生物制藥生產過程中涉及復雜的生物反應、分離純化和精細化處理,對固液分離技術提出了無菌、高效、精準及符合GMP(藥品生產質量管理規(guī)范)的嚴苛要求。板框壓濾機憑借其出色的密閉性、強大的過濾壓力、靈活的配置和成熟的工藝,成為生物制藥領域不可或缺的核心分離設備之一,廣泛應用于多個關鍵生產環(huán)節(jié)。
一、 核心應用場景
發(fā)酵液菌絲體/細胞碎片去除:
抗生素(如青霉素、頭孢菌素)、維生素、氨基酸、酶制劑等通過微生物發(fā)酵生產。發(fā)酵結束后,首先需要將目標產物(通常存在于液相)與菌絲體、細胞碎片或未溶解的培養(yǎng)基固形物分離。
板框壓濾機在此環(huán)節(jié)承擔粗濾任務。發(fā)酵液經預處理(如調pH、絮凝、助濾劑添加)后泵入壓濾機,在壓力作用下,菌絲體等固體被高精度濾布截留形成濾餅,澄清的含有目標產物的濾液被收集進入后續(xù)的提取純化工序。其強大的截留能力確保下游純化設備(如超濾、層析柱)免受堵塞風險。
結晶產品(如原料藥API)的固液分離與洗滌:
許多原料藥或其關鍵中間體通過結晶工藝獲得。結晶結束后,需要將晶體(固相)與母液(液相)高效分離,并可能伴隨洗滌操作以去除殘留雜質。
板框壓濾機尤其適用于粒徑范圍廣、易壓縮或具有粘性的晶體。其高壓壓榨功能可顯著降低濾餅含水率,減少后續(xù)干燥能耗和時間。其特有的“洗滌通道”結構設計允許洗滌液均勻穿透濾餅層,置換殘留母液,提高產品純度和收率。
活性炭脫色液的過濾:
在藥物精制純化過程中,常使用活性炭脫色去除色素、熱原及部分雜質。脫色后必須徹底去除溶液中的細小炭粉顆粒。
板框壓濾機配備高精度濾材(如深層濾板、復合濾布)可有效截留亞微米級的活性炭微粒,確保濾液澄清度滿足后續(xù)工藝要求。其密封操作環(huán)境也防止了活性炭粉塵擴散。
培養(yǎng)基澄清、催化劑回收及其他固液分離需求:
在細胞培養(yǎng)、酶反應等過程中,可能需要澄清培養(yǎng)基或去除反應后催化劑(如鈀碳)。
板框壓濾機作為一種通用、可靠的固液分離手段,能夠處理多種性質的物料,滿足這些特定的分離需求。
二、 應對生物制藥特殊要求的技術要點
材料符合GMP與無菌要求:
接觸物料部分: 必須選用高等級不銹鋼(如316L),確保優(yōu)異的耐腐蝕性(抵抗酸堿、溶劑、清洗劑),防止金屬離子溶出污染產品。
濾板/濾框: 核心部件需采用符合FDA或生物相容性要求的增強聚丙烯或專用復合材料,無毒無味,耐受蒸汽滅菌(SIP)。
濾布/濾膜: 選用食品/醫(yī)藥級材質(如PP、PTFE涂層濾布、深層濾紙板),滿足精度要求且不脫落纖維,可耐受在位清洗(CIP)和滅菌(SIP)。表面光滑利于卸料和清洗。
密閉設計保障無菌操作:
整機設計為密閉系統(tǒng),所有接口為衛(wèi)生級快開卡箍連接,避免物料暴露于環(huán)境空氣,防止微生物污染和交叉污染。
可在位進行CIP(使用清洗液循環(huán)沖洗濾室、濾布、管道)和SIP(通入純蒸汽進行高溫滅菌),是保障批次間清潔和無菌狀態(tài)的核心。
精密過濾與控制:
濾材選擇: 根據分離目標(如截留菌絲體需高強度濾布,去除炭粉需高精度濾材或預敷層)科學選型。多層復合濾布、深層濾板應用廣泛。
自動化控制: 集成PLC/DCS系統(tǒng),精確控制進料壓力、流量、壓榨壓力和時間、洗滌過程(洗滌液量、流向)、卸料、CIP/SIP程序等。關鍵參數(shù)(壓力、溫度、時間)實時記錄,符合數(shù)據完整性要求。
濾餅完整性: 通過優(yōu)化進料和壓榨程序,保證濾餅在濾室內分布均勻、密實,避免溝流影響洗滌效果和分離效率。
高效率與高回收率:
高壓壓榨: 通過液壓或氣壓對隔膜濾板施壓(膜壓榨),顯著壓縮濾餅,最大限度降低母液殘留(濾餅含水率可降至30%以下),提高目標產物在濾液中的回收率或降低活性成分在濾餅中的損失。
高效卸料: 自動拉板系統(tǒng)和輔助振動/風吹裝置確保濾餅完整、快速卸除,減少殘留和批次間干擾。
濾液澄清度: 高質量的濾材和優(yōu)化的工藝參數(shù)保證濾液高度澄清,滿足下游工序的要求。