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DE4219966A1 - Rotationally symmetrical filter with hydrophilic and hydrophobic filter media - used for filtering and degassing liquids e.g. sterile filtration of aq. solns. and cell culture media - Google Patents

Rotationally symmetrical filter with hydrophilic and hydrophobic filter media - used for filtering and degassing liquids e.g. sterile filtration of aq. solns. and cell culture media

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Abstract

Filter has a first housing portion with a central inlet nozzle and a second housing portion with a central outlet nozzle, the housing portions enclosing a hydrophilic flat filter and a spaced hydrophobic flat filter. The hydrophilic filter is sealed between the edges of the housing portions, while the hydrophobic filter is an annular filter which surrounds the inner opening of the inlet nozzle and which covers venting openings in the first housing portion. Each housing portion (1,7) has an integrated permeable filter support (4.9) for the hydrophilic filter (10). The hydrophobic filter (5) is sealed at both edges (6) to a recessed annular surface of the first housing portion (1) in which the gas venting openings (3) are located. Pref. the hydrophobic filter (5) consists of a PTFE membrane having a non-woven permeable material facing the venting openings. USE/ADVANTAGE - The filter is useful for filtering and degassing liquids e.g. sterile filtration of aq. solns. and cell culture media. It has a simple design and low dead space and provides improved degassing even when in the inclined position.

Description

Die Erfindung betrifft einen weitgehend rotationssymme­ trisch aufgebauten Filter für Fluide mit einem zentralen Einlaßstutzen in einem ersten Gehäuseteil und einem zen­ tralen Auslaßstutzen in einem zweiten Gehäuseteil, die unter randseitiger Abdichtung ein hydrophiles Flachfilter und ein hydrophobes Flachfilter vom hydrophilen Flachfilter beabstandet zwischen sich einschließen, wobei das hydro­ phobe Flachfilter als Ringfilter um die innere Öffnung des Einlaßstutzens herum angeordnet ist und mehrere nach außen führende Entgasungsöffnungen im ersten Gehäuseteil abdeckt. Ein solches Filter ist bekannt durch die US-PS 41 13 627 und besteht aus mehr als zwei Gehäuseteilen. Zusätzlich zu den beiden, die Anschlußstutzen aufweisenden Gehäuseteile sind eingelagerte Gehäuseteile vorgesehen, die der Filter­ abstützung und der Befestigung des ringförmigen hydrophoben Filters in dem ersten Gehäuseteil dienen. Das hydrophile Flachfilter ist dabei nur einseitig durch eine Filter­ unterstützung abgestützt. Dieses aus mehreren Bauteilen bestehende Filter dient zur Flüssigkeitsfiltration und zur Entgasung der in der Flüssigkeit befindlichen Gasblasen. Das hydrophobe Flachfilter ist in dem ersten Gehäuseteil ringförmig durch eine zusätzlich eingebrachte Kunststoff­ masse eingesiegelt. The invention relates to a largely rotationally symmetrical tric filter for fluids with a central Inlet nozzle in a first housing part and a zen tralen outlet port in a second housing part, the a hydrophilic flat filter with an edge seal and a hydrophobic flat filter from the hydrophilic flat filter include spaced between them, the hydro phobe flat filter as a ring filter around the inner opening of the Inlet port is arranged around and several to the outside covers leading degassing openings in the first housing part. Such a filter is known from US-PS 41 13 627 and consists of more than two housing parts. In addition to the two housing parts with the connecting pieces embedded housing parts are provided, which the filter support and attachment of the annular hydrophobic Filters in the first housing part serve. The hydrophilic Flat filter is only one side through a filter support supported. This from several components existing filter is used for liquid filtration and Degassing of the gas bubbles in the liquid. The hydrophobic flat filter is in the first housing part ring-shaped due to an additional plastic mass sealed.  

Diese Einsiegelung läßt jedoch nur den kleinen Bereich um die jeweilige Entgasungsöffnung frei, d. h. auch die übrige Ringfläche ist von der Siegelungsmasse überdeckt, so daß dieser Bereich der hydrophoben Filterfläche nicht mehr für die Filtration zur Verfügung steht. Nachteilig bei diesem bekannten Filter ist auch, daß durch die Vielzahl der Bau­ teile nicht nur die Fertigung verteuert wird, sondern auch ein relativ großes Totvolumen im Filter selbst entsteht, welches sich nachteilig bei der Filtration kleiner Flüssig­ keitsmengen bzw. teuerer Flüssigkeiten bemerkbar macht.However, this sealing only leaves the small area the respective vent opening free, d. H. the rest too Ring surface is covered by the sealing compound, so that this area of the hydrophobic filter surface is no longer for the filtration is available. A disadvantage of this known filter is also that due to the variety of construction parts not only make production more expensive, but also there is a relatively large dead volume in the filter itself, which is disadvantageous in the filtration of small liquids quantities or expensive liquids.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Filter der eingangs beschriebenen Bauart bezüglich seiner Gehäusekonfigurationen einfacher und mit geringem Tot­ volumen zu gestalten und die Entgasung auch bei Schräglage zu verbessern.The invention is therefore based on the object Filters of the type described above with regard to its Housing configurations easier and with less dead space volume and degassing even in an inclined position to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste und zweite randseitig miteinander verbundene Gehäuse­ teil je eine integrierte, drainierende Filterunterstützung für den hydrophilen Flachfilter aufweisen und das hydro­ phobe ringförmige Flachfilter an beiden Rändern auf einer gegenüber der Filterunterstützung für den hydrophilen Flachfilter zurückgesetzten Gehäuseringfläche des ersten Gehäuseteiles eingesiegelt ist, welche die Entgasungs­ öffnungen aufweist.This object is achieved in that the first and second housings connected to one another at the edge partly an integrated, draining filter support for the hydrophilic flat filter and the hydro phobe annular flat filter on both edges on one compared to the filter support for the hydrophilic Flat filter reset housing ring surface of the first Housing part is sealed, which the degassing has openings.

Durch die geringe Beabstandung des hydrophoben Flachfilters vom hydrophilen Flachfilter wird eine kleinvolumige Ge­ häusekammer mit geringem Totvolumen geschaffen, die be­ darfsweise auch noch zur Aufnahme eines zusätzlichen hydro­ philen Vorfilters dienen kann, der auf dem hydrophilen Flachfilter lose aufliegend angeordnet ist und dessen Rand am inneren Gehäuserand des einen Gehäuseteils durch geringe Übergröße radial fixiert ist. Due to the small spacing of the hydrophobic flat filter the hydrophilic flat filter becomes a small volume Ge Housing chamber with low dead volume created, the be may also be used to accommodate an additional hydro can serve phile pre-filter on the hydrophilic Flat filter is loosely arranged and the edge on the inner edge of the housing part by small Oversize is fixed radially.  

Durch die Zweiteiligkeit des Gehäuses wird eine einfache Herstellung beibehalten und durch die Anordnung eines ring­ förmigen hydrophoben Flachfilters mit mehreren über die Ringzone angeordneten Entgasungsöffnungen ist auch eine Entlüftung in Schräglage oder horizontaler Ausrichtung der beiden Anschlußstutzen gewährleistet bzw. sinkt die Filter­ leistung nur geringfügig ab. Durch die randseitige Ein­ siegelung des hydrophoben, ringförmigen Flachfilters wird praktisch zwischen diesen beiden randseitigen Siegelungs­ zonen in der Mitte eine ringförmig durchgehende hydrophobe Filterzone geschaffen, welche die verteilt angeordneten Entgasungsöffnungen überdeckt. Es bleibt also eine relativ große durchgehende hydrophobe Zone und Filterfläche er­ halten, die auf der Seite der Entgasungsöffnungen diese untereinander verbindet.The two-piece housing makes it simple Manufacture maintained and by arranging a ring shaped hydrophobic flat filter with several over the Degassing openings arranged in the ring zone is also a Ventilation in an inclined position or horizontal orientation of the The two connecting pieces guarantee or sink the filter performance only slightly. By the edge on sealing of the hydrophobic, ring-shaped flat filter practically between these two marginal sealing zones in the middle a continuous hydrophobic Filter zone created, which are distributed Degassing openings covered. So it remains a relative one large continuous hydrophobic zone and filter area keep that on the side of the vent holes this connects with each other.

Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungs­ beispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, welche einen Vertikalschnitt durch das zusammengefügte Filter zeigt.The object of the invention is in an embodiment example explained in more detail with reference to the accompanying drawing, which is a vertical section through the assembled Filter shows.

Das Filter besteht aus den beiden Gehäuseteilen 1 und 7, welche je einen Anschlußstutzen 2, 8, eine drainierende Filterunterstützung 4, 9 aus Kanälen und Rippen aufweisen und zwischen sich randseitig ein hydrophiles Flachfilter 10 leckdicht einschließen. Das hydrophile Flachfilter 10 ist dabei randseitig bei 11 zwischen den Gehäuseteilen 1, 7 eingeklemmt oder am Rand des Gehäuseteils 7 durch Heiß­ siegelung dichtend befestigt.The filter consists of the two housing parts 1 and 7 , which each have a connecting piece 2 , 8 , a draining filter support 4 , 9 made of channels and ribs and enclose a hydrophilic flat filter 10 between them at the edge in a leak-tight manner. The hydrophilic flat filter 10 is clamped at the edge at 11 between the housing parts 1 , 7 or fastened sealingly at the edge of the housing part 7 by heat sealing.

Beide Gehäuseteile sind bei 12 durch Ultraschallschweißung dauerhaft verbunden. Um den Einlaßstutzen 2 herum ist in einer Vertiefung des Gehäuseteils 1 in einer Gehäusering­ fläche 14 ein ringförmiges hydrophobes Flachfilter 5 an seinen beiden Rändern 6 eingesiegelt, so daß der mittlere Bereich ringförmig als Entgasungsfilter zur Verfügung steht. In diesem Bereich sind im Gehäuseteil 1 drei bis zehn Entgasungsöffnungen 3 angeordnet.Both housing parts are permanently connected at 12 by ultrasonic welding. Around the inlet port 2 is in a recess of the housing part 1 in a housing ring surface 14 an annular hydrophobic flat filter 5 sealed at its two edges 6 , so that the central region is available as a degassing filter. In this area, three to ten degassing openings 3 are arranged in the housing part 1 .

Die in den Einlaßstutzen 2 eingeführte Flüssigkeit wird über den Auslaßstutzen 8 über eine Vakuumpumpe durch das hydrophile Filter 10 und gegebenenfalls durch das aufge­ legte Vorfilter 13 gesaugt und die sich in der Flüssigkeit befindlichen Gasbestandteile oder angesaugten Gasvolumina haben die Möglichkeit, sich im Gehäuseraum 1′ zu sammeln und können das Gehäuse über das hydrophobe Flachfilter 5 und Entgasungsöffnungen 3 verlassen, ohne daß die Gefahr einer Kontamination besteht. Diese Entgasung wirkt auch, wenn die Filterflächen und damit der hydrophobe Flach­ filter 5 sich in einer Schräglage bzw. in vertikaler Ausrichtung befindet.The liquid introduced into the inlet port 2 is sucked through the outlet port 8 via a vacuum pump through the hydrophilic filter 10 and possibly through the pre-filter 13 and the gas components or gas volumes in the liquid have the possibility of becoming in the housing space 1 ' collect and can leave the housing via the hydrophobic flat filter 5 and degassing openings 3 without the risk of contamination. This degassing also works when the filter surfaces and thus the hydrophobic flat filter 5 is in an inclined position or in a vertical orientation.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das hydrophile Flachfilter 10 aus Celluloseacetat, hat eine Porengröße von 0,2 µm und eine Fläche von 22 cm2.In the exemplary embodiment shown, the hydrophilic flat filter 10 consists of cellulose acetate, has a pore size of 0.2 μm and an area of 22 cm 2 .

Das hydrophobe Flachfilter 5 besteht aus PTFE-Polyester-Vlies, hat eine Porengröße von 0,02 µm und eine Filter­ fläche von 1 cm2. Das Füllvolumen des Filters beträgt 3 ml und das Totvolumen 1 ml. Das Polyester-Vlies dient der Drainage und ist den Entgasungsöffnungen 3 zugewandt.The hydrophobic flat filter 5 is made of PTFE-polyester fleece, has a pore size of 0.02 µm and a filter area of 1 cm 2 . The filling volume of the filter is 3 ml and the dead volume is 1 ml. The polyester fleece serves for drainage and faces the degassing openings 3 .

Die Einheit dient der Sterilfiltration von wäßrigen Lö­ sungen und Zellkulturmedien. In letzteren sind oft hohe Serumanteile beinhaltet. Durch den optional integrierten Vorfilter ist die wirtschaftliche Filtration auch dieser kritischen Medien gewährleistet.The unit is used for the sterile filtration of aqueous solvents solutions and cell culture media. The latter are often high Serum levels included. Through the optionally integrated The pre-filter is the economical filtration critical media guaranteed.

Claims (3)

1. Rotationssymmetrisch aufgebauter Filter für Fluide mit einem zentralen Einlaßstutzen in einem ersten Gehäuse­ teil und einem zentralen Auslaßstutzen in einem zweiten Gehäuseteil, die unter randseitiger Abdichtung ein hydrophiles Flachfilter zwischen sich einschließen und ein hydrophobes Flachfilter vom hydrophilen Flachfilter beabstandet zwischen sich einschließen, wobei das hydro­ phobe Flachfilter als Ringfilter um die innere Öffnung des Einlaßstutzens herum angeordnet ist und mehrere nach außen führende Entgasungsöffnungen im ersten Ge­ häuseteil abdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite randseitig miteinander verbundene Gehäuse­ teil (1, 7) je eine integrierte, drainierende Filter­ unterstützung (4, 9) für den hydrophilen Flachfilter (10) aufweisen und das hydrophobe ringförmige Flachfilter (5) an beiden Rändern (6) auf einer gegenüber der Filter­ unterstützung (4) für den hydrophilen Flachfilter (10) zurückgesetzten Gehäuseringfläche des ersten Gehäuse­ teiles (1) eingesiegelt ist, welche die Entgasungs­ öffnungen (3) aufweist.1. Rotationally symmetrical filter for fluids with a central inlet connection in a first housing part and a central outlet connection in a second housing part, which include a hydrophilic flat filter between them under edge sealing and a hydrophobic flat filter spaced apart from the hydrophilic flat filter, with the hydro phobe flat filter is arranged as a ring filter around the inner opening of the inlet connector and covers several outwardly leading degassing openings in the first part of the housing, characterized in that the first and second edge-connected housing part ( 1 , 7 ) each have an integrated, draining filter support Have ( 4 , 9 ) for the hydrophilic flat filter ( 10 ) and the hydrophobic annular flat filter ( 5 ) on both edges ( 6 ) on a housing ringf that is set back compared to the filter support ( 4 ) for the hydrophilic flat filter ( 10 ) Surface of the first housing part ( 1 ) is sealed, which has the degassing openings ( 3 ). 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobe Flachfilter (5) aus einer PTFE-Membran mit einem Drainagevlies gebildet ist, wobei das Drainage­ vlies den Entgasungsöffnungen (3) zugewandt ist.2. Filter according to claim 1, characterized in that the hydrophobic flat filter ( 5 ) is formed from a PTFE membrane with a drainage fleece, the drainage fleece facing the degassing openings ( 3 ). 3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem hydrophilen Flachfilter (10) ein hydrophiles Vor­ filter (13) lose aufliegend angeordnet ist, dessen Rand am inneren Gehäuserand des einen Gehäuseteils (1) durch geringe Übergröße radial fixiert ist.3. Filter according to claim 1, characterized in that on the hydrophilic flat filter ( 10 ) a hydrophilic pre filter ( 13 ) is loosely arranged, the edge of which is radially fixed by a small oversize on the inner housing edge of the one housing part ( 1 ).
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