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液體除菌過(guò)濾在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用
閱讀:290 發(fā)布時(shí)間:2013-6-29提 供 商 | 廣州濾源凈水器材有限公司 | 資料大小 | 182.6KB |
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液體除菌過(guò)濾在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用
PP熔噴濾芯 線繞濾芯 鈦棒濾芯 折疊濾芯 PP折疊濾芯 PES折疊濾芯 PTFE折疊濾芯PVDF折疊濾芯 尼龍折疊濾芯
前言
微濾(MF)是發(fā)展zui早,制備技術(shù)zui成熟的膜形式之一,孔徑在0.05~10μm之間,可以將細(xì)菌、微粒、亞微粒、膠團(tuán)等不溶物除去,使濾液純凈,上統(tǒng)稱為過(guò)濾。在醫(yī)藥行業(yè)中精密過(guò)濾技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。由微孔濾膜折疊制成的精密濾芯適用于濾除硬質(zhì)、軟質(zhì)、顆粒狀、纖維狀等各種固體顆粒。并且具有過(guò)濾面積大、納污力強(qiáng)、流量大、裝卸方便的優(yōu)點(diǎn)。
1 過(guò)濾器的分類
1.1深層過(guò)濾器
特性 | 結(jié)果 |
3~30mm厚 | 高產(chǎn)品殘留 |
寬廣孔徑分布 | 公稱孔徑,無(wú)非破壞性完整性測(cè)試 |
隨意結(jié)構(gòu) | 顆粒截流率30-90% |
在動(dòng)態(tài)條件下結(jié)構(gòu)會(huì)移動(dòng) | 過(guò)濾后高顆粒,有纖維脫落 |
顆粒吸附在膜基質(zhì)上和物理攔截 | 顆粒可能由于過(guò)載移動(dòng)發(fā)生和穿透 |
高承污能力 | 長(zhǎng)壽命 |
截留率隨流速和壓力而改變 | 較好使用在非脈動(dòng)流動(dòng)中 |
低運(yùn)行壓差 | 0-15psig(0-1bar),0-30psig(0-2bar) |
例如:玻璃纖維,線繞式,壓板式
1.2 表面過(guò)濾器
特性 | 結(jié)果 |
薄 | 較少殘留/損失 |
較窄孔徑分布 | 較好截流率,不能進(jìn)行非破壞測(cè)試 |
較多聚合物結(jié)構(gòu) | 性能較穩(wěn)定,變化小 |
無(wú)纖維釋放 | 較高過(guò)濾質(zhì)量,無(wú)基質(zhì)污染 |
中等承污能力 | 合理壽命 |
具有深層和膜的特性 | 膜內(nèi)部顆粒吸附在膜基質(zhì)上和物理攔截,膜表面大小排除機(jī)理 |
截留不隨流速和壓力改變 | 能使用在流速不穩(wěn)定和改變的情況 |
較好的運(yùn)行壓差 | 0-30psig(0-2bar),0-40psig(0-3bar) |
例如:纖維素酯涂纖維或聚酯片
1.3 膜過(guò)濾器
例如:尼龍、聚醚砜、聚偏二氟乙烯
特性 | 結(jié)果 |
0.01-0.2mm非常薄 | 幾乎無(wú)吸附 |
狹窄孔結(jié)構(gòu) | 有確切截流率,可作非破壞性完整性測(cè)試 |
強(qiáng)度好、堅(jiān)硬 | 截留率不隨環(huán)境改變 |
鑄造膜 | 制造一致 |
無(wú)纖維釋放 | 非常干凈 |
顆粒截留機(jī)理,大小排除,吸附 | 非常截留率 |
大顆粒截面在膜表面 | 堵塞比其他類型膜快 |
截留與沖擊力無(wú)關(guān) | 性能可靠,恒定 |
好的運(yùn)行壓差 | 0-30psig(0-2bar),0-40psig(0-3bar) |
基于上列特點(diǎn),微孔膜主要是用來(lái)對(duì)一些只含微量懸浮粒子的液體進(jìn)行精密過(guò)濾。從而得到澄清度*的液體,或用來(lái)檢測(cè)、分離某些液體中殘存的微量不溶性物質(zhì),以及對(duì)氣體進(jìn)行類似的處理。對(duì)于含固量高的液體,則應(yīng)結(jié)合深層過(guò)濾或其它預(yù)處理方法來(lái)進(jìn)行。
2、典型過(guò)濾器
類型 | 圓盤(pán)過(guò)濾器 | 層疊式圓盤(pán) | 折疊式 |
特點(diǎn) | 13-293-mm直徑 可同時(shí)使用深層、表面濾膜 通常用于小批量過(guò)濾 成本低 重 安裝困難 | 膜結(jié)合在圓盤(pán)支撐的兩邊 圓盤(pán)支撐結(jié)合在一起 所有過(guò)濾器平行過(guò)濾 殘夜低 小型使用方便 有可替換的和一次性使用的過(guò)濾器 非金屬 非移動(dòng)構(gòu)造 承受反壓低 | 膜在支撐材料間 熱熔 2-5種材料 較高的正/反壓承受能力 大過(guò)濾面積 多次蒸汽滅菌 各種規(guī)格、表面積和O型圈結(jié)構(gòu) 能將預(yù)過(guò)濾和除菌過(guò)濾膜結(jié)合在一起 |
3、液體過(guò)濾器的選型
主要影響因素
a、 液體特性……選擇何種濾材
b、流量(體積)……過(guò)濾器大小
c、系統(tǒng)壓力、溫度(是否消毒) ……外殼材料、耐壓要求
d、有效壓差、初裝壓差要求 ……過(guò)濾器大小
e、過(guò)濾程度(除菌或除顆粒等 ……過(guò)濾精度
f、 連續(xù)操作、間歇操作 ……過(guò)濾器大小
g、 污染程度,前處理情況 ……是否需預(yù)過(guò)濾
3.1 確定過(guò)濾器的過(guò)濾精度
按工藝要求進(jìn)行:如:
除菌0.2μm過(guò)濾器去除裸眼可見(jiàn)顆粒40μm過(guò)濾器
3.2 選擇合適的過(guò)濾材料
由液體特性決定,參考化學(xué)兼容性表。
另外對(duì)水及水溶液盡量選親水性膜過(guò)濾器。
本公司常用過(guò)濾芯性能簡(jiǎn)介:
水、乙醇、水基藥液——N6、N66等。
90℃蒸餾水——PES
荷電——在水中可產(chǎn)生正電勢(shì),通過(guò)靜電吸引去除熱源、膠體等。PH3-10保持強(qiáng)電性。
PTFE——改型親水性膜
PTFE——疏水膜,在過(guò)濾溶酶方面有特性優(yōu)勢(shì)。
預(yù)過(guò)濾器:
JPF—YUD:玻璃纖維濾材、樹(shù)脂固結(jié),孔隙率高,在水溶液中可產(chǎn)生正電勢(shì)。
CR:連續(xù)變徑聚丙烯纖維纏繞而成的深層濾芯漸變孔徑。
JPP:聚丙烯濾材、膜式濾芯
CP:以聚丙烯噴制而成
JSS:金屬粉末燒結(jié)濾芯、高溫、高粘度液體除顆粒,蒸汽除顆粒過(guò)濾,可反吹。
JJS:不銹鋼紡織網(wǎng)折疊而成濾芯
JST:鈦合金粉末燒結(jié)濾芯,過(guò)濾活性炭。
PA、PE:聚乙烯加活性炭燒結(jié)而成。
3.3 殼體材料
室溫,除顆粒——PP外殼
消毒、除菌、較嚴(yán)格液體過(guò)濾——不銹鋼316L或304對(duì)含Cl-溶液,還需PTFE內(nèi)襯。
除菌級(jí)外殼選用衛(wèi)生級(jí):
少用或不用螺紋
*
易于清洗
內(nèi)外表面鏡面拋光
采用衛(wèi)生級(jí)閥門(mén),壓力表
3.4 過(guò)濾器大小的確定
由有效壓差、初裝壓差要求、過(guò)濾量、操作方式確定。
除菌過(guò)濾器,連續(xù)操作,一般初裝壓差為有效壓差的10%左右
間歇操作,一般初裝壓差要求為有效壓差的30%左右
初裝壓差——流量關(guān)系可由過(guò)濾器產(chǎn)品介紹中查出。
流量不變,粘度增加1倍,壓差增加1倍。
對(duì)照水的壓差與流量關(guān)系,計(jì)算所需溶液的壓差。
實(shí)例:
除菌過(guò)濾無(wú)鹽水,室溫,流量1000L/h(1T/h)
一天連續(xù)過(guò)濾8小時(shí),進(jìn)口壓力2bar,出口不少于0.5bar,有效壓差2-0.5=1.5bar,初裝壓差:0.15bar
水過(guò)濾除菌,選尼龍6,JN0.22μm過(guò)濾器
查流量——壓差關(guān)系:
0.20bar 8L/min·10″
0.15bar 6L/min·10″
所以,需10英寸濾芯3個(gè)
可用1支30英寸長(zhǎng)濾芯或3支10英寸濾芯。
3.5 預(yù)過(guò)濾器的選擇
使用預(yù)過(guò)濾器的目的,是延長(zhǎng)終過(guò)濾器的壽命,降低成本。
如果前處理比較好,終過(guò)濾器壽命比較經(jīng)濟(jì),可不選用。
對(duì)于一些特殊液體,需進(jìn)行可濾性試驗(yàn),確定*(預(yù)——終)過(guò)濾組合,另外要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。
深層預(yù)過(guò)濾器:容污力大,初裝壓差高,過(guò)濾過(guò)程中壓差變化小,孔徑分布寬,成本低。
過(guò)濾污染嚴(yán)重,低價(jià)值液體時(shí)選用。
膜式預(yù)過(guò)濾器:容污力小,初裝壓差低,但過(guò)濾過(guò)程中壓差變化大,孔徑分布窄,成本高。
潔凈度高,高價(jià)值液體初裝壓差要求低時(shí)選用。
4、過(guò)濾器的安裝使用
4.1 安裝
未安裝濾芯前,吹掃,沖洗,取出管道中雜質(zhì)、焊渣等。
按濾芯安裝標(biāo)準(zhǔn)程序安裝濾芯并將濾殼安裝復(fù)原。(潤(rùn)濕O型圈,檢查過(guò)濾外殼方向,不要過(guò)緊,避免直接用于接觸過(guò)濾器,使用前沖洗過(guò)濾器)
4.2 蒸汽消毒
4.2.1 操作步驟
1、關(guān)閉V3、V4閥,全開(kāi)V2閥;
2、緩慢打開(kāi)V1閥,調(diào)節(jié)V1閥開(kāi)啟度,以使管道、過(guò)濾器殼體中容積水、冷凝水通過(guò)V2閥排盡;
3、V2閥關(guān)閉一半,V3針形閥手柄按打開(kāi)方向旋轉(zhuǎn)360°;
4、調(diào)節(jié)V1閥,使K1壓力讀數(shù)保持在0.11MPa;
5、V3閥有蒸汽排出后,調(diào)節(jié)V1、V3閥,以使K1壓力讀數(shù)保持在0.11MPa,K2壓力讀數(shù)保持在0.08~0.09MPa,此時(shí)開(kāi)始計(jì)算滅菌消毒時(shí)間;
6、滅菌消毒時(shí)間控制在30分鐘;
7、關(guān)閉V1閥,打開(kāi)V2閥,待蒸氣排盡后關(guān)閉V2、V3閥,此時(shí)滅菌消毒過(guò)程完成
4.2.2 注意事項(xiàng)
1、消毒用蒸汽必須是飽和蒸汽,蒸汽進(jìn)入過(guò)濾器的壓力K1必須控制在0.12MPa以下,否則濾膜將有可能被損壞;
2、蒸汽滅菌過(guò)程中,V2閥不可全關(guān)閉,K1、K2 壓差必須控制在0.03MPa以內(nèi),否則濾芯將有可能被損壞;
3、濾芯如用非水溶劑(如酒精)作為介質(zhì)使用過(guò)(如測(cè)試),蒸汽滅菌前必須將非水溶劑清洗干凈,否則在做蒸汽滅菌時(shí)濾膜將會(huì)被損壞。
4.3 完整性檢測(cè)
4.3.1 為什么做完整性測(cè)試?
通常理解:
1.過(guò)濾是一個(gè)操作的關(guān)鍵步驟
2.確認(rèn)制造規(guī)格
3.檢測(cè)O形環(huán)墊圈、密封墊的泄漏
4.確認(rèn)正確的過(guò)濾孔徑
5.確認(rèn)消毒前完整性
6.確認(rèn)蒸汽和消毒鍋滅菌后完整性
7.貿(mào)易需要
8.法規(guī)要求
9.公司標(biāo)準(zhǔn)操作步驟
10.審查需要
4.3.2 完整性試驗(yàn)方法
油霧法(DOP)
DOP是美國(guó)FDA認(rèn)證為無(wú)毒害的油,在DOP儀內(nèi)噴成油霧狀,其油滴的平均粒徑為0.3μm,分布為1.3-0.01μm,這種油霧通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾,如果截流率達(dá)到99.997%,通常可以成其為濾除微生物。DOP儀的效率檔為99.99995%,精度zui為0.01μm,因此,如果濾芯通過(guò)DOP儀的zui,那些濾芯就*可以濾除空氣中的細(xì)菌和噬菌體。
油霧法適用于氣體用過(guò)濾器可靠性的評(píng)價(jià)。
氣泡點(diǎn)是氣體從濕潤(rùn)的zui大膜孔快速流出的壓力氣泡點(diǎn)顯示過(guò)濾結(jié)構(gòu)內(nèi)保持液體的力的大小。是zui傳統(tǒng)的非破壞性測(cè)試。
擴(kuò)散流法適用于各種流體用過(guò)濾器可靠性的評(píng)價(jià)。比泡點(diǎn)法更定量、更。
4.3.3 典型的過(guò)濾器使用流程圖:
裝配過(guò)濾系統(tǒng)——濕潤(rùn)過(guò)濾膜——使用前完整性測(cè)試——過(guò)濾器滅菌——使用前完整性測(cè)試——使用過(guò)濾膜——沖洗過(guò)濾膜——用后進(jìn)行完整性測(cè)試(溶劑或產(chǎn)品)——去除濾芯,清洗設(shè)備。
4.3.4 對(duì)除菌濾器進(jìn)行完整性試驗(yàn)
1.將濾芯用過(guò)濾器廠家推薦的液體(如水、乙醇等)進(jìn)行潤(rùn)濕。
2.按完整性測(cè)試儀標(biāo)準(zhǔn)程序及廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)濾芯進(jìn)行檢測(cè)。
完整性測(cè)試失敗的可能原因:
濾芯濕潤(rùn)不*
密封不好(濾殼密封圈,濾芯O型圈)
管線有泄漏(接頭、閥門(mén)等)
濾芯損壞
4.3.5過(guò)濾
完整性試驗(yàn)通過(guò)后,即可進(jìn)行液體過(guò)濾,注意輕開(kāi)閥門(mén),濾殼排氣。
4.3.6過(guò)濾后的處理
用適當(dāng)?shù)娜軇ㄋ蛩幰河萌軇⑦^(guò)濾液體換出,關(guān)閉閥門(mén),保持至下一生產(chǎn)批次。
5、濾芯使用的幾個(gè)問(wèn)題
5.1 更換濾芯的主要影響因素
過(guò)濾流量太小
壓差達(dá)到有效壓差
達(dá)到累計(jì)消毒時(shí)間
達(dá)到化學(xué)兼容性要求時(shí)間
不能通過(guò)完整性測(cè)試
5.2 濾芯的清洗
1.推薦正向漂洗,不推薦反向清洗,反向清洗易損壞濾芯,效果也不明顯。
如果濾芯是因?yàn)榈鞍椎饶z物質(zhì)堵塞,可用稀堿溶液等將其溶解、清洗除去,部分恢復(fù)過(guò)濾器性能。
2.用1%NaOH溶液(40-60℃)將濾芯浸泡2小時(shí),CN-CA濾芯不用此法處理。
3.用0.5%的HCl溶液將濾芯浸泡10分鐘用純水沖洗干凈
5.3 濾芯長(zhǎng)期不使用的貯存
將濾芯用水沖洗干凈,在50~60℃下烘干,套上塑料袋,置于干燥清潔處,切勿靠近鋒利物體,以免損壞濾膜,造成不可挽回的損失。