导读
在过滤操作中,影响因素主要有流体特性、操作条件、颗粒类型和过滤膜类型等。下面一起跟意凯高剪切乳化机小编一起来了解一下!
流体特性
流体特性主要指料液的黏度及化学离子成分。流体的黏度会直接影响其通过滤膜的速度,黏度越高,过滤速度越慢,意味着料液有更多的时间接触膜表面及内部结构。在料液成分不变的情况下,过滤速度越慢,吸附机理可以得到更好的发挥,而大小排除机理不受影响;另外,流体中的离子成分也会影响过滤效果,离子带电荷越高,静电吸附越易产生。
操作条件
操作条件是过滤中需要考虑的另一重要因素。极端的操作条件可能改变料液中颗粒物的形状或过滤膜本身的形状,从而影响最终过滤效果。对于一些非刚性结构的过滤介质(例如深层过滤器),过大的操作压力可能改变其额定孔径并造成其截留能力下降;同时,过快的流速可能造成此类过滤器的纤维析出增多,导致下游污染。通常情况下,深层过滤的监测与调节压差在10~15psi(lpsi=6.895kPa)为宜;表面过滤与膜过滤的监测与调节压差以不超过30psi为宜,企业应确保过滤器在供应商建议的合适压力下进行操作。
除流速与压力外,温度也是操作条件之一。同样的过滤器在不同温度下的承压不同。表2.3是某品牌0.22μm亲水性PVDF膜过滤器在不同温度下的耐压参数。在设定操作条件时,需对使用的过滤器特性有一定了解,并保证在生产、清洗与灭菌时的操作压力或料液流速不超过其最大允许值。
表2.3温度对过滤器的影响
温度/C | 25 | 80 | 135 |
最大正向压差/psi | 80 | 25 | 5 |
最大正向II差/bar | 5.5 | 1.7 | 0.35 |
颗粒类型
根据料液中颗粒物对于过滤效果的影响,可将其分为可变形颗粒与不可变形颗粒两种。可变形颗粒是指在压力作用下会发生形变的软性颗粒,如凝胶、脂质体、细胞碎片等均属于可变形颗粒;不可变形颗粒则是与软性颗粒相对的硬颗粒,如沙粒、粉尘、脱落纤维、金属粉末与活性炭等均属于不可变形颗粒。
- 图2.51(a)为过滤硬性颗粒的效果,大于孔径的颗粒物被截留在上游堆积形成一层饼状结构,但这种形式堆积起来的结构中间是留有一定空隙的。正如滤纸上方覆盖一层沙粒的效果一样,液体可以透过沙粒到达滤纸的下游,例如,注射剂生产中,浓配岗位采用钛棒过滤器进行脱碳过滤的工艺就属于典型的硬性颗粒过滤机理。
- 软性颗粒的过滤效果,在不同操作环境下,可能由于软性颗粒的受压变形发生许多不确定状况。需要注意的是,软性颗粒可能由于压力的作用发生形变,从而透过比其实际粒径小的膜孔进入下游,使过滤达不到预期效果,同时,当软性颗粒堆积在滤膜表面,造成孔道的完全堵塞使过滤无法顺利进行,过滤器寿命也会因此缩短。
图2.51颗粒类型对过滤的影响
过滤膜类型
过滤膜的类型也是影响过滤的主要因素之一,其孔径和刚性程度会直接影响过滤效果。例如,当滤膜基质在受压情况下易变形时,过滤效果会随压力改变而变化。除菌滤膜等刚性结构的过滤器在过滤中能提供更高精度与更高截留率的过滤,而非刚性结构的过滤器则只能提供额定孔径,其过滤精度和截流率都相对较低,大部分澄清过滤器都属于非刚性结构的过滤器。在制药工艺中,过滤可按其截留能力划分为深层过滤、表面过滤和膜过滤三类(图2.52)。
图2.52过滤膜类型对过滤的影响