Care este diferența dintre filtrarea cu flux normal și filtrarea cu flux tangenţial?
Printre diferitele metode de filtrare disponibile, filtrarea cu flux normal (NFF) și filtrarea cu flux tangențial (TFF) sunt două metode utilizate în mod obișnuit în clarificare și separare atât pentru procesarea în amonte, cât și în aval în procesul de fabricație a produselor biofarmaceutice. În acest articol, vom explica diferențele dintre TFF și NFF, precum și avantajele și dezavantajele acestora.
Înțelegeți filtrarea cu flux normal
Filtrarea cu debit normal (cunoscută și sub denumirea de filtrare la capăt), este o metodă convențională de filtrare prin care soluțiile curg vertical prin membrană. Moleculele mai mari decât porii membranei rețin și moleculele mai mici trec prin ele.
Avantaje:
Filtrarea cu debit normal este utilizată pe scară largă în diverse industrii timp de mulți ani, ceea ce face mai ușor să găsiți filtre și membrane adecvate. Sistemul de filtrare cu debit normal este simplu și ușor de configurat decât sistemul TFF.
Dezavantaj:
Cu toate acestea, filtrarea normală în flux are un dezavantaj că macromoleculele tind să se acumuleze pe suprafața membranei, formând un strat cunoscut sub numele deturta de filtrare. Pe măsură ce timpul de filtrare crește, acest strat devine mai gros, ceea ce duce la o eficiență redusă de filtrare și la o durată de viață mai scurtă a membranei.
Înțelegeți filtrarea cu flux tangenţial
În filtrarea cu flux tangenţial, fluidul curge tangenţial pe suprafaţa membranei, iar diferenţa de presiune transmembranară creată de fluid apasă o parte din soluţie pe membrana filtrului, în timp ce porţiunea reţinută circulă înapoi prin sistem.
Avantaje:
1. Fără turtă de filtru
În filtrările cu flux tangenţial, proba curge şi clăteşte suprafaţa membranei, ceea ce previne acumularea de macromolecule şi minimizează polarizarea concentraţiei din debitul redus. Astfel, asigură un debit constant și prelungește semnificativ durata de viață a membranei filtrante. În plus, presiunea transmembranară este determinată și menținută, permițând procesarea unui volum mare folosind o suprafață optimă a membranei.
2. Separare blândă:
TFF funcționează la presiune transmembranară scăzută, ceea ce asigură o separare ușoară și stres minim de forfecare asupra biomoleculelor sensibile. Viteza de forfecare poate fi reglată cu precizie prin modificarea debitului de alimentare.
3. Concentrare și diafiltrare
În plus, permeatul care trece prin membrană este colectat, în timp ce lichidul rămas este reciclat și concentrat, ceea ce face posibilă schimbarea tampoanelor (diafiltrarea) în timpul filtrării în flux tangenţial.
4. Creștere liniară
În sfârșit, sistemele TFF sunt de natură modulară, permițând flexibilitate în creșterea zonei de filtrare prin adăugarea mai multor module sau prin creșterea lungimii (module cu fibre goale). Din acest motiv, majoritatea dispozitivelor TFF sunt scalabile liniar.
5. Reutilizabil
Cu o curățare și depozitare corespunzătoare, dispozitivele TFF pot fi reutilizate, ceea ce reduce semnificativ costurile consumabilelor decât filtrarea normală.
Dezavantaj:
Complexitate:Pentru a obține o performanță optimă, este esențial să reglați condițiile de funcționare, inclusiv presiunea transmembranară, viteza fluxului transversal și temperatura etc.
Prin urmare, sistemele TFF pot fi mai complexe de configurat și de funcționare în comparație cu filtrarea normală, necesitând echipamente suplimentare, cum ar fi suporturi, pompe, senzori de presiune și implicând costul implementării sistemelor de control robuste pentru a menține condițiile ideale de funcționare. Ceea ce va duce și la un cost de investiție inițial mai mare.
