ハイスループット限外ろ過のための組み込みスペーサを有するミニモジュール【JST・京大機械翻訳】

Baitalow Kristina; Wypysek Denis; Leuthold Martin; Weisshaar Stefan; Lolsberg Jonas; Wessling Matthias

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202215267503886 整理番号：22P0334181

ハイスループット限外ろ過のための組み込みスペーサを有するミニモジュール【JST・京大機械翻訳】

A mini-module with built-in spacers for high-throughput ultrafiltration

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発行年： 2022年04月19日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年04月19日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

限外ろ過膜モジュールは濾過時に起こる透過流減少に悩まされ,濃度分極と汚損,例えば発酵ブロス精製によって引き起こされる。このような性能損失は,例えば,静的ミキサとして作用するメッシュスペーサを用いて,膜-流体界面での流体力学的条件を操作することにより,しばしば緩和される。この追加元素は,一般的に物質移動を改善しながら,製造の複雑さを増加させるが,しかし,デッドゾーンにおけるより少ない輸送のようなそれらの既知の欠点を受け入れる。しかし,そのようなスペーサの形状は,市販のスペーサ形状の設計に限定されている。ここでは,分離部分としてスペーサを除去するために,フラットシート限外ろ過膜モジュールにおいて,最適化されたビルトイン3Dスペーサー構造を有する工業的に関連するミニモジュールを設計する方法論を提示した。したがって,射出成形プロセスのための仕様に従って,インサイコ設計を通して,ビルトイン構造の概念を概念的に実行した。2つのオプションを選択するために,3D-CFDシミュレーションによるミニモジュールのデジタルツインにおいて10のビルトイン構造を調べ,次に物質移動に関する空のフィードチャネルと比較した。続いて,シミュレートしたフラックス増加をウシ血清アルブミン(BSA)濾過時に実験的に検証した。新しいビルトイン正弦波波形は従来のメッシュスペーサを30%高い透過速度まで凌駕する。これらの改良の起源は,純水透過中の低磁場および高磁場磁気共鳴映像流速測定(フロー-MRI)によってオンラインおよびin-situで可視化されたようにミニモジュール内の流れ特性と相関している。【JST・京大機械翻訳】

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膜分離

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