Un elemento de control de recorrido o camino de fluido para un módulo de tratamiento de fluido,

de tal modo que dicho elemento de control de camino de fluido tiene al menos una abertura en su interior para una entrada de fluido o una salida de fluido, y comprende: una lámina de separación (10; 30; 50); y una composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) sellada o unida formando un cierre hermético con un borde o perímetro de dicha lámina de separación (10; 30; 50), de forma que dicha abertura se extiende a través, ya sea de dicha lámina de separación (10; 30; 50), ya sea de dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58), de tal manera que dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) está dimensionada para permitir que dicha abertura permanezca abierta y, por tanto, funcione como un conducto de fluido, o para obturar dicha abertura para impedir el flujo de fluido entre dicha abertura y dicha lámina de separación (10; 30; 50), de tal modo que dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) tiene una superficie superior (20; 49) y una superficie inferior o de fondo (22; 46) configuradas de forma que convergen una hacia otra y forman un área de punta (24; 48; 64), y de manera que dicha área de punta (24; 48; 64) está configurada para absorber energía de calor radiante o energía ultrasónica y convertirla en energía térmica, de forma que dicha área de punta (24; 48; 64) se funde antes de que un cuerpo principal (26; 44) de dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) se funda cuando se expone a dicha energía

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiera a un elemento de control de recorrido o camino de fluido para un módulo de tratamiento de fluido tal como un aparato de filtración de membrana para llevar a cabo la filtración de una composición líquida, de tal manera que se introduce un líquido de alimentación en el aparato y se extraen del 5 aparato una corriente de producto filtrado y, opcionalmente, una corriente de producto retenido, o tal como un aparato de filtración de membrana de flujo tangencial o un aparato de filtración de membrana de extremo muerto o ciego, que se forman y cierran herméticamente u obturan, selectivamente, por moldeo por inyección y por el sellado indirecto por calor de una composición polimérica.

Por conveniencia, esta invención se describirá en detalle con referencia a un módulo de filtración. 10 Sin embargo, debe comprenderse que el procedimiento de esta invención es igualmente aplicable a la fabricación de otros módulos de tratamiento de fluido, tales como colectores o distribuidores. Antes de la presente invención, los líquidos se han venido filtrando dentro de una pluralidad de módulos de filtro que están apilados entre distribuidores o individualmente sellados o unidos formando un cierre hermético a una placa de distribuidor. Cada módulo incluye una o más capas de filtro separadas por capas separadoras apropiadas, a fin de permitir un flujo de alimentación de 15 líquido al interior del aparato, así como un flujo de producto filtrado desde el aparato. La filtración dentro del módulo puede llevarse a cabo como un procedimiento de filtración de flujo tangencial (TFF –“tangential flow filtration”) en el que el líquido de alimentación entrante se hace fluir tangencialmente sobre una superficie de membrana para formar un producto retenido y un producto filtrado. Alternativamente, la filtración puede realizarse como un modo de extremo muerto o ciego, de otra forma identificado como filtración de flujo normal (NFF –“normal flow filtration”), en la 20 cual todo el líquido de alimentación entrante se hace pasar a través de un filtro de membrana con la retención de sólidos y otros residuos en el filtro de membrana. En este último modo, solo se recupera un producto filtrado.

En el momento presente, una corriente de producto filtrado se separa herméticamente de una corriente de alimentación dentro de un aparato de filtración de membrana por medio de técnicas de cierre hermético o sellado que se sirven de adhesivos de alfarería tales como compuestos epoxídicos, uretanos o siliconas, unión con 25 disolventes o sellado directo por calor. En el caso de un aparato de filtración de flujo tangencial, una corriente de producto filtrado se aísla o separa herméticamente de una corriente de alimentación y una corriente de producto retenido. Los adhesivos son indeseables puesto que tienen una compatibilidad química limitada, son una fuente de especies extractables significativas, introducen dificultades de control en el proceso, imponen limitaciones en la resistencia de las uniones, imponen limitaciones de temperatura de uso y aumentan el tiempo de duración del ciclo 30 del procedimiento. El sellado por calor directo, en el que un elemento de calentamiento entra en contacto con un material que fluye para formar un cierre hermético, no es deseable puesto que su uso impone una limitación mínima en el espesor del material que está siendo sellado por calor. Esto tiene como resultado una reducción del número de capas que pueden estar presentes en un volumen dado del módulo de filtración, con lo que se reduce de forma indeseable la capacidad de filtración del módulo. Además, la formación de un cierre hermético o sellado por 35 calentamiento directo no es deseable debido a que requiere múltiples etapas, impone limitaciones de compatibilidad de los materiales y, típicamente, se sirve de un sustrato para efectuar el sellado por calor directo de los elementos y puede causar daños en la membrana. La unión con disolventes es indeseable puesto que los disolventes acarrean problemas medioambientales y una variabilidad en el procedimiento, en tanto que los polímeros potencialmente útiles se ven limitados por sus características de solvatación. 40

La Patente norteamericana Nº 5.429.742 divulga un cartucho de filtro que comprende un marco termoplástico dentro del cual se moldean una pluralidad de membranas de filtración. El marco termoplástico se moldea para proporcionar recorridos o caminos de fluido que garantizan que el fluido aferente que se ha de filtrar se hace pasar a través de una membrana antes de extraer el fluido filtrado del cartucho de filtro. El marco es lo suficientemente grueso como para que se puedan formar caminos de fluido hacia y desde las membranas. Como las 45 membranas adyacentes están separadas por unos miembros separadores relativamente gruesos, el área de membrana por unidad de volumen del cartucho de filtro es indeseablemente pequeña.

El documento GB-A-2.302.042 divulga un dispositivo de filtración que comprende al menos dos elementos estructurales que están encajados o acoplados entre sí para formar un borde, de tal manera que al menos una parte del borde está obturado de forma estanca al fluido con un copolímero de acetato de etilen-vinilo, 50 situado entre los elementos. Los elementos pueden ser partes de un alojamiento del filtro o una membrana de filtro y su soporte, donde se ha proporcionado la obturación a lo largo de los bordes.

En el documento WO 00/78429 A se describe un dispositivo de obturación similar para dispositivos de filtración que utiliza un elastómero termoplástico en lugar de el copolímero.

De acuerdo con ello, sería deseable proporcionar un elemento de control de recorrido o camino de 55 fluido que fuera de utilidad para realizar un módulo de tratamiento de fluido tal como un aparato de filtración de múltiples capas que utiliza una pluralidad de elementos de filtración y en el cual las capas están apropiadamente obturadas o selladas sin el uso de adhesivo, unión por disolvente o sellado por calor directo. Además, sería deseable proporcionar tales elementos de control de camino de fluido con los que pudiera realizarse un aparato de

filtración de flujo transversal o de extremo ciego que contuviera un gran número de capas de filtración por volumen del aparato de filtración, que pudieran conformarse en una pila y que pudieran ser selladas u obturadas apropiadamente con el fin de definir caminos de flujo de líquido dentro de la pila.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un elemento de control de recorrido o camino de fluido según 5 se define en la reivindicación 1, para un módulo de tratamiento de fluido tal como un aparato de filtración de membrana para efectuar la filtración de una composición líquida, formado por elementos de lámina de separación que son sellados o unidos formando un cierre hermético con una composición polimérica termoplástica, de una manera que favorece el sellado en un material de lámina tal como una membrana polimérica porosa, al tiempo que se evita la degradación térmica o mecánica de la membrana. El sellado selectivo del material en láminas de 10 separación se efectúa en un procedimiento de dos etapas en el que un extremo de cada lámina se sella o une formando un cierre hermético con una composición polimérica termoplástica, a fin de asegurar la composición polimérica termoplástica a la lámina. Se sellan o unen entonces formando un cierre hermético entre sí capas seleccionadas de composiciones poliméricas termoplásticas sobre láminas situadas de forma adyacente, a fin de definir caminos de flujo de fluido a través de la pila de láminas y capas separadoras alternas. Los caminos de flujo 15 de fluido definidos garantizan que el fluido que se ha de tratar pasa fluyendo a lo largo del camino de fluido deseado, antes de ser extraído del aparato de filtración. El sellado u obturación puede efectuarse en una única etapa en la que una pila de láminas y separadores situados de forma alterna se somete a energía radiante que lleva a cabo el calentamiento de capas seleccionadas, a fin de realizar, con ello, el sellado deseado. Alternativamente, puede efectuarse el sellado de un único conjunto formado por una lámina y un separador, secuencialmente, hasta que se 20 sella en la configuración deseada una pila deseada de láminas y separadores situados de forma alterna.

De acuerdo con esta invención, se proporcionan elementos de control de recorrido de fluido para un módulo de tratamiento de fluido, a partir... [Seguir leyendo]

1. Un elemento de control de recorrido o camino de fluido para un módulo de tratamiento de fluido, de tal modo que dicho elemento de control de camino de fluido tiene al menos una abertura en su interior para una entrada de fluido o una salida de fluido, y comprende:

una lámina de separación (10; 30; 50); y 5

una composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) sellada o unida formando un cierre hermético con un borde o perímetro de dicha lámina de separación (10; 30; 50),

de forma que dicha abertura se extiende a través, ya sea de dicha lámina de separación (10; 30; 50), ya sea de dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58), de tal manera que dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) está dimensionada para permitir que dicha abertura permanezca abierta 10 y, por tanto, funcione como un conducto de fluido, o para obturar dicha abertura para impedir el flujo de fluido entre dicha abertura y dicha lámina de separación (10; 30; 50),

de tal modo que dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) tiene una superficie superior (20; 49) y una superficie inferior o de fondo (22; 46) configuradas de forma que convergen una hacia otra y forman un área de punta (24; 48; 64), y 15

de manera que dicha área de punta (24; 48; 64) está configurada para absorber energía de calor radiante o energía ultrasónica y convertirla en energía térmica, de forma que dicha área de punta (24; 48; 64) se funde antes de que un cuerpo principal (26; 44) de dicha composición polimérica termoplástica (TPC; 18; 44; 58) se funda cuando se expone a dicha energía.

2. El elemento de control de camino de fluido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha 20 lámina de separación (10; 30; 50) se selecciona del grupo consistente en láminas impermeables al líquido, láminas impermeables al gas, láminas impermeables al líquido y al gas, láminas permeables selectivamente, filtros y membranas.

3. El elemento de control de camino de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el cual dicha lámina de separación es una lámina de membrana porosa formada como una membrana compuesta 25 (30; 50) que incluye una lámina de soporte porosa (36; 56).

4. Un elemento de control de camino de fluido de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual dicha membrana compuesta (30) incluye una lámina de recubrimiento de baja porosidad (32) y una lámina de soporte (36), y dicha composición polimérica termoplástica (44) comprende una primera sección de moldeo (38), moldeada en una superficie inferior o de fondo (40) de dicha membrana compuesta (30), y una segunda sección de moldeo (42), que 30 incluye dicha superficie de fondo (46) y dicha superficie superior (49), que convergen en dicha área de punta (48).