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膜分离之微滤·超滤·纳滤·反渗透的应用

作者: 生物制药合伙人时间:2023-11-20 10:51:09阅读数:

微滤

       能截留大于0.1-1 微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。

       微滤在生物医药工艺中,常用于原液的澄清处理(如大肠杆菌表达的胞内可溶蛋白,破碎后的溶液常需要进行微滤澄清处理,然后在进行下一步的处理)及除菌处理(如VLPs及单克隆抗体进行无菌处理时通常需要用0.22um的微滤膜进行过滤处理)

       微滤产品,以各种材质的滤芯为主,也有层叠滤芯,用于深层过滤,目前层叠滤芯是主要发展趋势,层叠滤芯也称为膜堆,主流的以7到20层为主,可一致的膜孔径,也可不同层有不同的孔径,层叠微滤膜用于深层过滤除菌及原液澄清有良好的效果。

层叠微滤膜

 

超滤

       超滤膜,是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.01微米以下的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力,就能筛出小于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位)、粒径大于10纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。

       在生物医药工艺中,超滤广泛用于生物分子的浓缩及体系缓冲液的置换。超滤产品繁多,根据不同的样品及处理量,也可以选择不同的产品。

超滤离心管:

       超滤离心管在生物科学,特别是生物化学和分子生物学研究领域,已得到十分广泛的应用。超滤离心管,备有四种材质的超滤膜:聚醚砜、三醋酸纤维素、再生纤维素和Hydrosart,可根据不同要求灵活选用。

超滤离心管选择指南

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       超滤离心管多用于实验室微量样品(20ml以内)的浓缩交换缓冲液等。

超滤杯:

超滤杯

       超滤杯用于500ml以内的原液的浓缩及交换缓冲液,正压操作更容易控制,使用方便。

切下流超滤膜:

       切向流超滤装直工业及中试广泛应用,相关产业也非常多,主要以膜包和中空纤维膜为主。

中空纤维超滤膜

       切向流过滤的装置非常多,要根据用途及处理物料的性质选择合适的切向流装置,另微滤膜分类非常多,此处就简单的介绍生物工艺中常用的几类。

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纳滤

       纳滤 ( NF,Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比,出现较晚。它的出现可追溯到70年代末J.E. Cadotte的NS-3 0 0膜的研究,之后,纳滤发展得很快,膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比,其操作压力更低,因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”( Loose RO )。

  纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。

  纳滤膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。

       纳滤主要用于多肽等低分子有机物的浓缩等。

反渗透

       反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,即反渗透法,达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

       广泛用于太空水、 纯净水、蒸馏水等制备;酒类制造及降度用水;医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备;锅炉补给水除盐 软水;海水、 苦咸水淡化;造纸、电镀、印染、食品等行业用水及 废水处理;城市污水深度处理。 以 高分子分离膜为代表的 膜分离技术作为一种新型、高效流体分离 单元操作技术,30年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济的各个领域。

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