切向流過濾操作步驟

導讀

切向流過濾工藝相對復雜，操作過程需嚴格按照步驟流程執(zhí)行，下面意凱真空乳化機小編為你介紹。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，因為在生產(chǎn)和安裝過程中有可能帶進了某些污染。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，在超濾之前要進行清洗、消毒、除熱原，并進行沖洗，把膜中的保護液和安裝時帶進去的雜質清洗干凈。

完整性測試和水通量測試

為了保證所安裝的膜在儲存和運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，對膜進行完整性測試，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散方法檢測出來。當在回流出口處施加一定的壓力時，空氣就會以一定的速度通過膜孔中的水擴散到膜的下游，當膜有破損時，空氣的擴散速度就會比規(guī)定值高出很多，顯示膜完整性測試失敗，膜是不完整的。如果要得到準確的完整性測試結果，一定要用水將膜充分潤濕，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試的壓力和空氣擴散指標。

在第一次超濾之前和每次使用完清洗之后，都要進行水通量測試。建立一個流速與壓力的標準值，這個標準值又稱作標準水通量(NWP),是由水在系統(tǒng)中循環(huán)時的切向流速、濾過速度、進口壓力、回流壓力、透過壓力和溫度決定的。計算方法為：標準水通量[L/(m2?h，psi)]=通量*溫度校正系數(shù)/TMP。對于特定的超濾系統(tǒng)，應該在相同的操作條件下，進行標準水通量的檢測，并且最好用較低TMP。

使用前的平衡和蛋白質超濾

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，再用緩沖液進行平衡，然后再進行超濾，這樣可以避免因產(chǎn)物溶液突然接觸到不同的pH值或不同的離子強度的環(huán)境，而引起蛋白質溶解度和蛋白質量的變化，也減少了用蛋白質溶液去充滿空的管路和產(chǎn)品罐時使蛋白質溶液接觸空氣-液體界面的機會。平衡時所用的流速和壓力要與超濾蛋白質時的相同。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口)，就可以把蛋白質溶液加入到產(chǎn)品罐中，按照已經(jīng)設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溶液從超濾系統(tǒng)中轉移到相應的容器中保存或進行下一步生產(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溶液。設計良好的系統(tǒng)的死角應該非常短，并且在管路的最低點應該設計有傾斜的排放口，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，引入一定壓力的空氣，在管路的最低點收集產(chǎn)品，注意避免出現(xiàn)氣泡，因為氣泡會使蛋白質溶液產(chǎn)生泡沫，使蛋白質產(chǎn)品變性。另外，為了保證收率的提高，在用空氣吹的時候，要慢慢地進行，因為一旦空氣在管路中形成通路，再用空氣吹，也不會使收率提高了。

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)品的時候，用緩沖液把產(chǎn)品推出來，就稱作緩沖液置換。當管路已排空時，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，當所用緩沖液的體積和要清洗的管路體積相差不多時，得到的最終產(chǎn)品沒有被明顯的稀釋。因為在這種情況下，緩沖液就像一個塞子把產(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大打折扣。

緩沖液沖洗

當用緩沖液沖洗殘留的產(chǎn)品時，因為沖洗用的緩沖液會全部回到產(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)品的濃度達到要求，一般要在產(chǎn)品濃縮時進行過度濃縮，來抵消緩沖液沖洗時的稀釋。但是由于蛋白質溶解度和超濾系統(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方法是緩沖液循環(huán)。把系統(tǒng)排空后，加入緩沖液進行循環(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)品就會更少。

保存

如果膜堆在1~5d之內還要再次使用，可以將膜堆在系統(tǒng)中保存，只需把泵關閉，把進出膜堆夾具的所有管路上的閥門關閉，讓膜堆中充滿保存液，然后把膜堆和夾具在4°C下保存。如果長時間(如超過5d)不會使用，應把膜堆從濾器上拆下來，用保存液將膜堆充分潤濕后，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。