相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)根據(jù)35u.s.c.§119(e)要求于2014年11月17日提交的標(biāo)題為“concentrationcontrolinfiltrationsystems,andassociatedmethods”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/080,675的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

一般地描述了過(guò)濾系統(tǒng)中的濃度控制及相關(guān)方法。

背景技術(shù)：

初始混合物內(nèi)組分的分離是在許多行業(yè)中進(jìn)行的常見(jiàn)工作。過(guò)濾是可以用于進(jìn)行這種分離的一種方法。已經(jīng)采用過(guò)濾系統(tǒng)，其中將含有兩種或更多種組分的混合物的入口流在過(guò)濾介質(zhì)上輸送以產(chǎn)生輸送通過(guò)過(guò)濾器的第一流(通常稱為滲透物流，其富含更容易輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的組分)和未輸送通過(guò)過(guò)濾器的第二流(通常稱為滲余物流，其富含不容易輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的組分)。

在某些情況下，使用過(guò)濾系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)初始混合物中組分的有效分離可以是有挑戰(zhàn)性的。例如，啤酒行業(yè)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是有效地使用基于過(guò)濾的系統(tǒng)來(lái)濃縮啤酒，因?yàn)榕c溶解的鹽相比，從水中過(guò)濾乙醇通常不那么有效。此外，從能源和資本成本的角度來(lái)看，目前用于濃縮這種混合物的商業(yè)方法通常是低效的。

因此需要改進(jìn)的用于進(jìn)行過(guò)濾的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一般地描述了過(guò)濾系統(tǒng)中的濃度控制及相關(guān)方法。某些實(shí)施方案包括在過(guò)濾混合物之前混合具有相似的目標(biāo)次要組分濃度和/或相似滲透壓的流。一些實(shí)施方案包括將由過(guò)濾器產(chǎn)生的輸出流再循環(huán)至過(guò)濾器進(jìn)料流，其中輸出流和過(guò)濾器進(jìn)料流具有相似的目標(biāo)次要組分濃度和/或相似的滲透壓。在一些情況下，本發(fā)明的主題涉及相關(guān)產(chǎn)品、特定問(wèn)題的替代解決方案和/或一個(gè)或更多個(gè)系統(tǒng)和/或制品的多種不同用途。

根據(jù)某些實(shí)施方案，提供了濃縮液體進(jìn)料的次要組分的方法。根據(jù)某些實(shí)施方案，所述方法包括跨越接收包括主要組分和次要組分的液體進(jìn)料的第一過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分的第一滲余物；跨越接收至少一部分第一滲透物的第二過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物富含主要組分的第二滲透物和相對(duì)于第一滲透物富含次要組分的第二滲余物；跨越接收至少一部分第二滲余物的第三過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物富含主要組分的第三滲透物和相對(duì)于第二滲余物富含次要組分的第三滲余物；以及將至少一部分第三滲余物再循環(huán)至第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)，并將該部分第三滲余物與至少一部分液體進(jìn)料混合。在一些這種實(shí)施方案中，次要組分以一定的重量百分比存在于第三滲余物內(nèi)，并且次要組分以一定的重量百分比存在于液體進(jìn)料內(nèi)，以及第三滲余物中次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中次要組分的重量百分比中的較低者為第三滲余物中次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5倍。

在一些實(shí)施方案中，所述方法包括跨越接收包括主要組分和次要組分的液體進(jìn)料的第一過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分的第一滲余物；跨越接收至少一部分第一滲透物的第二過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物富含主要組分的第二滲透物和相對(duì)于第一滲透物富含次要組分的第二滲余物；跨越接收至少一部分第二滲余物的第三過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物富含主要組分的第三滲透物和相對(duì)于第二滲余物富含次要組分的第三滲余物；以及將至少一部分第三滲余物再循環(huán)至第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)，并將該部分第三滲余物與至少一部分液體進(jìn)料混合。在一些這種實(shí)施方案中，第三滲余物的滲透壓和液體進(jìn)料的滲透壓中的較低者為第三滲余物的滲透壓和液體進(jìn)料的滲透壓中較高者的至少約0.5倍。

根據(jù)某些實(shí)施方案，所述方法包括跨越接收包括主要組分和次要組分的液體進(jìn)料的第一過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分的第一滲余物；跨越接收至少一部分第一滲透物的第二過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物富含主要組分的第二滲透物和相對(duì)于第一滲透物富含次要組分的第二滲余物；跨越接收至少一部分第一滲余物的第三過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲余物富含主要組分的第三滲透物和相對(duì)于第一滲余物富含次要組分的第三滲余物；以及將至少一部分第二滲余物與至少一部分第三滲透物混合。在一些這種實(shí)施方案中，次要組分以一定的重量百分比存在于第二滲余物內(nèi)，并且次要組分以一定的重量百分比存在于第三滲透物內(nèi)，并且第二滲余物中次要組分的重量百分比和第三滲透物中次要組分的重量百分比中的較低者為第二滲余物中次要組分的重量百分比和第三滲透物中次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5倍。

根據(jù)某些實(shí)施方案，所述方法包括跨越接收包括主要組分和次要組分的液體進(jìn)料的第一過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分的第一滲余物；跨越接收至少一部分第一滲透物的第二過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物富含主要組分的第二滲透物和相對(duì)于第一滲透物富含次要組分的第二滲余物；跨越接收至少一部分第一滲余物的第三過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲余物富含主要組分的第三滲透物和相對(duì)于第一滲余物富含次要組分的第三滲余物；以及將至少一部分第二滲余物與至少一部分第三滲透物混合。在一些這種實(shí)施方案中，第二滲余物的滲透壓和第三滲透物的滲透壓中的較低者為第二滲余物的滲透壓和第三滲透物的滲透壓中較高者的至少約0.5倍。

某些實(shí)施方案涉及過(guò)濾系統(tǒng)，在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第一過(guò)濾器，包括限定第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第一過(guò)濾介質(zhì)，第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至進(jìn)料流；第二過(guò)濾器，包括限定第二過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第二過(guò)濾介質(zhì)，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)；第三過(guò)濾器，包括限定第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第三過(guò)濾介質(zhì)，第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)；以及第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間的流體連接。

在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第一過(guò)濾器，包括限定第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第一過(guò)濾介質(zhì)，第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至進(jìn)料流；第二過(guò)濾器，包括限定第二過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第二過(guò)濾介質(zhì)，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)；第三過(guò)濾器，包括限定第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第三過(guò)濾介質(zhì)，第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)；以及第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)之間的流體連接。

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，從下面對(duì)本發(fā)明的多種非限制性實(shí)施方案的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的另一些優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將變得顯而易見(jiàn)。在本說(shuō)明書(shū)和通過(guò)引用并入的文獻(xiàn)包括沖突和/或不一致的公開(kāi)內(nèi)容的情況下，應(yīng)以本說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。

附圖說(shuō)明

將參考附圖通過(guò)實(shí)施例的方式描述本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案，附圖是示意性的并且不旨在按比例繪制。在圖中，所示的每個(gè)相同或幾乎相同的組件通常由單一數(shù)字表示。為了清楚起見(jiàn)，并不在每個(gè)圖中標(biāo)記每個(gè)組件，在示出對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明不是必要的情況下，也不示出本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施方案的每個(gè)組件。在圖中：

圖1是可以與本文所述的某些實(shí)施方案結(jié)合使用的過(guò)濾器的示例性示意圖；

圖2是根據(jù)某些實(shí)施方案的包含再循環(huán)流的過(guò)濾系統(tǒng)的示意圖；

圖3是根據(jù)一些實(shí)施方案的其中混合有過(guò)濾產(chǎn)物流的過(guò)濾系統(tǒng)的示意圖；

圖4是根據(jù)某些實(shí)施方案的過(guò)濾系統(tǒng)的示例性示意圖；

圖5是根據(jù)一些實(shí)施方案的過(guò)濾系統(tǒng)的示意圖；

圖6是根據(jù)某些實(shí)施方案的過(guò)濾系統(tǒng)的示意圖；以及

圖7是根據(jù)某些實(shí)施方案的示例性過(guò)濾系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

一般地描述了過(guò)濾系統(tǒng)中的濃度控制和相關(guān)方法。在某些實(shí)施方案中，源自上游過(guò)濾器并且具有相似的目標(biāo)次要組分濃度和/或相似的滲透壓的流可以在另外的過(guò)濾器內(nèi)混合并隨后過(guò)濾。某些實(shí)施方案包括將由過(guò)濾器產(chǎn)生的輸出流再循環(huán)至過(guò)濾器進(jìn)料流，其中輸出流和過(guò)濾器進(jìn)料流具有相似的目標(biāo)次要組分濃度和/或相似的滲透壓。這種策略性的混合和/或回收可以減少在最終產(chǎn)物流中獲得期望的目標(biāo)次要組分濃度所需要的能量的量和/或過(guò)濾介質(zhì)表面積的量。

本文所述的某些實(shí)施方案可用于其中過(guò)濾介質(zhì)可透過(guò)入口混合物中的多種組分的過(guò)濾系統(tǒng)和/或方法。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，除了水之外，反滲透膜(reverseosmosismembrane)通常至少部分地可透過(guò)乙醇。因此，在一些這種情況下，當(dāng)使用反滲透系統(tǒng)處理包含水和乙醇的混合物時(shí)，乙醇和水均輸送通過(guò)反滲透膜，導(dǎo)致乙醇不能從滲透水中完全分離。這種行為與通常在其中溶解的鹽與溶劑(例如水)分離的反滲透系統(tǒng)中通常觀察到的行為形成對(duì)比，其中經(jīng)常實(shí)現(xiàn)滲透水和溶解的鹽之間基本上完全的分離。從水中不完全過(guò)濾乙醇可導(dǎo)致生產(chǎn)含乙醇混合物(例如啤酒、葡萄酒、烈酒等)的濃縮物中的難題。本文所述的某些實(shí)施方案，但不一定是全部，可有利地用于某些這種系統(tǒng)來(lái)減少進(jìn)行期望的濃縮過(guò)程所需要的能量的量和/或過(guò)濾介質(zhì)表面積的量，如以下更詳細(xì)的描述。

某些實(shí)施方案涉及使用過(guò)濾器來(lái)濃縮包括次要組分和主要組分的液體進(jìn)料的次要組分。本文中通常使用術(shù)語(yǔ)“主要組分”來(lái)描述液體進(jìn)料內(nèi)混合物的最豐富的組分(按重量百分比(重量％)計(jì))?！按我M分”為混合物中不是主要組分的全部組分。

在一些實(shí)施方案中，在液體進(jìn)料的混合物中存在單一次要組分。例如，在60重量％水和40重量％乙醇的混合物中，水將是主要組分，乙醇將是(單一)次要組分。

在另一些實(shí)施方案中，多種次要組分可以存在于液體進(jìn)料的混合物中。例如，在45重量％水、30重量％乙醇和25重量％甲醇的混合物中，水將是主要組分，并且乙醇和甲醇都將是次要組分。

根據(jù)某些實(shí)施方案，液體進(jìn)料可以包含“目標(biāo)次要組分”。通常，目標(biāo)次要組分對(duì)應(yīng)于構(gòu)造過(guò)濾系統(tǒng)以濃縮的液體進(jìn)料中的次要組分。在僅包含主要組分和次要組分的液體進(jìn)料中，默認(rèn)目標(biāo)次要組分是單一次要組分。在進(jìn)料流包含多種次要組分的情況下，任意次要組分可以是目標(biāo)次要組分。在某些實(shí)施方案中，目標(biāo)次要組分對(duì)應(yīng)于液體進(jìn)料中按重量百分比計(jì)第二最豐富的組分(其對(duì)應(yīng)于液體進(jìn)料中按重量百分比計(jì)最豐富的次要組分)。例如，在一些實(shí)施方案中，液體進(jìn)料包括作為主要組分的水、作為最豐富的次要組分的乙醇和不如乙醇豐富的另外的次要組分，并且目標(biāo)次要組分是乙醇。

如以下更詳細(xì)地描述，多種合適的過(guò)濾器可以與本文所述的系統(tǒng)和方法結(jié)合使用。圖1是示例性過(guò)濾器101的截面示意圖，其可以與本文所述的某些實(shí)施方案結(jié)合使用。過(guò)濾器101包括過(guò)濾介質(zhì)106。過(guò)濾介質(zhì)可以限定過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)。例如，在圖1中，過(guò)濾介質(zhì)106將過(guò)濾器101分隔成滲余物側(cè)102(進(jìn)入的液體進(jìn)料被輸送到其中)和滲透物側(cè)104。過(guò)濾介質(zhì)可以允許進(jìn)入的液體進(jìn)料(其可以含有主要組分和至少一種次要組分的混合物)的至少一種組分(例如主要組分)以大于進(jìn)入的液體混合物中至少一種其他組分(例如，次要組分如目標(biāo)次要組分)的程度通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。

在運(yùn)行期間，可跨越過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差。可以跨越過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，使得過(guò)濾器的滲余物側(cè)的表壓(pr)超過(guò)過(guò)濾器的滲透物側(cè)的表壓(pp)。在一些情況下，可以通過(guò)對(duì)過(guò)濾器的滲余物側(cè)施加正壓力以跨越過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差。例如，參照?qǐng)D1，可以通過(guò)對(duì)過(guò)濾器101的滲余物側(cè)102施加正壓力以跨越過(guò)濾介質(zhì)106建立液壓差。正壓力可以例如使用泵、加壓氣流或任意其他合適的加壓設(shè)備來(lái)施加。在一些情況下，可以通過(guò)對(duì)過(guò)濾器的滲透物側(cè)施加負(fù)壓力以跨越過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差。參照?qǐng)D1，例如，可以通過(guò)對(duì)過(guò)濾器101的滲透物側(cè)104施加負(fù)壓力以跨越過(guò)濾介質(zhì)106建立液壓差。負(fù)壓力可以例如通過(guò)在過(guò)濾器的滲透物側(cè)抽真空來(lái)施加。在一些情況下，過(guò)濾器內(nèi)施加的液壓差可以在空間上變化。在一些這種實(shí)施方案中，過(guò)濾器內(nèi)施加的液壓差在5巴內(nèi)是均勻的。

跨越過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第一滲余物。例如，在圖1中，含有主要組分和次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的液體進(jìn)料可以經(jīng)由液體進(jìn)料108輸送到過(guò)濾器101。在某些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)106建立液壓差，使得液壓從過(guò)濾器101的滲余物側(cè)102到過(guò)濾器101的滲透物側(cè)104降低?？缭竭^(guò)濾介質(zhì)建立的液壓差(δpe)可以表示為：

δpe＝pr-pp

其中pr是過(guò)濾器的滲余物側(cè)的表壓，pp是過(guò)濾器的滲透物側(cè)的表壓。通常，過(guò)濾器中的液體混合物將各自具有與其相關(guān)聯(lián)的滲透壓。例如，過(guò)濾器的滲余物側(cè)的液體通常具有滲透壓πr，并且過(guò)濾器的滲透物側(cè)的液體通常將具有滲透壓πp。因此，跨越過(guò)濾介質(zhì)的滲透壓差(δπ)可表示為：

δп＝пr-пp

在某些實(shí)施方案中，當(dāng)跨越過(guò)濾介質(zhì)建立的液壓差超過(guò)跨越過(guò)濾介質(zhì)的滲透壓差時(shí)，液體進(jìn)料的一種或更多種組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。這種行為對(duì)于那些熟悉反滲透現(xiàn)象的人是已知的。

在實(shí)踐中，根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾方法可以通過(guò)將目標(biāo)次要組分相對(duì)稀釋的液體混合物供應(yīng)至過(guò)濾器101的滲余物側(cè)102來(lái)進(jìn)行。過(guò)濾器101的滲余物側(cè)102的表壓(pr)可充分超過(guò)過(guò)濾器101的滲透物側(cè)104的表壓(pp)，以迫使至少一部分主要組分通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)106，同時(shí)在滲余物側(cè)102保留足夠量的目標(biāo)次要組分，使得過(guò)濾器101的滲余物側(cè)102的目標(biāo)次組分濃度增至高于液體進(jìn)料108中目標(biāo)次要組分的濃度。在圖1中，例如，跨越過(guò)濾介質(zhì)106建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料108富含主要組分的第一滲透物114和相對(duì)于液體進(jìn)料108富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第一滲余物112。過(guò)濾過(guò)程可以繼續(xù)，直到達(dá)到期望的目標(biāo)次要組分濃度。

在許多傳統(tǒng)的基于壓力的過(guò)濾系統(tǒng)(如反滲透系統(tǒng))中，次要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)受到限制，使得在供給到過(guò)濾器的液體混合物的主要組分和次要組分之間實(shí)現(xiàn)高度的分離。據(jù)說(shuō)這樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高的次要組分截留水平。特定過(guò)濾介質(zhì)相對(duì)于特定次要組分的截留水平可以表示為百分比(在本文中也稱為“截留百分比”，如以下更詳細(xì)地描述)。

雖然許多基于鹽的過(guò)濾系統(tǒng)的過(guò)濾介質(zhì)在運(yùn)行期間能夠?qū)崿F(xiàn)高的截留百分比，但是用于濃縮其他類型的次要組分的過(guò)濾系統(tǒng)的過(guò)濾介質(zhì)通常不能達(dá)到如此高的截留百分比。例如，當(dāng)不帶電的低分子量化合物如乙醇用作次要組分時(shí)，截留百分比可相當(dāng)?shù)?。因此，相?duì)大量的這種次要組分可在運(yùn)行期間與主要組分一起輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。這導(dǎo)致相對(duì)差的分離，并且可能難以在滲余物流中獲得高濃度的次要組分而不會(huì)在滲透物流中產(chǎn)生大量的浪費(fèi)的次要組分。

回收已經(jīng)轉(zhuǎn)移通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的次要組分的一種方法是使?jié)B透物流經(jīng)歷進(jìn)一步過(guò)濾以產(chǎn)生另外的滲余物和滲透物流。然而，這樣的策略通常需要大量的過(guò)濾器，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)復(fù)雜且昂貴。

本發(fā)明的某些實(shí)施方案涉及這樣的認(rèn)識(shí)，可以以一定的方式構(gòu)造和/或運(yùn)行包括多個(gè)過(guò)濾器的系統(tǒng)，使得當(dāng)流混合時(shí)，混合的流的滲透壓相似。通過(guò)確?；旌系牧骶哂邢嗨频臐B透壓，可以減少達(dá)到期望濃度水平所需的能量總量，因?yàn)榭梢员苊饨?jīng)濃縮的流的不必要的稀釋。出乎意料的是，這樣的策略還可以減少達(dá)到最終目標(biāo)滲透物濃度所需的過(guò)濾步驟數(shù)。

可以采用這種策略濃度控制的一種方式是將上游過(guò)濾器下游的流再循環(huán)回到上游過(guò)濾器的進(jìn)料。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第一過(guò)濾器，所述第一過(guò)濾器包括限定了第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第一過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)可流體連接至進(jìn)料流。進(jìn)料流可含有例如包含主要組分和至少一種次要組分(其中之一可以是目標(biāo)次要組分)的液體混合物。圖2是一個(gè)這種示例性過(guò)濾系統(tǒng)200的示意圖。在圖2的示例性實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器201a可以包括可限定了第一過(guò)濾器201a的滲透物側(cè)204a和滲余物側(cè)202a的第一過(guò)濾介質(zhì)206a。在圖2的示例性實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器201a的滲余物側(cè)202a流體連接至進(jìn)料流208。進(jìn)料流208可含有包含主要組分和一種或更多種次要組分(其中之一可以是目標(biāo)次要組分)的液體混合物。

根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾系統(tǒng)包括第二過(guò)濾器，所述第二過(guò)濾器包括限定了第二過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第二過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)。例如，在圖2的示例性實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)200包括第二過(guò)濾器201b，所述第二過(guò)濾器201b包括限定了過(guò)濾器201b的滲透物側(cè)204b和滲余物側(cè)202b的第二過(guò)濾介質(zhì)206b。在圖2中，第二過(guò)濾器201b的滲余物側(cè)202b經(jīng)由流214a流體連接至第一過(guò)濾器201a的滲透物側(cè)204a。

在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第三過(guò)濾器，所述第三過(guò)濾器包括限定了第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第三過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)。例如，在圖2的示例性實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)200包括第三過(guò)濾器201c，所述第三過(guò)濾器201c包括限定了過(guò)濾器201c的滲透物側(cè)204c和滲余物側(cè)202c的第三過(guò)濾介質(zhì)206c。在圖2中，第三過(guò)濾器201c的滲余物側(cè)202c經(jīng)由流212b流體連接至第二過(guò)濾器201b的滲余物側(cè)202b。

在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間的流體連接。這種連接可以例如通過(guò)使再循環(huán)流連接至第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)來(lái)形成。例如，在圖2的非限制性實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)200包括流212c，流212c使第三過(guò)濾器201c的滲余物側(cè)202c流體連接至第一過(guò)濾器201a的滲余物側(cè)202a。盡管圖2的示例性實(shí)施方案示出了流212c在被輸送到過(guò)濾器201a的滲余物側(cè)202a之前與液體進(jìn)料208合并，但是在另一些實(shí)施方案中，流212c和208可單獨(dú)地輸送(例如通過(guò)單獨(dú)的入口)到過(guò)濾器201a的滲余物側(cè)202a。

過(guò)濾器之間的流體連接可以使用任何合適的連接器(例如，管路、管道、軟管等)形成。在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾器之間的流體連接可以使用能夠耐受施加在導(dǎo)管內(nèi)的流體的液壓而基本不會(huì)泄漏的封閉導(dǎo)管來(lái)形成。

雖然在圖2的示例性實(shí)施方案中示出了直接流體連接，但應(yīng)當(dāng)理解，間接流體連接也是可能的。因此，在一些實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)可直接流體連接例如使得沒(méi)有過(guò)濾器在第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)與第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在另一些實(shí)施方案中，第一和第二過(guò)濾器可間接流體連接例如使得一個(gè)或更多個(gè)中間過(guò)濾器在第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)與第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)可直接流體連接例如使得沒(méi)有過(guò)濾器在第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在另一些實(shí)施方案中，第二和第三過(guò)濾器可間接流體連接例如使得一個(gè)或更多個(gè)中間過(guò)濾器在第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。

在一些實(shí)施方案中，在本文中描述單一過(guò)濾器的情況下，單一過(guò)濾器可用并聯(lián)的多個(gè)流體連接的過(guò)濾器代替。例如，參考圖2，根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾器201a(和/或過(guò)濾器201b和/或過(guò)濾器201c)可用并聯(lián)的多個(gè)流體連接的過(guò)濾器代替。類似地，在圖3和/或圖4中，根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾器301a(和/或過(guò)濾器301b、過(guò)濾器301c和/或過(guò)濾器301d)可用并聯(lián)的多個(gè)流體連接的過(guò)濾器代替。

采用策略性再循環(huán)的示例性過(guò)濾系統(tǒng)可以如下運(yùn)行。一些實(shí)施方案包括跨越接收包含主要組分和次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的液體進(jìn)料的第一過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分的第一滲余物。例如，參考圖2的示例性實(shí)施方案，液體進(jìn)料流208可以被輸送到第一過(guò)濾器201a?？梢钥缭降谝贿^(guò)濾器201a的過(guò)濾介質(zhì)206a施加液壓差?？缭竭^(guò)濾介質(zhì)206a建立液壓差可以使得至少一部分主要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)206a。因此，在一些這種實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)206a建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料208富含主要組分的滲透物214a。此外，跨越過(guò)濾介質(zhì)206a建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料208富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的滲余物212a。

某些實(shí)施方案包括跨越接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第一滲透物的第二過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物富含主要組分的第二滲透物和相對(duì)于第一滲透物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第二滲余物。例如，在圖2的示例性實(shí)施方案中，來(lái)自第一過(guò)濾器201a的滲透物214a的至少一部分(或在一些實(shí)施方案中，全部)可輸送到第二過(guò)濾器201b的滲余物側(cè)202b。可以跨越第二過(guò)濾器201b的過(guò)濾介質(zhì)206b建立液壓差?？缭竭^(guò)濾介質(zhì)206b建立液壓差可使得至少一部分主要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)206b。因此，在一些這種實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)206b建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物214a富含主要組分的第二滲透物214b。此外，跨越過(guò)濾介質(zhì)206b建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物214a富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第二滲余物212b。

一些實(shí)施方案包括跨越接收至少一部分(或在一些實(shí)施方案中為全部)第二滲余物的第三過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物富含主要組分的第三滲透物和相對(duì)于第二滲余物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第三滲余物。例如，在圖2的示例性實(shí)施方案中，來(lái)自第二過(guò)濾器201b的第二滲余物212b的至少一部分可被輸送到第三過(guò)濾器201c?？梢钥缭降谌^(guò)濾器201c的過(guò)濾介質(zhì)206c建立液壓差。跨越過(guò)濾介質(zhì)206c建立液壓差可使得至少一部分主要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。因此，在一些這種實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)206c建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物212b富含主要組分的第三滲透物214c。此外，在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)206c建立液壓差可以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物212b富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第三滲余物212c。

某些實(shí)施方案包括將至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％重量％、至少約99重量％或全部)第三滲余物再循環(huán)至第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)，并將該部分第三滲余物與至少一部分液體進(jìn)料混合。例如，在圖2的示例性實(shí)施方案中，來(lái)自第三過(guò)濾器201c的第三滲余物212c的至少一部分(或在一些實(shí)施方案中，全部)可輸送到第一過(guò)濾器201a的滲余物側(cè)202a。輸送到第一過(guò)濾器201a的該部分來(lái)自第三過(guò)濾器201c的第三滲余物212c可與液體進(jìn)料208混合，例如在其進(jìn)入第一過(guò)濾器201a的滲余物側(cè)202a之前、同時(shí)或之后。在一些這種實(shí)施方案中，例如，當(dāng)系統(tǒng)200作為連續(xù)過(guò)程(例如，作為穩(wěn)態(tài)連續(xù)過(guò)程)運(yùn)行時(shí)，液體進(jìn)料208和第三滲余物212c的經(jīng)再循環(huán)部分的混合物可以在第一過(guò)濾器201a內(nèi)經(jīng)歷過(guò)濾以產(chǎn)生第一滲透物214a和第一滲余物212a。

在某些實(shí)施方案中，第三滲余物(例如，圖2中的流212c)中的次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比和液體進(jìn)料(例如，圖2中的流208)中的次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比相對(duì)接近。通過(guò)保持這些流的目標(biāo)次要組分的濃度相對(duì)接近，其滲透壓可以保持相對(duì)接近，這繼而可以減少隨后的過(guò)濾步驟期間浪費(fèi)的能量的量。根據(jù)某些實(shí)施方案，第三滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第三滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

作為上述比較的示例性說(shuō)明，第三滲余物可以以5.0重量％的量含有目標(biāo)次要組分，并且液體進(jìn)料可以以2.5重量％的量含有目標(biāo)次要組分。在這種情況下，第三滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分中較高者將為5.0重量％(對(duì)應(yīng)于第三滲余物中目標(biāo)次組分的重量分比)。此外，在這種情況下，第三滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者將為2.5重量％(對(duì)應(yīng)于液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比)。在這種情況下，第三滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者(2.5重量％)為第三滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者(5.0重量％)的0.5倍(即2.5重量％為5.0重量％的0.5倍)。

在某些實(shí)施方案中，第三滲余物(例如圖2中的流212c)的滲透壓和液體進(jìn)料(例如，圖2中的流208)的滲透壓相對(duì)接近。根據(jù)某些實(shí)施方案，第三滲余物的滲透壓和液體進(jìn)料的滲透壓中的較低者為第三滲余物的滲透壓和液體進(jìn)料的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98，或至少約0.99倍。

可將策略性混合用于某些本文所述的過(guò)濾系統(tǒng)中的另一種方法是通過(guò)混合來(lái)自多個(gè)過(guò)濾器的輸出流以隨后在下游過(guò)濾器中進(jìn)行過(guò)濾。圖3是采用這種混合策略的示例性過(guò)濾系統(tǒng)300的示意圖。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第一過(guò)濾器，所述第一過(guò)濾器包括限定了第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第一過(guò)濾介質(zhì)。在一些這種實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)可流體連接至液體進(jìn)料。例如，在圖3的示例性實(shí)施方案中，系統(tǒng)300包括第一過(guò)濾器301a，所述第一過(guò)濾器301a包括限定了第一過(guò)濾器301a的滲透物側(cè)304a和滲余物側(cè)302a的第一過(guò)濾介質(zhì)306a。在圖3中，第一過(guò)濾器301a的滲余物側(cè)302a流體連接至液體進(jìn)料308。進(jìn)料流308可含有包含主要組分以及一種或更多種次要組分(其中一種可為目標(biāo)次要組分)的液體混合物。

在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第二過(guò)濾器，所述第二過(guò)濾器包括限定了第二過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第二過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)。例如，在圖3的示例性實(shí)施方案中，系統(tǒng)300包括第二過(guò)濾器301b，所述第二過(guò)濾器301b包括限定了第二過(guò)濾器301b的滲透物側(cè)304b和滲余物側(cè)302b的第二過(guò)濾介質(zhì)306b。在圖3中，第二過(guò)濾器301b的滲余物側(cè)302b經(jīng)由流314a流體連接至第一過(guò)濾器301a的滲透物側(cè)304a。

根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾系統(tǒng)包括第三過(guò)濾器，所述第三過(guò)濾器包括限定了第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第三過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，第三過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)。例如，在圖3的非限制性實(shí)施方案中，系統(tǒng)300包括第三過(guò)濾器301c，所述第三過(guò)濾器301c包括限定了第三過(guò)濾器301c的滲透物側(cè)304c和滲余物側(cè)302c的第三過(guò)濾介質(zhì)306c。在圖3中，第三過(guò)濾器301c的滲余物側(cè)302c經(jīng)由流312a流體連接至第一過(guò)濾器301a的滲余物側(cè)302a。

在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)之間的流體連接。例如，在圖3的示例性實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)300包括流312b和314c，流312b和314c使第二過(guò)濾器201b的滲余物側(cè)302b流體連接至第三過(guò)濾器301c的滲透物側(cè)304c。

雖然在圖3的示例性實(shí)施方案中示出了直接流體連接，但應(yīng)當(dāng)理解，間接流體連接也是可能的。因此，在一些實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)可直接流體連接例如使得沒(méi)有過(guò)濾器在第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)與第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在另一些實(shí)施方案中，第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)和第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)可間接流體連接例如使得一個(gè)或更多個(gè)中間過(guò)濾器在第一過(guò)濾器的滲透物側(cè)與第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)可直接流體連接例如使得沒(méi)有過(guò)濾器在第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)之間流體連接。在另一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)可間接流體連接例如使得一個(gè)或更多個(gè)中間過(guò)濾器在第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)之間流體連接。

采用策略性混合的示例性過(guò)濾系統(tǒng)可如下運(yùn)行。一些實(shí)施方案包括跨越接收包含主要組分和次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的液體進(jìn)料的第一過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分的第一滲透物和相對(duì)于液體進(jìn)料富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第一滲余物。例如，參考圖3的示例性實(shí)施方案，液體進(jìn)料流308可被輸送到第一過(guò)濾器301a。可跨越第一過(guò)濾器301a的過(guò)濾介質(zhì)306a建立液壓差?？缭竭^(guò)濾介質(zhì)306a建立液壓差可使得至少一部分主要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)306a。因此，在一些這種實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)306a建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料308富含主要組分的滲透物314a。此外，在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)306a建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于液體進(jìn)料308富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的滲余物312a。

某些實(shí)施方案包括跨越接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第一滲透物的第二過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物富含主要組分的第二滲透物和相對(duì)于第一滲透物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第二滲余物。例如，在圖3的示例性實(shí)施方案中，來(lái)自第一過(guò)濾器301a的第一滲透物314a的至少一部分(或在一些實(shí)施方案中，全部)可輸送到第二過(guò)濾器301b的滲余物側(cè)302b?？煽缭降诙^(guò)濾器301b的過(guò)濾介質(zhì)306b建立液壓差?？缭竭^(guò)濾介質(zhì)306b建立液壓差可使得至少一部分主要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)306b。因此，在一些這種實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)306b建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物314a富含主要組分的第二滲透物314b。此外，在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)306b建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于第一滲透物314a富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第二滲余物312b。

一些實(shí)施方案包括跨越接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第一滲余物的第三過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第一滲余物富含主要組分的第三滲透物和相對(duì)于第一滲余物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第三滲余物。例如，在圖3的示例性實(shí)施方案中，來(lái)自第一過(guò)濾器301a的第一滲余物312a的至少一部分可輸送到第三過(guò)濾器301c。可跨越第三過(guò)濾器301c的過(guò)濾介質(zhì)306c建立液壓差?？缭竭^(guò)濾介質(zhì)306c建立液壓差可使得至少一部分主要組分輸送通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)306c。因此，在一些這種實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)306c建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于第一滲余物312a富含主要組分的第三滲透物314c。此外，在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)306c建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于第一滲余物312a富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第三滲余物312c。

某些實(shí)施方案包括將至少一部分第二滲余物(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部的第二滲余物)與至少一部分第三滲透物(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部的第三滲透物)混合。例如，在圖3的示例性實(shí)施方案中，來(lái)自第二過(guò)濾器301b的第二滲余物312b的至少一部分可在混合區(qū)域350與第三滲透物314c的至少一部分混合。在某些實(shí)施方案中，混合區(qū)域350可對(duì)應(yīng)于導(dǎo)管的接合處，如圖3所示。在一些實(shí)施方案中，混合區(qū)域350可以包括在下游過(guò)濾器(例如，如圖4所示并如以下更詳細(xì)描述的第四過(guò)濾器301d)的滲余物側(cè)之內(nèi)。

在某些實(shí)施方案中，第二滲余物(例如，圖3中的流312b)中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比和第三滲透物(例如，圖3中的流314c)中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比相對(duì)接近。通過(guò)保持這些流的次要組分濃度相對(duì)接近，其滲透壓可以保持相對(duì)接近，這繼而可以減少隨后的過(guò)濾步驟期間浪費(fèi)的能量的量。根據(jù)某些實(shí)施方案，第二滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第二滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

作為上述比較的示例性說(shuō)明，第二滲余物可以以5.0重量％的量含有目標(biāo)次要組分，并且第三滲透物可以以2.5重量％的量含有目標(biāo)次要組分。在這種情況下，第二滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分中較高者將為5.0重量％(對(duì)應(yīng)于第二滲余物中目標(biāo)次組分的重量分比)。此外，在這種情況下，第二滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者將為2.5重量％(對(duì)應(yīng)于第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比)。在這種情況下，第二滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者(2.5重量％)為第二滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者(5.0重量％)的0.5倍(即2.5重量％為5.0重量％的0.5倍)。

在某些實(shí)施方案中，第二滲余物(例如圖3中的流312b)的滲透壓和第三滲透物(例如，圖3中的流314c)的滲透壓相對(duì)接近。根據(jù)某些實(shí)施方案，第二滲余物的滲透壓和第三滲透物的滲透壓中的較低者為第二滲余物的滲透壓和第三滲透物的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98，或至少約0.99倍。

在某些實(shí)施方案中，第二滲余物部分和第三滲透物部分的混合物可在任選的第四過(guò)濾器內(nèi)進(jìn)行處理。在一些這種實(shí)施方案中，可跨越任選的第四過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物部分和第三滲透物部分的混合物富含主要組分的滲透物流以及相對(duì)于第二滲余物部分和第三滲透物部分的混合物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的滲余物流。

因此，在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括任選的第四過(guò)濾器，所述第四過(guò)濾器包括限定了第四過(guò)濾器的滲透物側(cè)和滲余物側(cè)的第四過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)流體連接至第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)。圖4是一個(gè)這種非限制性系統(tǒng)400的示意圖，其中圖3所示的系統(tǒng)300已被修改為包括任選的第四過(guò)濾器301d。在圖4的示例性實(shí)施方案中，第四過(guò)濾器301d包括限定了第四過(guò)濾器301d的滲透物側(cè)304d和滲余物側(cè)302d的過(guò)濾介質(zhì)306d。在圖4中，任選的第四過(guò)濾器301d的滲余物側(cè)302d流體連接至第二過(guò)濾器301b的滲余物側(cè)302b(經(jīng)由流312b)。此外，任選的第四過(guò)濾器301d的滲余物側(cè)302d流體連接至第三過(guò)濾器301c的滲透物側(cè)304c(經(jīng)由流314c)。盡管圖4的示例性實(shí)施方案示出了第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)在輸送到任選的第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)之前混合，但在另一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)可單獨(dú)輸送到任選的第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)并在任選的第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)內(nèi)混合。

某些實(shí)施方案包括跨越第四過(guò)濾器接收第二滲余物和第三滲透物的混合物的至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％，至少約95重量％、至少約99重量％或全部)時(shí)在第四過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差。在一些實(shí)施方案中，跨越第四過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)建立液壓差產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物和第三滲透物的混合物富含主要組分的第四滲透物以及相對(duì)于第二滲余物和第三滲透物的混合物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第四滲余物。例如，參考圖4的示例性實(shí)施方案，至少一部分第二滲余物流312b可輸送到第四過(guò)濾器301d的滲余物側(cè)302d。此外，至少一部分第三滲透物流314c可輸送到第四過(guò)濾器301d的滲余物側(cè)302d。在一些實(shí)施方案中，跨越第四過(guò)濾器301d的過(guò)濾介質(zhì)306d建立液壓差，以產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物和第三滲透物的混合物富含主要組分的第四滲透物314d。此外，跨越第四過(guò)濾器301d的過(guò)濾介質(zhì)306d建立液壓差可產(chǎn)生相對(duì)于第二滲余物和第三滲透物的混合物富含次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的第四滲余物312d。

根據(jù)某些實(shí)施方案，策略性的混合和策略性的再循環(huán)二者都可以存在于過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)。例如，在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括在任選的第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第一過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間的流體連接。參考圖4的示例性實(shí)施方案，例如，任選的第四過(guò)濾器301d的滲余物側(cè)302d可經(jīng)由流312d流體連接至第一過(guò)濾器301a的滲余物側(cè)302a。盡管圖4的示例性實(shí)施方案示出了流312d在被輸送到過(guò)濾器301a的滲余物側(cè)302a之前與液體進(jìn)料308合并，但是在另一些實(shí)施方案中，流312d和308可單獨(dú)地輸送(例如通過(guò)單獨(dú)的入口)到過(guò)濾器301a的滲余物側(cè)302a。

雖然在圖4的示例性實(shí)施方案中示出了第二與第四過(guò)濾器之間以及第三與第四過(guò)濾器之間的直接流體連接，但應(yīng)當(dāng)理解，間接流體連接也是可能的。因此，在一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)可直接流體連接例如使得沒(méi)有過(guò)濾器在第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在另一些實(shí)施方案中，第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)和第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)可間接流體連接例如使得一個(gè)或更多個(gè)中間過(guò)濾器在第二過(guò)濾器的滲余物側(cè)與第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在一些實(shí)施方案中，第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)可直接流體連接例如使得沒(méi)有過(guò)濾器在第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。在另一些實(shí)施方案中，第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)和第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)可間接流體連接例如使得一個(gè)或更多個(gè)中間過(guò)濾器在第三過(guò)濾器的滲透物側(cè)與第四過(guò)濾器的滲余物側(cè)之間流體連接。

在某些實(shí)施方案中，第四滲余物(例如，圖4中的流312d)內(nèi)次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比和液體進(jìn)料(例如，圖4中的流308)中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比相對(duì)接近。通過(guò)保持這些流的次要組分濃度相對(duì)接近，其滲透壓可以保持相對(duì)接近，這繼而可以減少隨后的過(guò)濾步驟中浪費(fèi)的能量的量。根據(jù)某些實(shí)施方案，第四滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第四滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

作為上述比較的示例性說(shuō)明，第四滲余物可以以5.0重量％的量含有目標(biāo)次要組分，并且液體進(jìn)料可以以2.5重量％的量含有目標(biāo)次要組分。在這種情況下，第四滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分中較高者將為5.0重量％(對(duì)應(yīng)于第四滲余物中目標(biāo)次組分的重量分比)。此外，在這種情況下，第四滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者將為2.5重量％(對(duì)應(yīng)于液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比)。在這種情況下，第四滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者(2.5重量％)為第四滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和液體進(jìn)料中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者(5.0重量％)的0.5倍(即2.5重量％為5.0重量％的0.5倍)。

在某些實(shí)施方案中，第四滲余物(例如圖4中的流312d)的滲透壓和液體進(jìn)料(例如，圖4中的流308)的滲透壓相對(duì)接近。根據(jù)某些實(shí)施方案，第四滲余物的滲透壓和液體進(jìn)料的滲透壓中的較低者為第四滲余物的滲透壓和液體進(jìn)料的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98，或至少約0.99倍。

在一些實(shí)施方案中，可以在過(guò)濾系統(tǒng)中使用多于四個(gè)過(guò)濾器(例如，至少第五過(guò)濾器，至少第六過(guò)濾器，或更多)。在一些這種實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包括對(duì)于一個(gè)再循環(huán)回到上游過(guò)濾器的來(lái)自下游過(guò)濾器的流。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)包含多于一個(gè)混合區(qū)域，在此處將兩種具有相似次要組分濃度的產(chǎn)物流在后續(xù)過(guò)濾之前混合。

圖5是包括第五過(guò)濾器301e和第六過(guò)濾器301f的示例性過(guò)濾系統(tǒng)500的示意圖。圖5所示的示例性實(shí)施方案還包括如圖4所示布置的第一過(guò)濾器301a、第二過(guò)濾器301b、第三過(guò)濾器301c和第四過(guò)濾器301d。在圖5的示例性實(shí)施方案中，第五過(guò)濾器301e包括限定了過(guò)濾器301e的滲余物側(cè)302e和滲透物側(cè)304e的過(guò)濾介質(zhì)306e。在圖5中，第六過(guò)濾器301f包括限定了過(guò)濾器301f的滲余物側(cè)302f和滲透物側(cè)304f的過(guò)濾介質(zhì)306f。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301e可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第二滲透物314b并產(chǎn)生第五滲余物312e和第五滲透物314e。在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301f可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少5重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第五滲余物312e和/或第四滲透物314d，并產(chǎn)生第六滲余物312f和第六滲透物314f。

圖5所示的過(guò)濾系統(tǒng)可包括多個(gè)再循環(huán)流。例如，在一些實(shí)施方案中，圖5中的流312d被再循環(huán)回到液體進(jìn)料308，如以上參考圖4所述。在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第六滲余物312f可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第一滲透物314a混合。在一些這種實(shí)施方案中，第六滲余物中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比和第一滲透物中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比相對(duì)接近。例如，根據(jù)某些實(shí)施方案，第六滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第一滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第六滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第一滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。在一些實(shí)施方案中，第六滲余物的滲透壓和第一滲透物的滲透壓相對(duì)接近。例如，根據(jù)某些實(shí)施方案，第六滲余物的滲透壓和第一滲透物的滲透壓中的較低者為第六滲余物的滲透壓和第一滲透物的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

根據(jù)某些實(shí)施方案，除了或代替多個(gè)再循環(huán)流，圖5所示的過(guò)濾系統(tǒng)可包括多個(gè)混合區(qū)域。例如，在一些實(shí)施方案中，圖5中的流312b和314c可在混合區(qū)域350a混合，如以上參考圖3至4所述。在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第五滲余物312e可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第四滲透物314d在混合區(qū)域350b混合。在一些這種實(shí)施方案中，第五滲余物(例如，流312e)中內(nèi)的次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比和第四滲透物(例如，流314d)中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的重量百分比相對(duì)接近。例如，根據(jù)某些實(shí)施方案，第五滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第四滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第五滲余物中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第四滲透物中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。在一些實(shí)施方案中，第五滲余物的滲透壓和第四滲透物的滲透壓相對(duì)接近。例如，根據(jù)某些實(shí)施方案，第五滲余物的滲透壓和第四滲透物的滲透壓中的較低者為第六滲余物的滲透壓和第一滲透物的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

圖6是包括第七過(guò)濾器301g、第八過(guò)濾器301h和第九過(guò)濾器301i的示例性過(guò)濾系統(tǒng)600的示意圖。圖6所示的示例性實(shí)施方案還包括如圖5所示布置的第一過(guò)濾器301a、第二過(guò)濾器301b、第三過(guò)濾器301c、第四過(guò)濾器301d、第五過(guò)濾器301e和第六過(guò)濾器301f。在圖6的示例性實(shí)施方案中，第七過(guò)濾器301g包括限定了過(guò)濾器301g的滲余物側(cè)302g和滲透物側(cè)304g的過(guò)濾介質(zhì)306g。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301g可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第三滲余物312c并產(chǎn)生第七滲余物312g和第七滲透物314g。在圖6中，第八過(guò)濾器301h包括限定了過(guò)濾器301h的滲余物側(cè)302h和滲透物側(cè)304h的過(guò)濾介質(zhì)306h。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301h可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第七滲透物314g并產(chǎn)生第八滲余物312h和第八滲透物314h。在圖6中，第九過(guò)濾器301i包括限定了過(guò)濾器301i的滲余物側(cè)302i和滲透物側(cè)304i的過(guò)濾介質(zhì)306i。在一些實(shí)施方案中，第九過(guò)濾器301i可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第八滲透物314h并產(chǎn)生第九滲余物312i和第九滲透物314i。

圖6所示的過(guò)濾系統(tǒng)可包括多個(gè)再循環(huán)流。例如，在一些實(shí)施方案中，圖6中的流312d的至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)被再循環(huán)回到液體進(jìn)料308，如以上參考圖4至5所述。在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第六滲余物312f可與少一部分第一滲透物314a混合，如以上參考圖5所述。在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第八滲余物312h可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第一滲余物312a混合。在一些這種實(shí)施方案中，第八滲余物312h中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第一滲余物312a中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第八滲余物312h中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第一滲余物312a中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。在一些實(shí)施方案中，第八滲余物312h的滲透壓和第一滲余物312a的滲透壓中的較低者為第八滲余物312h的滲透壓和第一滲余物312a的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第九滲余物312i可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第三滲透物314c混合。在一些這種實(shí)施方案中，第九滲余物312i中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物314c中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第九滲余物312i中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第三滲透物314c中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。在一些實(shí)施方案中，第九滲余物312i的滲透壓和第三滲透物314c的滲透壓中的較低者為第九滲余物312i的滲透壓和第三滲透物314c的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

根據(jù)某些實(shí)施方案，圖6所示的過(guò)濾系統(tǒng)可包括多個(gè)混合區(qū)域350a和350b，如例如參考以上圖5所述。

圖7是包括第七過(guò)濾器301g、第八過(guò)濾器301h和第九過(guò)濾器301i的示例性過(guò)濾系統(tǒng)700的示意圖。圖7所示的示例性實(shí)施方案還包括第一過(guò)濾器301a、第二過(guò)濾器301b、第三過(guò)濾器301c、第四過(guò)濾器301d、第五過(guò)濾器301e和第六過(guò)濾器301f。在圖7的示例性實(shí)施方案中，第七過(guò)濾器301g包括限定了過(guò)濾器301g的滲余物側(cè)302g和滲透物側(cè)304g的過(guò)濾介質(zhì)306g。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301g可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第三滲余物312c，并產(chǎn)生第七滲余物312g和第七滲透物314g。在圖7中，第八過(guò)濾器301h包括限定了過(guò)濾器301h的滲余物側(cè)302h和滲透物側(cè)304h的過(guò)濾介質(zhì)306h。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301h可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第四滲余物312d和/或第七滲透物314g，并產(chǎn)生第八滲余物312h和第八滲透物314h。在圖7中，第九過(guò)濾器301i包括限定了過(guò)濾器301i的滲余物側(cè)302i和滲透物側(cè)304i的過(guò)濾介質(zhì)306i。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器301i可被構(gòu)造為接收至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第八滲透物314h和/或第六滲余物312f，并產(chǎn)生第九滲余物312i和第九滲透物314i。

圖7所示的過(guò)濾系統(tǒng)可包括多個(gè)混合區(qū)域。例如，在一些實(shí)施方案中，至少一部分圖7中的流312b和314c可在混合區(qū)域350a混合，如以上參考圖3至4所述。在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第五滲余物312e可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、在至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第四滲透物314d在混合區(qū)域350b混合，如以上參考圖5所述。在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第四滲余物312d可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第七滲透物314g在混合區(qū)域350c混合。在一些這種實(shí)施方案中，第四滲余物312d中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第七滲透物314g中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第四滲余物312d中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第七滲透物314g中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。在一些實(shí)施方案中，第四滲余物312d的滲透壓和第七滲透物314g的滲透壓中的較低者為第四滲余物312d的滲透壓和第七滲透物314g的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

在一些實(shí)施方案中，至少一部分(例如，至少約10重量％、至少25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95％、至少約99重量％或全部)第六滲余物312f可與至少一部分(例如，至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部)第八滲透物314h在混合區(qū)域350d混合。在一些這種實(shí)施方案中，第六滲余物312f中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第八滲透物314h中目標(biāo)次要組分的重量百分比中的較低者為第六滲余物312f中目標(biāo)次要組分的重量百分比和第八滲透物314h中目標(biāo)次要組分的重量百分比中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。在一些實(shí)施方案中，第六滲余物312f的滲透壓和第八滲透物314h的滲透壓中的較低者為第六滲余物312f的滲透壓和第八滲透物314h的滲透壓中較高者的至少約0.5、至少約0.75、至少約0.9、至少約0.95、至少約0.98或至少約0.99倍。

根據(jù)某些實(shí)施方案，圖7所示的過(guò)濾系統(tǒng)可包括多個(gè)再循環(huán)流(例如，流312h和/或312i)，如例如參考以上圖6所述。

本文所述的某些系統(tǒng)和方法可以用于濃縮多種類型的液體進(jìn)料(例如，例如經(jīng)由圖1至7中的流108、208和/或308供給到系統(tǒng)的液體混合物)中的一種或更多種次要組分。

液體進(jìn)料可包含許多合適的主要組分。在某些實(shí)施方案中，主要組分是液體。例如，主要組分可以是可消耗液體。根據(jù)某些實(shí)施方案，主要組分是非離子的(即，主要組分不具有凈離子電荷)。根據(jù)一些實(shí)施方案，主要組分的分子量可小于約150g/mol、小于約100g/mol、小于約50g/mol或小于25g/mol。例如，在一些實(shí)施方案中，主要組分是水。在一些實(shí)施方案中，主要組分可以是溶劑。

液體進(jìn)料可包含許多合適的次要組分。如上所述，某些液體進(jìn)料混合物可以正好包含一種次要組分，而其他混合物可包含多于一種次要組分。在某些實(shí)施方案中，至少一種(或全部)次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)是液體。例如，至少一種(或全部)次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)可以是可消耗液體。根據(jù)某些實(shí)施方案，至少一種(或全部)次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)是非離子的(即次要組分不具有凈離子電荷)。根據(jù)一些實(shí)施方案，至少一種(或全部)次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的分子量可小于約150g/mol、小于約100g/mol，或小于約50g/mol(和/或在一些實(shí)施方案中至少約25g/mol、至少約35g/mol，或至少約40g/mol)。在一些實(shí)施方案中，至少一種次要組分是醇，如乙醇。

在一些實(shí)施方案中，目標(biāo)次要組分是主要組分的共溶劑。例如，在一些實(shí)施方案中，乙醇可充當(dāng)水的共溶劑，例如，將一種或更多種鹽溶解在液體進(jìn)料中。在另一些實(shí)施方案中，目標(biāo)次要組分不充當(dāng)溶劑。

根據(jù)某些實(shí)施方案，含有主要組分和次要組分的液體進(jìn)料可以是可消耗混合物。在一些實(shí)施方案中，液體進(jìn)料是水性混合物。在一些實(shí)施方案中，液體進(jìn)料包含作為主要組分的水和作為次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的乙醇。在其中水和乙醇是液體進(jìn)料的組分的一些實(shí)施方案中，液體進(jìn)料還可以包含一種或更多種糖。根據(jù)某些實(shí)施方案，液體進(jìn)料是酒精飲料如啤酒、葡萄酒等。在一些但不一定是全部的情況下，本文所述的系統(tǒng)和方法在生產(chǎn)啤酒的濃縮物中特別有利。

在某些實(shí)施方案中，液體進(jìn)料中至少一種次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的濃度相對(duì)高。例如，在某些實(shí)施方案中，液體進(jìn)料(例如，圖1至7中的流108、208和/或308)中的次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的濃度為至少約0.001重量％、至少約0.01重量％、至少約0.1重量％，或至少約1重量％(和/或在某些實(shí)施方案中，多至約5重量％、多至約10重量％、多至約15重量％、多至約20重量％或更高)?？梢岳缭谟糜跐饪s酒精飲料(例如啤酒、葡萄酒等)的系統(tǒng)中觀察到這種相對(duì)高濃度的次要組分。然而在一些實(shí)施方案中，不需要使用高的次要組分濃度，液體進(jìn)料中次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的濃度可以低至0.0001重量％、低至0.00001重量％，或更低。

根據(jù)某些實(shí)施方案，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)是不被傳統(tǒng)過(guò)濾介質(zhì)如反滲透膜、納濾膜(nanofiltrationmembrane)和/或超濾膜(ultrafiltrationmembrane)高度截留的組分。因此，在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或更多個(gè)過(guò)濾介質(zhì)相對(duì)于次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)的截留百分比(對(duì)于特定次要組分的計(jì)算如下所述)可相對(duì)低。根據(jù)某些實(shí)施方案，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)相對(duì)于過(guò)濾系統(tǒng)的過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)的截留百分比為約10％至約95％、約35％至約90％，或約60％至約90％。在一些實(shí)施方案中，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)相對(duì)于過(guò)濾系統(tǒng)的過(guò)濾器內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)的截留百分比為約10％至約99％或約95％至約99％。例如，在一些實(shí)施方案中，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)相對(duì)于過(guò)濾系統(tǒng)的第一過(guò)濾器的第一過(guò)濾介質(zhì)(例如，圖2中的過(guò)濾器201a的過(guò)濾介質(zhì)206a和/或圖3至7中的過(guò)濾器301a的過(guò)濾介質(zhì)306a)的截留百分比為約10％至約99％、約10％至約95％、約35％至約90％，或約60％至約90％。在某些實(shí)施方案中，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)相對(duì)于過(guò)濾系統(tǒng)的第二過(guò)濾器的第二過(guò)濾介質(zhì)(例如，圖2中的過(guò)濾器201b的過(guò)濾介質(zhì)206b和/或圖3至7中的過(guò)濾器301b的過(guò)濾介質(zhì)306b)的截留百分比為約10％至約99％、約10％至約95％、約35％至約90％，或約60％至約90％。在一些實(shí)施方案中，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)相對(duì)于過(guò)濾系統(tǒng)的第三過(guò)濾器的第三過(guò)濾介質(zhì)(例如，圖2中的過(guò)濾器201c的過(guò)濾介質(zhì)206c和/或圖3至7的過(guò)濾器301c的過(guò)濾介質(zhì)306c)的截留百分比為約10％至約99％、約10％至約95％、約35％至約90％，或約60％至約90％。根據(jù)某些實(shí)施方案，次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)相對(duì)于過(guò)濾系統(tǒng)的第四過(guò)濾器的第四過(guò)濾介質(zhì)(例如，圖4至7中的過(guò)濾器301d的過(guò)濾介質(zhì)306d)的截留百分比為約10％至約99％、約10％至約95％、約35％至約90％，或約60％至約90％。

過(guò)濾介質(zhì)相對(duì)于特定次要組分的截留百分比通常在過(guò)濾器在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)通過(guò)滲透物流中次要組分的重量百分比除以液體進(jìn)料流中次要組分的重量百分比并乘以100％來(lái)計(jì)算。當(dāng)確定過(guò)濾介質(zhì)相對(duì)于次要組分的截留百分比時(shí)，過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)被布置為直徑為8英寸，長(zhǎng)度為40英寸的單螺旋纏繞膜元件。過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)包括30密耳厚的進(jìn)料通道間隔件，以產(chǎn)生400平方英尺的活性膜面積。滲透物流量應(yīng)等于進(jìn)料流量的10％。此外，進(jìn)料流應(yīng)僅包含截留百分比確定的次要組分和主要組分，其中次要組分的濃度為使得進(jìn)料流的滲透壓為26巴的水平。此外，進(jìn)料流應(yīng)設(shè)定為25攝氏度的溫度，ph為7，并以800psi表壓供給到過(guò)濾器。

在一些情況下，例如，如果進(jìn)料流中所含的次要組分沒(méi)有被過(guò)濾介質(zhì)很好地截留，則跨越過(guò)濾介質(zhì)的滲透壓差(δπ)可顯著不同于進(jìn)料的滲透壓。

在滲透壓差與進(jìn)料的滲透壓不同的情況下，可期望實(shí)現(xiàn)主要組分以大致連續(xù)的速率轉(zhuǎn)移通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。然而，如果不對(duì)滲余物側(cè)的液壓進(jìn)行調(diào)整以引起滲透壓差的變化，則主要組分轉(zhuǎn)移通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的速率將是可變的。因此，在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾介質(zhì)(例如，圖1的過(guò)濾介質(zhì)106，圖2的過(guò)濾介質(zhì)206a至206c中的任一個(gè)和/或圖3至7的過(guò)濾介質(zhì)306a至306i中的任一個(gè))的凈驅(qū)動(dòng)壓差在過(guò)濾系統(tǒng)運(yùn)行期間保持為作為時(shí)間的函數(shù)的基本恒定的值。

凈驅(qū)動(dòng)壓差(δpnet)對(duì)應(yīng)于跨越過(guò)濾介質(zhì)建立的液壓差(δpe)與跨越過(guò)濾介質(zhì)的滲透壓差(δπ)之間的差值，并且可如下計(jì)算：

δpnet＝δpe-δп＝(pr-pp)-(пr-пp)

在某些情況下，過(guò)濾器的滲余物側(cè)的滲透壓(πr)或滲透物側(cè)的滲透壓(πp)可以是不均勻的。因此，為了計(jì)算凈壓差，將過(guò)濾器的滲余物側(cè)的滲透壓計(jì)算為過(guò)濾介質(zhì)的滲余物側(cè)表面處的空間平均滲透壓，并且將過(guò)濾器的滲透物側(cè)的滲透壓確定為過(guò)濾介質(zhì)的滲透物側(cè)表面處的空間平均滲透壓。這種滲透壓可以通過(guò)將組分濃度傳感器設(shè)置在過(guò)濾介質(zhì)的滲余物側(cè)和滲透物側(cè)上的有統(tǒng)計(jì)代表性的多個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算。

此外，在某些情況下，過(guò)濾器的滲余物側(cè)上的表壓(pr)或滲透物側(cè)上表壓(pp)可以是不均勻的。因此，為了計(jì)算凈壓差，將過(guò)濾器的滲余物側(cè)的表壓計(jì)算為過(guò)濾介質(zhì)的滲余物側(cè)表面處的空間平均表壓，并且將過(guò)濾器的滲透物側(cè)的表壓確定為過(guò)濾介質(zhì)的滲透物側(cè)表面處的空間平均表壓。這種表壓可以通過(guò)將壓力傳感器設(shè)置在過(guò)濾介質(zhì)的滲余物和滲透?jìng)?cè)上的有統(tǒng)計(jì)代表性的多個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算。

在一些實(shí)施方案中，在過(guò)濾器運(yùn)行的大部分時(shí)間(例如，過(guò)濾運(yùn)行時(shí)間的至少約50％、至少約70％、至少約90％、至少約95％、至少約99％或全部)期間，凈驅(qū)動(dòng)壓差保持為基本上恒定的值(即，在通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾進(jìn)入的液體的時(shí)間段期間，在時(shí)間平均值的約50％之內(nèi)、約25％之內(nèi)、約10％之內(nèi)、約5％之內(nèi)、約2％之內(nèi)或約1％之內(nèi))。保持凈驅(qū)動(dòng)壓差為基本上恒定的值可以例如通過(guò)調(diào)節(jié)跨越過(guò)濾介質(zhì)建立的液壓差(例如，響應(yīng)于滲透物中、滲余物中或進(jìn)料中一種或更多種次要組分濃度的變化)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在其中兩個(gè)或更多個(gè)過(guò)濾器內(nèi)跨越過(guò)濾介質(zhì)的平均滲透壓差不同的某些情況下，可期望在該步驟期間實(shí)現(xiàn)主要組分以大致連續(xù)的速率轉(zhuǎn)移通過(guò)每個(gè)過(guò)濾介質(zhì)。然而，如果不調(diào)節(jié)過(guò)濾器的滲余物側(cè)上的液壓以引發(fā)滲透壓差的變化，則主要組分轉(zhuǎn)移通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的速率將隨過(guò)濾器不同而變化。因此，在一些實(shí)施方案中，在施加液壓的大部分時(shí)間期間，兩個(gè)(或更多個(gè)或全部)過(guò)濾器的跨越過(guò)濾介質(zhì)的平均凈驅(qū)動(dòng)壓差或來(lái)自兩個(gè)(或更多個(gè)或全部)過(guò)濾器的滲透物的質(zhì)量流量保持為基本上恒定的值。例如，在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾器施加液壓差的大部分時(shí)間(例如，跨越過(guò)濾器施加液壓差的時(shí)間的至少約50％、至少約70％、至少約90％、至少約95％、至少約99％或全部)期間，兩個(gè)(或更多個(gè)或全部)過(guò)濾器中平均凈驅(qū)動(dòng)壓差保持為基本相似的值(即在施加液壓差的時(shí)間段期間，兩個(gè)平均凈驅(qū)動(dòng)壓力中較高者的50％之內(nèi)、25％之內(nèi)或5％之內(nèi))。在一些實(shí)施方案中，跨越過(guò)濾器液壓差的大部分時(shí)間(例如，跨越過(guò)濾器施加液壓差的時(shí)間的至少約50％、至少約70％、至少約90％、至少約95％、至少約99％或全部)期間，來(lái)自兩個(gè)(或更多個(gè)或全部)過(guò)濾器的滲透物流量保持為基本相似的值(即在運(yùn)行的時(shí)間段期間，兩個(gè)平均滲透物流量中較高者的50％之內(nèi)、25％之內(nèi)或5％之內(nèi))。適時(shí)地保持滲透物體積流量或平均凈驅(qū)動(dòng)壓差為基本相似的值可以例如通過(guò)調(diào)節(jié)響應(yīng)于經(jīng)測(cè)量的滲透物體積流量的進(jìn)入過(guò)濾器的滲余物側(cè)的流的液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于滲透物體積流量和平均凈驅(qū)動(dòng)壓差通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的表面積(a)及其滲透率(am)如下相關(guān)：

當(dāng)僅由主要組分組成的溶液存在于過(guò)濾介質(zhì)的滲余物和滲透?jìng)?cè)上時(shí)，可通過(guò)測(cè)量通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的流量、每單位面積過(guò)濾介質(zhì)和每單位施加的液壓差的主要組分在給定的液壓差(δpe)水平下估計(jì)滲透率am。

含有n種次要組分的特定液體混合物的滲透壓(π)通常計(jì)算為：

其中ij是第j種次要組分的范托夫(van’thoff)因子，cj是第j種次要組分的摩爾濃度，r是理想氣體常數(shù)，并且t是混合物的絕對(duì)溫度。為了確定液體流(例如進(jìn)料流、滲透物流、滲余物流等)的滲透壓，通過(guò)測(cè)量流中次要組分的平均濃度并使用上式計(jì)算π來(lái)計(jì)算滲透壓。對(duì)于含有單一次要組分的混合物來(lái)說(shuō)，滲透壓(π)計(jì)算為：

π＝icrt

其中i是次要組分的范托夫因子，c是次要組分的摩爾濃度，r是理想氣體常數(shù)，并且t是混合物的絕對(duì)溫度。

考慮到當(dāng)前公開(kāi)內(nèi)容提供的見(jiàn)解，可以使用對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的方法來(lái)控制凈驅(qū)動(dòng)壓差。例如，在一些實(shí)施方案中，凈驅(qū)動(dòng)壓差可以通過(guò)測(cè)量滲透物流量并調(diào)節(jié)施加的液壓以保持滲透物流量適時(shí)恒定來(lái)控制。

在某些實(shí)施方案中，可以使用開(kāi)環(huán)壓力控制方案來(lái)控制凈驅(qū)動(dòng)壓差。例如，如果假定合理地截留對(duì)滲余物側(cè)滲透壓最有貢獻(xiàn)的溶質(zhì)，則滲余物的主體滲透壓(πr)隨時(shí)間(t)升高如下：

其中是滲透物的體積流量，v0是滲余物側(cè)的初始體積。滲透物的流量由下式給出：

其中a是膜面積，am是膜滲透率，δpe是滲余物側(cè)和滲透物側(cè)之間建立的液壓差，并且cpf是濃差極化因子。系統(tǒng)的濃差極化因子(cpf)可以通過(guò)測(cè)量使用已知的進(jìn)料流組合物、已知的建立的液壓差、滲余物表壓和膜面積獲得的滲透物的流量來(lái)以經(jīng)驗(yàn)確定。滲透物滲透壓可忽略以獲得一階近似。根據(jù)已知量求解上式得到所需液壓的作為時(shí)間的函數(shù)的表達(dá)式：

可以結(jié)合本文所述的實(shí)施方案使用多種過(guò)濾器。在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾器包括過(guò)濾介質(zhì)。根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾介質(zhì)包括具有足夠的液壓滲透率的任意介質(zhì)、材料或物體以允許供給到過(guò)濾器的液體的主要組分的至少一部分通過(guò)介質(zhì)，同時(shí)保留供給到過(guò)濾器的液體的次要組分的至少一部分和/或防止供給到過(guò)濾器的液體的次要組分的至少一部分通過(guò)。

可用于本文所述的多種實(shí)施方案中的示例性過(guò)濾器包括但不限于凝膠滲透過(guò)濾器和基于膜的過(guò)濾器。例如，過(guò)濾器可以是螺旋過(guò)濾器、平板過(guò)濾器、中空纖維過(guò)濾器、管膜過(guò)濾器或任意其他類型的過(guò)濾器。

本文所述的過(guò)濾器可以包括任意合適的過(guò)濾介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)包括過(guò)濾膜(例如，半透膜)。過(guò)濾介質(zhì)可以由多種材料制成。例如，過(guò)濾介質(zhì)可以由無(wú)機(jī)材料(例如陶瓷)、有機(jī)材料(例如聚合物)和/或無(wú)機(jī)和有機(jī)材料的復(fù)合材料(例如陶瓷和有機(jī)聚合物復(fù)合材料)制成?？梢灾圃斐蛇^(guò)濾介質(zhì)的合適的聚合物材料包括但不限于聚(四氟乙烯)、聚砜、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚偏二氟乙烯、聚(丙烯酸酯)和這些的共聚物和/或組合。在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)包含基于聚酰胺的鹽截留層。通常用于制造海水反滲透膜，微咸水反滲透膜和/或衛(wèi)生反滲透膜的過(guò)濾介質(zhì)可用于本文所述的某些實(shí)施方案中。

在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)為薄膜(例如，厚度小于約1毫米、小于約500微米，或小于約250微米)的形式。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)為薄膜復(fù)合膜。

根據(jù)某些實(shí)施方案，可以選擇過(guò)濾介質(zhì)以具有一定的孔隙率和分子量截留值，允許液體進(jìn)料的主要組分通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)同時(shí)保留足夠大部分的次要組分，使次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)在過(guò)濾介質(zhì)的滲余物側(cè)濃縮。在過(guò)濾介質(zhì)用于對(duì)液體進(jìn)料進(jìn)行脫水的實(shí)施方案中，可以選擇過(guò)濾膜，使得其能夠自由地通過(guò)水，同時(shí)在滲余物側(cè)保留足夠的量的次要組分(例如，目標(biāo)次要組分)，使得次要組分在過(guò)濾介質(zhì)的滲余物側(cè)濃縮。

根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾介質(zhì)是反滲透膜。在一些實(shí)施方案中，反滲透膜的平均孔徑可小于約0.001微米。在某些實(shí)施方案中，反滲透膜的分子量截留值可小于約200g/mol。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)是納濾膜。在一些實(shí)施方案中，納濾膜的平均孔徑可為約0.001微米至約0.01微米。在某些實(shí)施方案中，納濾膜的分子量截留值可為約200g/mol至約20,000g/mol。在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)是超濾膜。根據(jù)某些實(shí)施方案，超濾膜的平均孔徑可為約0.01微米至約0.1微米。在一些實(shí)施方案中，超濾膜的分子量截留值為約20,000g/mol至約100,000g/mol。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾介質(zhì)是微濾膜。根據(jù)某些實(shí)施方案，微濾膜的平均孔徑可為約0.1微米至約10微米。在一些實(shí)施方案中，微濾膜的分子量截留值為約100,000g/mol至約5,000,000g/mol。

根據(jù)某些實(shí)施方案，在過(guò)濾系統(tǒng)中使用的至少一種(或全部)過(guò)濾介質(zhì)具有相對(duì)高的標(biāo)準(zhǔn)鹽截留率。標(biāo)準(zhǔn)鹽截留率是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常已知的術(shù)語(yǔ)，通常以百分比測(cè)量，并且可以使用以下測(cè)試來(lái)確定。將400平方英尺的過(guò)濾介質(zhì)樣品組裝到長(zhǎng)度為40英寸并且直徑為8英寸的螺旋纏繞元件中，所述元件的滲余物間隔件厚度(即，從滲余物壁到過(guò)濾介質(zhì)的距離)為30密耳且滲透物間隔件厚度(即，從滲透物壁到過(guò)濾介質(zhì)的距離)為30密耳。將含有水和濃度為32,000mg/l的溶解的nacl且ph為7的進(jìn)料流供給到過(guò)濾器的滲余物側(cè)。將進(jìn)料加壓至800psi表壓，而過(guò)濾器的滲透物側(cè)保持為大氣壓力。過(guò)濾器以10％的再循環(huán)率(即，滲透物流量除以進(jìn)料流量，乘以100％)和25℃的溫度運(yùn)行。在運(yùn)行30分鐘之后并在穩(wěn)定狀態(tài)下，使用下式確定標(biāo)準(zhǔn)鹽截留率：

其中wnacl，滲透物是滲透物中nacl的重量百分比，并且wnacl，進(jìn)料是進(jìn)料中nacl的重量百分比。根據(jù)某些實(shí)施方案，在過(guò)濾系統(tǒng)中使用的至少一種(或全部)過(guò)濾介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)鹽截留率為至少約99％、至少約99.5％或至少約99.8％。

根據(jù)某些實(shí)施方案，過(guò)濾器包括其中容納有過(guò)濾介質(zhì)的容器。在一些實(shí)施方案中，容器被構(gòu)造為耐受相對(duì)高的內(nèi)部液壓而不破裂。過(guò)濾容器耐受高液壓的能力在其中使用高液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)供給到過(guò)濾器的液體的主要組分與次要組分之間的期望程度的分離的某些情況下可以是有利的。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器的容器被構(gòu)造為耐受至少約3900psi表壓的內(nèi)部液壓而不破裂。

根據(jù)某些實(shí)施方案，本文所述的過(guò)濾系統(tǒng)可被構(gòu)造為在相對(duì)高的液壓下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案中，泵、導(dǎo)管和/或任何其他系統(tǒng)組件可以在至少約400psi的液壓下運(yùn)行而不失效。

可以與本文描述的某些實(shí)施方案相結(jié)合使用的合適的過(guò)濾器的實(shí)例包括但不限于可從hydranautics(oceanside，ca)(例如，型號(hào)為espa2-4040、espa2-ld-4040、espa2-ld、espa2max、espa4max、espa3、espa4-ld、sanrohs-4、sanrohs2-8、esna1-lf2-ld、esna1-lf2-ld4040、esna1-lf-ld、swc4bmax、swc5-ld-4040、swc5-ld、swc5max、swc6-4040、swc6、swc6max、esna1-lf2-ld、esna1-lf-ld、esna1-lf2-ld-4040、esna1-lf-ld-4040、hydracap60-ld和hydracap60)；dowfilmtecviadowchemicalcompany(midland,mi)(例如，型號(hào)為hsro-390-ff、lchr-4040、lcle-4040、sw30hrle-4040、sw30hrle-440i、sw30hrle-400i、sw30hrle-370/34i、sw30xhr-400i、sw30hrle-400、sw30hr-380、nf90-400、nf270-400、nf90-4040)；torayindustries,inc.(例如，型號(hào)tm720-440、tm720c-440、tm720l-440)；kochmembranesystems,inc.(wilmington,ma)(例如、型號(hào)為8040-hr-400-34、8040-hr-400-28)；和lgnanoh2o(elsegundo,ca)(例如，型號(hào)為qfxsw400es，qfxsw400sr，qfxsw400r)獲得的那些。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾器包括薄膜復(fù)合膜。例如，薄膜復(fù)合膜可包括用作機(jī)械支撐件的厚度為約150微米的非織造織物。多孔聚砜層(例如，厚度約為60微米)可通過(guò)相轉(zhuǎn)化法放置在支撐層上?？梢允褂媒缑婢酆蠈⒕埘０穼?例如，約200nm)流延在聚砜層上。

本文所述的某些實(shí)施方案涉及控制過(guò)濾系統(tǒng)的多個(gè)部分中次要組分的濃度。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，通過(guò)當(dāng)前公開(kāi)內(nèi)容提供的見(jiàn)解，將能夠選擇合適的運(yùn)行參數(shù)和/或系統(tǒng)組件以僅使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的濃度水平。例如，可以根據(jù)特定應(yīng)用的需要選擇過(guò)濾介質(zhì)的表面積、過(guò)濾介質(zhì)特性、施加的液壓差、流量和其他運(yùn)行參數(shù)。作為一個(gè)具體實(shí)例，合適的運(yùn)行參數(shù)和/或設(shè)備特點(diǎn)的選擇可以基于在給定時(shí)間段內(nèi)待產(chǎn)生的濃縮物的總體積，在給定時(shí)間段內(nèi)待濃縮的進(jìn)入的液體進(jìn)料的量，或?qū)τ谶^(guò)濾領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的另一些因素。在一些情況下，可通過(guò)以下方法進(jìn)行篩選試驗(yàn)以選擇合適類型的過(guò)濾容器和/或過(guò)濾介質(zhì)：用特定過(guò)濾器對(duì)稀釋液體進(jìn)料進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)濾直到達(dá)到所需的濃度，然后從過(guò)濾器的滲余物側(cè)收集濃縮物，與一定體積的新鮮主要組分(等于在過(guò)濾期間移除的主要組分的體積)重新組成液體進(jìn)料，并將重新組成的液體進(jìn)料的味道和/或氣味特征與初始液體進(jìn)料進(jìn)行比較。運(yùn)行壓力、過(guò)濾器特性、流量和另一些運(yùn)行參數(shù)可以基于描述過(guò)濾/反滲透的許多公知且容易獲得的文本中描述的過(guò)濾和/或分離原理來(lái)選擇，并且可結(jié)合常規(guī)實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化。可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的反饋控制機(jī)構(gòu)(例如，開(kāi)環(huán)或閉環(huán)反饋控制機(jī)構(gòu))形成適當(dāng)?shù)囊簤汉?或流量。

在某些實(shí)施方案中，過(guò)濾器中的液體可保持為相對(duì)冷的溫度。例如，在一些實(shí)施方案中，本文所述的過(guò)濾系統(tǒng)的至少一個(gè)過(guò)濾器中的液體可保持為約8℃或更低(例如，約0℃至約8℃)的溫度。在一些實(shí)施方案中，過(guò)濾系統(tǒng)的所有過(guò)濾器中的液體保持為約8℃或更低(例如，約0℃至約8℃)的溫度。

在某些實(shí)施方案中，一個(gè)或更多個(gè)過(guò)濾器可包括氣體頂部空間，例如在包含于過(guò)濾器內(nèi)的液體之上。在一些這種實(shí)施方案中，氣體頂部空間可以填充有基本上不與過(guò)濾器內(nèi)的液體的任何組分反應(yīng)的氣體。在一些這種實(shí)施方案中，氣體頂部空間可以填充有基本上不與過(guò)濾器內(nèi)的液體的任何次要組分反應(yīng)的氣體。在一些這種實(shí)施方案中，氣體頂部空間可以填充有基本上不與過(guò)濾器內(nèi)的液體的目標(biāo)次要組分反應(yīng)的氣體。氣體頂部空間的全部或一部分可以由例如二氧化碳、氮和/或惰性氣體構(gòu)成。在一些實(shí)施方案中，在過(guò)濾系統(tǒng)的至少一個(gè)過(guò)濾器(或全部過(guò)濾器)內(nèi)的全部或一部分(例如，至少約5重量％、至少約25重量％或至少約50重量％)氣體頂部空間由二氧化碳構(gòu)成。在一些實(shí)施方案中，氣體頂部空間含有少于約十億分之一的量的氧。

在某些實(shí)施方案中，本文所述的任何過(guò)濾系統(tǒng)和/或過(guò)程可以連續(xù)運(yùn)行。例如，某些方法可涉及液體進(jìn)料的連續(xù)流動(dòng)以及一種或更多種滲余物流(例如，相對(duì)于液體進(jìn)料富含目標(biāo)次要組分)和/或一種或更多種滲透物流(例如，相對(duì)于液體進(jìn)料富含主要組分)的連續(xù)生產(chǎn)。在一些情況下，該方法可以涉及同時(shí)進(jìn)行過(guò)濾過(guò)程的一個(gè)或更多個(gè)步驟。例如，在一些實(shí)施方案中，可同時(shí)跨越第一過(guò)濾器、第二過(guò)濾器和/或第三過(guò)濾器中的至少兩個(gè)(或全部)施加液壓差。在一些這種實(shí)施方案中，可以同時(shí)生產(chǎn)第一滲透物、第一滲余物、第二滲透物、第二滲余物、第三滲透物和/或第三滲余物。在一些連續(xù)的實(shí)施方案中，該方法可以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行。

除非相反指出，否則本文所述組分的全部濃度和相對(duì)豐度均使用重量百分比確定。

在本文的多個(gè)實(shí)施方案中，流的“至少一部分”被輸送到一定的位置(例如，過(guò)濾器、另一流或混合點(diǎn))，被再循環(huán)，和/或與另一流(或另一流的至少一部分)混合。在其中流的“至少一部分”被輸送到一定的位置，被再循環(huán)，和/或與另一流混合的某些實(shí)施方案中，原始流的至少約10重量％、至少約25重量％、至少約50重量％、至少約75重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約99重量％或全部可被輸送到該位置，被再循環(huán)，和/或與其他流(或其他流的一部分)混合。

多個(gè)過(guò)濾器、過(guò)濾器部分和/或流在本文中被描述和/或在圖中示出為任選地“直接流體連接”至系統(tǒng)的另一些部分(例如，另一個(gè)過(guò)濾器或過(guò)濾器部分和/或另一個(gè)流)。根據(jù)某些實(shí)施方案，被描述或示出為直接流體連接的第一位置(例如，流或組件)和第二位置(例如，流或組件)可流體連接，使得當(dāng)流體從第一物體輸送到第二物體時(shí)流體的組成基本上不變(即，流體組分的相對(duì)豐度變化不大于1％)。

2014年11月17日提交的標(biāo)題為“concentrationcontrolinfiltrationsystems,andassociatedmethods”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/080,675的全部?jī)?nèi)容出于所有目的通過(guò)引用并入本文。

以下實(shí)施例旨在解釋說(shuō)明本發(fā)明的某些實(shí)施方案，但不是例示本發(fā)明的全部范圍。

實(shí)施例1

該實(shí)施例描述了使用過(guò)濾介質(zhì)從水中分離乙醇。

將直徑為4.9cm的薄膜復(fù)合反滲透膜的樣品安裝在終端攪拌室(hp4750；sterlitech)中。在21攝氏度下，用300ml3.9+/-0.05％abv(酒精體積)乙醇水溶液填充該室。打開(kāi)磁力攪拌器，并使用連接至該室的氮?dú)馄渴┘?000psi的壓力。在30分鐘內(nèi)收集滲透物。棄去該滲透物，再收集另外的滲透物20分鐘。在20分鐘后，從已經(jīng)收集的滲透物中取出1ml樣品。使用氣相色譜聯(lián)動(dòng)質(zhì)譜儀測(cè)定滲透物樣品的乙醇含量?；谝掖紳舛葮?biāo)準(zhǔn)曲線的離子色譜圖結(jié)果表明，滲透物乙醇濃度為1.76+/-0.003％，相當(dāng)于乙醇截留率為55％+/-1％。

在使用與上述相同的設(shè)置的單獨(dú)測(cè)試中，將含有32,000+/-600mg/l的nacl作為唯一溶質(zhì)的含水進(jìn)料溶液引入到所述室中。在25℃下測(cè)定溶液的電導(dǎo)率為48.5+/-0.5ms/cm。打開(kāi)磁力攪拌器，并使用連接至該室的氮?dú)馄渴┘?000psi的壓力。在30分鐘內(nèi)收集滲透物。棄去該滲透物，再收集另外的滲透物15分鐘。在15分鐘后，在25℃下測(cè)定滲透物電導(dǎo)率為1.28±0.01ms/cm。這相當(dāng)于大約97.5+/-1％的鹽截留率(其可能低于膜的真實(shí)值，由于膜周圍的進(jìn)料流泄漏到滲透物中)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例描述了使用過(guò)濾介質(zhì)來(lái)濃縮啤酒。

使用與實(shí)施例1中所述相同的設(shè)置，將290+/-10ml的4.8％abv的hefeweizen啤酒的樣品引入攪拌室。在將啤酒引入室之前，首先用二氧化碳凈化該室。在攪拌室周圍施加冷卻夾套以將流體維持在2+/-5℃。打開(kāi)攪拌器并施加1000psi的壓力。允許試驗(yàn)進(jìn)行直到產(chǎn)生大致相當(dāng)于進(jìn)料液體初始質(zhì)量的一半的滲透物質(zhì)量。然后將第一濃縮物放在一邊，并在5℃下儲(chǔ)存在用co2預(yù)先凈化的容器中。

用蒸餾水沖洗室并將第一滲透物引入室。在將第一滲透物引入室之前，用二氧化碳凈化室。在攪拌室周圍施加冷卻夾套以將流體維持在2+/-5℃。再次打開(kāi)攪拌器并施加1000psi的壓力。允許試驗(yàn)進(jìn)行直到產(chǎn)生119.7+/-0.1g的第二滲透物。將室中的流體(第二濃縮物)與第一濃縮物混合以產(chǎn)生最終濃縮物。

然后將最終濃縮物與已經(jīng)強(qiáng)制碳酸化以包含5體積co2的蒸餾水以9:11的比例混合以產(chǎn)生重組啤酒。選擇蒸餾水的碳酸化程度以在重組啤酒中獲得約2.5體積的co2。使用蒸餾水，使重組啤酒口味最匹配原始啤酒。這是重要的，因?yàn)槠【骑嬀普叻浅Ｖ匾曋谱髌【频乃?。通過(guò)使用由大于99.999999重量％或大于99.9999999重量％的h2o組成的水，重組啤酒的口味將僅僅是用于釀造原始啤酒的源水的函數(shù)，而不是用于重組啤酒的水的函數(shù)。作為蒸餾水的替代方案，可以使用電導(dǎo)率小于5μs/cm或小于1μs/cm或小于0.1μs/cm的去離子水進(jìn)行重組。作為另一替代方案，可使用井水、地表水或來(lái)自市政供應(yīng)的水，只要其首先通過(guò)納濾或反滲透單次通過(guò)或兩次通過(guò)過(guò)濾。

重組啤酒提交給一個(gè)專業(yè)的品評(píng)小組，他們指出盡管再生啤酒遭受氧化——這可能是由于在過(guò)程中無(wú)意中接觸到空氣，但是香氣特征基本上保持不變。然而，氧化的影響不如先前在工藝溫度高于2+/-5℃的測(cè)試中明顯，這可能是因?yàn)檩^低溫度下氧化速率較慢。

使用氣相色譜聯(lián)動(dòng)質(zhì)譜儀測(cè)定樣品的乙醇含量?；谝掖紳舛葮?biāo)準(zhǔn)曲線的離子色譜圖結(jié)果表明，第一濃縮物、第二濃縮物、最終濃縮物和第二滲透物含有10.94+/-0.01、3.57+/-0.02、8.51+/-0.04和0.21+/-0.002的abv。這意味著整個(gè)過(guò)程的乙醇通過(guò)率(第二滲透物中的乙醇濃度與初始進(jìn)料中的乙醇濃度之比)為4.5％，整個(gè)過(guò)程的乙醇截留率(一減去乙醇通過(guò)率)為95.5％。高水平的乙醇截留率可能是由于進(jìn)行該過(guò)程的低溫，使得乙醇擴(kuò)散通過(guò)膜減慢。

實(shí)施例3

該實(shí)施例描述了可用于從含有乙醇和水的液體混合物中過(guò)濾乙醇的過(guò)濾系統(tǒng)。

從乙醇和水的混合物中過(guò)濾乙醇有兩個(gè)明顯的挑戰(zhàn)。一個(gè)挑戰(zhàn)是聚酰胺膜對(duì)乙醇的低截留率。在許多情況下，這導(dǎo)致需要多次過(guò)濾通過(guò)以實(shí)現(xiàn)足夠的乙醇移除率。另一個(gè)挑戰(zhàn)是要求在最終滲余物流中獲得高濃度的乙醇例如以降低運(yùn)輸成本所帶來(lái)的。在許多情況下，這使得需要多級(jí)過(guò)濾以使水的移除最大化。

這些問(wèn)題的一個(gè)補(bǔ)救方法是以這樣的方式布置過(guò)濾器，使得流被混合并再循環(huán)以最小化所需的通過(guò)次數(shù)和級(jí)數(shù)，但是使得過(guò)濾器以這樣的方式布置，使得當(dāng)混合流時(shí)待混合的流的滲透壓是相似的。這規(guī)避了如果混合不同乙醇濃度的流會(huì)對(duì)系統(tǒng)的乙醇整體分離產(chǎn)生的不利影響。

在該實(shí)施例中，假設(shè)每個(gè)過(guò)濾器的再循環(huán)率為約50％(即，濃縮系數(shù)約為2)。也假設(shè)每個(gè)過(guò)濾器中的乙醇通過(guò)率為25％。示例性過(guò)濾系統(tǒng)是具有滲透物再循環(huán)的兩通兩級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，類似于圖4所示的實(shí)施方案。在示例性運(yùn)行模式中，進(jìn)料流308可以具有3kg/s的質(zhì)量流量和4重量％的乙醇濃度。第一滲余物流312a可以具有2kg/s的質(zhì)量流量和6.5重量％的乙醇濃度。第一滲透物流314a可以具有2磅/分鐘的質(zhì)量流量和1.5重量％的乙醇濃度。第二滲余物流312b可以具有1磅/分鐘的質(zhì)量流量和2.5重量％的乙醇濃度。第二滲透物流314b可以具有1磅/分鐘的質(zhì)量流量和0.58重量％的乙醇濃度。第三滲余物流312c可以具有1磅/分鐘的質(zhì)量流量和10.5重量％的乙醇濃度。第三滲透物流314c可以具有1磅/分鐘的質(zhì)量流量和2.5重量％的乙醇濃度。第四滲余物流312d可以具有1磅/分鐘的質(zhì)量流量和4重量％的乙醇濃度。第四滲透流314d可以具有1磅/分鐘的質(zhì)量流量和0.95重量％的乙醇濃度。該實(shí)施例中的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了約2.6的總體濃縮系數(shù)(通過(guò)比較流312c中的乙醇濃度與流308中的乙醇濃度計(jì)算)。當(dāng)乙醇進(jìn)入每個(gè)過(guò)濾器的滲透物流的水平顯著時(shí)，該構(gòu)造可以是特別有用的。如果乙醇通過(guò)率為約38％，則需要各自以系數(shù)2濃縮的兩個(gè)過(guò)濾器級(jí)，以使?jié)B透物回到可以以匹配的濃度再循環(huán)至進(jìn)料流的水平。如果乙醇通過(guò)率較低，那么可期望在每個(gè)第二通過(guò)單元中采用高于50％的回收率。這可以通過(guò)超過(guò)每級(jí)50％回收的慣例來(lái)完成，或者可以用以每次30％回收運(yùn)行的兩級(jí)替換每個(gè)單元來(lái)完成。如果乙醇通過(guò)率高于25％，則為相反情況。

再循環(huán)流(例如，圖4中的流312d)是有幫助的，因?yàn)槠錅p少了實(shí)現(xiàn)期望的總體濃縮系數(shù)所需的反滲透單元的總數(shù)。替代方案是構(gòu)建一個(gè)另外的系統(tǒng)以濃縮來(lái)自第二次通過(guò)的第二級(jí)的滲余物。在再循環(huán)之前，將流濃縮到系統(tǒng)的初始進(jìn)料水平也是有幫助的。從分離效率和能量效率的角度來(lái)看，這對(duì)于乙醇濃度較低的流的再循環(huán)是一種優(yōu)越的方法。

在一些情況下，可期望省略第二次通過(guò)的第一級(jí)并且將來(lái)自第一次通過(guò)的第一級(jí)的滲透物直接引導(dǎo)到最終滲透物流。還可期望在第一次通過(guò)的第一級(jí)采用分割的部分第二次通過(guò)(或部分第二次通過(guò))——意指來(lái)自第一次通過(guò)的第一級(jí)的滲透物的一部分將繞開(kāi)第二次通過(guò)的第一級(jí)。當(dāng)?shù)谝淮瓮ㄟ^(guò)的第一級(jí)部分或完全消除時(shí)，由整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最終產(chǎn)品純度的增量下降很小。這是因?yàn)橛捎谶M(jìn)料的滲透壓低而導(dǎo)致高通量，所以在第一次通過(guò)的第一級(jí)或在該過(guò)濾步驟的第一部分中的溶質(zhì)通過(guò)率通常較低。因此，省略全部或部分第二次通過(guò)的第一級(jí)的好處可以是顯著降低資本成本和運(yùn)行成本，同時(shí)只會(huì)輕微影響系統(tǒng)的總體溶質(zhì)截留率。

在一些情況下，可期望用多個(gè)過(guò)濾器代替單個(gè)過(guò)濾器中的任一個(gè)(例如，第一次通過(guò)中所示的單個(gè)過(guò)濾器中的任一個(gè))來(lái)運(yùn)行。通過(guò)以這種方式運(yùn)行，每個(gè)單元中的回收率可降低，這可以獲得更均勻的通量，從而在每個(gè)單元中更均勻地淤塞。

還可期望在過(guò)濾器301b和/或過(guò)濾器301d中使用比過(guò)濾器301a和/或過(guò)濾器301c中更高的通量，以增加可能實(shí)現(xiàn)的截留率。由于不再循環(huán)來(lái)自過(guò)濾器301b和301d的滲透物流，所以增加截留率不會(huì)擾亂系統(tǒng)架構(gòu)在其僅混合相似濃度的乙醇的流方面的努力。

雖然為了本實(shí)施例的目的，每個(gè)過(guò)濾器的回收率和乙醇通過(guò)率已被固定——實(shí)際上其在圖4中的值可以按以下方式確定和選擇：

可以通過(guò)選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的過(guò)濾器、施加的液壓和流量將過(guò)濾器301a和301c的再循環(huán)率設(shè)計(jì)為50％。通過(guò)增加商業(yè)過(guò)濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，如q+、imsdesign或rosa，其具有關(guān)于乙醇濃度對(duì)滲透壓的影響的數(shù)據(jù)和乙醇通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)據(jù)，過(guò)濾器301a和301c的乙醇通過(guò)率可確定。然后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇過(guò)濾器、過(guò)濾器301b和301d的流量和施加的液壓水平，這將允許在點(diǎn)350處混合的流的乙醇濃度和在308處混合的流的乙醇濃度基本上相同。

雖然本文已經(jīng)描述并示出了本發(fā)明的若干實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地想出用于執(zhí)行功能和/或獲得結(jié)果和/或一個(gè)或多個(gè)本文所述的優(yōu)點(diǎn)的多種其他手段和/或結(jié)構(gòu)，并且這些變化和/或修改中的每一個(gè)都被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。更一般來(lái)說(shuō)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，本文所述的所有參數(shù)、尺寸、材料和/或構(gòu)造意在是示例性的，并且實(shí)際參數(shù)、尺寸、材料和/或構(gòu)造將取決于具體應(yīng)用或使用本發(fā)明的教導(dǎo)的應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到或能夠使用不超過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定本文所述的本發(fā)明的具體實(shí)施方案的許多等同物。因此，應(yīng)當(dāng)理解，前述實(shí)施方案僅以實(shí)施例的方式呈現(xiàn)，并且在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以以具體描述和要求保護(hù)以外的方式實(shí)施。本發(fā)明涉及本文所述的每個(gè)單獨(dú)特征、系統(tǒng)、制品、材料和/或方法。此外，如果這中特征、系統(tǒng)、制品、材料和/或方法不相互矛盾，則兩個(gè)或更多個(gè)這種特征、系統(tǒng)、制品、材料和/或方法的任何組合都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的未用數(shù)量詞限定的名詞應(yīng)理解為意指“至少一個(gè)”，除非有明確的相反說(shuō)明。

本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的短語(yǔ)“和/或”應(yīng)理解為意指所連接要素的“兩者之一或兩者”，即在一些情況下要素共同存在，而在另一些情況下要素分離存在。除非有明確的相反說(shuō)明，否則除“和/或”從句明確指出的要素之外，其他要素可任選地存在，無(wú)論明確指出的那些要素是否相關(guān)。因此，作為一個(gè)非限制性實(shí)例，當(dāng)與開(kāi)放式語(yǔ)言例如“包括”聯(lián)合使用時(shí)，表達(dá)“a和/或b”在一個(gè)實(shí)施方案中可指有a沒(méi)有b(任選地包括除b以外的元素)；在另一個(gè)實(shí)施方案中可指有b沒(méi)有a(任選地包括除a以外的元素)；而在另一個(gè)實(shí)施方案中可指a和b二者(任選地包括其他要素)等。

本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的“或”應(yīng)理解為具有與上文定義的“和/或”相同的含義。例如，當(dāng)在列表中分列項(xiàng)目時(shí)，“或”或者“和/或”應(yīng)理解為包括性的，即不但包括許多要素或要素列表中的至少一個(gè)，而且也包括超過(guò)一個(gè)，并且任選地包括額外未列出的要素。只有明確表示相反含義的術(shù)語(yǔ)，例如“僅一個(gè)”或“正好一個(gè)”或者當(dāng)在權(quán)利要求中使用“由……組成”時(shí)，將指包含許多要素或要素列表中的正好一個(gè)要素。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)前面有其他排他性術(shù)語(yǔ)(例如“任一”、“其一”、“僅其一”或“恰好其一”)時(shí)，本文使用的術(shù)語(yǔ)“或”僅應(yīng)理解為排他性替選方案(即，“一個(gè)或另一個(gè)，但并非二者”)。當(dāng)權(quán)利要求中使用“基本上由……組成”時(shí)，應(yīng)具有專利法領(lǐng)域中所使用的通常含義。

當(dāng)提到一個(gè)或更多個(gè)要素的列表時(shí)，本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的短語(yǔ)“至少一個(gè)”應(yīng)理解為意指選自要素列表中的任意一個(gè)或更多個(gè)要素的至少一個(gè)要素，但未必包括要素列表中明確列出的每一個(gè)和每個(gè)要素的至少一個(gè)，并且不排除要素列表中要素的任意組合。該定義還允許，除詞語(yǔ)“至少一個(gè)”所指要素列表中明確指出的要素之外，任選地存在的要素，不論其與明確指出的那些要素是否相關(guān)。因此，作為一個(gè)非限制性實(shí)例，“a和b中的至少一個(gè)”(或者，等同地，“a或b中的至少一個(gè)”，或者，等同地，“a和/或b中的至少一個(gè)”)在一個(gè)實(shí)施方案中可指至少一個(gè)a、任選地包括超過(guò)一個(gè)a，但是不存在b(并且任選地包括除b以外的要素)；在另一個(gè)實(shí)施方案中，可指至少一個(gè)b、任選地包括超過(guò)一個(gè)b，但是不存在a(并且任選地包括除a以外的要素)；在另一個(gè)實(shí)施方案中，可指至少一個(gè)a、任選地包括超過(guò)一個(gè)a，以及至少一個(gè)b、任選地包括超過(guò)一個(gè)b(并且任選地包括其他要素)等。

在權(quán)利要求中以及前述說(shuō)明書(shū)中，所有過(guò)渡性短語(yǔ)(例如“包括”、“包含”、“帶有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”等)應(yīng)理解為開(kāi)放性的，即，意指包括但不限于。僅過(guò)渡性短語(yǔ)“由……組成”和“基本上由……組成”分別是封閉式或半封閉式過(guò)渡性短語(yǔ)，如美國(guó)專利局專利審查程序手冊(cè)(unitedstatespatentofficemanualofpatentexaminingprocedures)2111.03部分所述。