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微濾知識(shí)

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生物制藥工業(yè)-除菌過濾-深層濾芯-微孔膜折疊濾芯


2020-04-01 18:32:16
預(yù)過濾與膜過濾的比較
深層過濾器不能用于除菌過濾,但微孔膜過濾器可以,這種差異性是由兩種類型過濾器的孔徑分布和內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的差異造成的。無論采用何種生產(chǎn)技術(shù)制造過濾器,并
不能使過濾器的所有孔隙具有相同的尺寸。人們一直在尋找過濾去除懸浮顆粒(有機(jī)體)的方法,由于懸浮顆粒具有相對(duì)均一的尺寸,因此孔徑分布越寬,顆粒穿透過濾器的可能性越高。
深層過濾器是通過已一定工藝將分散的顆?;蛘呃w維摻入某些基質(zhì)或固定形式中制備得到的。這些成分組成深層過濾器的結(jié)構(gòu)。制造過程幾乎總是需要使用不溶性微?;蚶w
維以及相當(dāng)粘稠的分散介質(zhì),均勻分散也是一個(gè)問題;基質(zhì)的粘稠度、纖維的優(yōu)先排列方向、纖維的不溶性、異質(zhì)相的不溶性、混合或涂壓的常規(guī)機(jī)理和主要顆粒的凝聚都是為
了解決均勻分散的問題。在多孔膜鑄液中存在的由濃度梯度導(dǎo)致的擴(kuò)散平衡趨勢(shì)在這個(gè)過程中并不存在。例如,原則上,單個(gè)纖維被置于表面直至最終完成纖維墊的構(gòu)建。每根
纖維的放置方式大體遵循隨機(jī)定律,纖維墊的無規(guī)則性反映了這種無序沉降。纖維之間的空間構(gòu)成了過濾器的孔隙,圖一該模型體現(xiàn)了纖維沉降的隨機(jī)性,孔隙的尺寸差異非常
大,反映了局部纖維密度的低或高。由于纖維或其他微粒以一種隨機(jī)方式沉降,導(dǎo)致孔徑分布非常寬。同樣,熔紡和熔吹工藝也處理隨機(jī)放置的纖維。
深層過濾器孔徑分布的大小,取決于纖維(顆粒)墊的厚度。較厚的過濾墊可以被認(rèn)為是由重復(fù)的薄層“單位墊”組成的。每個(gè)連續(xù)層或增加墊厚度起到相當(dāng)于降低復(fù)合材料孔
徑分布的作用。每一層中較大的孔隙會(huì)與下一層中較小的孔隙隨機(jī)連接,這可產(chǎn)生逐步縮小孔徑的整體效果。最終,孔徑分布將達(dá)到某個(gè)恒定值,這個(gè)過程可能是漸進(jìn)性的,但
是將永遠(yuǎn)無法達(dá)到膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及技術(shù)要求。
另外,深層過濾器的結(jié)構(gòu)可受到工藝條件的影響。所用的預(yù)過濾器必然會(huì)受到某些制備工藝,特別是壓差或壓力脈沖的影響。在這種壓力條件,或者可損壞過濾器結(jié)構(gòu)或者可使
過濾器結(jié)構(gòu)松散,因此必須進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。已經(jīng)有很多膜過濾器的例子證實(shí)其可耐受高達(dá)72psi(5bar)的壓差和壓力脈沖。這些膜過濾器仍然可符合微生物截留和完整性測(cè)試的
要求,而深層過濾器的纖維結(jié)構(gòu)在這種壓力條件下則可能受到損壞。
從字面意思開看,深層過濾器在其過濾基質(zhì)厚度范圍內(nèi)可除去任何污染物,而膜過濾器的主要作用是表面截留過濾。這當(dāng)然也取決于需要被去除的污染物。由于預(yù)過濾器的深層
截留具有很大的污垢載荷能力,使這些過濾器成為過濾工藝中的“黑馬”。而如果需提高表面截留過濾器的總通過量,則只能通過多孔性結(jié)構(gòu)(不對(duì)稱)、擴(kuò)大有效過濾面積或
在膜過濾前端使用深層過濾器保護(hù)等手段來實(shí)現(xiàn)。目的是找到前置過濾器和終端過濾器組成的最好過濾器組合,以滿足預(yù)期的截留率以及處理量需求。
膜過濾器可接受完整性測(cè)試,但深層過濾器則不能。為了驗(yàn)證膜過濾器的性能并確保過濾符合要求,這些過濾器必須接受完整性測(cè)試。深層過濾器通常用于澄清和精制,但不用
于除菌,出于這個(gè)原因,不必要對(duì)其進(jìn)行完整性測(cè)試。

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