深層過濾器

深層過濾器(Depthfilter)的特點是高載量、低截流率，主要用于產(chǎn)品料液的澄清，可以去除污濁料液中的大部分雜質(zhì)。它的過濾原理是大小排除和吸附相結(jié)合，但主要基于吸附原理。深層過濾器通過復(fù)雜的纖維結(jié)構(gòu)將雜質(zhì)顆粒捕獲和截留在過濾材質(zhì)的表面或內(nèi)部，截留率一般小于95%。用于深層過濾器的濾膜材質(zhì)有聚丙烯、微玻璃纖維和硅藻土等。圖2.53是顯微鏡下深層過濾器的濾膜結(jié)構(gòu)。

圖2.53深層過濾器的濾膜結(jié)構(gòu)

目前，深層過濾器的發(fā)展趨勢是采用多種過濾材質(zhì)與帶電材料相結(jié)合的方式，如采用帶正電荷的樹脂材料有助于藥液中熱原的吸附與去除。過濾器的形式也越來越趨向于緊湊型結(jié)構(gòu)，以免過多的死體積導(dǎo)致產(chǎn)品回收率下降(圖2.54)。

圖2.54深層過濾器

表面過濾器

與深層過濾器相比，表面過濾器(Surfacefilter)載量較小，但其截流率很高，主要應(yīng)用于產(chǎn)品料液的預(yù)過濾，

起到保護下游除菌過濾設(shè)備的作用。表面過濾器一般采用聚丙烯、混合纖維素酯等材料，主要基于大小排除的原理將大顆粒的雜質(zhì)截留，截留率在95%?99.9%之間。表面過濾器不能做完整性測試，圖2.55是顯微鏡下表面過濾器的濾膜結(jié)構(gòu)。例如，為保證更高的截留率，部分企業(yè)常選擇0.45μm或0.3μm孔徑的聚丙烯膜過濾器作為除菌過濾的預(yù)過濾器，當(dāng)料液雜質(zhì)成分較多時其過濾速率和通量往往很有限，因此，在工藝允許的情況下，采用0.3?1μm的表面過濾器進行預(yù)過濾效果會更好。

圖2.55表面過濾器的濾膜結(jié)構(gòu)

膜過濾

膜過濾是三種過濾結(jié)構(gòu)中截流率最高的一種，其截流率可達到99.99999%以上，除菌級過濾器都屬于膜過濾器。圖2.56(a)為過濾器在顯微鏡下的表面結(jié)構(gòu)，膜過濾器的孔道分布均勻、結(jié)構(gòu)堅固、具有良好的耐高壓性且易于進行完整性測試，通常，膜過濾器可以耐受5bar以上的工作壓力。圖2.56(b)為膜過濾器在顯微鏡下的側(cè)切面結(jié)構(gòu)，其厚度一般在100?260μm，過濾器內(nèi)部彎曲復(fù)雜的孔道可以有效提高其截留細菌的能力。制藥級膜過濾器的材質(zhì)有聚偏二氟乙烯、聚醚砜、尼龍、纖維素酯和改良纖維素等。

圖2.56膜過濾器的濾膜結(jié)構(gòu)

三種過濾結(jié)構(gòu)比較

圖2.57是深層過濾、表面過濾與膜過濾在截留率、成本與載量方面的比較。從圖中可以看出，深層過濾器在載量和成本控制方面均很優(yōu)秀，但其截留率表現(xiàn)一般;膜過濾在截留率方面表現(xiàn)非常出色，但在成本控制與載量方面表現(xiàn)一般。作為最終除菌過濾的膜過濾器使用成本非常昂貴，高剪切乳化機小編認(rèn)為企業(yè)應(yīng)結(jié)合深層過濾和表面過濾來提高膜過濾的載量。

圖2.57三種過濾模式的比較