Kas tangentsiaalse voolu filtreerimissüsteemi (TFF) valimisel peaksime kasutama õõneskiudkassetti või tasapinnalist kassettmembraani?
Tangentsiaalset voolufiltrit (TFF) kasutatakse laialdaselt nii biofarmatseutilises kui ka keemilises farmaatsiatööstuses puhvervahetuse ja puhastamise võtmetehnoloogiana. Kõigi protsessikomponentide hulgas on membraanikasseti või õõneskiu mooduli valik eriti oluline
Esiteks lühitutvustus õõneskiudmoodulitest ja membraanikassettidest:
Õõneskiu moodul:
Toitelahus voolab aksiaalselt läbi õõneskiudude valendiku, permeaat aga radiaalselt läbi membraani seina.
Membraanikassett:
Mitu lamedat{0}}lehtmembraani on virnastatud, tavaliselt eraldatud ekraanide või vooluvahedetailitega, mis loovad massiülekande parandamiseks tangentsiaalseid voolukanaleid.
1. Peamiste jõudlusparameetrite võrdlus
A. Voolu / massiülekande efektiivsus (töötlemiskiirus)
Membraankassetid saavutavad üldiselt suurema voolu ja lühema töötlemisaja.
Vahetüki/ekraani struktuur tekitab membraani pinnal turbulentsi, vähendades geelikihi moodustumist ning parandades massiülekande efektiivsust ja üldist voo jõudlust.
Õõneskiudmoodulid tagavad tavaliselt veidi madalama, kuid stabiilsema voo.
Nende avatud voolukanalid vähendavad hüdraulilist takistust, muutes need kõrge -tahke või suure{1}}viskoossusega toitevoogude töötlemisel vähem vastuvõtlikuks äkiliseks saastumiseks.
Juhtumi näide:
LNP{0}}mRNA UF/DF töötlemisel on uuringud näidanud, et identsete TMP tingimustes (väiksem või võrdne 5 psi) ja toiteparameetritega näitasid membraanikassetid oluliselt suuremat voolu, samas kui õõneskiudmoodulid pakkusid väiksemat nihkejõudu, kuid veidi väiksemat läbilaskevõimet.
B. Nihkejõud (mõju osakestele, viirustele ja biomolekulidele)
Õõneskiudmooduleid peetakse üldiselt õrnemaks.
Nende avatud-kanali disain tähendab, et nihkejõud järgib peamiselt standardset torukujulist voolukäitumist ning seda saab kvantitatiivselt kontrollida voolukiiruse ja kiu siseläbimõõduga, muutes need sobivaks nihketundlikele materjalidele.
Membraankassetid tekitavad vahetüki struktuuri tõttu täiendavat nihket.
Kuigi see parandab massiülekannet, võib see suurendada ka lokaalset nihkepinget.
C. Saastumiskindlus / Kõrge tahke aine ja kõrge viskoossusega käitlemine
Õõneskiudmoodulitel on selgemad eelised kõrge -tahke-sisaldusega või viskoossete materjalide töötlemisel.
Avatud voolutee alandab vedeliku takistust ja aitab säilitada stabiilset voolu nõudlikes toitetingimustes.
Membraankassetid on üldiselt sobivamad madala{0}}kuni-keskmise tahke ainega rakenduste jaoks, kus prioriteet on suur läbilaskevõime ja kiirem töötlemine.
Nende täiustatud massiülekande disain võib pakkuda tugevat jõudlust, kuigi väga viskoossete või suure{0}tahke ainega süsteemides võib membraani materjalist, MWCO/pooride suurusest ja protsessi tingimustest olenevalt voog kiiremini langeda.
D. Rõhulangus ja tööaken (TMP ja etteanderõhk)
Õõneskiusüsteemides saab rõhulangust ja nihket juhtida kiu läbimõõdu, kiu pikkuse ja ristvoolukiiruse kaudu.
Väiksem kiu läbimõõt suurendab nihkejõudu, samas kui pikemad vooluteed suurendavad rõhulangust.
Praktikas kavandatakse õõneskiuga TFF-süsteeme ja suurendatakse neid TMP{0}}põhiste arvutuste abil.
E. Kontsentratsioonitegur, taastumismäär ja heli{1}}hoidmine
Membraankassetid on sageli soodsamad suure kontsentratsiooniga{0}}rakenduste ja kõrgete kontsentratsioonitegurite puhul.
Tööstuse kogemus näitab, et membraankassetid pakuvad õõneskiusüsteemidega võrreldes kompaktsemat struktuuri, paremat survekindlust, suuremat kontsentreerimisvõimet ja sageli suuremat toote taaskasutamist.
Õõneskiudmoodulitel võib olenevalt mooduli konstruktsioonist ja süsteemi konfiguratsioonist olla suurem{0}}peetav maht, mis võib olla kriitilisem, kui töödeldakse väikeseid partiisid väärtuslikke materjale.
F. Töökindlus ja kasutusiga: kiudude purunemine vs. hooldus
Õõneskiusüsteemide üheks võimalikuks ohuks on kiudude purunemine ja struktuuri haprus.
Praktiline kogemus on näidanud, et õõnsad kiud võivad aeg-ajalt puruneda ja teatud pooride struktuurid (nt sõrmed{0}}taolised struktuurid) võivad olla kahjustustele vastuvõtlikumad.
Membraankassetid nõuavad ka korralikku hooldust, kuid nende kasutusiga võib asjakohaste puhastus- ja ladustamisprotseduuride korral olla üsna pikk.
Oluline on vältida membraani kuivamist ja membraani taastamist kohe pärast saastumist.
G. Ühekordne-kasutus, steriilsus ja{2}}suurendamine
Ühekordsed-õõneskiudmoodulid on üha populaarsemad, kuna neid tarnitakse tavaliselt eelnevalt niisutatuna,-gammasteriliseeritult ja kasutusvalmis, mis vähendab oluliselt puhastamise valideerimise nõudeid.
Neid saab ka tõhusalt skaleerida laboriarendusest täieliku{0}}tootmiseni.
Suurendamise-loogika:
Nii õõneskiudmooduleid kui ka membraanikassette saab suurendada, suurendades membraani pindala või töötades paralleelselt mitut seadet. Õõneskiust toodete dokumentatsioonis rõhutatakse ka seda, et saadaval on mitu suurust, mis võimaldab lihtsat skaalat-laborist tootmismahuni.
2. Valikute võrdlustabel
Mõõdud Õõneskiust kassetid
