Ultrafiltracijos principas ir taikymas

Nutarė Pprincipas irAtaikymas Ultrafiltracija

 

Įvadas

Dirbtinė pralaidi membrana, naudojama ultrafiltravimo procese, paprastai yra pagaminta iš polimerinių medžiagų, tokių kaip: celiuliozės acetatas, celiuliozės acetato esteris, polietilenas, polisulfonas ir poliamidas ir pan. Paprastai iš anksto pagaminti įvairių tipų membraninius modulius, tokius kaip vamzdžio tipas, plokštės tipas, ritininis tipas ir kapiliarinis tipas, o tada surinkti kelis membranos modulius, kad padidėtų filtravimo plotas ir palengvintų priežiūrą.

 

Ultrafiltracijos procesas

Paprastai manoma, kad ultrafiltravimas yra atrankos ir atskyrimo procesas. Esant statiniam slėgio skirtumui, kaip varomajai jėgai, pradinio tirpalo tirpiklis ir mažos tirpių dalelės praeina per membraną iš aukšto slėgio pusės į žemo slėgio pusę, paprastai tai vadinama filtratu. Tačiau didžiųjų dalelių komponentus blokuoja membrana, todėl jų koncentracija filtrate didėja.

Atskyrimo mechanizmas

Paprastai manoma, kad ultrafiltravimo membranų atskyrimo mechanizmas yra atrankos ir atskyrimo procesas, tačiau membranos paviršiaus cheminės savybės taip pat yra svarbūs veiksniai, turintys įtakos ultrafiltravimo atskyrimui. Tai yra, tirpių medžiagų perėmimas ultrafiltravimo procese turi tris būdus: mechaninis perėmimas membranos paviršiuje, buvimas membranos porose ir pašalinimas bei adsorbcija membranos paviršiuje ir porose.

 

Ataikymas

Biocheminių produktų (timozino, natrio heparino, citochromo C ir kt.) atskyrimas, gryninimas, koncentravimas, gėlinimas ir alkoholio pašalinimas

(2) Genų inžinerijos produktų (interferono, EPO, TPO, G-CSF ir kt.) atskyrimas, gryninimas, koncentravimas ir gėlinimas.

(3) Plazmos baltymų (albumino, globulino, krešėjimo faktorių ir kt.) atskyrimas, koncentracija ir alkoholio pašalinimas.

(4) Ląstelių kultūros produktų (virusų, antikūnų ir kt.) atskyrimas ir koncentravimas

(5) Buferio keitimas prieš ir po baltymų produktų chromatografijos arba prieš liofilizavimą

(6) Ląstelių, bakterijų ir virusų rinkimas

(7) Fermentacijos sultinio arba kultūrinio sultinio nuskaidrinimas, bakterijų ir ląstelių likučių pašalinimas

(8) Mažų molekulių produktų (tokių kaip gliukozė, antibiotikai, maži peptidai ir kt.) depirogenavimas.

 

Srinkimaiiš ultrafiltracijos kasetė

(1) Membranos medžiagos pasirinkimas

Įprastos membranos medžiagos yra polietersulfonas (PESU) ir regeneruota celiuliozė (RC), kurios abi pasižymi dideliu atmetimu, dideliu srautu ir yra lengvai valomos.

• Polietersulfonas puikiai suderinamas su PH ir yra atsparus rūgščių ir šarmų valymui.

• Regeneruota celiuliozė pasižymi dideliu hidrofiliškumu, maža baltymų adsorbcija ir nėra atspari stipriam šarmui. Taigi regeneruotai celiuliozei taikomi tam tikri valymo ir dezinfekcijos apribojimai.

(2) Membranos porų dydžio pasirinkimas

• Jei tikimasi, kad tikslinė medžiaga prasiskverbs per membranos poras, membranos molekulinės masės ribinė vertė paprastai parenkama 5-10 kartų arba daugiau nei tikslinės medžiagos molekulinė masė.

• Jei tikimasi, kad tikslinė medžiaga bus visiškai sulaikyta. Paprastai membranos molekulinės masės riba parenkama taip, kad ji būtų 1/3-1/5 tikslinės medžiagos molekulinės masės.

(3) Ultrafiltravimo kasetės valymas

Ultrafiltravimo kasetės valymas daugiausia skirtas pašalinti membranos teršalus, palaikyti membranos veikimą ir sumažinti partijų užteršimą. Teršalai apima mikroorganizmus, daleles, baltymus, pigmentus ir tt Todėl valymo priemones reikėtų parinkti pagal teršalų pobūdį ir membranos medžiagos toleranciją. Įprastos valymo priemonės yra rūgštys (citrinų rūgštis, acto rūgštis, fosforo rūgštis ir kt.), šarmai (natrio hidroksidas, natrio hipochloritas) ir paviršinio aktyvumo medžiagos (SDS, Triton X100).