微孔膜折叠滤芯污水过滤器原理图解的生物制药工业除菌深层滤芯革命
在生物制药工业中,预过滤与膜过滤的比较展现了两种技术的独特之处。深层过滤器尽管能够有效清除悬浮颗粒,但并不适用于除菌过程。这是由其孔径分布和内部孔隙结构稳定性的差异造成的。无论采用何种生产工艺制造深层过滤器,都无法确保所有孔隙具有相同的尺寸。
人们一直在寻求一种方法来去除悬浮颗粒,这些颗粒具有相对均一的尺寸,因此宽阔的孔径分布使得这些颗粒穿透过滤器变得更加可能。深层过滤器通过将分散颗粒或纤维掺入基质或固定形式中制备而成,其结构由这些组成部分决定。
制造过程通常涉及使用不溶性微粒或纤维以及粘稠分散介质,均匀分散是一个挑战;基质的粘稠度、纤维优先排列方向、纤维不溶性、异质相不溶性、混合或涂压机理,以及主要颗粒凝聚都是为了解决这一问题。在多孔膜铸液中不存在浓度梯度导致扩散平衡趋势。
例如,单个纤维被置于表面直至构建完整的纺织品,每根纺织品放置方式大体遵循随机定律,反映了这种无序沉降。因此形成了随机空间构成了过滤器中的孔隙,如图一所示,该模型体现了随机沉降,且孔隙大小差异很大,反映出局部密度高低不同。此外,由于有序放置或者其他微小物体以随机方式沉降,使得孔径分布非常宽。
深层过滤器内含有的洞穴大小取决于垫子的厚度,而较厚垫子可以被认为是由重复薄层“单位垫”组合而成,每一个连续层增加到了某一定高度,可以相当程度地减少复合材料中洞穴分布,从而产生逐渐缩小洞穴大小整体效果,最终达到某个恒定值,这可能是一个渐进过程,但永远无法达到膜结构所需稳定性和技术要求。
此外,还需要考虑到深层过滰剂结构受工艺条件影响,比如预处理时会受到一定压力和压力脉冲影响,有时可能会损坏甚至松散筛网。而且已经有许多例证显示膜式筛网可承受高达72psi(5bar)的压力和脉冲,并保持其微生物截留性能,同时满足完整性测试要求,而这对于深層過濾器来说则是不切实际的事宜,因为它在这样的条件下可能会出现破裂问题。
从字面上理解,我们可以看出深層過濾技術能夠在其工作範圍內去除任何污染物,而膜過濾則更擅長於表面截留過濾,這也取決於需要去除哪種污染物。由于預過濾技術能夠承载大量污染物,使這些技術成為現代水處理工藝中的“黑馬”。如果我們想要提高表面的截留效率,那麼只能通過多孔結構(非對稱)、擴大有效面積或者在前端使用預過濾來保護我們來實現目標,即找到最優化前置與終端過濾組合,以滿足預期截留率與處理量需求。
最後,不同的是,一旦完成測試後,我們知道膜式隔離系統可以接受完整性測試。但是對於那些未經菌檢查用途的人類健康產品來說,這並不是必要的一步,因為這樣做無法提供額外保障,所以我們並沒有進行這種測試。如果一個生物製藥項目需要進一步篩選以確保淨化標準,我們將依靠膜式隔離系統,它們已經證明自己能夠抵抗壓力的考驗,並且通過全面篩選。我們相信這些專業工具將繼續支持我們追求卓越淨化結果的心願。