生物制藥生產(chǎn)過程中涉及復(fù)雜的生物反應(yīng)、分離純化和精細(xì)化處理,對固液分離技術(shù)提出了無菌、高效、精準(zhǔn)及符合GMP(藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)的嚴(yán)苛要求。板框壓濾機(jī)憑借其出色的密閉性、強(qiáng)大的過濾壓力、靈活的配置和成熟的工藝,成為生物制藥領(lǐng)域不可或缺的核心分離設(shè)備之一,廣泛應(yīng)用于多個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
一、 核心應(yīng)用場景
發(fā)酵液菌絲體/細(xì)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(chǎn)。發(fā)酵結(jié)束后,首先需要將目標(biāo)產(chǎn)物(通常存在于液相)與菌絲體、細(xì)胞碎片或未溶解的培養(yǎng)基固形物分離。
板框壓濾機(jī)在此環(huán)節(jié)承擔(dān)粗濾任務(wù)。發(fā)酵液經(jīng)預(yù)處理(如調(diào)pH、絮凝、助濾劑添加)后泵入壓濾機(jī),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(biāo)產(chǎn)物的濾液被收集進(jìn)入后續(xù)的提取純化工序。其強(qiáng)大的截留能力確保下游純化設(shè)備(如超濾、層析柱)免受堵塞風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)晶產(chǎn)品(如原料藥API)的固液分離與洗滌:
許多原料藥或其關(guān)鍵中間體通過結(jié)晶工藝獲得。結(jié)晶結(jié)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(zhì)。
板框壓濾機(jī)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(shí)間。其特有的“洗滌通道”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許洗滌液均勻穿透濾餅層,置換殘留母液,提高產(chǎn)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(zhì)。脫色后必須徹底去除溶液中的細(xì)小炭粉顆粒。
板框壓濾機(jī)配備高精度濾材(如深層濾板、復(fù)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(kuò)散。
培養(yǎng)基澄清、催化劑回收及其他固液分離需求:
在細(xì)胞培養(yǎng)、酶反應(yīng)等過程中,可能需要澄清培養(yǎng)基或去除反應(yīng)后催化劑(如鈀碳)。
板框壓濾機(jī)作為一種通用、可靠的固液分離手段,能夠處理多種性質(zhì)的物料,滿足這些特定的分離需求。
二、 應(yīng)對生物制藥特殊要求的技術(shù)要點(diǎn)
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(chǎn)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(qiáng)聚丙烯或?qū)S脧?fù)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(zhì)(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(shè)計(jì)保障無菌操作:
整機(jī)設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)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(jù)分離目標(biāo)(如截留菌絲體需高強(qiáng)度濾布,去除炭粉需高精度濾材或預(yù)敷層)科學(xué)選型。多層復(fù)合濾布、深層濾板應(yīng)用廣泛。
自動(dòng)化控制: 集成PLC/DCS系統(tǒng),精確控制進(jìn)料壓力、流量、壓榨壓力和時(shí)間、洗滌過程(洗滌液量、流向)、卸料、CIP/SIP程序等。關(guān)鍵參數(shù)(壓力、溫度、時(shí)間)實(shí)時(shí)記錄,符合數(shù)據(jù)完整性要求。
濾餅完整性: 通過優(yōu)化進(jìn)料和壓榨程序,保證濾餅在濾室內(nèi)分布均勻、密實(shí),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(biāo)產(chǎn)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(dòng)拉板系統(tǒng)和輔助振動(dòng)/風(fēng)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(zhì)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。