes (24) dichtend gegen die Wandungsschulter (20) abstützt. Membranhalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Endbereich des ersten Stempelelementes im Montagezustand die erste Gehäusekappe (34) durchsetzt und die ersten Flüssigkeitsleitmittel (36) das erste Stempelelement (24) in Form eines Zuleitungskanals (36) durchsetzen. Membranhalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Endbereich des ersten Stempelelementes (24) einen Rohr- oder Schlauchanschluss (40) aufweist. Membranhalter nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem äußeren Endbereich abgewandter, innerer Endbereich des ersten Stempelelementes (24) eine Flüssigkeitsverteilungsstruktur (41) zur Verteilung des eingeleiteten Flüssigkeitsstroms über einen wesentlichen Teil der Adsorbermembranfläche (22) aufweist. Membranhalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum im Anschluss an seinen den korbartigen Einsatz (14) aufnehmenden ersten Abschnitts einen mit dem ersten Abschnitt verbundenen zweiten Abschnitt aufweist, in den ein zweites Stempelelement (42) dichtend einsetzbar ist, wobei das zweite Stempelelement (42) mittels einer als zweite Überwurfmutter ausgestalteten zweiten Gehäusekappe (50), die zum Abschluss der zweiten Aufnahmeraumöffnung auf den Gehäusekörper aufschraubbar ist, in Zusammenwirken mit einem die zweite Aufnahmeraumöffnung überragenden Flansch (52) des zweiten Stempelelementes (42) zwischen der zweiten Gehäusekappe (50) und dem Gehäusekörper (12) verspannbar ist. Membranhalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Endbereich des zweiten Stempelelementes (42) im Montagezustand die zweite Gehäusekappe (50) durchsetzt und zweite Flüssigkeitsleitmittel (44) das zweite Stempelelement (42) in Form eines Ableitungskanals (44) durchsetzen. Membranhalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Endbereich des zweiten Stempelelementes (42) einen Rohr- oder Schlauchanschluss (48) aufweist. Membranhalter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem äußeren Endbereich abgewandter, innerer Endbereich des zweiten Stempelelementes (42) eine Flüssigkeitssammelstruktur (46) zum Sammeln der aus der Adsorbermembranfläche (22) austretenden Flüssigkeit aufweist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com