የፕሮቲን መፍትሄዎችን viscosity መቆጣጠር በባዮፋርማሱቲካል ማምረቻ ውስጥ የአልትራፊልትሬሽን ክምችት ሂደቶችን ለማመቻቸት በጣም አስፈላጊ ነው። በፕሮቲን መፍትሄዎች ውስጥ ከፍ ያለ viscosity - በተለይም በከፍተኛ የፕሮቲን ክምችት - በቀጥታ የሜምብሬን አፈጻጸም፣ የሂደት ቅልጥፍና እና በአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት አፕሊኬሽኖች ላይ ኢኮኖሚክስን ይነካል። የመፍትሄው viscosity በፀረ-ሰውነት ክላስተር እና ኤሌክትሮስታቲክ መስተጋብር ምክንያት የፕሮቲን ይዘት ሲጨምር ይጨምራል፣ ይህም በአልትራፊልትሬሽን ሽፋን ላይ ፍሰትን የመቋቋም እና የግፊት መቀነስን ይጨምራል። ይህ ዝቅተኛ የመተላለፊያ ፍሰቶች እና ረዘም ያለ የአሠራር ጊዜዎችን ያስከትላል፣ በተለይም በተሻጋሪ ፍሰት ማጣሪያ (TFF) ሂደቶች።
ከአልትራፊልትሬሽን ጀርባ ያለው የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) ከቪስኮሲቲ ጋር በቅርበት የተቆራኘ ነው። ከተለመደው የትራንስሜምብራን ግፊት ክልል ውጭ መሥራት የሜምብራን ብክለትን ያፋጥናል እና የትኩረት ፖላራይዜሽንን ያባብሳል - ይህም የአካባቢያዊ viscosityን ያለማቋረጥ የሚጨምር የሜምብራን ብክለት። ሁለቱም የትኩረት ፖላራይዜሽን እና የሜምብራን ብክለት የአልትራፊልትሬሽን ሽፋን አፈፃፀምን ይቀንሳል እና ካልተመረጠ የሜምብራን ዕድሜ ሊያሳጥር ይችላል። የሙከራ ስራ እንደሚያሳየው በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ የሜምብራን ብክለት እና የትኩረት ፖላራይዜሽን በከፍተኛ የTMP እሴቶች እና የበለጠ ዝልግልግ ምግቦች የበለጠ ጎልተው ይታያሉ፣ ይህም የንጽህና ፍጥነትን ከፍ ለማድረግ እና የጽዳት ድግግሞሽን ለመቀነስ የእውነተኛ ጊዜ የTMP ቁጥጥር አስፈላጊ ያደርገዋል።
የአልትራፊልትሬሽን ክምችትን ማመቻቸት የተቀናጀ ስልቶችን ይፈልጋል፡
- የፕሮቲን መፍትሄ የቪስኮስ መለኪያ፦ መደበኛ የviscosity ግምገማዎች—በመጠቀምየመስመር ውስጥ ቫይስኮሜትሮች- የማጣሪያ መጠኖችን ለመተንበይ እና የሂደት ማነቆዎችን ለመተንበይ ይረዳል፣ ፈጣን የሂደት ማሻሻያዎችን ይደግፋል።
- የምግብ ማቀዝቀዣ፦ የፒኤች (pH)፣ የአዮኒክ ጥንካሬ እና የሙቀት መጠን ማስተካከል viscosityን ሊቀንስ እና ብክለትን ሊቀንስ ይችላል። ለምሳሌ፣ የሶዲየም አየኖች መጨመር በፕሮቲኖች መካከል ያለውን የውሃ መራቅን ያሻሽላል፣ ውህደትን እና ብክለትን ይቀንሳል፣ የካልሲየም አየኖች ደግሞ የፕሮቲን ድልድይ እና ብክለትን ያበረታታሉ።
- የተጨማሪ ንጥረ ነገሮችን አጠቃቀም፦ viscosity-deduced extracipientsን በከፍተኛ ክምችት ባለው የፕሮቲን መፍትሄዎች ውስጥ ማካተት የሜምብሬን ፐርሚቴሽንን ያሻሽላል እና በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ የትራንስሜምብሬን ግፊትን ይቀንሳል፣ ይህም አጠቃላይ ቅልጥፍናን ይጨምራል።
- የላቁ የፍሰት ሥርዓቶችየመተላለፊያ ፍሰት ፍጥነት መጨመር፣ ተለዋጭ የመስቀል ፍሰትን መጠቀም ወይም የአየር ጄት መርፌን መጠቀም የቆሻሻ ንብርብሮችን ያበላሻል። እነዚህ ዘዴዎች የመተላለፊያ ፍሰትን ለማቆየት እና የሴምበር መፈጠርን በመቀነስ የሴምበር መተኪያ ድግግሞሽን ለመቀነስ ይረዳሉ።
- የሜምብሬን ምርጫ እና ጽዳትየሜምብሬን ዕድሜ ለማራዘም እና የአሠራር ወጪዎችን ለመቀነስ በኬሚካል የሚቋቋሙ ሽፋኖችን (ለምሳሌ፣ SiC ወይም ቴርሞሳሊየንት ሃይብሪዶች) መምረጥ እና የሜምብሬን ጽዳት ድግግሞሽን ተስማሚ በሆኑ ፕሮቶኮሎች (ለምሳሌ፣ ሶዲየም ሃይፖክሎራይት ጽዳት) ማመቻቸት ወሳኝ ናቸው።
በአጠቃላይ፣ ውጤታማ የviscosity ቁጥጥር እና የTMP አስተዳደር የተሳካ የአልትራፊልትሬሽን የትኩረት ደረጃ አፈጻጸም መሰረት ናቸው፣ ይህም የምርት ምርትን፣ የሜምብሬን ጽዳት ድግግሞሽን እና ውድ የሆኑ የሜምብሬን ንብረቶችን ረጅም ዕድሜ በቀጥታ ይነካል።
የፕሮቲን መፍትሄን በ Ultrafiltrate ውስጥ viscosityን መረዳት
1.1. የፕሮቲን መፍትሄዎች ቫይስኮሲቲ ምንድን ነው?
ቫይስኮሲቲ የአንድ ፈሳሽ ፍሰትን የመቋቋም አቅም ይገልጻል፤ በፕሮቲን መፍትሄዎች ውስጥ፣ የሞለኪውላር ግጭት እንቅስቃሴን ምን ያህል እንደሚያደናቅፍ ያሳያል። viscosity የሚባለው የSI ክፍል ፓስካል-ሰከንድ (Pa·s) ነው፣ ነገር ግን ሴንቲፖይዝ (cP) በተለምዶ ለባዮሎጂካል ፈሳሾች ጥቅም ላይ ይውላል። ቫይስኮሲቲ በቀጥታ የፕሮቲን መፍትሄዎች በማምረት ጊዜ እንዴት በቀላሉ እንደሚጣሉ ወይም እንደሚጣሩ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል፣ እና በተለይም ከፍተኛ ክምችት ላላቸው ባዮቴራፒስቶች የመድኃኒት አቅርቦትን ይነካል።
የፕሮቲን ክምችት viscosityን የሚነካው ዋነኛው ምክንያት ነው። የፕሮቲን መጠን እየጨመረ ሲሄድ፣ ሞለኪውላዊ ግንኙነቶች እና መጨናነቅ ይጨምራሉ፣ ይህም viscosity ወደ ላይ ይወጣል፣ ብዙውን ጊዜ መስመራዊ ያልሆነ። ከተወሰነ ገደብ በላይ፣ የፕሮቲን-ፕሮቲን ግንኙነቶች በመፍትሔው ውስጥ ያለውን ስርጭት የበለጠ ይገታሉ። ለምሳሌ፣ በመድኃኒት ምርቶች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ የተጠናከሩ የሞኖክሎናል ፀረ እንግዳ አካላት መፍትሄዎች ብዙውን ጊዜ የviscosity ደረጃዎችን ይደርሳሉ፣ ይህም ከቆዳ ስር መርፌ ጋር የሚጋጩ ወይም የማቀነባበሪያ መጠንን ይገድባል።
በተከማቸ የፕሮቲን መፍትሄዎች ውስጥ የviscosity ትንበያ የሚሰጡ ሞዴሎች አሁን የሞለኪውላር ጂኦሜትሪ እና የመዋሃድ አዝማሚያዎችን ያካትታሉ። የፕሮቲን ሞርፎሎጂ - ረጅም፣ ግሎቡላር ወይም የመዋሃድ ተጋላጭ ቢሆንም - በከፍተኛ ክምችት ላይ ያለውን viscosity በእጅጉ ይነካል። በቅርብ ጊዜ በማይክሮፍሉይዲክ ግምገማ ላይ የተደረጉ እድገቶች ከአነስተኛ የናሙና መጠኖች ትክክለኛ የviscosity መለኪያን ያስችላሉ፣ ይህም አዳዲስ የፕሮቲን ቀመሮችን በፍጥነት ለማጣራት ያስችላል።
1.2. በአልትራ ፊልትሬሽን ወቅት viscosity እንዴት እንደሚለወጥ
በአልትራፊልትሬሽን ወቅት፣ የማጎሪያ ፖላራይዜሽን በሜምብሬን-መፍትሄ በይነገጽ ላይ ፕሮቲኖችን በፍጥነት ያከማቻል። ይህ ከፍተኛ የአካባቢ ክምችት ቅልጥፍናዎችን ይፈጥራል እና በሜምብሬን አቅራቢያ viscosity ይጨምራል። በዚህ ክልል ውስጥ ከፍ ያለ viscosity የጅምላ ዝውውርን ያደናቅፋል እና የመተላለፊያ ፍሰትን ይቀንሳል።
የማጎሪያ ፖላራይዜሽን ከሜምብሬን ፎሊንግ የተለየ ነው። ፖላራይዜሽን ተለዋዋጭ እና ሊቀለበስ የሚችል ሲሆን ማጣሪያው እየገፋ ሲሄድ በጥቂት ደቂቃዎች ውስጥ ይከሰታል። በንፅፅር፣ ቆሻሻ በጊዜ ሂደት የሚፈጠር ሲሆን ብዙውን ጊዜ በሜምብሬን ወለል ላይ የማይቀለበስ ማከማቻ ወይም የኬሚካል ለውጥን ያካትታል። ትክክለኛ ምርመራዎች የማጎሪያ ፖላራይዜሽን ንብርብርን በእውነተኛ ጊዜ መከታተል ያስችላል፣ ይህም ለመሻገሪያ ፍሰት ፍጥነት እና ለትራንስሜምብራን ግፊት ያለውን ስሜታዊነት ያሳያል። ለምሳሌ፣ ፍጥነት መጨመር ወይም የትራንስሜምብራን ግፊት መቀነስ (TMP) ዝልግልግ የድንበር ንብርብርን ለማበላሸት እና ፍሰትን ወደነበረበት ለመመለስ ይረዳል።
የአሠራር መለኪያዎች በቀጥታ የ viscosity ባህሪን ይነካሉ፡
- የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP): ከፍተኛ TMP ፖላራይዜሽንን ያጠናክራል፣ የአካባቢውን viscosity ይጨምራል እና ፍሰትን ይቀንሳል።
- የፍሰት መሻገሪያ ፍጥነት፦ የተሻሻለ የፍጥነት መጠን ክምችትን ይገድባል፣ በሽፋኑ አቅራቢያ ያለውን viscosity ያረጋጋል።
- የሜምብራ ጽዳት ድግግሞሽ፦ አዘውትሮ ማጽዳት የረጅም ጊዜ ክምችትን ይቀንሳል እና በቪስኮሲቲ የሚመራ የአፈጻጸም ኪሳራን ይቀንሳል።
የአልትራፊልትሬሽን ክምችት ደረጃዎች አሉታዊ የviscosity ውጤቶችን ለመቀነስ እና throughputን ለማስቀጠል እነዚህን መለኪያዎች ማመቻቸት አለባቸው።
1.3. የፕሮቲን መፍትሄ ባህሪያት viscosityን የሚነኩ
ሞለኪውላዊ ክብደትእናቅንብርበዋናነት viscosityን ይወስናሉ። ትላልቅ፣ ይበልጥ ውስብስብ ፕሮቲኖች ወይም ውህዶች በተስተጓጎለ እንቅስቃሴ እና የበለጠ ጉልህ በሆኑ ሞለኪውሎች ኃይሎች ምክንያት ከፍተኛ viscosity ያስገኛሉ። የፕሮቲኖች ቅርፅ ፍሰትን የበለጠ ያስተካክላል - የተራዘሙ ወይም የመዋሃድ ተጋላጭ የሆኑ ሰንሰለቶች ከታመቀ ግሎቡላር ፕሮቲኖች የበለጠ ተቃውሞ ያስከትላሉ።
pHየፕሮቲን ክፍያን እና የመሟሟትን በእጅጉ ይነካል። የመፍትሄውን ፒኤች በፕሮቲን ኢሶኤሌክትሪክ ነጥብ አቅራቢያ ማስተካከል የተጣራ ክፍያን ይቀንሳል፣ የፕሮቲን-ፕሮቲን መገለልን ይቀንሳል፣ እና ለጊዜው viscosityን ይቀንሳል፣ ይህም ማጣሪያን ያመቻቻል። ለምሳሌ፣ ከቢኤስኤ ወይም ከአይሶኤሌክትሪክ ነጥብ አቅራቢያ የአልትራፊልትሬሽን ስራ የውስጠ-ፍሰት እና የመለያያ ምርጫን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል።
የአዮኒክ ጥንካሬበፕሮቲኖች ዙሪያ ያለውን የኤሌክትሪክ ድርብ ንብርብር በመቀየር viscosityን ይነካል። የአዮኒክ ጥንካሬ መጨመር የኤሌክትሮስታቲክ ግንኙነቶችን ይገመግማል፣ በሜምብሮች ውስጥ የፕሮቲን ስርጭትን ያበረታታል ነገር ግን የመዋሃድ እና ተጓዳኝ የviscosity ጭማሪዎችን አደጋ ይጨምራል። በማስተላለፊያ ውጤታማነት እና በምርጫ መካከል ያለው ልውውጥ ብዙውን ጊዜ በጥሩ ሁኔታ በሚስተካከል የጨው ክምችት እና የቋት ቅንብር ላይ የተመሠረተ ነው።
እንደ አርጊኒን ሃይድሮክሎራይድ ወይም ጉዋኒዲን ያሉ ትናንሽ ሞለኪውላዊ ተጨማሪዎች viscosityን ለመቀነስ ሊያገለግሉ ይችላሉ። እነዚህ ወኪሎች ሃይድሮፎቢክ ወይም ኤሌክትሮስታቲክ መስህቦችን ያበላሻሉ፣ ውህደትን ይቀንሳሉ እና የመፍትሄ ፍሰት ባህሪያትን ያሻሽላሉ። የሙቀት መጠን እንደ ተጨማሪ የቁጥጥር ተለዋዋጭ ሆኖ ያገለግላል፤ ዝቅተኛ የሙቀት መጠኖች viscosityን ይጨምራሉ፣ ተጨማሪ ሙቀት ደግሞ ብዙውን ጊዜ ይቀንሳል።
የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መለኪያ የሚከተሉትን ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት:
- የሞለኪውላር ክብደት ስርጭቶች
- የመፍትሄው ስብጥር (ጨው፣ ተጨማሪ ንጥረ ነገሮች፣ ተጨማሪዎች)
- የፒኤች እና የቋት ስርዓት ምርጫ
- የአዮኒክ ጥንካሬ ቅንብር
እነዚህ ምክንያቶች የአልትራፊልትሬሽን ሽፋን አፈፃፀምን ለማሻሻል እና በማጎሪያ ደረጃዎች እና በTFF ሂደቶች መካከል ወጥነትን ለማረጋገጥ ወሳኝ ናቸው።
የአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት መሰረታዊ ነገሮች
የአልትራፊልትሬሽን የትኩረት ምዕራፍ መርሆዎች
የአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት የሚሠራው ከፊል-ፐርሚብሬም ሽፋን ላይ የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) በመተግበር፣ ፕሮቲኖችን እና ትላልቅ ሞለኪውሎችን በመያዝ ሟሟትን እና ትናንሽ መሟሟቶችን በማለፍ ነው። ሂደቱ በሞለኪውላዊ መጠን ላይ ተመስርቶ የተመረጡ ፐርሚሽንን ይጠቀማል፣ የሽፋኑ ሞለኪውላዊ ክብደት መቆረጥ (MWCO) የሚያልፉትን ከፍተኛ መጠን የሚወስን ነው። ከMWCO በላይ የሆኑ ፕሮቲኖች በተጠባባቂው ጎን ላይ ይከማቻሉ፣ ፐርሚትሬም ሲወጣ ትኩረታቸውን ይጨምራሉ።
የአልትራፊልትሬሽን ክምችት ምዕራፍ የፕሮቲን መፍትሄውን መጠን መቀነስ እና ማበልጸግ ላይ ያነጣጠረ ነው። ማጣሪያው እየገፋ ሲሄድ የፕሮቲን መፍትሄው viscosity በተለምዶ ይጨምራል፣ ይህም የፍሰት እና የTMP መስፈርቶችን ይነካል። የተጠበቁ ፕሮቲኖች እርስ በእርስ እና ከሽፋኑ ጋር መስተጋብር ሊፈጥሩ ይችላሉ፣ ይህም የእውነተኛውን ዓለም ሂደት ከቀላል መጠን ማግለል የበለጠ ውስብስብ ያደርገዋል። ኤሌክትሮስታቲክ መስተጋብሮች፣ የፕሮቲን ውህደት እና እንደ ፒኤች እና አዮኒክ ጥንካሬ ያሉ የመፍትሄ ባህሪያት የማቆያ እና የመለያየት ውጤቶችን ይነካሉ። በአንዳንድ ሁኔታዎች፣ አድቬክቲቭ ትራንስፖርት ስርጭትን ይቆጣጠራል፣ በተለይም ትላልቅ ቀዳዳዎች ባሉባቸው ሽፋኖች ውስጥ፣ በMWCO ምርጫ ላይ ብቻ የተመሰረቱ ግምቶችን ያወሳስባል [የምርምር ማጠቃለያ ይመልከቱ]።
የትራንስቨርስ ፍሰት ማጣሪያ (TFF) ማብራሪያ
የትራንስቨርስ ፍሰት ማጣሪያ፣ እንዲሁም የታንጀንሻል ፍሰት ማጣሪያ (TFF) ተብሎ የሚጠራው፣ የፕሮቲን መፍትሄውን በሜምብሬን ወለል ላይ በታንጀንሻል መንገድ ያስተላልፋል። ይህ አካሄድ ከዴድ-end filtration ጋር ይቃረናል፣ ፍሰቱ ከሜምብሬን ጋር ቀጥ ያለ ሲሆን ቅንጣቶችን በቀጥታ ወደ ማጣሪያው እና ወደ ማጣሪያው ይገፋል።
ዋና ዋና ልዩነቶች እና ተጽዕኖዎች፡
- የብክለት ቁጥጥር;ቲኤፍኤፍ (TFF) የኬክ መፈጠር በመባል የሚታወቁትን የፕሮቲን እና የቅንጣት ንብርብሮች ክምችት ይቀንሳል፣ ይህም እምቅ የቆሻሻ መጣያዎችን ያለማቋረጥ ከሽፋኑ ላይ በማስወገድ ነው። ይህም የበለጠ የተረጋጋ የመተላለፊያ ፍሰት እና ቀላል ጥገናን ያስከትላል።
- የፕሮቲን ማቆየት፡ቲኤፍኤፍ (TFF) የክምችት ፖላራይዜሽን - በሽፋኑ አቅራቢያ የሚገኙ የተጠበቁ ሞለኪውሎች ንብርብር - የተሻለ አስተዳደርን ይደግፋል - ይህም ቁጥጥር ካልተደረገበት የመለያየት ምርጫን ሊቀንስ እና ብክለትን ሊያሻሽል ይችላል። በቲኤፍኤፍ ውስጥ ያለው ተለዋዋጭ ፍሰት ይህንን ውጤት ይቀንሳል፣ ከፍተኛ የፕሮቲን ማቆየት እና የመለያየት ውጤታማነትን ለመጠበቅ ይረዳል።
- የፍሰት መረጋጋት፡ቲኤፍኤፍ ረዘም ላለ ጊዜ የሚቆይ የአሠራር ጊዜዎችን በተከታታይ ፍሰት እንዲኖር ያስችላል፣ ይህም ከፍተኛ ፕሮቲን ወይም ቅንጣት የበለፀጉ ምግቦችን በሚያካትቱ ሂደቶች ውስጥ ውጤታማነትን ይጨምራል። በተቃራኒው ደግሞ ዝቅተኛ-መጨረሻ ማጣሪያ በፍጥነት በቆሻሻ መጣያ፣ የውጤት ቅነሳ እና ተደጋጋሚ የጽዳት ጣልቃገብነቶችን ይፈልጋል።
እንደ ተለዋጭ የታንጀንሻል ፍሰት (ATF) ያሉ የላቁ የTFF ልዩነቶች፣ የታንጀንሻል ፍጥነትን በየጊዜው በመቀልበስ ወይም በመለዋወጥ፣ የማጣሪያ ዕድሜን በማራዘም እና የፕሮቲን ፍሰትን በማሻሻል የቆሻሻ መጣያ እና የኬክ ምስረታ የበለጠ ያበላሻሉ [የምርምር ማጠቃለያ ይመልከቱ]። በሁለቱም ክላሲክ እና የላቀ የTFF ቅንብሮች፣ እንደ TMP፣ የመስቀል ፍሰት ፍጥነት እና የጽዳት ድግግሞሽ ያሉ የአሠራር ቅንብሮች አፈጻጸምን ለማሻሻል እና ቆሻሻን ለመቀነስ ከተወሰነው የፕሮቲን ስርዓት፣ የሜምብሬን አይነት እና የዒላማ ክምችት ጋር መስተካከል አለባቸው።
ትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) በአልትራፊልትሬሽን
3.1. የትራንስሜምብራን ግፊት ምንድን ነው?
የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) በማጣሪያ ሽፋን ላይ ያለው የግፊት ልዩነት ሲሆን፣ መሟሟትን ከምግብ ጎን ወደ ዘልቆ የሚገባው ጎን ያንቀሳቅሳል። TMP በአልትራፊልትሬሽን ሂደት ውስጥ የመለያየት ሂደቱ ዋና ኃይል ሲሆን፣ መሟሟቱ ፕሮቲኖችን እና ሌሎች ማክሮሞለኪውሎችን ይዞ በሜምብሬኑ ውስጥ እንዲያልፍ ያስችለዋል።
የቲኤምፒ ፎርሙላ፡
- ቀላል ልዩነት፡ TMP = P_feed − P_permeate
- የምህንድስና ዘዴ፡ TMP = [(P_feed + P_retentate)/2] − P_permeate
እዚህ ላይ፣ P_feed የመግቢያ ግፊት ነው፣ P_retentate በተጠባባቂው ጎን ላይ ያለው የውጪ ግፊት ነው፣ እና P_permeate የተዘረጋው የጎን ግፊት ነው። የተጠባባቂው (ወይም የተከማቸ) ግፊትን ማካተት በሜምብሬን ወለል ላይ የበለጠ ትክክለኛ እሴት ይሰጣል፣ ይህም በፍሰት መቋቋም እና በቆሻሻ መጣያ ምክንያት የሚከሰቱ የግፊት ቅልመቶችን ግምት ውስጥ ያስገባል። - የምግብ ግፊት እና የፍሰት መጠን
- የማቆያ ግፊት (አስፈላጊ ከሆነ)
- የፐርሜት ግፊት (ብዙውን ጊዜ በከባቢ አየር ውስጥ)
- የሜምብራ መቋቋም
TMP እንደ ሽፋን አይነት፣ የስርዓት ዲዛይን እና የሂደት ሁኔታዎች ይለያያል።
ተለዋዋጭዎችን መቆጣጠር፦
3.2. TMP እና የአልትራፊልቴሽን ሂደት
ቲኤምፒ በአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት ውስጥ ማዕከላዊ ሚና ይጫወታል፣ የፕሮቲን መፍትሄዎችን በሜምብሬኑ ውስጥ ያንቀሳቅሳል። ግፊቱ ከሜምብሬሙ እና ከማንኛውም የተከማቸ ቁሳቁስ የሚመጣን ተቃውሞ ለመቋቋም በቂ መሆን አለበት ነገር ግን ብክለትን ያፋጥናል ብሎ በጣም ከፍተኛ መሆን የለበትም።
የመፍትሄው viscosity እና የፕሮቲን ክምችት ተጽእኖ
- የፕሮቲን መፍትሄዎች ቅልጥፍና;ከፍተኛ viscosity የፍሰት መቋቋምን ይጨምራል፣ ይህም ተመሳሳይ የመተላለፊያ ፍሰት እንዲኖር ከፍተኛ TMP ያስፈልገዋል። ለምሳሌ፣ ግሊሰሮልን ወደ መኖው ውስጥ ማከል ወይም በተከማቹ ፕሮቲኖች መጠቀም viscosityን ይጨምራል እናም ስለዚህ የአሠራር TMP ያስፈልጋል።
- የፕሮቲን ክምችት፡በአልትራፊልትሬሽን ክምችት ደረጃ ወቅት ትኩረቱ እየጨመረ ሲሄድ የመፍትሄው viscosity ይጨምራል፣ TMP ይጨምራል፣ እና የሜምብሬን ብክለት ወይም የማጎሪያ ፖላራይዜሽን አደጋ ይጨምራል።
- የዳርሲ ህግ፡TMP፣ የኢንተርሜትሪክ ፍሰት (J) እና viscosity (μ) በTMP = J × μ × R_m (የሜምብራን መቋቋም) በኩል የተያያዙ ናቸው። ለከፍተኛ viscosity ፕሮቲን መፍትሄዎች፣ ለቅልጥፍና አልትራፊልትሬሽን ጥንቃቄ የተሞላበት የTMP ማስተካከያ በጣም አስፈላጊ ነው።
ምሳሌዎች፡
- ጥቅጥቅ ያሉ ፀረ እንግዳ አካላት መፍትሄዎችን እጅግ በጣም ማጣራት እየጨመረ የመጣውን viscosity ለመከላከል ጥንቃቄ የተሞላበት የTMP አስተዳደርን ይጠይቃል።
- PEGylation ወይም ሌሎች የፕሮቲን ማሻሻያዎች ከሽፋኑ ጋር ያለውን መስተጋብር ይለውጣሉ፣ ይህም ለተፈለገው ፍሰት የሚያስፈልገውን TMP ይነካል።
3.3. TMPን መከታተል እና ማመቻቸት
በ ውስጥ TMP ን መጠበቅመደበኛ የትራንስሜምብሬም ግፊት ክልልለአልትራፊልትሬሽን ሽፋን አፈጻጸም እና ለምርት ጥራት ወሳኝ ነው። ከጊዜ በኋላ፣ የአልትራፊልትሬሽን እየገፋ ሲሄድ፣ የትኩረት ፖላራይዜሽን እና ፎሊንግ TMP እንዲጨምር ሊያደርግ ይችላል፣ አንዳንድ ጊዜ በፍጥነት።
የክትትል ልምዶች፡
- በእውነተኛ ጊዜ ክትትል፦TMP በመግቢያ፣ በመጠባበቂያ እና በመተላለፊያ በኩል ክትትል ይደረግበታልየግፊት አስተላላፊዎች.
- ራማን ስፔክትሮስኮፒ፡የፕሮቲን እና የተጨማሪ ንጥረ ነገሮችን ክምችት ወራሪ ያልሆነ ክትትል ለማድረግ የሚያገለግል ሲሆን፣ በአልትራፊልትሬሽን እና በዲያፊልትሬሽን ወቅት ተለዋዋጭ የቲኤምፒ ቁጥጥርን ያመቻቻል።
- የላቀ ቁጥጥር፦የተራዘሙ የካልማን ማጣሪያዎች (EKF) የዳሳሽ ውሂብን ማስኬድ ይችላሉ፣ ከመጠን በላይ ቆሻሻን ለማስወገድ TMPን በራስ-ሰር ያስተካክላል።
- የመጀመሪያውን TMP በመደበኛ ክልል ውስጥ ያቀናብሩ፦ፍሰቱን ለመቀነስ በጣም ዝቅተኛ አይደለም፣ ፈጣን ብክለትን ለማስወገድ በጣም ከፍተኛ አይደለም።
- viscosity ሲጨምር TMP ን ያስተካክሉ፦በአልትራፊልትሬሽን ክምችት ደረጃ ወቅት፣ አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ ብቻ TMPን ቀስ በቀስ ይጨምሩ።
- የምግብ ፍሰትን እና ፒኤችን ይቆጣጠሩ፦የምግብ ፍሰትን መጨመር ወይም የቲኤምፒ መጠን መቀነስ የማጎሪያ ፖላራይዜሽን እና የቆሻሻ መጣያዎችን ይቀንሳል።
- የሜምብራ ጽዳት እና መተካት;ከፍተኛ የቲኤምፒዎች (TMPs) በተደጋጋሚ ጽዳት እና የሜምብሬን ዕድሜ መቀነስ ጋር የተቆራኙ ናቸው።
ስልቶችን ማመቻቸት፡
ምሳሌዎች፡
- በፕሮቲን ማቀነባበሪያ መስመሮች ውስጥ የዝገት ብክለት መጨመር TMP እንዲጨምር እና ፍሰት እንዲቀንስ ያደርጋል፣ ይህም መደበኛውን አሠራር ወደነበረበት ለመመለስ የሜምብሬን ማጽዳት ወይም መተካት ይጠይቃል።
- የኢንዛይም ቅድመ-ህክምና (ለምሳሌ፣ የፔክቲንሴስ መጨመር) ከፍተኛ viscosity ባለው የሬፕሴድ ፕሮቲን አልትራፊልትሬሽን ወቅት የቲኤምፒ (TMP) መጠንን ሊቀንስ እና የሜምብሬን ዕድሜ ሊያራዝም ይችላል።
3.4. በTFF ስርዓቶች ውስጥ TMP
የታንጀንሻል (ትራንስቨርስ) የፍሰት ማጣሪያ (TFF) የሚሠራው የምግብ መፍትሄውን በቀጥታ በሽፋኑ በኩል ከማሰራጨት ይልቅ በሽፋኑ ላይ በማሰራጨት ሲሆን ይህም የTMP ተለዋዋጭነትን በእጅጉ ይነካል።
የቲኤምፒ ደንብ እና ሚዛን
- የቲኤፍኤፍ ትራንስሜምብራን ግፊት (ቲኤፍኤፍ ቲኤምፒ)፦ከመጠን በላይ TMPን ለማስወገድ እና የፐርሜት ፍሰትን ከፍ ለማድረግ የምግብ ፍሰት መጠንን እና የፓምፕ ግፊትን በመቆጣጠር የሚተዳደር ነው።
- መለኪያዎችን ማመቻቸት፡የምግብ ፍሰት መጨመር የፕሮቲን ክምችትን በአካባቢው ይቀንሳል፣ TMPን ያረጋጋል፣ እና የሜምብሬን ብክለትን ይቀንሳል።
- የኮምፒውተር ሞዴሊንግ፡የCFD ሞዴሎች ከፍተኛ የምርት መልሶ ማግኛ፣ ንፅህና እና ምርት ለማግኘት TFF TMPን ይተነብያሉ እና ያመቻቻሉ - በተለይም እንደ mRNA ወይም ከሴሎች ውጭ ያሉ ቬሲክል ማግለል ላሉ ሂደቶች በጣም አስፈላጊ ናቸው።
ምሳሌዎች፡
- በባዮፕሮሰሲንግ ውስጥ፣ ምርጥ የTFF TMP ከ70% በላይ mRNA መልሶ ማግኛን ያለምንም መበላሸት ያስገኛል፣ ይህም እጅግ በጣም የላቀ የከፍተኛ ሴንትሪፉጌሽን ዘዴዎችን ያሳያል።
- በሂሳብ ሞዴሎች እና በዳሳሽ ግብረመልስ ላይ የተመሰረተ ተለዋዋጭ የTMP ቁጥጥር፣ የሜምብሬን መተካት ድግግሞሽን ይቀንሳል እና የቆሻሻ ማስወገጃን በመጠቀም የሜምብሬን ዕድሜ ያሻሽላል።
ቁልፍ ነጥቦች፡
- የሂደቱን ቅልጥፍና፣ ፍሰት እና የሜምብሬን ጤና ለመጠበቅ የTMP ትራንስሜምብሬን ግፊት በTFF ውስጥ በንቃት መተዳደር አለበት።
- ስልታዊ የቲኤምፒ ማመቻቸት የአሠራር ወጪዎችን ይቀንሳል፣ ከፍተኛ ንፁህ የምርት መልሶ ማግኛን ይደግፋል፣ እና በፕሮቲን አልትራፊልትሬሽን እና ተዛማጅ ሂደቶች ውስጥ የሜምብሬን ዕድሜ ያራዝማል።
የብልሽት ዘዴዎች እና ከቪስኮሲቲ ጋር ያላቸው ግንኙነት
በፕሮቲን አልትራፊልትሬሽን ውስጥ ዋና ዋና የመጥፎ መንገዶች
የፕሮቲን አልትራፊልቴሽን በተለያዩ የቆሻሻ መጣያ መንገዶች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል-
የዝገት መበስበስ፡የዝገት ምርቶች -በተለይም የብረት ኦክሳይድ - በሜምብሬን ወለል ላይ ሲከማቹ ይከሰታል። እነዚህ ፍሰቱን ይቀንሳሉ እና በመደበኛ የኬሚካል ማጽጃ ወኪሎች ለማስወገድ አስቸጋሪ ናቸው። የዝገት ብክለት የሜምብሬን አፈፃፀም የማያቋርጥ መጥፋት ያስከትላል እና ከጊዜ ወደ ጊዜ የሜምብሬን መተካት ድግግሞሽን ይጨምራል። በተለይም በውሃ ማከሚያ እና በፕሮቲን አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውሉ የPVDF እና PES ሽፋኖች ላይ ያለው ተጽእኖ ከባድ ነው።
ኦርጋኒክ ብክለት;በዋናነት እንደ የበሬ ሴረም አልቡሚን (BSA) ባሉ ፕሮቲኖች የሚመነጩ ሲሆን እንደ ፖሊሶካካርዴስ (ለምሳሌ፣ ሶዲየም አልጂኔት) ያሉ ሌሎች ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ባሉበት ሊጠናከሩ ይችላሉ። እነዚህ ዘዴዎች በሜምበሪ ቀዳዳዎች ላይ መምጠጥ፣ ቀዳዳ መሰካት እና የኬክ ንብርብር መፈጠርን ያካትታሉ። በርካታ ኦርጋኒክ ክፍሎች ሲኖሩ የተቀላቀሉ-አረፋ ስርዓቶች ከአንድ-ፕሮቲን ምግቦች የበለጠ ከባድ ብክለት ሲያጋጥማቸው የተዋሃዱ-አረፋ ስርዓቶች ይከሰታሉ።
የማጎሪያ ፖላራይዜሽን፡የአልትራፊልትሬሽን እየገፋ ሲሄድ፣ የተከማቹ ፕሮቲኖች በሜምብሬኑ ወለል አቅራቢያ ይከማቻሉ፣ ይህም የአካባቢውን ክምችት እና viscosity ይጨምራል። ይህም የብክለት ዝንባሌን የሚያሻሽል እና ፍሰትን የሚቀንስ የፖላራይዜሽን ንብርብር ይፈጥራል። የአልትራፊልትሬሽን ክምችት ምዕራፍ እየገፋ ሲሄድ ሂደቱ ይፋጥናል፣ በቀጥታ በትራንስሜምብራን ግፊት እና በፍሰት ተለዋዋጭነት ተጽዕኖ ስር።
ኮሎይዳል እና የተደባለቀ አረፋ ሻጋታ;የኮሎይዳል ቁስ (ለምሳሌ ሲሊካ፣ ኢንኦርጋኒክ ማዕድናት) ከፕሮቲኖች ጋር ሊገናኙ ይችላሉ፣ ይህም የሜምብሬን ብክለትን የሚያባብሱ ውስብስብ የተዋሃዱ ንብርብሮችን ይፈጥራል። ለምሳሌ የኮሎይዳል ሲሊካ መኖር የፍሰት መጠንን በእጅጉ ይቀንሳል፣ በተለይም ከኦርጋኒክ ቁስ ጋር ሲጣመር ወይም ዝቅተኛ የፒኤች ሁኔታዎች ሲኖሩ።
የመፍትሄው ቬስኮሲቲ በቆሻሻ ልማት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ
የፕሮቲን መፍትሄዎች viscosity የቆሻሻ ኪኔቲክስን እና የሜምብሬን ኮምፓክትን በእጅጉ ይጎዳል፡
የተፋጠነ ብክለት;ከፍተኛ የፕሮቲን መፍትሄ viscosity የተከማቹ ሶሉቶች የኋላ ትራንስፖርትን የመቋቋም አቅም ይጨምራል፣ ይህም የኬክ ንብርብር በፍጥነት እንዲፈጠር ያመቻቻል። ይህ የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) ያጎላል፣ የሜምብሬን መጨመቅ እና ብክለትን ያፋጥናል።
የመፍትሄ ቅንብር ውጤቶች፡የፕሮቲን አይነት viscosityን ይለውጣል፤ ግሎቡላር ፕሮቲኖች (ለምሳሌ፣ BSA) እና የተራዘሙ ፕሮቲኖች ፍሰትን እና ፖላራይዜሽንን በተመለከተ በተለየ መንገድ ይሰራሉ። እንደ ፖሊሶካካርዴስ ወይም ግሊሰሮል ያሉ ውህዶችን መጨመር viscosityን በእጅጉ ይጨምራል፣ ይህም መበስበስን ያበረታታል። በከፍተኛ ክምችት ላይ ተጨማሪዎች እና የፕሮቲን ውህደት ሽፋኖች የሚዘጉበትን ፍጥነት የበለጠ ያጠናክራሉ፣ ይህም የፍሰት እና የሽፋን ዕድሜን በቀጥታ ይቀንሳል።
የአሠራር ውጤቶች፡ከፍተኛ viscosity በተሻጋሪ የፍሰት ማጣሪያ ሂደቶች ውስጥ የማጣሪያ ፍጥነትን ለማስቀጠል የTMP መጨመርን ይጠይቃል። ለረጅም ጊዜ ለከፍተኛ TMP መጋለጥ የማይቀለበስ ብክለትን ይጨምራል፣ ብዙውን ጊዜ በተደጋጋሚ የሽፋን ጽዳት ወይም ቀደም ብሎ የሽፋን መተካት ያስፈልገዋል።
የምግብ ባህሪያት ሚና
የምግብ ባህሪያት - የፕሮቲን ባህሪያት እና የውሃ ኬሚስትሪ - የቆሻሻውን ክብደት ይወስናሉ፡
የፕሮቲን መጠን እና ስርጭት፡ትላልቅ ወይም የተዋሃዱ ፕሮቲኖች የቀዳዳ ቀዳዳዎችን የመዘጋት እና የኬክ ክምችት የመፍጠር ዝንባሌ አላቸው፣ ይህም በአልትራ ፊልትሬሽን የፕሮቲን ክምችት ወቅት የቪስኮሌሽን እና የመጨመቅ ዝንባሌን ይጨምራል።
ፒኤች፡ከፍ ያለ የፒኤች መጠን ኤሌክትሮስታቲክ ሪፐልሽንን ይጨምራል፣ ይህም ፕሮቲኖች በሽፋኑ አቅራቢያ እንዳይከማቹ ይከላከላል፣ በዚህም ምክንያት ብክለትን ይቀንሳል። በአንጻሩ፣ አሲዳማ ሁኔታዎች መቃወምን ይቀንሳሉ፣ በተለይም ለኮሎይዳል ሲሊካ፣ የሜምብሬን ብክለትን ያባብሳሉ እና የፍሰት መጠንን ይቀንሳሉ።
የሙቀት መጠን፡ዝቅተኛ የሂደት ሙቀት በአጠቃላይ የኪነቲክ ኃይልን ይቀንሳል፣ ይህም የቆሻሻ መጠንን ሊያዘገይ ይችላል ነገር ግን የመፍትሄውን viscosity ይጨምራል። ከፍተኛ የሙቀት መጠኖች የቆሻሻ መጣያዎችን ያፋጥናሉ ነገር ግን የጽዳት ውጤታማነትን ሊያሳድጉ ይችላሉ።
ኮሎይዳል/ኢንኦርጋኒክ ቁስ፡የኮሎይዳል ሲሊካ ወይም ብረቶች መኖር በተለይም በአሲድማ ሁኔታዎች ውስጥ ብክለትን ያባብሳል። የሲሊካ ቅንጣቶች አጠቃላይ የመፍትሄ viscosityን ይጨምራሉ እና ቀዳዳዎችን በአካል ያደናቅፋሉ፣ ይህም የአልትራፊልትሬሽን ክምችትን ውጤታማ እንዳይሆን እና የአጠቃላይ የሽፋን ዕድሜ እና አፈፃፀምን ይቀንሳል።
የአዮኒክ ቅንብር፡የተወሰኑ የአዮኒክ ዝርያዎችን (Na⁺፣ Zn²⁺፣ K⁺) ማከል በፕሮቲኖች እና በሽፋኖች መካከል ያለውን የኤሌክትሮስታቲክ እና የውሃ ማጠንከሪያ ኃይል በመቀየር ብክለትን ሊቀንስ ይችላል። ሆኖም ግን፣ እንደ Ca²⁺ ያሉ አዮኖች ብዙውን ጊዜ የመዋሃድ ሁኔታን ያበረታታሉ እና የመበስበስ አቅምን ይጨምራሉ።
ምሳሌዎች፡
- በተሻጋሪ ፍሰት ማጣሪያ ወቅት፣ ከፍተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ባላቸው ፕሮቲኖች የበለፀገ ምግብ እና ከፍ ያለ viscosity በፍጥነት የፍሰት መቀነስ፣ የጽዳት እና የመተካት ሂደቶችን ያባብሳል።
- የመኖ ውሃ ኮሎይድ ሲሊካ ሲይዝ እና አሲዳማ ሲሆን፣ የሲሊካ ውህደት እና ክምችት እየተባባሰ ይሄዳል፣ ይህም የብክለት መጠንን በእጅጉ ይጨምራል እና የሜምብሬን አፈፃፀም ይቀንሳል።
ለማጠቃለል ያህል፣ በመፍትሔ viscosity፣ በቆሻሻ ዓይነቶች እና በምግብ ባህሪያት መካከል ያለውን መስተጋብር መረዳት የአልትራፊልትሬሽን ክምችትን ለማመቻቸት፣ የሜምብሬን ፎልዲንግ ለመቀነስ እና የሜምብሬን ዕድሜ ከፍ ለማድረግ አስፈላጊ ነው።
የማጎሪያ ፖላራይዜሽን እና አስተዳደሩ
የትኩረት ፖላራይዜሽን ምንድን ነው?
የማጎሪያ ፖላራይዜሽን ማለት እንደ ፕሮቲኖች ያሉ የተከማቸ መሟሟት ክምችት ማለት በአልትራፊልትሬሽን ወቅት በሜምብሬን/መፍትሄ በይነገጽ ላይ የተከማቸ መሟሟት ማለት ነው። በፕሮቲን መፍትሄዎች አውድ ውስጥ፣ ፈሳሽ ከፊል-ሊሰርፍ በሚችለው ሽፋን ላይ ሲፈስ፣ በሜምብሬን የተጣሉ ፕሮቲኖች ከላዩ አጠገብ ባለው ቀጭን የወሰን ንብርብር ውስጥ ይከማቻሉ። ይህ ክምችት ከፍተኛ የሆነ የክምችት ቅልመት ያስከትላል፡ በሜምብሬን ላይ ከፍተኛ የፕሮቲን ክምችት፣ በጅምላ መፍትሄው ውስጥ በጣም ዝቅተኛ። ክስተቱ ሊቀለበስ የሚችል እና በሃይድሮዳይናሚክ ኃይሎች የሚተዳደር ነው። ከሜምብሬን ብክለት በተቃራኒ ይቆማል፣ ይህም በሜምብሬን ውስጥ ወይም ላይ የበለጠ ቋሚ ክምችት ወይም መምጠጥን ያካትታል።
የማጎሪያ ፖላራይዜሽን ቬስኮሲቲ እና ፎዩሊንግን እንዴት እንደሚያባብሰው
በሜምብሬን ወለል ላይ፣ የፕሮቲኖች ቀጣይነት ያለው ክምችት የአካባቢውን የመሟሟት ክምችት የሚጨምር የድንበር ንብርብር ይፈጥራል። ይህ ሁለት ጉልህ ውጤቶች አሉት፡
የአካባቢ viscosity መጨመር;የፕሮቲን ክምችት በሽፋኑ አቅራቢያ እየጨመረ ሲሄድ፣ በዚህ ማይክሮ ክልል ውስጥ ያለው የፕሮቲን መፍትሄ viscosityም ይጨምራል። ከፍ ያለ viscosity የሟሟን ከሽፋኑ የሚያርቀውን የኋላ ትራንስፖርት ያደናቅፋል፣ ይህም የትኩረት ቅልመትን የበለጠ ያባብሰዋል እና የፍሰት መቋቋምን የሚጨምር የግብረመልስ ዑደት ይፈጥራል። ይህም የውስጠ-ገብ ፍሰት መቀነስ እና ለቀጣይ ማጣሪያ ከፍተኛ የኃይል ፍላጎት ያስከትላል።
የሜምብራን መበስበስን ማመቻቸት፡በሽፋኑ አቅራቢያ ያለው ከፍተኛ የፕሮቲን ክምችት የፕሮቲን ውህደት እድልን ይጨምራል፣ እና በአንዳንድ ስርዓቶች ውስጥ የጄል ንብርብር የመፍጠር እድልን ይጨምራል። ይህ ንብርብር የሜምብሬን ቀዳዳዎችን ይከለክላል እና የፍሰት መቋቋምን የበለጠ ያጠናክራል። እንደዚህ ያሉ ሁኔታዎች የማይቀለበስ ብክለት እንዲከሰት ለማድረግ የተበጁ ናቸው፣ የፕሮቲን ውህዶች እና ቆሻሻዎች በአካል ወይም በኬሚካላዊ መንገድ ከሜምብሬን ማትሪክስ ጋር ይያያዛሉ።
የሙከራ ምስል (ለምሳሌ፣ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ) በሜምብሬም ላይ የናኖሳይዝድ ፕሮቲን ክላስተሮች በፍጥነት መከማቸታቸውን ያረጋግጣል፣ ይህም የአሠራር ቅንብሮች በአግባቡ ካልተያዙ ወደ ከፍተኛ ክምችት ሊያድጉ ይችላሉ።
የትኩረት ፖላራይዜሽንን ለመቀነስ የሚረዱ ስልቶች
በአልትራፊልትሬሽን የፕሮቲን ክምችት ወይም በተሻጋሪ ፍሰት ማጣሪያ ውስጥ የማጎሪያ ፖላራይዜሽንን ማስተዳደር ሁለትዮሽ አቀራረብን ይፈልጋል፡ ሃይድሮዳይናሚክስን ማስተካከል እና የአሠራር መለኪያዎችን ማስተካከል።
የፍሰት ክሮስ-ፍሰት ቬሎሲቲ ማመቻቸት፡
የፍሰት መሻገሪያ ፍጥነትን ማሳደግ በሽፋኑ ላይ ያለውን የታንጀንሻል ፍሰት ይጨምራል፣ ይህም ሸርን ያበረታታል እና የማጎሪያ ወሰን ንብርብርን ያቃልላል። የበለጠ ኃይለኛ ሸር ከሽፋኑ ወለል ላይ የተከማቹ ፕሮቲኖችን ይጠርጋል፣ ይህም ፖላራይዜሽን እና የቆሻሻ አደጋን ይቀንሳል። ለምሳሌ፣ የማይንቀሳቀሱ ማደባለቅዎችን መጠቀም ወይም የጋዝ ማራገቢያ ማስገባት የሟሟውን ንብርብር ያደናቅፋል፣ በተለይም በትራንስቨር ፍሰት ማጣሪያ ሂደት ውስጥ የገባ ፍሰት እና ቅልጥፍናን ያሻሽላል።
የአሠራር መለኪያዎችን ማስተካከል፡
የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP):TMP በሜምብሬም ላይ ያለው የግፊት ልዩነት እና ለአልትራፊልትሬሽን የሚያንቀሳቅሰው ኃይል ነው። ሆኖም፣ ማጣሪያውን ለማፋጠን TMPን ከፍ ማድረግ የትኩረት ፖላራይዜሽንን በማጠናከር ወደ ኋላ ሊመለስ ይችላል። ከመደበኛው የትራንስሜምብራን ግፊት ክልል ጋር መጣጣም - ለፕሮቲን አልትራፊልትሬሽን ከተቀመጠው ገደብ ሳይበልጥ - ከመጠን በላይ የመሟሟት ክምችትን እና በአካባቢው viscosity ላይ ያለውን ተዛማጅ ጭማሪ ለመከላከል ይረዳል።
የመቁረጥ መጠን፦የመሸርሸር ፍጥነት፣ የመሻገሪያ ፍሰት ፍጥነት እና የቻናል ዲዛይን ተግባር፣ በሟሟት ትራንስፖርት ተለዋዋጭነት ውስጥ ማዕከላዊ ሚና ይጫወታል። ከፍተኛ የመሸርሸር መጠን የፖላራይዜሽን ንብርብር ቀጭን እና ተንቀሳቃሽ እንዲሆን ያደርጋል፣ ይህም በሽፋኑ አቅራቢያ ያለው የመሟሟት-የሟሟ ክልል በተደጋጋሚ እንዲታደስ ያስችላል። የመሸርሸር መጠን መጨመር ፕሮቲኖች የሚከማቹበትን ጊዜ ይቀንሳል እና በበይነገጹ ላይ የviscosity መጨመርን ይቀንሳል።
የምግብ ባህሪያት፡የሚመጣውን የፕሮቲን መፍትሄ ባህሪያት ማስተካከል - እንደ የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መቀነስ፣ የተዋሃደ ይዘት መቀነስ ወይም የፒኤች እና የአዮኒክ ጥንካሬን መቆጣጠር - የትኩረት ፖላራይዜሽን መጠን እና ተጽእኖ ለመቀነስ ይረዳል። የምግብ ቅድመ-ህክምና እና የቀመር ለውጦች የአልትራፊልትሬሽን ሽፋን አፈፃፀምን ሊያሻሽሉ እና የሽፋን ጽዳት ድግግሞሽን በመቀነስ የሽፋን ዕድሜን ሊያራዝሙ ይችላሉ።
የማመልከቻ ምሳሌ፡
ሞኖክሎናል ፀረ እንግዳ አካላትን ለማሰባሰብ የታንጀንሻል ፍሰት ማጣሪያ (TFF) የሚጠቀም ተክል በጥንቃቄ የተመቻቸ የመስቀል-ፍሰት ፍጥነትን ይጠቀማል እና TMP በጥብቅ መስኮት ውስጥ ይጠብቃል። ይህን በማድረግ ኦፕሬተሮች የክምችት ፖላራይዜሽን እና የሜምብሬን ብክለትን ይቀንሳሉ፣ የሜምብሬን መተኪያ ድግግሞሽ እና የጽዳት ዑደቶችን ይቀንሳሉ - በቀጥታ የአሠራር ወጪዎችን ይቀንሳል እና የምርት ምርትን ያሻሽላል።
የእነዚህ ተለዋዋጮች ተገቢ ማስተካከያ እና ክትትል - የእውነተኛ ጊዜ የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መለኪያን ጨምሮ - የአልትራፊልትሬሽን ክምችት አፈፃፀምን ለማመቻቸት እና በፕሮቲን ማቀነባበሪያ ውስጥ ካለው የትኩረት ፖላራይዜሽን ጋር የተያያዙ አሉታዊ ተፅእኖዎችን ለመቀነስ መሰረታዊ ናቸው።
ለከፍተኛ-ሙቀት-አማቂ የፕሮቲን መፍትሄዎች አልትራፊልትሬሽንን ማመቻቸት
6.1. ምርጥ የአሠራር ልምዶች
ከፍተኛ viscosity የፕሮቲን መፍትሄዎችን በመጠቀም ከፍተኛ የአልትራፊልትሬሽን አፈፃፀምን መጠበቅ በትራንስሜምብራን ግፊት (TMP)፣ በፕሮቲን ክምችት እና በመፍትሔ viscosity መካከል ስስ የሆነ ሚዛን ይፈልጋል። TMP - በሽፋኑ ላይ ባለው የግፊት ልዩነት - በቀጥታ የአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት መጠን እና የሜምብሬን ብክለት መጠን ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። እንደ ሞኖክሎናል ፀረ እንግዳ አካላት ወይም ከፍተኛ ክምችት ያላቸው የሴረም ፕሮቲኖች ያሉ የ viscous መፍትሄዎችን ሲያስኬዱ፣ በTMP ውስጥ ከመጠን በላይ መጨመር መጀመሪያ ላይ ፍሰትን ሊጨምር ይችላል፣ ነገር ግን በሜምብሬን ወለል ላይ ብክለትን እና የፕሮቲን ክምችትን በፍጥነት ያፋጥናል። ይህ ወደተበላሸ እና ያልተረጋጋ የማጣሪያ ሂደት ይመራል፣ ይህም በከፍተኛ TMP እና ከ200 mg/mL በላይ የፕሮቲን ክምችት በሚፈጥሩ ጥቅጥቅ ያሉ የፕሮቲን ንብርብሮች እና የፕሮቲን ክምችት በሚያሳዩ የምስል ጥናቶች የተረጋገጠ ነው።
በጣም ጥሩው አካሄድ ስርዓቱን ወሳኝ የሆነውን TMP አቅራቢያ ማስኬድን ያካትታል፣ ነገር ግን አላለፈም። በዚህ ጊዜ ምርታማነት ከፍተኛ ነው ነገር ግን የማይቀለበስ የቆሻሻ አደጋ አነስተኛ ነው። በጣም ከፍተኛ viscosities ሲኖር፣ የቅርብ ጊዜ ግኝቶች የ TMP መጠንን መቀነስ እና በተመሳሳይ ጊዜ የምግብ ፍሰትን መጨመር (ትራንስቨርስ ፍሰቱ ማጣሪያ) ይጠቁማሉ፣ ይህም የትኩረት ፖላራይዜሽን እና የፕሮቲን ክምችትን ለመቀነስ ይረዳል። ለምሳሌ፣ በ Fc-fusion ፕሮቲን ክምችት ላይ የተደረጉ ጥናቶች ዝቅተኛ የ TMP ቅንብሮች የምርት ብክነትን በመቀነስ የተረጋጋ ፍሰት እንዲኖር ይረዳሉ።
በአልትራፊልትሬሽን ወቅት የፕሮቲን ክምችት ቀስ በቀስ እና በዘዴ መጨመር ወሳኝ ነው። ድንገተኛ የማጎሪያ እርምጃዎች መፍትሄውን በፍጥነት ወደ ከፍተኛ viscosity ስርዓት ሊያስገድዱት ይችላሉ፣ ይህም የመዋሃድ አደጋዎችን እና የቆሻሻ መጣያ ክብደትን ይጨምራል። በምትኩ፣ የፕሮቲን ደረጃዎችን ቀስ በቀስ ማሳደግ እንደ TMP፣ የመስቀል-ፍሰት ፍጥነት እና pH ያሉ የሂደት መለኪያዎች በትይዩ እንዲስተካከሉ ያስችላል፣ ይህም የስርዓት መረጋጋትን ለመጠበቅ ይረዳል። የኢንዛይም አልትራፊልትሬሽን የጉዳይ ጥናቶች በእነዚህ ደረጃዎች ዝቅተኛ የአሠራር ግፊቶችን ማቆየት ቁጥጥር የሚደረግበት የትኩረት መጨመርን ያረጋግጣል፣ የምርት ታማኝነትን በመጠበቅ የፍሰት መቀነስን ይቀንሳል።
6.2. የሜምብራ መተኪያ ድግግሞሽ እና ጥገና
በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ የሜምብሬን መተካት ድግግሞሽ ከቆሻሻ እና ከሚቀንስ ፍሰት አመልካቾች ጋር በጥብቅ የተቆራኘ ነው። እንደ የህይወት መጨረሻ አመላካች አንጻራዊ የፍሰት መቀነስ ላይ ብቻ ከመተማመን ይልቅ፣ የተከማቸ ቁሳቁስ የሚጫነውን የመቋቋም አቅም የሚወክል የተወሰነውን የብክለት መቋቋምን መከታተል - በተለይም በተደባለቀ ፕሮቲን ወይም ፕሮቲን-ፖሊሶካካርዴይድ ምግቦች ውስጥ ብክነት በፍጥነት እና በከባድ ሁኔታ ሊከሰት በሚችልባቸው ቦታዎች የበለጠ አስተማማኝ ሆኖ ተገኝቷል።
ተጨማሪ የቆሻሻ ጠቋሚዎችን መከታተልም ወሳኝ ነው። የገጽታ ክምችት፣ ያልተመጣጠነ የመተላለፊያ ፍሰት ወይም በTMP ውስጥ የማያቋርጥ ጭማሪ (ምንም እንኳን ጽዳት ቢኖርም) ሁሉም የሜምብሬን ውድቀት ከመከሰቱ በፊት የላቁ የቆሻሻ ማስወገጃ ምልክቶች ናቸው። የተሻሻለውን የቆሻሻ ማውጫ (MFI-UF) መከታተል እና ከሜምብሬን አፈጻጸም ጋር ማዛመድ ያሉ ቴክኒኮች ምላሽ ሰጪ ለውጦችን ከመቀነስ ይልቅ የመተኪያ ጊዜን አስቀድሞ ማስያዝ ያስችላሉ፣ በዚህም የእረፍት ጊዜን ይቀንሳል እና የጥገና ወጪዎችን ይቆጣጠራል።
የሜምብራን ታማኝነት የሚጎዳው በኦርጋኒክ የቆሻሻ ክምችት ብቻ ሳይሆን በዝገትም ጭምር ነው፣ በተለይም በከፍተኛ ፒኤች ወይም ከፍተኛ የጨው ክምችት ባላቸው ሂደቶች። የዝገት እና የቆሻሻ ክምችትን ለመቆጣጠር መደበኛ ምርመራዎች እና የኬሚካል ማጽጃ ሂደቶች መካሄድ አለባቸው። ከዝገት ጋር የተያያዘ ብክለት ሲከሰት፣ የሜምብራን የጽዳት ድግግሞሽ እና የመተኪያ ክፍተቶች ዘላቂ የሜምብራን ዕድሜ እና ወጥ የሆነ የአልትራፊልትሬሽን ሽፋን አፈፃፀምን ለማረጋገጥ መስተካከል አለባቸው። የእነዚህን ችግሮች ተጽእኖ ለመቀነስ እና ውጤታማ ስራን ለማራዘም ጥልቅ እና የታቀደ ጥገና አስፈላጊ ነው።
6.3. የሂደት ቁጥጥር እና የውስጥ viscosity መለኪያ
የፕሮቲን መፍትሄው ትክክለኛ፣ በእውነተኛ ጊዜ የሚለካው የviscosity መለኪያ በአልትራፊልቴሽን ሂደት ውስጥ ለሂደት ቁጥጥር አስፈላጊ ነው፣ በተለይም ክምችት እና viscosities እየጨመሩ ሲሄዱ። የውስጥ viscosity መለኪያ ስርዓቶች ቀጣይነት ያለው ክትትል ይሰጣሉ፣ ፈጣን ግብረመልስ ይሰጣሉ እና በስርዓት መለኪያዎች ላይ ተለዋዋጭ ማስተካከያዎችን ያስችላሉ።
አዳዲስ ቴክኖሎጂዎች የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መለኪያ ገጽታን ቀይረዋል፡
የራማን ስፔክትሮስኮፒ ከካልማን ማጣሪያ ጋር፦ በተራዘሙ የካልማን ማጣሪያዎች የተደገፈ የእውነተኛ ጊዜ የራማን ትንተና፣ የፕሮቲን ክምችት እና የቋት ቅንብርን ጠንካራ ክትትል ያስችላል። ይህ አካሄድ ስሜታዊነትን እና ትክክለኛነትን ይጨምራል፣ ለአልትራፊልትሬሽን ክምችት እና ለዲያፊልትሬሽን የሂደት አውቶሜሽንን ይደግፋል።
አውቶሜትድ ኪኔማቲክ ካፒላሪ ቪስኮሜትሪየኮምፒውተር እይታን በመጠቀም፣ ይህ ቴክኖሎጂ የመፍትሄውን viscosity በራስ-ሰር ይለካል፣ በእጅ የሚሰሩ ስህተቶችን ያሸንፋል እና በተለያዩ የሂደት ዥረቶች ላይ ተደጋጋሚ፣ ባለብዙ-ተለዋዋጭ ክትትል ያቀርባል። ለሁለቱም መደበኛ እና ውስብስብ የፕሮቲን ቀመሮች ተረጋግጧል እና በአልትራፊልትሬሽን ክምችት ደረጃ ላይ ጣልቃ ገብነትን ይቀንሳል።
የማይክሮፍሉይድ የሩዮሎጂ መሳሪያዎችማይክሮፍሉይዲክ ሲስተሞች ዝርዝር፣ ቀጣይነት ያለው የሪዮሎጂካል መገለጫዎችን ያቀርባሉ፣ ለኒውቶኒያን ላልሆኑ፣ ከፍተኛ viscosity ፕሮቲን መፍትሄዎች እንኳን። እነዚህ በተለይ በፋርማሲዩቲካል ማምረቻ፣ የሂደት ትንተና ቴክኖሎጂ (PAT) ስልቶችን በመደገፍ እና ከግብረመልስ ዑደቶች ጋር በማዋሃድ ረገድ ጠቃሚ ናቸው።
እነዚህን መሳሪያዎች በመጠቀም የሂደት ቁጥጥር የቲኤምፒ፣ የመመገቢያ ፍጥነት ወይም የፍሰት ፍሰት ፍጥነት በእውነተኛ ጊዜ ማስተካከያ ለማድረግ የግብረመልስ ዑደቶችን ተግባራዊ ማድረግ ያስችላል። ለምሳሌ፣ የውስጥ ዳሰሳ ድንገተኛ የፍሰት መጨመር ካገኘ (በማጎሪያ መጨመር ወይም በማሰባሰብ ምክንያት)፣ TMP በራስ-ሰር ሊቀንስ ወይም የፍሰት ፍሰት ፍጥነት ሊጨምር ይችላል፣ ይህም በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ የፍሰት ፖላራይዜሽን ጅምርን ለመገደብ ነው። ይህ አካሄድ የሜምብሬን ዕድሜ ከማራዘም ባለፈ የፕሮቲን መፍትሄዎችን ፍልሰት በተለዋዋጭነት የሚነኩ ምክንያቶችን በማስተዳደር ወጥ የሆነ የምርት ጥራትን ይደግፋል።
በጣም ተገቢ የሆነውን የviscosity ክትትል ቴክኖሎጂ መምረጥ የሚወሰነው በሚጠበቀው የviscosity ክልል፣ የፕሮቲን ፎርሙላ ውስብስብነት፣ የውህደት ፍላጎቶች እና ወጪን ጨምሮ በአልትራፊልትሬሽን አተገባበር ልዩ መስፈርቶች ላይ ነው። እነዚህ በእውነተኛ ጊዜ ክትትል እና በተለዋዋጭ የሂደት ቁጥጥር ውስጥ ያሉ እድገቶች ለከፍተኛ viscosity ፕሮቲን መፍትሄዎች የአልትራፊልትሬሽንን የማመቻቸት ችሎታን በእጅጉ አሻሽለዋል፣ ይህም የአሠራር መረጋጋትን እና ከፍተኛ የምርት ምርትን ያረጋግጣል።
በፕሮቲን አልትራፊልቴሽን ውስጥ ያሉ መላ መፈለግ እና የተለመዱ ችግሮች
7.1. ምልክቶች፣ መንስኤዎች እና መፍትሄዎች
የትራንስሜምብራ ግፊት መጨመር
በአልትራፊልትሬሽን ወቅት የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) መጨመር በሽፋኑ ላይ የመቋቋም አቅም መጨመርን ያሳያል። የትራንስሜምብራን ግፊት በአልትራፊልትሬሽን ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ቀጥተኛ ነው፡ መደበኛው የትራንስሜምብራን ግፊት ክልል በተለምዶ በሂደቱ ላይ የተመሰረተ ነው፣ ነገር ግን ቀጣይነት ያለው ጭማሪዎች የምርመራው ውጤት ናቸው። ሁለት የተለመዱ ምክንያቶች ተለይተው ይታወቃሉ፡
- የፕሮቲን መፍትሄ ከፍተኛ viscosity;የፕሮቲን መፍትሄዎች viscosity እየጨመረ ሲሄድ -በተለምዶ ከፍተኛ የአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት - ለፍሰት የሚያስፈልገው ግፊት ይጨምራል። ይህ መፍትሄዎቹ በጣም ዝልግልግ በሚሆኑባቸው የመጨረሻ ክምችት እና ዳይፊልትሬሽን ደረጃዎች ላይ ይገለጻል።
- የሜምብራ ብክለት፡እንደ ፕሮቲን ውህዶች ወይም የፖሊሶካካርዴይድ-ፕሮቲን ውህዶች ያሉ ፈንገሶች የሜምብሬን ቀዳዳዎችን ሊጣበቁ ወይም ሊዘጉ ይችላሉ፣ ይህም ፈጣን የTMP ጭማሪ ያስከትላል።
መፍትሄዎች፡
- TMPን ይቀንሱ እና የምግብ ፍሰትን ይጨምሩ፦ የምግብ ፍጥነትን በመጨመር TMPን መቀነስ የትኩረት ፖላራይዜሽን እና የጄል ንብርብር መፈጠርን ይቀንሳል፣ ይህም የተረጋጋ ፍሰትን ያበረታታል።
- መደበኛ የሽፋን ጽዳት፦ የተጠራቀሙ ቆሻሻዎችን ለማስወገድ ተስማሚ የሆነ የሜምብሬን ማጽጃ ድግግሞሽ ያዘጋጁ። ከጽዳት በኋላ በፕሮቲን መፍትሄ የቪስኮስ መለኪያ አማካኝነት ውጤታማነቱን ይቆጣጠሩ።
- የእርጅና ሽፋኖችን ይተኩ: ጽዳት በቂ ካልሆነ ወይም የሽፋን ዕድሜ ላይ ከደረሰ የሽፋን መተካት ድግግሞሽ መጨመር አስፈላጊ ሊሆን ይችላል።
የመቀነስ ፍሰት መጠን፡ የምርመራ ዛፍ
በአልትራፊልትሬሽን ክምችት ደረጃ ላይ የማያቋርጥ የፍሰት መቀነስ የምርታማነት ስጋቶችን ያሳያል። ይህንን የምርመራ ዘዴ ይከተሉ፡
- TMP እና viscosityን ይከታተሉ፡ሁለቱም ከጨመሩ፣ የቆሻሻ ወይም የጄል ንብርብር መኖርን ያረጋግጡ።
- የምግብ ስብጥርን እና ፒኤችን ይመርምሩ፡እዚህ ያሉት ለውጦች የፕሮቲን መፍትሄዎችን viscosity ሊቀይሩ እና ብክለትን ሊያበረታቱ ይችላሉ።
- የሽፋን አፈፃፀምን መገምገም;የጽዳት ምልክቶች ቢኖሩም የመተላለፊያ ፍሰት መቀነስ የሽፋን ጉዳት ወይም የማይቀለበስ ብክለት ሊያስከትል ይችላል።
መፍትሄዎች፡
- በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ የቆሻሻ እና የማጎሪያ ፖላራይዜሽንን ለመቀነስ በመኖ ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን፣ የፒኤች እና የአዮኒክ ጥንካሬን ያሻሽሉ።
- የጄል ንብርብሮችን ለማበላሸት እና ፍሰትን ወደነበረበት ለመመለስ የገጽታ-የተሻሻሉ ወይም የሚሽከረከሩ የሜምብሬም ሞጁሎችን ይጠቀሙ።
- ፍሰትን የሚነኩ ለውጦችን ለመገመት የፕሮቲን መፍትሄ የቪስኮስሲቲ መለኪያን አዘውትሮ ያካሂዱ።
ፈጣን የቆሻሻ ወይም የጄል ንብርብር ምስረታ
ፈጣን የጄል ንብርብር መፈጠር የሚከሰተው በሜምብሬን ወለል ላይ ከመጠን በላይ ክምችት ባለው ፖላራይዜሽን ነው። የትራንስቨርስ ፍሰት ማጣሪያ (TFF) የትራንስሜምብሬን ግፊት በተለይ በከፍተኛ viscosity ወይም ከፍተኛ ፕሮቲን ባለው የምግብ ሁኔታ ውስጥ ተጋላጭ ነው።
የመቀነስ ስልቶች፡
- የፕሮቲን ትስስርንና ትስስርን ለመቀነስ ሃይድሮፊሊክ፣ አሉታዊ ኃይል ያላቸው የሜምብሬን ወለሎችን (ለምሳሌ፣ ፖሊቪኒሊዲን ፍሎራይድ [PVDF] ሽፋኖች) ይተግብሩ።
- ከመጠን በላይ ማጣሪያ ከመደረጉ በፊት ከፍተኛ ብክለት ያላቸውን ንጥረ ነገሮች ለማስወገድ የደም መርጋት ወይም የኤሌክትሮኮጋጎላይዜሽን በመጠቀም ምግብን አስቀድመው ያክሙ።
- የኬክ ንብርብር ውፍረትን ለመቀነስ እና የጄል ንብርብር መፈጠርን ለማዘግየት እንደ የሚሽከረከሩ ሞጁሎች ያሉ ሜካኒካል መሳሪያዎችን በትራንስፎርም ፍሰት ማጣሪያ ሂደት ውስጥ ያዋህዱ።
7.2. ከምግብ ተለዋዋጭነት ጋር ማስተካከል
የፕሮቲን አልትራፊልትሬሽን ሲስተሞች በምግብ ፕሮቲን ባህሪያት ወይም ስብጥር ውስጥ ካለው ተለዋዋጭነት ጋር መላመድ አለባቸው። የፕሮቲን መፍትሄዎችን viscosity የሚነኩ ምክንያቶች - እንደ የመጠባበቂያ ስብጥር፣ የፕሮቲን ክምችት እና የመዋሃድ ዝንባሌ - የስርዓት ባህሪን ሊለውጡ ይችላሉ።
የምላሽ ስልቶች
- የእውነተኛ ጊዜ viscosity እና የቅንብር ክትትል;የምግብ ለውጦችን በፍጥነት ለመለየት፣ ከቆዩ የአልትራቫዮሌት ወይም የአይአር ዘዴዎች በተሻለ ሁኔታ ለማከናወን የመስመር ውስጥ ትንታኔ ዳሳሾችን (ራማን ስፔክትሮስኮፒ + ካልማን ማጣሪያ) ያሰማሩ።
- ተለዋዋጭ የሂደት ቁጥጥር;የመለኪያ ቅንብሮችን ያስተካክሉ (የፍሰት መጠን(TMP፣ የሜምብሬን ምርጫ) ለተለዩ ለውጦች ምላሽ ለመስጠት። ለምሳሌ፣ የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መጨመር ዝቅተኛ TMP እና ከፍተኛ የመቁረጥ መጠን ሊፈልግ ይችላል።
- የሜምብራ ምርጫ፡ለአሁኑ የምግብ ባህሪያት የተመቻቸ የቀዳዳ መጠን እና የገጽታ ኬሚስትሪ ያላቸውን ሽፋኖች ይጠቀሙ፣ የፕሮቲን ማቆየት እና ፍሰትን ሚዛን ያድርጉ።
- ቅድመ-ህክምና የሚደረግበት አመጋገብ;በምግብ ውስጥ ድንገተኛ ለውጦች ብክለትን የሚያባብሱ ከሆነ፣ ከአልትራፊልትሬሽን በፊት የደም መርጋት ወይም የማጣሪያ ደረጃዎችን ያስገቡ።
ምሳሌዎች፡
- በባዮፕሮሰሲንግ ውስጥ፣ የቋት ማብሪያ / ማጥፊያዎች ወይም በፀረ-ሰውነት ውህዶች ላይ የሚደረጉ ለውጦች በመቆጣጠሪያ ስርዓቱ በኩል TMP እና የፍሰት ማስተካከያዎችን ማስነሳት አለባቸው።
- በክሮማቶግራፊ-ተያያዥ የአልትራፊልትሬሽን፣ ተለዋዋጭ የማደባለቅ-ኢንቲጀር ማመቻቸት ስልተ ቀመሮች ተለዋዋጭነትን ሊቀንስ እና የአልትራፊልትሬሽን ሽፋን አፈፃፀምን በመጠበቅ የአሠራር ወጪዎችን ሊቀንሱ ይችላሉ።
የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መለኪያን መደበኛ ክትትል እና ከሂደት ሁኔታዎች ጋር ወዲያውኑ ማስተካከያ የአልትራፊልትሬሽን ክምችትን ለማመቻቸት፣ የመተላለፊያ ውጤትን ለመጠበቅ እና የሜምብሬን ፎልዲንግ እና የማጎሪያ ፖላራይዜሽን ለመቀነስ ይረዳሉ።
በተደጋጋሚ የሚጠየቁ ጥያቄዎች
8.1. የፕሮቲን መፍትሄዎችን አልትራፊሌሬሽን ውስጥ ለትራንስሜምብራን ግፊት መደበኛው ክልል ምንድነው?
በአልትራፊልትሬሽን ፕሮቲን ክምችት ስርዓቶች ውስጥ ያለው መደበኛ የትራንስሜምብራን ግፊት (TMP) ክልል በሜምብሬን አይነት፣ በሞጁል ዲዛይን እና በመኖ ባህሪያት ላይ የተመሰረተ ነው። ለአብዛኛዎቹ የፕሮቲን አልትራፊልትሬሽን ሂደቶች፣ TMP በተለምዶ ከ1 እስከ 3 ባር (15-45 psi) መካከል ይጠበቃል። ከ0.2 MPa (ወደ 29 psi) በላይ የሆኑ የ TMP እሴቶች የሜምብሬን ጉዳት፣ ፈጣን ብክለት እና የአጭር ሽፋን ዕድሜ አደጋ ላይ ሊጥሉ ይችላሉ። በባዮሜዲካል እና ባዮፕሮሰሲንግ አፕሊኬሽኖች፣ የሚመከር TMP በአጠቃላይ የሜምብሬን መሰበርን ለማስወገድ ከ0.8 ባር (~12 psi) መብለጥ የለበትም። እንደ ተሻጋሪ ፍሰት ማጣሪያ ላሉ ሂደቶች፣ በዚህ የ TMP ክልል ውስጥ መቆየት ምርትን እና የፕሮቲን ታማኝነትን ይጠብቃል።
8.2. የፕሮቲን መፍትሄዎች viscosity የአልትራፊልትሬሽን አፈፃፀምን እንዴት ይነካዋል?
የፕሮቲን መፍትሄው viscosity በቀጥታ የአልትራፊልትሬሽን ክምችት አፈፃፀምን ይነካል። ከፍተኛ viscosity የፍሰት መቋቋምን ይጨምራል እና TMPን ከፍ ያደርገዋል፣ ይህም የመተላለፊያ ፍሰትን እና ፈጣን የሜምብሬን ብክለትን ያስከትላል። ይህ ተጽእኖ በከፍተኛ ክምችት ላይ ባሉ ሞኖክሎናል ፀረ እንግዳ አካላት ወይም የኤፍሲ-ፉዥን ፕሮቲኖች ይገለጻል፣ በዚህ ምክንያት viscosity በፕሮቲን-ፕሮቲን መስተጋብር እና በቻርጅ ውጤቶች ምክንያት ይጨምራል። viscosityን ከአስፈፃሚ አካላት ወይም ከኢንዛይም ሕክምናዎች ጋር ማስተዳደር እና ማመቻቸት ፍሰቱን ያሻሽላል፣ ብልሽትን ይቀንሳል እና በአልትራፊልትሬሽን ክምችት ደረጃ ላይ ከፍተኛ ሊደረስባቸው የሚችሉ ክምችቶችን ያስችላል። የፕሮቲን መፍትሄ viscosity መለኪያን መከታተል ውጤታማ ሂደትን ለመጠበቅ ወሳኝ ነው።
8.3. የትኩረት ፖላራይዜሽን ምንድን ነው እና በTFF ውስጥ ለምን አስፈላጊ ነው?
በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ ያለው የማጎሪያ ፖላራይዜሽን በሜምብሬን ወለል ላይ የፕሮቲን ክምችት ሲሆን ይህም በጅምላ መፍትሄው እና በሜምብሬን በይነገጽ መካከል ቅልመት ያስከትላል። በተሻጋሪ ፍሰት ማጣሪያ ውስጥ፣ ይህ ወደ አካባቢያዊ viscosity መጨመር እና ሊቀለበስ የሚችል የፍሰት መቀነስ ያስከትላል። ቁጥጥር ካልተደረገበት፣ የሜምብሬን ብክለትን ሊያበረታታ እና የስርዓት ቅልጥፍናን ሊቀንስ ይችላል። በአልትራፊልትሬሽን ውስጥ ያለው የማጎሪያ ፖላራይዜሽን መፍታት ቀጭን የፖላራይዜሽን ንብርብር ለመጠበቅ የመስቀል-ፍሰት መጠኖችን፣ TMP እና የሜምብሬን ምርጫን ማመቻቸትን ያካትታል። ትክክለኛ ቁጥጥር የመተላለፊያ ፍጥነትን ከፍ ያደርገዋል እና የብክለት አደጋን ዝቅተኛ ያደርገዋል።
8.4. የአልትራፊልትሬሽን ሽፋኑን መቼ መተካት እንዳለብኝ እንዴት እወስናለሁ?
ከፍተኛ የሆነ የመተላለፊያ መጠን መቀነስ (ፍሰት)፣ መደበኛ ጽዳት ሊፈታው የማይችለው የTMP ቀጣይነት ያለው ጭማሪ ወይም ከጽዳት በኋላ የሚቀር የሚታይ ብክለት ሲያዩ የአልትራፊልትሬሽን ሜምብሩን ይተኩ። ተጨማሪ አመልካቾች የመምረጥ ችሎታ ማጣት (እንደሚጠበቀው የታለሙ ፕሮቲኖችን አለመቀበል) እና የአፈጻጸም ዝርዝሮችን መድረስ አለመቻልን ያካትታሉ። የሜምብሬን መተካት ድግግሞሽን በመደበኛ ፍሰት እና በምርጫ ሙከራ መከታተል በፕሮቲን መፍትሄ የአልትራፊልትሬሽን ክምችት ሂደቶች ውስጥ የሜምብሬን ዕድሜ ከፍ ለማድረግ መሠረት ነው።
8.5. በቲኤፍኤፍ ውስጥ የፕሮቲን ብክለትን ለመቀነስ ምን አይነት የአሠራር መለኪያዎችን ማስተካከል እችላለሁ?
በተሻጋሪ ፍሰት ማጣሪያ ውስጥ የፕሮቲን ብክለትን ለመቀነስ ቁልፍ የአሠራር መለኪያዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ:
- የአካባቢውን የፕሮቲን ክምችት ለመቀነስ እና የማጎሪያ ፖላራይዜሽንን ለመቆጣጠር በቂ የሆነ የመሻገሪያ ፍሰት ፍጥነት ይኑርዎት።
- ከመጠን በላይ የምርት መፍሰስ እና የሽፋን ጉዳትን ለመከላከል በሚመከረው የTMP ክልል ውስጥ፣ በተለምዶ ከ3-5 psi (0.2-0.35 ባር) ውስጥ ይስሩ።
- የማይቀለበስ ብክለትን ለመገደብ መደበኛ የሜምብሬን ማጽጃ ፕሮቶኮሎችን ይተግብሩ።
- የመኖውን viscosity ለመቆጣጠር ክትትል ያድርጉ እና አስፈላጊ ከሆነም የምግብ መፍትሄውን ቅድመ-ህክምና ያድርጉ (ለምሳሌ፣ እንደ ፔክቲንሴዝ ያሉ ኢንዛይማቲክ ሕክምናዎችን ይጠቀሙ)።
- ለዒላማ የፕሮቲን መጠን እና ለሂደት ግቦች ተስማሚ የሆኑ የሜምብሬን ቁሳቁሶችን እና የቀዳዳ መጠኖችን (MWCO) ይምረጡ።
የሃይድሮሳይክሎን ቅድመ ማጣሪያ ወይም የኢንዛይም ቅድመ ሕክምናን ማዋሃድ የስርዓት አፈፃፀምን በተለይም ለከፍተኛ viscosity ምግቦች ሊያሻሽል ይችላል። የሜምብሬን ብክለትን ለመቀነስ እና የአልትራፊልትሬሽን የትኩረት ደረጃን ለማሻሻል የምግብ ስብስቡን በቅርበት ይከታተሉ እና ቅንብሮችን በተለዋዋጭነት ያስተካክሉ።
የፖስታ ሰዓት፡ ህዳር-03-2025
