Wat is het verschil tussen normale stroomfiltratie en tangentiële stroomfiltratie?
Van de verschillende beschikbare filtratiemethoden zijn normale stroomfiltratie (NFF) en tangentiële stroomfiltratie (TFF) twee veelgebruikte methoden voor klaring en scheiding voor zowel stroomopwaartse als stroomafwaartse verwerking in het productieproces van biofarmaceutica. In dit artikel leggen we de verschillen tussen TFF en NFF uit, en hun respectievelijke voor- en nadelen.
Begrijp normale stroomfiltratie
Normale stroomfiltratie (ook wel doodlopende filtratie genoemd) is een conventionele filtratiemethode waarbij oplossingen verticaal door het membraan stromen. Moleculen groter dan de membraanporiën houden vast en kleinere moleculen gaan erdoorheen.
Voordelen:
Normale stroomfiltratie wordt al vele jaren veel gebruikt in verschillende industrieën, waardoor het gemakkelijker wordt om geschikte filters en membranen te vinden. Het normale stroomfiltratiesysteem is eenvoudig en gemakkelijk in te stellen dan het TFF-systeem.
Nadeel:
Normale stroomfiltratie heeft echter het nadeel dat macromoleculen de neiging hebben zich op te hopen op het membraanoppervlak, waardoor een laag ontstaat die bekend staat als een membraan.filterkoek. Naarmate de filtratietijd langer wordt, wordt deze laag dikker, wat leidt tot een verminderde filtratie-efficiëntie en een kortere levensduur van het membraan.
Begrijp tangentiële stroomfiltratie
Bij tangentiële stroomfiltratie stroomt de vloeistof tangentieel over het membraanoppervlak en het transmembraandrukverschil dat door de vloeistof wordt gecreëerd, drukt een deel van de oplossing tegen het filtermembraan, terwijl het tegengehouden deel terug door het systeem circuleert.
Voordelen:
1. Geen filterkoek
Bij tangentiële stroomfiltraties stroomt het monster en spoelt het membraanoppervlak, waardoor de ophoping van macromoleculen wordt voorkomen en de concentratiepolarisatie door een verminderde stroomsnelheid wordt geminimaliseerd. Het zorgt dus voor een consistent debiet en verlengt de levensduur van het filtermembraan aanzienlijk. Bovendien wordt de transmembraandruk bepaald en gehandhaafd, waardoor een groot volume kan worden verwerkt met een optimaal membraanoppervlak.
2. Zachte scheiding:
TFF werkt bij lage transmembraandruk, wat zorgt voor een zachte scheiding en minimale schuifspanning op gevoelige biomoleculen. De afschuifsnelheid kan nauwkeurig worden geregeld door het voedingsdebiet te wijzigen.
3. Concentratie en diafiltratie
Bovendien wordt het permeaat dat door het membraan gaat opgevangen, terwijl de resterende vloeistof wordt gerecycled en geconcentreerd, wat het mogelijk maakt buffers uit te wisselen (diafiltratie) tijdens tangentiële stroomfiltratie.
4. Lineaire opschaling
Ten slotte zijn TFF-systemen modulair van aard, waardoor flexibiliteit mogelijk is bij het vergroten van het filtratiegebied door meer modules toe te voegen of de lengte te vergroten (hollevezelmodules). Om deze reden zijn de meeste TFF-apparaten lineair schaalbaar.
5. Herbruikbaar
Met de juiste reiniging en opslag kunnen TFF-apparaten worden hergebruikt, waardoor de verbruikskosten aanzienlijk worden verlaagd dan bij normale stroomfiltratie.
Nadeel:
Complexiteit:Om optimale prestaties te bereiken, is het essentieel om de bedrijfsomstandigheden nauwkeurig af te stemmen, inclusief transmembraandruk, dwarsstroomsnelheid en temperatuur, enz.
Daarom kunnen TFF-systemen complexer zijn om op te zetten en te bedienen in vergelijking met normale stroomfiltratie, waardoor extra apparatuur nodig is, zoals houders, pompen, druksensoren, en de kosten ontstaan van het implementeren van robuuste regelsystemen om ideale bedrijfsomstandigheden te handhaven. Wat ook tot hogere initiële investeringskosten zal leiden.
