Quina diferència hi ha entre la filtració de flux normal i la filtració de flux tangencial?
Entre els diferents mètodes de filtració disponibles, la filtració de flux normal (NFF) i la filtració de flux tangencial (TFF) són dos mètodes habituals de clarificació i separació tant per al processament aigües amunt com aigües avall en el procés de fabricació de productes biofarmacèutics. En aquest article, explicarem les diferències entre TFF i NFF, i els seus respectius avantatges i desavantatges.
Entendre la filtració de flux normal
La filtració de flux normal (també coneguda com a filtració sense sortida), és un mètode de filtració convencional que les solucions flueixen verticalment a través de la membrana. Les molècules més grans que els porus de la membrana retenen i les molècules més petites hi passen.
Avantatges:
La filtració de flux normal s'utilitza àmpliament en diverses indústries durant molts anys, cosa que fa que sigui més fàcil trobar filtres i membranes adequats. El sistema de filtració de flux normal és senzill i fàcil de configurar que el sistema TFF.
Desavantatge:
Tanmateix, la filtració de flux normal té l'inconvenient que les macromolècules tendeixen a acumular-se a la superfície de la membrana, formant una capa coneguda com apastís de filtre. A mesura que augmenta el temps de filtració, aquesta capa es fa més gruixuda, donant lloc a una eficiència de filtració reduïda i una vida útil més curta de la membrana.
Comprendre la filtració de flux tangencial
En la filtració de flux tangencial, el fluid flueix tangencialment a través de la superfície de la membrana i la diferència de pressió transmembrana creada pel fluid pressiona una part de la solució contra la membrana del filtre, mentre que la part retinguda torna a circular pel sistema.
Avantatges:
1. No hi ha pastís de filtre
En les filtracions de flux tangencial, la mostra flueix i esbandeix la superfície de la membrana, la qual cosa evita l'acumulació de macromolècules i minimitza la polarització de la concentració per un cabal reduït. Per tant, assegura un cabal constant i allarga significativament la vida útil de la membrana del filtre. A més, es determina i es manté la pressió transmembrana, la qual cosa permet processar un gran volum amb una superfície de membrana òptima.
2. Separació suau:
El TFF funciona a baixa pressió transmembrana, la qual cosa garanteix una separació suau i una tensió de cisalla mínima a les biomolècules sensibles. La velocitat de cisalla es pot regular amb precisió modificant el cabal d'alimentació.
3. Concentració i diafiltració
A més, es recull el permeat que travessa la membrana, mentre que el líquid restant es recicla i es concentra, fet que permet intercanviar tampons (diafiltració) durant la filtració de flux tangencial.
4. Escala lineal
Finalment, els sistemes TFF són de naturalesa modular, permetent flexibilitat per augmentar l'àrea de filtració afegint més mòduls o augmentant la longitud (mòduls de fibra buida). Per aquest motiu, la majoria de dispositius TFF són escalables linealment.
5. Reutilitzable
Amb una neteja i un emmagatzematge adequats, els dispositius TFF es poden reutilitzar, la qual cosa redueix significativament els costos dels consumibles que la filtració de flux normal.
Desavantatge:
Complexitat:Per aconseguir un rendiment òptim, és essencial ajustar les condicions de funcionament, inclosa la pressió transmembrana, la velocitat del flux creuat i la temperatura, etc.
Per tant, els sistemes TFF poden ser més complexos d'instal·lar i operar en comparació amb la filtració de flux normal, i requereixen equips addicionals com ara suports, bombes, sensors de pressió i incorren en el cost d'implementar sistemes de control robustos per mantenir les condicions de funcionament ideals. La qual cosa comportarà també un cost d'inversió inicial més elevat.
