Ar rinkdamiesi tangentinio srauto filtravimo (TFF) sistemą turėtume naudoti tuščiavidurio pluošto kasetę ar plokščią kasetinę membraną?

Tangentinis srauto filtravimas (TFF) yra plačiai naudojamas tiek biofarmaciniame, tiek cheminiame farmacijos perdirbime kaip pagrindinė buferio mainų ir valymo technologija. Tarp visų proceso komponentų ypač svarbus yra membraninės kasetės arba tuščiavidurio pluošto modulio pasirinkimas

 

Pirma, trumpas įvadas į tuščiavidurio pluošto modulius ir membranines kasetes:

Tuščiavidurio pluošto modulis:
Tiekiamas tirpalas ašine kryptimi teka per tuščiavidurių pluoštų spindį, o permeatas praeina radialiai per membranos sienelę.

Membranos kasetė:
Kelios plokščios{0}}lakštinės membranos yra sukrautos, paprastai atskirtos ekranais arba srauto tarpikliais, kurie sukuria tangentinius srauto kanalus, kad pagerintų masės perdavimą.

 

1. Pagrindinių našumo parametrų palyginimas

A. Srauto / masės perdavimo efektyvumas (apdorojimo greitis)

Membraninės kasetės paprastai pasiekia didesnį srautą ir trumpesnį apdorojimo laiką.
Tarpiklio / ekrano struktūra sukuria turbulenciją membranos paviršiuje, sumažindama gelio sluoksnio susidarymą ir pagerindama masės perdavimo efektyvumą bei bendrą srauto našumą.

Tuščiavidurių pluoštų moduliai paprastai suteikia šiek tiek mažesnį, bet stabilesnį srautą.
Jų atviri srauto kanalai sumažina hidraulinį pasipriešinimą, todėl jie mažiau linkę staigiai užsiteršti apdorojant didelio{0}}kieto ar didelio{1}}klampumo tiekimo srautus.

Atvejo pavyzdys:
Apdorojant LNP{0}}mRNR UF/DF, tyrimai parodė, kad esant identiškoms TMP sąlygoms (Mažiau arba lygi 5 psi) ir tiekimo parametrams, membranų kasetės įrodė žymiai didesnį srautą, o tuščiavidurių pluoštų moduliai sumažino šlyties jėgą, bet šiek tiek sumažino pralaidumą.

B. Šlyties jėga (poveikis dalelėms, virusams ir biomolekulėms)

Tuščiavidurio pluošto moduliai paprastai laikomi švelnesniais.
Jų atviro{0}}kanalo konstrukcija reiškia, kad šlytis daugiausia atitinka standartinį vamzdinį srautą ir gali būti kiekybiškai kontroliuojamas srauto greičiu ir pluošto vidiniu skersmeniu, todėl jie tinka šlyčiai{1}}jautrioms medžiagoms.

Membraninės kasetės suteikia papildomos šlyties dėl tarpiklio struktūros.
Nors tai pagerina masės perdavimą, tai taip pat gali padidinti vietinį šlyties įtempį.

C. Atsparumas užsiteršimui / Didelės kietosios medžiagos ir didelio klampumo tvarkymas

Tuščiavidurių pluoštų moduliai turi aiškesnius pranašumus apdorojant didelio{0}}kieto-turinio arba klampias medžiagas.

Atviras srauto kelias sumažina skysčio pasipriešinimą ir padeda išlaikyti stabilų srautą sudėtingomis tiekimo sąlygomis.

Membraninės kasetės paprastai labiau tinka mažo{0}}–-vidutinio kietojo kietumo darbams, kur prioritetas yra didelis našumas ir greitesnis apdorojimas.
Jų patobulinta masės perdavimo konstrukcija gali užtikrinti didelį našumą, nors labai klampiose arba labai{0}}kietose sistemose srautas gali mažėti greičiau, atsižvelgiant į membranos medžiagą, MWCO / porų dydį ir proceso sąlygas.

D. Slėgio kritimas ir veikimo langas (TMP ir tiekimo slėgis)

Tuščiavidurių pluoštų sistemose slėgio kritimą ir šlytį galima valdyti pluošto skersmeniu, pluošto ilgiu ir skersinio srauto greičiu.
Mažesnis pluošto skersmuo padidina šlytį, o ilgesni srauto keliai padidina slėgio kritimą.

Praktiškai tuščiavidurio pluošto TFF sistemos paprastai projektuojamos ir padidinamos naudojant TMP{0}}pagrįstus skaičiavimus.

E. Koncentracijos faktorius, atkūrimo greitis ir sulaikymo{1}}garsumas

Membraninės kasetės dažnai yra naudingesnės didelės{0}}koncentracijos ir didelių koncentracijos faktorių atveju.

Pramonės patirtis rodo, kad membraninių kasečių struktūra yra kompaktiškesnė, atsparumas slėgiui, didesnė koncentracijos galimybė ir dažnai didesnis produkto regeneravimas, palyginti su tuščiavidurių pluoštų sistemomis.

Tuščiavidurių pluoštų moduliai gali turėti didesnį sulaikymą{0}}priklausomai nuo modulio konstrukcijos ir sistemos konfigūracijos, o tai gali būti svarbiau apdorojant mažas didelės-vertės medžiagų partijas.

F. Patikimumas ir tarnavimo laikas: pluošto trūkimas ir priežiūra

Viena iš galimų tuščiavidurių pluoštų sistemų rizikos yra pluošto lūžimas ir struktūrinis trapumas.
Praktinė patirtis parodė, kad tuščiaviduriai pluoštai retkarčiais gali lūžti, o tam tikros porų struktūros (pvz.,{0}}į pirštus panašios struktūros) gali būti labiau pažeistos.

Membraninės kasetės taip pat reikalauja tinkamos priežiūros, tačiau jų tarnavimo laikas gali būti gana ilgas, taikant tinkamas valymo ir laikymo procedūras.
Svarbu, kad membrana neišdžiūtų, o užsiteršus membraną nedelsiant regeneruoti.

G. Vienkartinis-naudojimas, sterilumas ir padidinimas-

Vienkartinio
Be to, juos galima efektyviai išplėsti nuo laboratorinio kūrimo iki pilno{0}}gamybos.

Didinimo{0}}logika:
Tiek tuščiavidurių pluoštų moduliai, tiek membranos kasetės gali būti padidintos didinant membranos paviršiaus plotą arba naudojant kelis įrenginius lygiagrečiai. Tuščiavidurio pluošto gaminių dokumentacijoje taip pat pabrėžiama, kad galimi keli dydžiai, leidžiantys nesudėtingai išplėsti-nuo laboratorijos iki gamybos masto.

 

2. Pasirinkimų palyginimo lentelė

 

Matmenys Tuščiavidurio pluošto kasetės