내일 크로마토그래피 실행 전에 500리터 배치의 정화된 발효액을 5배 농축하고 새 완충액으로 전환해야 합니다. 막다른 필터 카트리지는 이러한 종류의 고형물 부하로 인해 몇 분 내에 작동이 중단되고 국물을 가열하면 회수하려는 단백질이 손상될 위험이 있습니다. 이는 대부분의 공정 엔지니어가 접선 흐름 여과 시스템(TFF)을 선택하는 지점이며 일반적으로 올바른 결정입니다.
열에 민감한 고가치 액체의 반복적인 농축 및 버퍼 교환을 위해 TFF는 몇 시간 동안 유량을 안정적으로 유지하고, 배치마다 제품 품질을 일관되게 유지하며, 의미 있는 규모에서 리터당 비용 측면에서 막다른 여과를 능가합니다. 그러나 멤브레인이 자체적으로 프로젝트 성공을 결정하는 경우는 거의 없습니다. 펌프 선택, 압력 제어, 구성 재료 및 스키드가 주변의 원심 분리기, 증발기 및 건조기에 연결되는 방식도 그만큼 중요합니다. 기술이 작동하는 방식, 전체 시스템에 포함된 내용, 구매하기 전에 결정해야 할 사항은 다음과 같습니다.
접선 흐름 여과의 작동 방식
TFF 시스템에서 공급 흐름은 막 표면으로 직선이 아닌 평행하게 흐릅니다. 펌프는 막을 가로질러 액체를 구동합니다. 압력은 투과물로서 그 일부를 기공을 통해 밀어내는 반면, 잔류물이라고 불리는 나머지는 공급 탱크로 다시 재순환됩니다. 흐름이 표면을 가로질러 접선 방향으로 흐르기 때문에 잔류 입자와 용질은 밀도가 높은 케이크로 채워지지 않고 지속적으로 운반됩니다. 막다른 필터가 몇 분 만에 막힐 수 있는 안정적인 출력에서 접선 흐름 여과가 몇 시간 동안 작동하는 이유는 이러한 유압 차이 때문입니다.
세 가지 운영 변수가 성능을 좌우합니다.
- 막횡단 압력(TMP): 공급측과 투과측 사이의 평균 압력 차이입니다. 압력이 높을수록 어느 시점까지 더 많은 유량이 발생합니다. 최적을 지나서 출력이 안정되거나 떨어질 때까지 오염층을 압축합니다.
- 교차 흐름 속도: 피드가 표면을 스윕하는 속도입니다. 더 빠르게 청소하면 오염이 느려지지만 펌프 전단력과 에너지 비용이 추가됩니다.
- 플럭스(Flux): LMH(시간당 평방미터당 리터)로 표시되는 단위막 면적당 투과 흐름입니다. 이는 귀하의 생산 일정이 수립되는 숫자입니다.
멤브레인은 두 가지 작업 클래스로 나뉩니다. 대략 0.1~10 마이크론의 기공 크기를 가진 미세여과막은 용해된 단백질을 통과시키는 동시에 세포, 세포 잔해 및 미립자를 억제합니다. 한외여과막은 일반적으로 1~1,000kDa의 분자량 기준(MWCO)으로 평가되며 단백질, 바이러스, 다당류 및 유사한 거대분자를 유지합니다. 선택을 위한 일반적인 시작 규칙: 제품 회수율을 약 95% 이상으로 유지하려면 대상 분자의 분자량보다 최소 3~5배 작은 MWCO를 선택하십시오.
완전한 TFF 시스템 내부의 내용
멤브레인 모듈 형식
멤브레인 자체는 세 가지 주요 형식으로 배송되며 선택에 따라 모든 다운스트림이 형성됩니다. 중공사 모듈은 카트리지 내부에 수백 개의 얇은 섬유를 묶습니다. 개방형 채널과 부드러운 유압 장치로 인해 전단에 민감한 공급물과 일부 미립자를 운반하는 액체의 기본이 됩니다. 플랫 시트 카세트는 소형 홀더에 멤브레인 층을 쌓아서 보유 부피 리터당 높은 멤브레인 면적을 제공하고 카세트를 추가하기만 하면 선형 확장이 가능합니다. 세라믹 및 관형 모듈은 초기 비용이 더 많이 들지만 가혹한 화학 물질, 고온 및 공격적인 세척을 무시하여 긴 서비스 수명을 보장합니다.
| 형식 | 다음에 가장 적합합니다. | 강점 | 주의사항 |
|---|---|---|---|
| 중공사 | 전단에 민감한 피드; 미립자로 액체를 정화 | 부드러운 취급, 낮은 보유량, 손쉬운 세척 | 낮은 포장 밀도; TMP가 급증하면 섬유가 고장날 수 있습니다. |
| 플랫 시트 카세트 | 확장 가능한 영역에서의 단백질 농축 및 정용여과 | 모듈당 높은 면적, 선형 확장, 폭넓은 MWCO 선택 | 좁은 스페이서 채널에는 세심한 사전 여과가 필요합니다. |
| 세라믹 또는 관형 | 가혹한 화학 물질, 고온, 긴 캠페인 수명 | 극한의 용매 및 내열성, 긴 수명 | 더 높은 자본 비용; 더 적은 MWCO 옵션 |
펌프, 탱크 및 제어장치
멤브레인 주변에서 작동하는 시스템에는 제품에 맞는 공급 펌프가 필요합니다. 연동 펌프는 부드럽고 튜브가 일회용이기 때문에 벤치 규모에서 지배적입니다. 회전 로브 및 원심 펌프가 생산량을 대신합니다. 또한 레벨 또는 중량 감지 기능이 있는 공급물 저장소, 공급물, 보유물 및 투과물 라인의 압력 변환기, TMP 설정을 위한 보유물 밸브, 차갑게 유지되어야 하는 공급물에 대한 온도 제어가 필요합니다. GMP 작업의 경우 SUS316L의 접촉 부품은 전해연마 마감 처리 및 전체 재료 문서화를 기대합니다. 이는 최신 발효 및 추출 장비에 적용되는 것과 동일한 위생 표준입니다.
TFF 시스템이 매일 실행하는 두 가지 작업
하드웨어를 제거하면 TFF 시스템이 두 가지 작업을 수행합니다. 농축은 더 간단한 방법입니다. 보유물이 재순환하는 동안 투과물은 루프를 떠나므로 열 투입 없이 부피가 감소하고 보유된 제품이 걸쭉해집니다. 정용여과로 알려진 완충액 교환은 거의 간단합니다. 신선한 완충액이 투과된 잎과 동일한 속도로 탱크에 들어가고 염분, 잔류 용매 및 작은 불순물이 씻어내는 동안 부피를 일정하게 유지합니다.
생산을 예약하기 전에 수학을 알아두는 것이 좋습니다. 각 투석부피는 완전 투과성 오염물질의 약 63%를 씻어냅니다. 3개의 diavolume은 이를 95% 이상으로 높이고 5개의 diavolume은 99%를 초과합니다. 따라서 종이에 적지 않게 들리는 버퍼 교환은 특정 수의 탱크 회전율로 해석되며 각각 버퍼 볼륨 및 프로세스 시간으로 지불됩니다.
식물 및 천연 제품 작업에 대한 조달 참고 사항: 모든 한외여과막이 높은 에탄올 농도를 견딜 수 있는 것은 아닙니다. 추출물 스트림에 용매가 포함된 경우 선택 시작 시 화학적 호환성 한계를 확인하십시오. 이 단계에서는 한 번의 전화 통화가 필요하고 다음 단계에서는 전체 멤브레인 형식이 필요합니다.
원심분리기 및 증발기와 함께 TFF가 적합한 경우
여과 스키드는 결코 단독으로 작동하지 않습니다. 일반적인 생물공정 순서에서 디스크 스택 원심분리기 또는 심층 필터는 1차 정화를 처리하고, TFF는 정화된 액체를 농축하고 완충액을 교환하며, 크로마토그래피 또는 결정화는 제품을 연마합니다. 식물 추출은 유사한 순서를 따릅니다. 먼저 추출한 다음 고형물을 제거하고 미세 정화 및 완만한 농축, 용매 회수, 마지막으로 건조합니다.
허브 추출물 고액 분리용 수직 디스크 스택 원심분리기 쌓인 디스크에 고형물을 침전시켜 허브 추출물과 발효액을 정화하는 고속 수직 디스크 분리기입니다. 이는 생물공정 및 식물 추출 라인에서 막 농축 이전의 주요 정화 단계에 적합합니다. 제품보기 → 막 농축과 열 증발은 경쟁 도구가 아닌 보완 도구입니다. 증발은 킬로그램당 저렴한 비용으로 물이나 용매를 대량으로 제거합니다. 이것이 바로 액체 톤을 줄여야 할 때마다 낙하막 증발기와 외부 순환 증발기가 지배적인 이유입니다. 그러나 증발은 열을 가하며, 깨지기 쉬운 단백질, 효소 및 일부 다당류는 용매가 사라지기 오래 전에 활성을 잃습니다. TFF는 상 변화 없이 주변 온도 또는 냉각 온도에서 농축되며 낮은 플럭스 및 멤브레인 소모품을 사용하여 온화함을 제공합니다. 많은 식물이 두 가지를 모두 운영하며 각각의 위치에서 유지됩니다.
진공 농축을 위한 3가지 효과 낙하막 증발기 저온, 에너지 절약형 대량 용매 제거를 위해 2차 증기를 재사용하는 3가지 효과의 강하막 증발기입니다. 부드러운 막 농도를 보완하여 허브 및 식물 추출물의 대량 감소를 처리합니다. 제품보기 → 거의 항상 미세 여과의 상류에 있는 정화 단계에 대한 당사의 가이드는 다음과 같습니다. 디스크 스택 원심분리기 원리, 응용 및 선택 크기 기준을 자세히 분석합니다.
구매하기 전에 TFF 시스템을 지정하는 방법
브로셔가 아닌 프로세스 대상에 따라 멤브레인 영역의 크기를 조정하십시오. 필요한 면적은 제거해야 하는 투과량을 플럭스와 사용 가능한 시간으로 나눈 값입니다. 구체적으로 말하면, 보수적인 30LMH에서 4시간 내에 500리터를 100리터로 농축하려면 약 3.3제곱미터의 멤브레인이 필요하며, 배치가 진행됨에 따라 플럭스가 항상 감소하기 때문에 마진을 추가해야 합니다.
크기 조정 외에도 시스템이 공장에서 작동하는지 여부를 결정하는 5가지 질문이 있습니다.
- 멤브레인 화학이 실제 피드와 일치합니까? 가정이 아닌 실제 물질에 대한 pH 범위, 용매 내성 및 온도 한계를 확인하십시오.
- 형식이 확장 가능합니까? 동일한 막 화학이 실험실 규모 카세트에서 생산 스키드까지 실행되어야 개발 중에 측정된 플럭스 및 불량률 데이터가 확장 후에도 유지됩니다.
- 일회용인가요 아니면 재사용이 가능한가요? 일회용 유동 경로는 세척 검증 및 처리 시간을 단축합니다. 스테인리스 시스템은 초기 비용이 더 많이 들지만 대량 구매 시 소모품 가격보다 저렴합니다.
- 어떤 문서가 함께 제공되나요? 라인이 GMP 검사를 통과해야 하는 경우 재료 인증서, 표면 마감 데이터 및 IQ/OQ 지원을 통한 공장 승인 테스트가 전제 조건입니다.
- 파일럿 재판은 무엇을 말합니까? 본격적인 제조에 착수하기 전에 자체 피드에서 플럭스 부패, 제품 회수 및 세척 주기 수명을 측정하십시오.
세라믹 여과를 이용한 식물 추출 막 분리 장비 순환 탱크, 공급 펌프 및 세라믹 멤브레인을 사용하여 저온에서 식물 추출물을 정화하고 농축하는 멤브레인 여과 스키드입니다. GMP 작업장에서의 파일럿 테스트를 통해 고객은 본격적인 제작 전에 플럭스와 청소를 확인할 수 있습니다. 제품보기 → 마지막 지점은 공급업체가 신속하게 분리되는 지점입니다. Zhejiang에 있는 당사 시설에서는 GMP 준수 파일럿 워크샵과 R&D 플랫폼을 운영하므로 고객은 추출, 증발 및 발효 라인에 적용하는 것과 동일한 위험 제거 단계인 스테인레스 스틸을 절단하기 전에 자체 재료에 대한 플럭스, 회수 및 세척 프로토콜을 확인할 수 있습니다.
막 구매보다는 접선 흐름 여과 시스템을 공정 결정으로 다루십시오. 수확 또는 추출, 정화, 농축, 용매 제거 및 건조의 전체 순서를 매핑한 다음 해당 순서에 맞는 여과 단계를 지정합니다. 통합은 우리가 다음과 같은 프로젝트에 접근하는 방식과 정확히 같습니다. 중국 북동부의 CBD 오일 및 CBD 분리 추출 생산 라인 , 여기서 정화, 용매 회수, 농축 및 결정화는 일련의 독립형 스키드 대신 하나의 연속 흐름으로 설계되었습니다. 올바른 순서를 얻으면 TFF 단계는 최종 제제화 과정에서 제품을 보호하는 조용하고 신뢰할 수 있는 단계가 됩니다.
