| 主权项 |
1.一种微过滤薄膜装置,基本上系用于持续地将渗析物从多成份液体基料撤出,同时增加其中之颗粒物质之浓度,该薄膜装置系包括:许多中空纤维薄膜、或纤维,未被限制于一模组之罩中,该纤维可在该基料中摇摆,该纤维所承受之透膜压差范围为从约0.7kPa(0.1psi)至约345kPa(50psi);第一和第二管集箱配置呈横向间隔分开之关系,该第二管集箱在该基料之内;该第一管集箱和该第二管集箱具有密封牢固于其中的各纤维之相对的末端部份,该纤维之全部开放端系从至少一管集箱之渗析物排放面伸展出;渗析物收集装置将该渗析物收集,与各该管集箱之渗析物排放面呈开放流体沟通密封式连结;和,撤出该渗析物之装置;其改良处包括:该纤维、该管集箱和该渗析物收集装置共同形成一种垂直框纱,其中该纤维基本上是垂直配置;该第一管集箱系呈垂直间隔分开之关系而配置于该第二管集箱之上面,相对之诸面隔着固定之距离;各该纤维具有几乎完全相同之长度,该长度为比该固定距离大0.1%至少于5%,所以允许各纤维之中间部份具有受限制的移距,与另一纤维之移动是各自独立。2.如申请专利范围第1项之薄膜装置,其中各该管集箱是一种合成树脂材料之集合,其中该末端部份系被插入且该纤维系从天然或合成聚合物所形成;各该纤维具有外径范围为从约20微米至约3毫米,壁厚度范围为从约5微米至约2毫米,孔径范围为从1,000埃至10,000埃;且该移距是在侧向或水平方向。3.如申请专利范围第2项之薄膜装置,其中该基料是维持在压力范围为从约1至10大气压,该纤维从各该管集箱之纤维支撑面向上伸展出如同框纱,该纤维经由该管集箱之渗析物排放面向下伸展出,且该渗析物相对于该上管集箱被向上排放。4.如申请专利范围第3项之薄膜装置,其中各管集箱是在一种选自长方形棱柱体和圆筒形盘之几何结构中所形成,该纤维共具有表面积大于1平方公尺,各纤维具有长度为大于0.5公尺,该纤维共具有表面积范围为从10至103平方公尺,且该纤维之该末端部份从各该管集箱之渗析物排放面伸出范围为从约0.1毫米至约1公分。5.一种气体擦洗总成,系包括:一种微过滤薄膜装置与一种气体分布装置组合使用,以将该装置中在中空纤维薄膜(「纤维」)表面上沈积之颗粒积聚减至最小,且将渗析物从多成份液体基料中回收同时让颗粒物质遗留于其中,该薄膜装置系包含:在模组之罩中之许多未受限制的纤维,该纤维在该基料可摇摆,该纤维系承受透膜压差,范围为从约0.7kPa(0.1psi)至约345kPa(50psi);第一和第二管集箱系呈间隔分开关系配置于该基料中;该第一管集箱和该第二管集箱具有密封牢固于其中的各纤维之相对的末端部份,该纤维之全部开放端从至少一管集箱之渗析物排放面伸展出;渗析物收集装置将该渗析物收集,且与各该管集箱之渗析物排放面呈开放流体沟通密封式连结;和,用于将该渗析物撤出之装置;且配置于该框纱下面区域之内的该气体分布装置内具有通路适合充分的气体流通过,以产生足够的气泡,成为上昇气泡柱而在该框纱纤维之间和周边流动,以维持该纤维之表面漂荡于气泡中;其改良处包括:该纤维、该管集箱和该渗析物收集装置共同形成一种垂直框纱,其中该纤维基本上是垂直配置;该第一管集箱系以固定之距离呈垂直间隔分开之关系配置于该第二管集箱之上面;各该纤维具有几乎完全相同之长度,该长度为比该固定距离大至少0.1%到少于5%,所以允许各纤维之中间部份具有受限制的移距,与另一纤维之移动是各自独立;且该通路排放清洁气体之数量范围为从每纤维0.47至14之方公分/秒,其系实质地垂直地下昇且与该纤维相接触,及平行于受限制于该管柱之移动;藉此,该渗析物系基本上为持续地撤出,同时在该基料中之该颗粒物质之浓度增加。6.如申请专利范围第5项之气体擦洗总成,其中各纤维具有长度为小于0.5公尺,该纤维具有孔径为从约1,000埃至10,000埃,表面积大于1平方公尺,且共具有表面积范围为从10至10平方公尺;各该管集箱是具有与另一管集箱实质相同尺寸之长方形棱柱体或圆筒形盘;该固定之距离是可调整;该气体是含氧气体,且该气泡大小范围为从0.1毫米至25毫米(系在较紧密的接近位置所测得,范围为与该通路相距1公分至约50公分);和该气体分布装置包括配置于该框纱之内部和外部之两个分布装置之至少其中之一。7.如申请专利范围第6项之气体擦洗总成,其中该颗粒物质系包括在该基料中生长之生物活性的微有机体,或微细分割之无机颗粒。8.一种维持清洁纤维外表面之方法,该方法系包括:将框纱纤维未受限制地浸没于模组罩中,该纤维系牢固地呈侧向维持在对置、间隔分开之第一和第二管集箱中,该纤维可在该基料中摇摆,且具有透膜压差范围为从约0.7kPa(0.1psi)至约345kPa(50psi);将纤维清洁气体经由相对于该框纱之非常接近且在基料框纱下面之区域内所配置之气体分布装置而流动,且该纤维之表面与足够的物理冲击之该气体气泡相接触,以实质地维持在该框纱中之各纤维之整个长度漂荡于气泡中,且基本上脱离该积聚;在该方法之操作开始之后维持初期获得之平衡通量;收集在该收集装置中之该渗析物;和,撤出该渗析物,其改良处包括:将数量范围为从每纤维0.47至14立方公分/秒之该清洁气体引介入,以在旁边产生该气泡之柱且与该纤维之外表面相接触;将该框纱纤维展开于呈实质的垂直构形之该管柱中,与该管集箱在固定距离呈固定间隔分开之关系,该框纱具有几乎完全相同长度之纤维且比该固定距离大至少0.1%至约5%,该纤维系在移动之垂直区域可各自独立地摇摆;将该纤维之移动限制在该框纱中之外部纤维之侧向移动所限制之该垂直区域之内;以向上流动与该表面相接触之气泡将该纤维之外表面垂直地进行气体擦洗;同时,基本上为持续地,撤出该渗析物,且同时提高在该基料中之该颗粒物质之浓度。9.一种形成管集箱之方法,该管集箱用于多重纤维之框纱,系包括:形成一束之纤维于支撑在一种具有厚度为相当于吾所欲得之介于毗连纤维之间的侧向间距之支撑装置上之至少一阵列中;维持该集束于第一种液体中而该纤维之末端部份被浸没,直到该第一种液体固化成第一成形层合物,假设该第一种液体与纤维之材料是非反应性;将第二种液体倾注在该第一成形层合物上,以将纤维嵌埋至所欲得之深度,并将该第二种液体固化以在该第一成形层合物上形成固定层合物,该第二种液体也是与该纤维之材料或该第一成形层合物之材料二者之一实质的非反应性;藉此形成一种复合管集箱,其中该纤维之末端部份被插入,该复合管集箱包含一种不坚牢材料之不坚牢层合物和一种相邻的成品管集箱之固定层合物之积层物;将该第一成形层合物移除而未移除该固定层合物之部份,致使该纤维之开放端维持从该管集箱之尾端面伸出,该开放端具有圆形横截面。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该第二种液体在固化后形成一种热固性或热塑性合成树脂,且该第一种液体在固化后形成一种固体,其熔点或玻璃转移温度为低于该合成树脂之熔点或玻璃转移温度。11.如申请专利范围第10项之方法,其中正在固化之该第一种液体在一温度为可流动,而正在固化之该第二种液体在该温度维持固态。12.如申请专利范围第10项之方法,其中正在固化之该第一种液体可溶解于所选择之溶剂中,且正在固化之该第二种液体不溶解于该溶剂。13.一种管集箱,许多中空纤维薄膜或「纤维」插入于其中,该管集箱系包括:一种具有固定层合物和不坚牢层合物之任意形状之模制驱体,该不坚牢层合物系从不坚牢插嵌材料所形成且该固定层合物系从固定材料所形成;该纤维具有末端部份插入于该不坚牢层合物中,当该层合物为液体时将该纤维之末端堵塞,该末端具有基本上为圆形之横截面,该不坚牢层合物维持该末端呈紧密间隔分开且实质平行之关系;该不坚牢层合物具有一尾端面该末端通过该尾端面而伸出,和一前端面,该纤维通过该前端面而垂直伸展该不坚牢层合物具有该固定层合物黏附在其上,该固定层合物具有之厚度足以维持该纤维相对于彼此呈实质相同之间隔分开关系,如同在该下部部份之间隔分开关系。14.如申请专利范围第13项之管集箱,该固定层合物具有一种缓冲层合物将该纤维嵌埋且共同广泛地黏附到该固定层合物上,该固定层合物具有硬度范围为从约邵氏硬度D50至洛氏硬度R110,且该缓冲层具有硬度范围为从邵氏硬度A30至邵氏硬度D45。图示简单说明:第一图是描绘通量随着时间函数之变化图,其显示使用三种不同阵列操作之三个曲线,在各个例中系使用相同数量之空气、完全相同之薄膜和相同之薄膜表面积。Yamamoto等人所获得之结果是绘成曲线2(在修改之条件下,在未确定所采用之实验步骤有什麽不当之前,我们先假设其可行,如下所述);利用'424专利之气体擦洗装置所获得之通量是展示于曲线1;和利用本发明之气体擦洗装置所获得之通量是展示于曲线3。第二图是示意图式说明一种薄膜装置之部件分解透视图,展示在装置之操作时,系包含未被支撑和彼此未连接到另一相互啮合管集箱之框纱纤维,纤维之末端插入下管集箱,具有渗析物收集盘和渗析物撤出管道。第二A图是收集盘之侧壁之放大详细侧视图,展示管集箱-保持阶段在盘之周边上部之外形。第二B图是管集箱之底部平面图,展示当纤维堆叠成形且在插入前胶合在一起时,从管集箱之尾端面伸出之开口端之无规则模式。第三图是示意图式说明一行实质的共平面配置之平行纤维牢固在靠近彼等之介于间隔分开之插件板之间的相对末端上之单一阵列之透视图。典型的多重阵列是在被按顺序插入前加以装配。第四图是图式说明夹在一起的一堆叠之阵列在末端视角之端视图,展示当堆叠是垂直地维持在插入液体中时,各阵列之个别纤维(仅各线型阵列之最后的纤维是可见的,在阵列之残余纤维是直接在最后的纤维之后)系被具有黏着剂于其上之条料的厚度而加以分开。第五图是示意图式说明一种框纱之透视图,其具有整合之成品管集箱、渗析物收集盘、和沿着框纱纤维之外边之管集箱所插入的馈入整合空气分送歧管(manifold)之双空气管。第六图是一整合之成品管集箱之侧正视图,其展示一浸没于基料中之渗析物盘、倚靠在贮存槽底部之管集箱之壁、和沿着框纱纤维之外边之管集箱所插入的馈入整合空气分送歧管之多重空气管。第七A图是示意图式说明具有垂直空气管升起之空气-歧管之透视图。第七B图是示意图式说明一具有横向多孔部份,藉由相对面末端部份所安置之管状空气-歧管之透视图。第八图是整合之成品管集箱之透视图,具有许多框纱插入于模制在具有垂直升起通过介于毗连框纱之间的管集箱,和沿着外部框纱之外周边之空气管的整合渗析物收集装置上之公用管集箱中。第九图是一详细(但是并不是按照一定比例)图式说明显示一将管集箱中介于阵列之间,及视需要而沿着下管集箱之侧面的排放气体之气体分布装置。第十图是示意图式说明在纱架中之一对框纱之透视图,其中上管集箱是藉由彼等之末端而安装在槽之垂直壁上。框纱结合气体分布装置形成一在基料内展开之「气体-擦洗装置」,具有纤维实质地垂直悬浮于基料中。安置于下管集箱之间(及选择性的在框纱纤维之外部)的气体分布装置会产生垂直上升且与纤维共方向之大量的(或「管柱」)气泡,而气泡会擦洗纤维之外表面。第十一图是另一擦洗装置之具体实例之透视图,其展示在纱架中之许多框纱(仅展示一对)与配置于连续的框纱之间的气体-分布装置相连结,且视需要而分别与在第一组和最后一组框纱之前端和末端之额外的气体-分布装置相连结。第十二图是示意图式说明安装在生化反应器之壁上之一框纱之纱架之正视图,其展示具有全部配管连结位于液体外部之方便性。第十三图是第十二图所示之生化反应器之平面图,其展示多重纱架之框纱可如何围绕生化反应器之周围安置,以形成一大渗析物萃取区,同时在中央部份藉由折流板(baffles)之协助形成一澄清(clarification)区。第十四图是示意图式说明一种具有上部和下部末端封罩之整合管集箱之圆筒形框纱之横剖面图,其中各个系直接插入在成品管集箱中之纤维阵列,在其周边密封到末端封罩之壁上而并不使用衬垫。第十四A图是一维持如辊而呈纤维定型(setting)形态之插入阵列之底部平面图,在辊之末端是插入一环中,致使形成一种其中之纤维为螺旋形模式的整合管集箱。第十四B图是一系列称为「环阵列」之插入圆筒形阵列之底部平面图,因为末端是牢固于坚硬的圆筒形环中,阵列是以在先前的环上滑动之各连续的环阵列加以套住。然后将套住之环插入一界限(confining)树脂环中。第十四C图是一系列之平面的阵列之底部平面图,其各宽度是选择为使得彼等可堆叠,在堆叠之前呈弦状(亦即,如同界限树脂环中之连续的弦)插入环中。第十五图是示意图式说明一种如第十四图所示之圆筒形框纱和末端封罩之整合管集箱之横剖面图,但是渗析物是仅从上管集箱撤出。第十五A图是具有中央空气管和喷射臂之十字形喷气器之透视图。第十六图是示意图式说明一种圆筒形框纱之侧视图,其中系首先形成一环管集箱。然后将环管集箱密封入末端封罩中。除了渗析物管以外,一坚硬的空气供应管是经由上部末端封罩和上管集箱而插入框纱之中央部份,空气供应管之下部部份是插入下管集箱,因此作用如同隔离器装置,且在同时作用如同上部末端封罩之支撑。第十七图是图式说明框纱之另一具体实例,其中渗析物管是同心地配置在空气供应管中,且两者皆插入于下管集箱靠近彼等之末端位置。在空气供应管之下部末端之汽门口提供空气到靠近框纱纤维之底座。第十八图是条状图展示在24小时期间内,框纱之三种不同朝向(orientation)之各平均通量。第十九图是对具有内部和具有外部曝气之相同框纱而言,其通量随着时间函数之图,直到通量达到平衡値为止。第二十图是对具有完全相同表面积之框纱而言,例如的是其中之一纤维是绷紧的(taut),而另一是宽松(slack),其通量随着时间函数之图,直到通量达到平衡値为止。 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