导读
切向流过滤工艺相对复杂,操作过程需严格按照步骤流程执行,下面意凯真空乳化机小编为你介绍。图2.93为典型的切向流过滤操作步骤。
系统安装和使用前的清洗
在装膜之前,先要把膜夹具和系统中的所有部件都彻底清洗一遍,因为在生产和安装过程中有可能带进了某些污染。先用碱液清洗系统表面,而后用碱液在系统中循环(使用清洗专用垫圈),最后用大量的纯水冲洗,去除污物和油脂。新膜安装后,在超滤之前要进行清洗、消毒、除热原,并进行冲洗,把膜中的保护液和安装时带进去的杂质清洗干净。
完整性测试和水通量测试
为了保证所安装的膜在储存和运输过程中没有任何破损,建议在每次使用之前和使用完清洗之后,对膜进行完整性测试,膜上的微小破损、密边的裂痕或不良密封都可以通过空气扩散方法检测出来。当在回流出口处施加一定的压力时,空气就会以一定的速度通过膜孔中的水扩散到膜的下游,当膜有破损时,空气的扩散速度就会比规定值高出很多,显示膜完整性测试失败,膜是不完整的。如果要得到准确的完整性测试结果,一定要用水将膜充分润湿,然后把膜包中多余的水放掉。每一种超滤膜都提供用于完整性测试的压力和空气扩散指标。
在第一次超滤之前和每次使用完清洗之后,都要进行水通量测试。建立一个流速与压力的标准值,这个标准值又称作标准水通量(NWP),是由水在系统中循环时的切向流速、滤过速度、进口压力、回流压力、透过压力和温度决定的。计算方法为:标准水通量[L/(m2•h,psi)]=通量*温度校正系数/TMP。对于特定的超滤系统,应该在相同的操作条件下,进行标准水通量的检测,并且最好用较低TMP。
使用前的平衡和蛋白质超滤
通常在使用前,系统中都充满了保存液。在使用前要把系统内的保存液排空,再用制药用水冲洗,尽可能把保存液清洗干净,再用缓冲液进行平衡,然后再进行超滤,这样可以避免因产物溶液突然接触到不同的pH值或不同的离子强度的环境,而引起蛋白质溶解度和蛋白质量的变化,也减少了用蛋白质溶液去充满空的管路和产品罐时使蛋白质溶液接触空气-液体界面的机会。平衡时所用的流速和压力要与超滤蛋白质时的相同。一旦产品罐和管路中都充满了缓冲液(缓冲液的液位至少要超过回流管路的进口),就可以把蛋白质溶液加入到产品罐中,按照已经设定好的条件开始超滤过程。
产品回收
产品回收是指把蛋白质溶液从超滤系统中转移到相应的容器中保存或进行下一步生产。为了保证收率,回收的程序要能够尽可能地把产品从系统中全部收回。大部分的产品都在产品罐中,可以用泵打出,但是,在膜堆和管道中还残留了一小部分蛋白质溶液。设计良好的系统的死角应该非常短,并且在管路的最低点应该设计有倾斜的排放口,以方便产品的排放。除此之外,低压空气排空、缓冲液置换、缓冲液冲洗和缓冲液循环等方法可以帮助提高收率。
空气吹空
用空气压力帮助产品回收。在管路的最高点,引入一定压力的空气,在管路的最低点收集产品,注意避免出现气泡,因为气泡会使蛋白质溶液产生泡沫,使蛋白质产品变性。另外,为了保证收率的提高,在用空气吹的时候,要慢慢地进行,因为一旦空气在管路中形成通路,再用空气吹,也不会使收率提高了。
缓冲液置换
可以用缓冲液把系统中的残液推出来,如果在管路中还充满产品的时候,用缓冲液把产品推出来,就称作缓冲液置换。当管路已排空时,用缓冲液把残留的产品顶出来,称作缓冲液清洗。用缓冲液置换方法,当所用缓冲液的体积和要清洗的管路体积相差不多时,得到的最终产品没有被明显的稀释。因为在这种情况下,缓冲液就像一个塞子把产品从管路中推出,理论上讲,直到产品被完全推出来之前,缓冲液不会流入产品罐。但是,如果缓冲液与残留的产品发生混合,那么缓冲液置换的效果就会大打折扣。
缓冲液冲洗
当用缓冲液冲洗残留的产品时,因为冲洗用的缓冲液会全部回到产品罐,将最终产品稀释,所以为了保证收率的提高,缓冲液的用量要尽可能少。另外,为了保证最终产品的浓度达到要求,一般要在产品浓缩时进行过度浓缩,来抵消缓冲液冲洗时的稀释。但是由于蛋白质溶解度和超滤系统的最小循环体积等方面的原因,过度浓缩并非总是现实的,所以缓冲液冲洗的方法也并不一定总是可行的。
缓冲液循环
提高产品收率的最后的一个方法是缓冲液循环。把系统排空后,加入缓冲液进行循环,缓冲液把残留的产品稀释,再把循环缓冲液加入到产品中,这样也把最终产品稀释了。在使用最低点排放和空气吹空等方法之后,在不同种类的膜堆中残留的液体的体积会因超滤膜装置不同而有差异。如果能够再用缓冲液冲洗和缓冲液循环的方法回收产品,系统中残留的产品就会更少。
保存
如果膜堆在1~5d之内还要再次使用,可以将膜堆在系统中保存,只需把泵关闭,把进出膜堆夹具的所有管路上的阀门关闭,让膜堆中充满保存液,然后把膜堆和夹具在4°C下保存。如果长时间(如超过5d)不会使用,应把膜堆从滤器上拆下来,用保存液将膜堆充分润湿后,保存在密封的塑料袋中,或放入装有保存液的容器中,并让保存液将膜堆浸没,在4°C下保存。