切向流過濾操作步驟

導(dǎo)讀

切向流過濾工藝相對(duì)復(fù)雜，操作過程需嚴(yán)格按照步驟流程執(zhí)行，下面意凱真空乳化機(jī)小編為你介紹。圖2.93為典型的切向流過濾操作步驟。

系統(tǒng)安裝和使用前的清洗

在裝膜之前，先要把膜夾具和系統(tǒng)中的所有部件都徹底清洗一遍，因?yàn)樵谏a(chǎn)和安裝過程中有可能帶進(jìn)了某些污染。先用堿液清洗系統(tǒng)表面，而后用堿液在系統(tǒng)中循環(huán)(使用清洗專用墊圈)，最后用大量的純水沖洗，去除污物和油脂。新膜安裝后，在超濾之前要進(jìn)行清洗、消毒、除熱原，并進(jìn)行沖洗，把膜中的保護(hù)液和安裝時(shí)帶進(jìn)去的雜質(zhì)清洗干凈。

完整性測(cè)試和水通量測(cè)試

為了保證所安裝的膜在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中沒有任何破損，建議在每次使用之前和使用完清洗之后，對(duì)膜進(jìn)行完整性測(cè)試，膜上的微小破損、密邊的裂痕或不良密封都可以通過空氣擴(kuò)散方法檢測(cè)出來。當(dāng)在回流出口處施加一定的壓力時(shí)，空氣就會(huì)以一定的速度通過膜孔中的水?dāng)U散到膜的下游，當(dāng)膜有破損時(shí)，空氣的擴(kuò)散速度就會(huì)比規(guī)定值高出很多，顯示膜完整性測(cè)試失敗，膜是不完整的。如果要得到準(zhǔn)確的完整性測(cè)試結(jié)果，一定要用水將膜充分潤(rùn)濕，然后把膜包中多余的水放掉。每一種超濾膜都提供用于完整性測(cè)試的壓力和空氣擴(kuò)散指標(biāo)。

在第一次超濾之前和每次使用完清洗之后，都要進(jìn)行水通量測(cè)試。建立一個(gè)流速與壓力的標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值又稱作標(biāo)準(zhǔn)水通量(NWP),是由水在系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)的切向流速、濾過速度、進(jìn)口壓力、回流壓力、透過壓力和溫度決定的。計(jì)算方法為：標(biāo)準(zhǔn)水通量[L/(m2?h，psi)]=通量*溫度校正系數(shù)/TMP。對(duì)于特定的超濾系統(tǒng)，應(yīng)該在相同的操作條件下，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)水通量的檢測(cè)，并且最好用較低TMP。

使用前的平衡和蛋白質(zhì)超濾

通常在使用前，系統(tǒng)中都充滿了保存液。在使用前要把系統(tǒng)內(nèi)的保存液排空，再用制藥用水沖洗，盡可能把保存液清洗干凈，再用緩沖液進(jìn)行平衡，然后再進(jìn)行超濾，這樣可以避免因產(chǎn)物溶液突然接觸到不同的pH值或不同的離子強(qiáng)度的環(huán)境，而引起蛋白質(zhì)溶解度和蛋白質(zhì)量的變化，也減少了用蛋白質(zhì)溶液去充滿空的管路和產(chǎn)品罐時(shí)使蛋白質(zhì)溶液接觸空氣-液體界面的機(jī)會(huì)。平衡時(shí)所用的流速和壓力要與超濾蛋白質(zhì)時(shí)的相同。一旦產(chǎn)品罐和管路中都充滿了緩沖液(緩沖液的液位至少要超過回流管路的進(jìn)口)，就可以把蛋白質(zhì)溶液加入到產(chǎn)品罐中，按照已經(jīng)設(shè)定好的條件開始超濾過程。

產(chǎn)品回收

產(chǎn)品回收是指把蛋白質(zhì)溶液從超濾系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的容器中保存或進(jìn)行下一步生產(chǎn)。為了保證收率，回收的程序要能夠盡可能地把產(chǎn)品從系統(tǒng)中全部收回。大部分的產(chǎn)品都在產(chǎn)品罐中，可以用泵打出，但是，在膜堆和管道中還殘留了一小部分蛋白質(zhì)溶液。設(shè)計(jì)良好的系統(tǒng)的死角應(yīng)該非常短，并且在管路的最低點(diǎn)應(yīng)該設(shè)計(jì)有傾斜的排放口，以方便產(chǎn)品的排放。除此之外，低壓空氣排空、緩沖液置換、緩沖液沖洗和緩沖液循環(huán)等方法可以幫助提高收率。

空氣吹空

用空氣壓力幫助產(chǎn)品回收。在管路的最高點(diǎn)，引入一定壓力的空氣，在管路的最低點(diǎn)收集產(chǎn)品，注意避免出現(xiàn)氣泡，因?yàn)闅馀輹?huì)使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生泡沫，使蛋白質(zhì)產(chǎn)品變性。另外，為了保證收率的提高，在用空氣吹的時(shí)候，要慢慢地進(jìn)行，因?yàn)橐坏┛諝庠诠苈分行纬赏?，再用空氣吹，也不?huì)使收率提高了。

緩沖液置換

可以用緩沖液把系統(tǒng)中的殘液推出來，如果在管路中還充滿產(chǎn)品的時(shí)候，用緩沖液把產(chǎn)品推出來，就稱作緩沖液置換。當(dāng)管路已排空時(shí)，用緩沖液把殘留的產(chǎn)品頂出來，稱作緩沖液清洗。用緩沖液置換方法，當(dāng)所用緩沖液的體積和要清洗的管路體積相差不多時(shí)，得到的最終產(chǎn)品沒有被明顯的稀釋。因?yàn)樵谶@種情況下，緩沖液就像一個(gè)塞子把產(chǎn)品從管路中推出，理論上講，直到產(chǎn)品被完全推出來之前，緩沖液不會(huì)流入產(chǎn)品罐。但是，如果緩沖液與殘留的產(chǎn)品發(fā)生混合，那么緩沖液置換的效果就會(huì)大打折扣。

緩沖液沖洗

當(dāng)用緩沖液沖洗殘留的產(chǎn)品時(shí)，因?yàn)闆_洗用的緩沖液會(huì)全部回到產(chǎn)品罐，將最終產(chǎn)品稀釋，所以為了保證收率的提高，緩沖液的用量要盡可能少。另外，為了保證最終產(chǎn)品的濃度達(dá)到要求，一般要在產(chǎn)品濃縮時(shí)進(jìn)行過度濃縮，來抵消緩沖液沖洗時(shí)的稀釋。但是由于蛋白質(zhì)溶解度和超濾系統(tǒng)的最小循環(huán)體積等方面的原因，過度濃縮并非總是現(xiàn)實(shí)的，所以緩沖液沖洗的方法也并不一定總是可行的。

緩沖液循環(huán)

提高產(chǎn)品收率的最后的一個(gè)方法是緩沖液循環(huán)。把系統(tǒng)排空后，加入緩沖液進(jìn)行循環(huán)，緩沖液把殘留的產(chǎn)品稀釋，再把循環(huán)緩沖液加入到產(chǎn)品中，這樣也把最終產(chǎn)品稀釋了。在使用最低點(diǎn)排放和空氣吹空等方法之后，在不同種類的膜堆中殘留的液體的體積會(huì)因超濾膜裝置不同而有差異。如果能夠再用緩沖液沖洗和緩沖液循環(huán)的方法回收產(chǎn)品，系統(tǒng)中殘留的產(chǎn)品就會(huì)更少。

保存

如果膜堆在1~5d之內(nèi)還要再次使用，可以將膜堆在系統(tǒng)中保存，只需把泵關(guān)閉，把進(jìn)出膜堆夾具的所有管路上的閥門關(guān)閉，讓膜堆中充滿保存液，然后把膜堆和夾具在4°C下保存。如果長(zhǎng)時(shí)間(如超過5d)不會(huì)使用，應(yīng)把膜堆從濾器上拆下來，用保存液將膜堆充分潤(rùn)濕后，保存在密封的塑料袋中，或放入裝有保存液的容器中，并讓保存液將膜堆浸沒，在4°C下保存。