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[广告贴] 切向流过滤工艺的优化

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发表于 2020-11-26 19:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
  切向流过滤(Tangential Flow Filtration ,简称TFF )是制药工艺中已经被广泛采用的一种过滤操作方式,它的应用包括澄清过滤、产物浓缩、除热原、除小分子杂质、脱盐和缓冲液置换等等。切向流过滤的概念是相对于常规过滤(Normal Flow Filtration ,简称NFF )而言的,如下图1 所示:

  图1 常规过滤与切向流过滤示意图

  从滤膜的截留孔径进行分类,可以将过滤分为澄清过滤、微滤、超滤和反渗透等等。下图2 粗略的标明了不同级别的滤膜和截留图谱。

  图2. 滤膜截留图谱

  相应的,将不同孔径的滤膜采用切向流的操作方式进行过滤,即可称之为切向流微滤、切向流超滤等等。下图3 为典型切向流过滤系统的示意图,通常包括泵、膜包和夹具、贮罐、连接管件以及阀门和压力表等。本文将对切向流过滤工艺的优化思路进行介绍。

  图3. 典型切向流过滤系统示意图

  一个切向流过滤的生产工艺由许多参数决定,其中关键的工艺参数有:切向流流量、跨膜压(TMP)、透出液控制、膜面积、透析条件等。这些参数既相互影响又相互制约,要同时达到提高生产效率和节约成本的目的,就必须首先对这些参数进行优化。这些参数通常需要由经验、实验以及具体工艺的需要和各种限制因素结合起来才能确定,因此切向流过滤系统的参数优化是一个相当复杂的过程。下面我们简单介绍几个关键工艺参数的优化思路。

  1、切向流量优化

  切向流量很大程度上取决于所选用的不同膜包和湍流流道的类型。在Millipore 的膜包操作和维护手册中,我们对每种膜包和不同流道类型都提供了推荐的切向流量。总的来说,在TMP 不变的情况下,提高切向流量可以增加切向流对滤膜表面的“清洗”作用,缓解浓差极化,从而使透过液的流量提高。但是,过高的切向流量也会使产品所受到的剪切力增加,从而可能导致产品的活性下降。此外,较高的切向流量还可能需要配置更大的泵和更大直径的管道,这些都会导致硬件设备成本和系统死体积的增加,而后者会使产品的收率下降。因此,我们在选择切向流量时,需要综合平衡通量的增加和可能导致的产品失活、收率下降和硬件成本增加等问题。
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