深层过滤器
深层过滤器(Depthfilter)的特点是高载量、低截流率，主要用于产品料液的澄清，可以去除污浊料液中的大部分杂质。它的过滤原理是大小排除和吸附相结合，但主要基于吸附原理。深层过滤器通过复杂的纤维结构将杂质颗粒捕获和截留在过滤材质的表面或内部，截留率一般小于95%。用于深层过滤器的滤膜材质有聚丙烯、微玻璃纤维和硅藻土等。图2.53是显微镜下深层过滤器的滤膜结构。
图2.53深层过滤器的滤膜结构
目前，深层过滤器的发展趋势是采用多种过滤材质与带电材料相结合的方式，如采用带正电荷的树脂材料有助于药液中热原的吸附与去除。过滤器的形式也越来越趋向于紧凑型结构，以免过多的死体积导致产品回收率下降(图2.54)。
图2.54深层过滤器
表面过滤器
与深层过滤器相比，表面过滤器(Surfacefilter)载量较小，但其截流率很高，主要应用于产品料液的预过滤，
起到保护下游除菌过滤设备的作用。表面过滤器一般采用聚丙烯、混合纤维素酯等材料，主要基于大小排除的原理将大颗粒的杂质截留，截留率在95%〜99.9%之间。表面过滤器不能做完整性测试，图2.55是显微镜下表面过滤器的滤膜结构。例如，为保证更高的截留率，部分企业常选择0.45μm或0.3μm孔径的聚丙烯膜过滤器作为除菌过滤的预过滤器，当料液杂质成分较多时其过滤速率和通量往往很有限，因此，在工艺允许的情况下，采用0.3〜1μm的表面过滤器进行预过滤效果会更好。
图2.55表面过滤器的滤膜结构
膜过滤
膜过滤是三种过滤结构中截流率最高的一种，其截流率可达到99.99999%以上，除菌级过滤器都属于膜过滤器。图2.56(a)为过滤器在显微镜下的表面结构，膜过滤器的孔道分布均匀、结构坚固、具有良好的耐高压性且易于进行完整性测试，通常，膜过滤器可以耐受5bar以上的工作压力。图2.56(b)为膜过滤器在显微镜下的侧切面结构，其厚度一般在100〜260μm，过滤器内部弯曲复杂的孔道可以有效提高其截留细菌的能力。制药级膜过滤器的材质有聚偏二氟乙烯、聚醚砜、尼龙、纤维素酯和改良纤维素等。
图2.56膜过滤器的滤膜结构
三种过滤结构比较
图2.57是深层过滤、表面过滤与膜过滤在截留率、成本与载量方面的比较。从图中可以看出，深层过滤器在载量和成本控制方面均很优秀，但其截留率表现一般;膜过滤在截留率方面表现非常出色，但在成本控制与载量方面表现一般。作为最终除菌过滤的膜过滤器使用成本非常昂贵，高剪切乳化机小编认为企业应结合深层过滤和表面过滤来提高膜过滤的载量。
图2.57三种过滤模式的比较
