制藥機(jī)械過濾的影響因素

導(dǎo)讀

在過濾操作中，影響因素主要有流體特性、操作條件、顆粒類型和過濾膜類型等。下面一起跟意凱高剪切乳化機(jī)小編一起來了解一下！

流體特性

流體特性主要指料液的黏度及化學(xué)離子成分。流體的黏度會(huì)直接影響其通過濾膜的速度，黏度越高，過濾速度越慢，意味著料液有更多的時(shí)間接觸膜表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在料液成分不變的情況下，過濾速度越慢，吸附機(jī)理可以得到更好的發(fā)揮，而大小排除機(jī)理不受影響;另外，流體中的離子成分也會(huì)影響過濾效果，離子帶電荷越高，靜電吸附越易產(chǎn)生。

操作條件

操作條件是過濾中需要考慮的另一重要因素。極端的操作條件可能改變料液中顆粒物的形狀或過濾膜本身的形狀，從而影響最終過濾效果。對于一些非剛性結(jié)構(gòu)的過濾介質(zhì)(例如深層過濾器)，過大的操作壓力可能改變其額定孔徑并造成其截留能力下降;同時(shí)，過快的流速可能造成此類過濾器的纖維析出增多，導(dǎo)致下游污染。通常情況下，深層過濾的監(jiān)測與調(diào)節(jié)壓差在10~15psi(lpsi=6.895kPa)為宜;表面過濾與膜過濾的監(jiān)測與調(diào)節(jié)壓差以不超過30psi為宜，企業(yè)應(yīng)確保過濾器在供應(yīng)商建議的合適壓力下進(jìn)行操作。

除流速與壓力外，溫度也是操作條件之一。同樣的過濾器在不同溫度下的承壓不同。表2.3是某品牌0.22μm親水性PVDF膜過濾器在不同溫度下的耐壓參數(shù)。在設(shè)定操作條件時(shí)，需對使用的過濾器特性有一定了解，并保證在生產(chǎn)、清洗與滅菌時(shí)的操作壓力或料液流速不超過其最大允許值。

表2.3溫度對過濾器的影響

溫度/C	25	80	135
最大正向壓差/psi	80	25	5
最大正向II差/bar	5.5	1.7	0.35

顆粒類型

根據(jù)料液中顆粒物對于過濾效果的影響，可將其分為可變形顆粒與不可變形顆粒兩種。可變形顆粒是指在壓力作用下會(huì)發(fā)生形變的軟性顆粒，如凝膠、脂質(zhì)體、細(xì)胞碎片等均屬于可變形顆粒;不可變形顆粒則是與軟性顆粒相對的硬顆粒，如沙粒、粉塵、脫落纖維、金屬粉末與活性炭等均屬于不可變形顆粒。

1. 圖2.51(a)為過濾硬性顆粒的效果，大于孔徑的顆粒物被截留在上游堆積形成一層餅狀結(jié)構(gòu)，但這種形式堆積起來的結(jié)構(gòu)中間是留有一定空隙的。正如濾紙上方覆蓋一層沙粒的效果一樣，液體可以透過沙粒到達(dá)濾紙的下游，例如，注射劑生產(chǎn)中，濃配崗位采用鈦棒過濾器進(jìn)行脫碳過濾的工藝就屬于典型的硬性顆粒過濾機(jī)理。
2. 軟性顆粒的過濾效果，在不同操作環(huán)境下，可能由于軟性顆粒的受壓變形發(fā)生許多不確定狀況。需要注意的是，軟性顆粒可能由于壓力的作用發(fā)生形變，從而透過比其實(shí)際粒徑小的膜孔進(jìn)入下游，使過濾達(dá)不到預(yù)期效果，同時(shí)，當(dāng)軟性顆粒堆積在濾膜表面，造成孔道的完全堵塞使過濾無法順利進(jìn)行，過濾器壽命也會(huì)因此縮短。

圖2.51顆粒類型對過濾的影響

過濾膜類型

過濾膜的類型也是影響過濾的主要因素之一，其孔徑和剛性程度會(huì)直接影響過濾效果。例如，當(dāng)濾膜基質(zhì)在受壓情況下易變形時(shí)，過濾效果會(huì)隨壓力改變而變化。除菌濾膜等剛性結(jié)構(gòu)的過濾器在過濾中能提供更高精度與更高截留率的過濾，而非剛性結(jié)構(gòu)的過濾器則只能提供額定孔徑，其過濾精度和截流率都相對較低，大部分澄清過濾器都屬于非剛性結(jié)構(gòu)的過濾器。在制藥工藝中，過濾可按其截留能力劃分為深層過濾、表面過濾和膜過濾三類(圖2.52)。

圖2.52過濾膜類型對過濾的影響