В отличие от классической тупиковой фильтрации, в случае тангенциальной фильтрации поток жидкости движется вдоль поверхности мембраны, а не перпендикулярно ей, что снижает вероятность образования фильтрационной корки на поверхности мембраны и увеличивает стабильный потока фильтрата.
При этом для обеспечения непрерывности процесса тангенциальной фильтрации необходима рециркуляционная емкость и частично замкнутый контур – линия рециркуляции:
При такой организации процесса продукт с помощью насоса подается из рециркуляционной емкости на мембранный фильтрующий элемент (кассету или половолоконного модуль). При этом небольшая часть раствора будет проникать через поры мембраны и покидать систему (фильтрат), а основная часть – возвращаться обратно в рециркуляционную емкость (концентрат) и уменьшаться в объеме. Благодаря таким особенностям процесса тангенциальную фильтрацию можно использовать для проведения концентрирования и/или диафильтрации продукта в щадящих условиях.
В зависимости от размера пор используемого мембранного элемента тангенциальную фильтрацию можно разделить на микрофильтрацию (0,05 – 1,0 мкм), ультрафильтрацию (1000 – 106 Да), нанофильтрацию (300 – 1000 Да) и обратный осмос (< 300 Да), но в биофармацевтическом производстве чаще всего используется тангенциальная фильтрация в формате микро- и ультрафильтрации.
Во время отработки параметров процесса тангенциальной фильтрации особое внимание следует уделить подбору мембраны. Правильно подобранный материал мембраны и ее площадь позволяют оптимизировать длительность процесса и минимизировать потери продукта, вызванные адсорбцией целевых компонентов на поверхности мембраны. Правильность подбора размера пор или границы отсечения также влияет на скорость фильтрации и потери продукта, вызванные проскоком. А правильно выбранные объемы диафильтрации позволяют оптимизировать время процесса и сэкономить буферный раствор.
При этом, после подбора основных параметров процесса, осуществить масштабирование от лабораторного объема к полноценному промышленному производству предельно просто.
Тангенциальная фильтрация — проверенный временем, надежный метод разделения, широко применяющийся на разных стадиях биофармацевтического производства. Данный метод сочетает в себе высокую эффективность, мягкие условия процесса и простоту масштабирования.
Несмотря на то, что большинство современных систем тангенциальной фильтрации характеризуются высокой степенью автоматизации, эффективность стадии в первую очередь определяется правильным выбором размера пор, материала и площади мембраны, рабочего давления и прочих параметров еще на стадии отработки и оптимизации процесса.
