絮凝|原理和背景

絮凝是一个包含两个步骤的颗粒聚合过程，在此过程中大量小颗粒形成少量大絮凝体。

步骤1：凝结小颗粒表面通常带有阻碍凝聚和沉淀的负电荷（1a）。

按应用自动化化学颗粒与液滴处理絮凝 絮凝利用颗粒分布控制研发絮凝工艺需要更多信息/content/hk/zh/home/applications/L1_AutoChem_Applications/L2_ParticleProcessing/Formulation_Flocculation.fb.1.c.11.html?abcl=2需要报价 请尽可能描述项目，以便为您提供更具针对性的服务：要求报价或索取资料拨打电话询价需要更多信息需要报价 纵览应用文档相关产品{ptabslabels/customLabel} 什么是絮凝？一个包含两步的工艺絮凝是一个包含两个步骤的颗粒聚合过程，在此过程中大量小颗粒形成少量大絮凝体。

步骤1：凝结小颗粒表面通常带有阻碍凝聚和沉淀的负电荷（1a）。

凝结化学物可吸附颗粒，并平衡电荷。

异性电荷的引入会使颗粒粘在一起，形成稳定、悬浮性良好的亚微米絮凝体(1b)。

迅速混合有助于有效分散凝结化合物，从而促进颗粒碰撞和亚微米絮凝体的形成（1c）。

 步骤2：絮凝絮凝需要缓慢混合，并使用高分子絮凝剂。

絮凝剂可吸附亚微米絮凝体，促进絮凝体之间的间隙桥接(2a)。

颗粒紧密地凝聚在一起，形成有效的范德瓦尔斯引力，从而削弱絮凝的能量垒，形成松散的絮凝体。

絮凝体将出现聚集、结合和强化现象，直到形成可见的悬浮状大絮凝体(2b)。

重量、大小和强度合适时，会发生沉淀。

大絮凝体对混合操作非常敏感，被强剪切力分离后，很难或无法重新形成大的絮凝体。

雪花或海底沉积物形成过程中会发生自然絮凝现象，也被应用于生物技术、石油、纸浆和造纸以及采矿行业。

需要了解更多信息絮凝为何如此重要？应用和挑战生物制药由于全哺乳动物细胞的尺寸与分布可以得到合理管理，因此通常会对过滤造成过大负担。

尤其是细菌与酵母系统的单体细胞单位小的多。

除了中小粒度之外，生物质负荷也会产生堵塞过滤器和降低过滤速率的大量小细胞碎片。

絮凝用于在这些小细胞碎片中产生一种亲和胶体状态。

如果细胞培养产生在不同细胞结构内或者发酵基质环境内表达的多种产物和/或副产物（例如：膜结合或膜间表达的浮层、吸附聚合物甚至乳液等交替相位捕获）时，也可采用絮凝法。

如果在过滤或者采用其他采集方法之前需要将物质高效分离，则采用絮凝法。

采用絮凝可以确保过滤装置保持高通量，以及高效经济地分离浮层中的细胞物质。

 石油和天然气上游生产使用过的水可能含有大量悬浮颗粒物，这些颗粒物通常需要很长时间才能沉淀。

絮凝可加速沉淀，确保有效分离固/液体。

废水存储设施需要占用土地，这样可以迅速处理大量废水，进而较大限度降低环境影响。

纸浆与造纸行业纤维素纤维是纸浆和纸张的主要原料之一，但是此类纤维还需要胶水、浸渍剂和填料来达到合格纸张产品必备的纸张性能。

絮凝是关键的处理步骤，其能让纤维、填料和其他添加剂相结合，进而实现快速脱水以及大批量生产。

贵金属开采产品流中通常含有大量的不同金属，需要分离这些金属才能获得纯净产品。

个别金属的选择性沉淀通常伴随着絮凝和沉淀，以确保与剩余液体快速分离。

实现高效絮凝过程的3个步骤工艺参数和下游性能絮凝是一个重要的单元操作，需要对其加以开发和优化，以便经济有效地实施絮凝操作。

无论目标是絮凝细胞碎片、悬浮颗粒物质、纤维和填料，还是贵金属，高效絮凝过程的开发步骤都非常相似。

1.絮凝剂类型及有效浓度筛选2.工艺参数对絮凝体的影响混合强度、剪切应力和混合时间加料速率、絮凝剂浓度、加料位置固体浓度粒度3.下游性能分析 了解颗粒机理絮凝和破碎在纤维水泥行业，了解整个过程的颗粒絮凝机理非常重要。

各类粒径等级的ParticleTrack趋势和原位EasyViewer图像显示：在稳定状态下浮动的大量小颗粒和少量大颗粒。

加入絮凝剂后，细粒数急剧下降，大絮凝体数将明显增加。

除最佳絮凝点外，搅拌器的剪切作用会开始破坏絮凝体，大絮凝体数量减少，而小絮凝体数量再次增加。

了解颗粒絮凝机理，有助于找出导致过程性能欠佳、下游生产难题和产品不合格的根本原因。

详细的原位颗粒数据是有效优化过程、实现“质量源于设计”和高效制造的第一步。

混合强度和剪切作用絮凝体破碎动力学絮凝时需轻柔搅拌。

由于各种絮凝剂类型的强度不同，因此必须特别明确适用于特定絮凝剂体系的轻柔搅拌器速度。

小颗粒ParticleTrack趋势可指明：在不同转速下形成和搅拌絮凝体时，小颗粒的变化情况。

快速搅拌会导致大量絮凝体破碎，细粒数目几乎能达到絮凝前的水平。

缓慢搅拌时，大多数絮凝体完好无损，这种情况可被视为轻柔搅拌。

原位 EasyViewer图像证实了这些发现，并展示了低搅拌速度下的大絮凝体。

优化混合强度和剪切作用是防止絮凝体破碎的成功策略。

絮凝体破碎与絮凝目的背道而驰，会导致过滤次数增加，应予以避免。

在最佳絮凝点时，过滤速度和滤饼脱水速度更快，任何偏离最佳絮凝点的情况都会影响操作、产品质量和制造成本。

混合区停留时间（MZRT）理想窗口在各行各业中，絮凝过程均以间歇或连续方式运行，无论使用的是动态还是静态混合器。

在这两种模式下，其中一个关键过程参数是混合区停留时间(MZRT)。

最佳絮凝点是注入絮凝剂后的1分38秒。

EasyViewer表明，完全形成絮凝体后，接下来的主要过程是絮凝体破碎。

各类粒径等级的ParticleTrack趋势能可视化最佳絮凝点，界定MZRT窗口，在该窗口内，小颗粒数达到可接受的最小值。

在MZRT窗口之外进行操作意味着尚未完全形成絮凝体，或者絮凝体破碎已影响到絮凝体大小和良好工艺性能。

由于这两种情况都存在大量自由小颗粒，因此均未达到最佳状态，只有MZRT窗口可保证获得理想产品和过程性能。

每个颗粒/絮凝剂体系的MZRT窗口不同，需要根据悬浮物组成、混合强度及絮凝剂类型来调整。

如何选择最佳絮凝剂？絮凝剂筛选化工企业不断开发新的创新型絮凝剂，以提高絮凝性能。

然而，并不是每一种絮凝剂，无论是经久验证的还是新开发的絮凝剂均适用于每种颗粒体系。

必须针对每个特定体系进行测试并确认其性能。

ParticleTrack趋势表明：絮凝剂A 的絮凝性能较弱，难以减少体系中的小颗粒数量。

絮凝剂B 可捕捉大量小颗粒。

然而，絮凝动力学较慢，而且絮凝体破碎率高于最佳絮凝点。

只有絮凝剂C 总体性能良好，絮凝动力学迅速，几乎可完全捕获细粒，絮凝稳定性非常显著，超越了最佳絮凝点。

ParticleTrack和EasyViewer能够在原位实时监测不同絮凝剂的絮凝性能。

这样一来，在选择絮凝剂和优化絮凝过程期间中，科学家和工程师能根据实际情况做出决策。

关于用于絮凝的EasyViewer介绍加快符合用途颗粒的设计EasyViewer是一种探头型成像工具，可采集晶体、颗粒和液滴在工艺过程中的高分辨率图像。

凭借卓越的信息收集能力和出色的可用性，EasyViewer成为了一款很有吸引力的工具，科学家们喜欢用它来加速决策和工艺开发。

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作者对利用絮凝结合深度过滤的方式进行细胞分离的这种一体化连续与一次性装置的开发与测试进行了说明。

在添加0.0375%pDADMAC以及放置到管状反应器出口（静态混合）之后，在线进行ParticleTrack测量。

ParticleTrack（FBRM）监测絮状物大小，当与时间分辨压力重合时，指示过滤饱和的方法，并利用压力事件进行趋势分析。

评估的不同方法以及絮凝剂类型对于药物总产量、纯度以及高分子量指数（HMWI）产生了不同结果。

这些结果还展现了与所选絮状物类型造成的粒径离散分布的关联性。

这些数据以之前展现同其他絮凝参数（例如：絮凝试剂浓度、混合力或剪切力、混合共振时间、温度以及整个细胞培养液的起始条件与成分）之间关联性的文献为基础。

通过利用絮凝法，成功地减小了所需的深度过滤面积，与非常适合于利用ParticleTrack（FBRM)进行连续抗体收集的传统过滤系统相比，减小幅度达四倍。

行业相关文献中有关絮凝的文章下文摘选了一些有关絮凝的文献。

Costineetal."Developmentoftestproceduresbasedonchaoticadvectionforassessingpolymerperformanceinhighsolidstailingapplications"Processes(2020),8,731Vajihinejadetal."Monitoringpolymerflocculationinoilsandstailings:Apopulationbalancemodelapproach"ChemicalEngineeringJournal(2018),447-457Burgstalleretal."Continuouscellflocculationforrecombinantantibodyharvesting",JournalofChemicalTechnology&Biotechnology(2017),93,7 Senczuketal."EvaluationofPredictiveToolsforCellCultureClarificationPerformance"BiotechnologyandBioengineering(2016),113,3 Owenetal."PDADMACflocculationofChinesehamsterovarycells:Enablingacentrifuge-lessharvestprocessformonoclonalantibodies",mAbs,(2015),7:2,413-427Cobbledicketal."DemonstrationofFBRMasprocessanalyticaltechnologytoolfordewateringprocessesviaCSTcorrelation"Waterresearch(2014),132-140Singhetal."ClarificationofRecombinantProteinsfromHighCellDensityMammalianCellCulturesSystemsusingNewImprovedDepthFilters"BiotechnologyandBioengineering(2013),110,7Senaputraetal."FocusedBeamReflectanceMeasurementforMonitoringtheExtentandEfficiencyofFlocculationinMineralSystems"AIChEJournal(2014),251-265Govonietal."MonitoringFlocculationofNewsprintintheLaboratoryandonaPaperMachine"(2011),1-18Blancoetal."OptimaluseofflocculantsonthemanufactureoffibrecementmaterialsbytheHatschekprocess"ConstructionandBuildingMaterials(2010),158-164Unclesetal."ObservationsofFlocSizesinaMuddyEstuary"Estuarine,CoastalandShelfScience(2010),186-196Owenetal."Thepreparationandageingofacrylamide/acrylatecopolymerflocculantsolutions"InternationalJournalofMineralProcessing(2007),3-14 应用 应用https://www.mt.com/global/zh/home/supportive_content/application_editorials.Flocculation-monitoring-Angeles-Blanco-Complutense-of-Madrid.oneColEd.htmlTheUseofFBRM®intheStudyofFlocculationProcessesPhilFawell,CSIRODivisionofMineralsTheUseofFBRM®intheStudyofFlocculationProcessesPhilFawell,CSIRODivisionofMinerals文档 指南与白皮书在采矿和油砂操作分离方面的较佳实践白皮书—在采矿和油砂操作分离方面的较优方法—探讨了如何采用在线技术更好地回收水并降低成熟的细粒尾矿(MFT)。

通过使用原位颗粒表征技术，科学家和工程师可以更好地了解颗粒体系如何对不断变化的工艺参数做出响应，从而实现工艺优化。

通过在标准的操作浓度、温度和压力下跟踪整个颗粒体系的动态变化，而无需采样或...优化分离，提高石油采收率，降低生产成本监控复杂的颗粒和液滴系统用于工艺优化的颗粒粒径分析该白皮书介绍了一些较常见的颗粒粒径分析方法以及如何应用这些方法，以便高效交付高品质颗粒产品。

尤其是，科学家现在能够将离线颗粒粒径分析仪与过程中颗粒表征仪器相结合，以优化和改进工艺。

在线技术交流讲座通过在线监测优化生物系统的提纯过程多年来，絮凝一直用于优化纸浆与造纸行业和食品与化工行业中的固液分离过程，并且在水澄清过程中广泛应用。

然而，目前絮凝越来越多地应用于澄清生物过程的采集物，从而较大限度去除微粒，以及保证源源不断地回收产品和改进产品质量。

有效的絮凝过程取决于诸多因素，如：粒径分布与生物过程中固体（如：细胞与残渣）的浓度、...生物分离中的絮凝本在线技术交流讲座介绍应用原位PAT帮助了解生物过程中的絮凝机理，以及如何使用PAT对粒径分布进行实时测量以提高产品纯度和过程效率。

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关于絮凝的其他参考资料了解絮凝：粒度、过滤性能絮凝监测：测量工具FBRM用于生物制药的蛋白质晶体 产品及解决方案实验室称量工业电子秤和称重传感器食品零售业设备瑞宁移液器和吸头分析仪器自动化化学过程检测/在线分析在线产品检测运输和物流设备服务与支持服务提供产品登记技术支持 活动&专业知识专业文库   文献:白皮书、用户指南、样本  技术文档  在线网络研讨会  视频 现场活动  技术交流会&培训  路演&展会  实时网络研讨会     关于我们招聘信息 METTLERTOLEDO 可持续发展 业务描述 全球业务 数字化 创新和品质 集团管理委员会 投资者关系新闻中心 快速链接联系我们搜索文档查找器产品搜索器服务提供 视频   要求报价或索取资料获取报价即时报价解决方案信息絮凝