Analisi approfondita dei cinque principali fattori che limitano i filtri
Spesso si pensa al filtro come ad una semplice rete o setaccio e la filtrazione o separazione viene effettuata su una lunga superficie. In passato questo accadeva e ora la maggior parte dei filtri ha un certo spessore della parete del filtro, vale a dire che l'attrezzatura filtrante ha una profondità e la forma di un canale curvo svolge un ruolo ausiliario nella rimozione dei contaminanti.
Il filtro è un dispositivo per rimuovere una piccola quantità di particelle solide nel liquido. Quando il fluido entra nella cartuccia del filtro con un determinato schermo filtrante, le sue impurità vengono bloccate e il filtrato pulito viene scaricato dall'uscita del filtro. Quando è necessaria la pulizia, ruotare il tappo a vite sul fondo del tubo per scaricare il fluido, rimuovere il coperchio della flangia, estrarre la cartuccia del filtro e reinstallarla dopo l'elaborazione.
Come tutti sappiamo, l'elemento centrale del filtro è la membrana filtrante, che è una membrana piena di pori più piccoli disposta su uno strato di supporto microporoso (supporto). Esistono molti materiali per realizzare membrane filtranti, comprese membrane organiche (come membrane a fibra cava in polisulfone) e membrane inorganiche (come membrane ceramiche). I filtri a membrana hanno una maggiore precisione di filtrazione, un controllo della dimensione delle particelle relativamente meno caotico e un facile ripristino della funzione mediante controlavaggio. Pertanto, è estremamente comodo da usare e mantenere.
meccanismo di filtrazione e fattori che influenzano
meccanismo di filtraggio
Esistono due principali meccanismi di filtraggio dei fluidi. Uno è la separazione basata sulla dimensione delle particelle, come l'intercettazione, la setacciatura e la cattura superficiale; l'altro è l'adsorbimento, cioè le particelle aderiscono al filtro sotto l'azione chimica/di carica. Ciò richiede che ogni fabbrica farmaceutica scelga membrane filtranti diverse in base alle proprie esigenze effettive.
Le caratteristiche del fluido
è legato alle caratteristiche del fluido. Ad esempio, la viscosità e la composizione chimico/ionica del fluido. Maggiore è la viscosità del fluido, più lenta sarà la portata a parità di pressione. Ci sarà più contatto tra il fluido e la membrana e l'effetto di filtrazione sarà migliore; un altro esempio è la miscelazione di fluido e membrana. Anche il tempo di contatto ha un impatto maggiore sull'effetto filtrante. Più lungo è il tempo di miscelazione/contatto, migliore sarà l'effetto di filtraggio. Inoltre è da notare che le caratteristiche del fluido influenzano solo l'effetto di adsorbimento e ritenzione della membrana sul fluido e non l'eliminazione della granulometria.
Manipolare la premessa
è correlato alle condizioni operative effettive, come la portata delle particelle e la pressione di filtrazione. Per ottenere un buon effetto di filtrazione, generalmente scegliere una portata inferiore, minore è la portata, migliore è l'effetto di ritenzione. La pratica ha dimostrato che il movimento della struttura della membrana è sfavorevole alla filtrazione. Una volta che la struttura della membrana cambia durante il processo di filtrazione, particelle e fibre possono essere precipitate dal filtro di profondità, influenzando l'effetto di filtrazione. Tuttavia, la differenza di velocità/pressione ha solo un effetto importante sulla ritenzione dell'adsorbimento e ha un effetto relativamente piccolo sull'esclusione dimensionale.
Tipo di particella
Anche il tipo di particelle è strettamente correlato all'effetto filtrante. Esistono due tipi di particelle: particelle deformabili e particelle indeformabili. Sotto una certa pressione, le particelle deformabili entreranno nella membrana del filtro e causeranno il blocco di più maglie del filtro, influenzando così l'effetto di filtrazione, come la filtrazione dei gel. Tuttavia, quando le particelle immutabili vengono filtrate, sulla membrana del filtro si forma un oggetto simile a una torta.
tipo di membrana filtrante
è legato al tipo di membrana filtrante. Diverse membrane filtranti hanno dimensioni e strutture dei pori diverse. Alcune strutture di membrana sono rigide e alcune strutture di membrana sono mobili. La dimensione nominale dei pori della membrana di prefiltrazione non ha lo stesso standard nazionale. Diversi produttori hanno le proprie definizioni e metodi. Pertanto, è necessario prestare attenzione alla selezione e alla sostituzione dei fornitori. La stessa cosa vale per la membrana di prefiltrazione da 0,22μm e si dovrebbe utilizzare il filtro di diversi produttori. L'effetto sarà molto diverso. La dimensione pubblica dei pori della filtrazione per sterilizzazione è definita dalla legge e ogni azienda implementa uno standard unificato ed è relativamente semplice durante la selezione e la sostituzione.
materiale filtrante
è legato al materiale del filtro. In base al rapporto con l'acqua, il materiale filtrante si divide in due tipologie: idrofilo (l'acqua può essere bagnata) e idrofobo (l'acqua non può essere bagnata). I filtri idrofili sono utilizzati principalmente nella filtrazione con miscelazione di acqua o soluzione acqua/organica e nella filtrazione per sterilizzazione, come materiali di cellulosa (cellulosa rigenerata, estere misto di cellulosa), policarbonato PVPP, fluoruro di polivinilidene modificato PVDF; Il filtro idrofobico viene intercettato o guidato attraverso l'acqua nella membrana del filtro, utilizzato principalmente nella filtrazione di solventi, acidi, alcali e chimici, respiratori per serbatoi/attrezzature, gas di processo, filtrazione di aspirazione/scarico di fermentazione, come PTFE poli tetrafluoroetilene, PVDF polivinilidene fluoruro , polipropilene, polisulfone, policarbonato, ecc.
caratteristiche e struttura del filtro
I filtri sono generalmente suddivisi in quattro tipi: filtro laminato, filtro a disco laminato e filtro antipolvere con filtro dell'aria a sacco
