बायोफार्मास्युटिकल मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता प्रक्रियांना अनुकूल करण्यासाठी प्रथिने द्रावणांची चिकटपणा नियंत्रित करणे अत्यंत महत्वाचे आहे. प्रथिने द्रावणांमध्ये वाढलेली चिकटपणा - विशेषतः उच्च प्रथिने सांद्रतेवर - पडद्याची कार्यक्षमता, प्रक्रिया कार्यक्षमता आणि अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रोटीन एकाग्रता अनुप्रयोगांमध्ये अर्थशास्त्रावर थेट परिणाम करते. अँटी-बॉडी क्लस्टरिंग आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवादामुळे प्रथिने सामग्रीसह द्रावणाची चिकटपणा वाढते, ज्यामुळे अल्ट्राफिल्ट्रेशन पडद्यावरील प्रवाहाचा प्रतिकार आणि दाब कमी होतो. यामुळे कमी पारगम्य प्रवाह आणि जास्त कार्य वेळ येतो, विशेषतः ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन (TFF) प्रक्रियांमध्ये.
अल्ट्राफिल्ट्रेशनमागील प्रेरक शक्ती, ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) हा स्निग्धतेशी जवळून जोडलेला आहे. सामान्य ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर रेंजच्या बाहेर काम केल्याने झिल्लीचे दूषितीकरण वाढते आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण वाढते - पडद्याजवळ प्रथिनांचे संचय जे सतत स्थानिक स्निग्धता वाढवते. एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि झिल्लीचे दूषितीकरण दोन्हीमुळे अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्लीची कार्यक्षमता कमी होते आणि जर ते तपासले नाही तर पडद्याचे आयुष्य कमी होऊ शकते. प्रायोगिक कार्य दर्शविते की अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये झिल्लीचे दूषितीकरण आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण उच्च TMP मूल्यांवर आणि अधिक चिकट फीड्ससह अधिक स्पष्ट होते, ज्यामुळे थ्रूपुट जास्तीत जास्त करण्यासाठी आणि साफसफाईची वारंवारता कमी करण्यासाठी रिअल-टाइम TMP नियंत्रण आवश्यक बनते.
अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रतेचे ऑप्टिमायझेशन करण्यासाठी एकात्मिक धोरणांची आवश्यकता आहे:
- प्रथिने द्रावणाची चिकटपणा मोजमाप: नियमित चिकटपणा मूल्यांकन—वापरूनइन-लाइन व्हिस्कोमीटर— जलद प्रक्रियेतील बदलांना समर्थन देऊन, गाळण्याची प्रक्रिया दरांचा अंदाज घेण्यास आणि प्रक्रियेतील अडथळ्यांचा अंदाज घेण्यास मदत करा.
- फीड कंडिशनिंग: पीएच, आयनिक शक्ती आणि तापमान समायोजित केल्याने चिकटपणा कमी होतो आणि फाउलिंग कमी होते. उदाहरणार्थ, सोडियम आयन जोडल्याने प्रथिनांमधील हायड्रेशन प्रतिकर्षण वाढते, एकत्रीकरण आणि फाउलिंग कमी होते, तर कॅल्शियम आयन प्रथिने एकत्रीकरण आणि फाउलिंगला प्रोत्साहन देतात.
- एक्सिपियंट्सचा वापर: अत्यंत केंद्रित प्रथिने द्रावणांमध्ये स्निग्धता कमी करणारे एक्सिपियंट्स समाविष्ट केल्याने पडद्याची पारगम्यता सुधारते आणि अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये ट्रान्समेम्ब्रेन दाब कमी होतो, ज्यामुळे एकूण कार्यक्षमता वाढते.
- प्रगत प्रवाह व्यवस्था: क्रॉस-फ्लो वेग वाढवणे, पर्यायी क्रॉस-फ्लो वापरणे किंवा एअर जेट इंजेक्शन वापरणे यामुळे फाउलिंग लेयर्समध्ये व्यत्यय येतो. या तंत्रांमुळे परमीट फ्लक्स टिकवून ठेवण्यास मदत होते आणि डिपॉझिट फॉर्मेशन कमी करून मेम्ब्रेन रिप्लेसमेंट फ्रिक्वेन्सी कमी होते.
- पडदा निवड आणि साफसफाई: रासायनिकदृष्ट्या लवचिक पडदा (उदा. SiC किंवा थर्मोसॅलिएंट हायब्रिड्स) निवडणे आणि योग्य प्रोटोकॉलसह पडदा साफसफाईची वारंवारता अनुकूल करणे (उदा. सोडियम हायपोक्लोराइट साफसफाई) पडद्याचे आयुष्य वाढवण्यासाठी आणि ऑपरेशनल खर्च कमी करण्यासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
एकंदरीत, प्रभावी स्निग्धता नियंत्रण आणि टीएमपी व्यवस्थापन हे अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्यातील यशस्वी कामगिरीचे आधारस्तंभ आहेत, जे उत्पादन उत्पन्न, पडदा साफसफाईची वारंवारता आणि महागड्या पडदा मालमत्तेच्या दीर्घायुष्यावर थेट परिणाम करतात.
अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये प्रथिने द्रावणाची चिकटपणा समजून घेणे
१.१. प्रथिने द्रावणांची स्निग्धता किती असते?
स्निग्धता द्रवपदार्थाच्या प्रवाहाच्या प्रतिकाराचे वर्णन करते; प्रथिन द्रावणांमध्ये, ते आण्विक घर्षणामुळे हालचालीत किती अडथळा येतो हे दर्शवते. स्निग्धतेसाठी SI एकक पास्कल-सेकंद (Pa·s) आहे, परंतु सेंटीपॉइस (cP) सामान्यतः जैविक द्रवपदार्थांसाठी वापरला जातो. उत्पादनादरम्यान प्रथिने द्रावण किती सहजपणे पंप किंवा फिल्टर केले जाऊ शकतात यावर स्निग्धता थेट परिणाम करते आणि औषध वितरणावर परिणाम करते, विशेषतः उच्च-सांद्रता असलेल्या बायोथेरप्यूटिक्ससाठी.
प्रथिने सांद्रता हा चिकटपणावर परिणाम करणारा प्रमुख घटक आहे. प्रथिनांची पातळी वाढत असताना, आंतर-आण्विक संवाद आणि गर्दी वाढते, ज्यामुळे चिकटपणा वाढतो, बहुतेकदा अरेषीय. एका विशिष्ट मर्यादेच्या वर, प्रथिने-प्रथिन संवाद द्रावणातील प्रसार आणखी दाबतात. उदाहरणार्थ, औषधांमध्ये वापरले जाणारे सांद्रित मोनोक्लोनल अँटीबॉडी द्रावण बहुतेकदा त्वचेखालील इंजेक्शनला आव्हान देणारे किंवा प्रक्रिया दर मर्यादित करणारे चिकटपणा पातळी गाठतात.
सांद्रित प्रथिन द्रावणांमध्ये चिकटपणाचा अंदाज लावणारे मॉडेल्स आता आण्विक भूमिती आणि एकत्रीकरण प्रवृत्तींचा समावेश करतात. प्रथिने आकारविज्ञान - ते लांबलचक, गोलाकार किंवा एकत्रीकरणास प्रवण असो - उच्च सांद्रतेवर चिकटपणावर लक्षणीय परिणाम करते. मायक्रोफ्लुइडिक मूल्यांकनातील अलीकडील प्रगतीमुळे किमान नमुना आकारमानांमधून अचूक चिकटपणा मापन शक्य होते, ज्यामुळे नवीन प्रथिने सूत्रांचे जलद स्क्रीनिंग सुलभ होते.
१.२. अल्ट्राफिल्ट्रेशन दरम्यान स्निग्धता कशी बदलते
अल्ट्राफिल्ट्रेशन दरम्यान, एकाग्रता ध्रुवीकरणामुळे पडदा-द्रावण इंटरफेसवर प्रथिने वेगाने जमा होतात. यामुळे तीव्र स्थानिक एकाग्रता ग्रेडियंट तयार होतात आणि पडद्याजवळील चिकटपणा वाढतो. या प्रदेशात वाढलेली चिकटपणा वस्तुमान हस्तांतरणात अडथळा आणते आणि पारगम्य प्रवाह कमी करते.
एकाग्रता ध्रुवीकरण हे पडदा फाउलिंगपेक्षा वेगळे आहे. ध्रुवीकरण गतिमान आणि उलट करता येण्याजोगे असते, गाळण्याची प्रक्रिया पुढे गेल्यावर काही मिनिटांतच होते. त्या तुलनेत, कालांतराने फाउलिंग विकसित होते आणि त्यात पडद्याच्या पृष्ठभागावर अपरिवर्तनीय जमाव किंवा रासायनिक परिवर्तन समाविष्ट असते. अचूक निदानामुळे एकाग्रता ध्रुवीकरण थराचा रिअल-टाइम ट्रॅकिंग करता येतो, ज्यामुळे क्रॉस-फ्लो वेग आणि ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशरची त्याची संवेदनशीलता दिसून येते. उदाहरणार्थ, वेग वाढवणे किंवा ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) कमी करणे चिकट सीमा थरात व्यत्यय आणण्यास मदत करते, प्रवाह पुनर्संचयित करते.
ऑपरेशनल पॅरामीटर्स थेट स्निग्धता वर्तनावर परिणाम करतात:
- ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP): उच्च TMP ध्रुवीकरण तीव्र करते, स्थानिक चिकटपणा वाढवते आणि प्रवाह कमी करते.
- क्रॉस-फ्लो वेग: वाढलेला वेग संचय मर्यादित करतो, पडद्याजवळील चिकटपणा नियंत्रित करतो.
- पडदा साफ करण्याची वारंवारता: वारंवार साफसफाई केल्याने दीर्घकालीन जमाव कमी होतो आणि चिकटपणामुळे होणारे कार्यक्षमतेचे नुकसान कमी होते.
अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्यांमध्ये प्रतिकूल स्निग्धता प्रभाव कमी करण्यासाठी आणि थ्रूपुट टिकवून ठेवण्यासाठी हे पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करणे आवश्यक आहे.
१.३. स्निग्धतेवर परिणाम करणारे प्रथिन द्रावण गुणधर्म
आण्विक वजनआणिरचनाप्रामुख्याने चिकटपणा निश्चित करतात. मोठ्या, अधिक जटिल प्रथिने किंवा समुच्चयांमध्ये अडथळा आणणाऱ्या हालचाली आणि अधिक महत्त्वपूर्ण आंतरआण्विक शक्तींमुळे जास्त चिकटपणा निर्माण होतो. प्रथिनांचा आकार प्रवाहाचे नियमन करतो - लांबलचक किंवा एकत्रीकरण-प्रवण साखळ्या कॉम्पॅक्ट गोलाकार प्रथिनांपेक्षा जास्त प्रतिकार निर्माण करतात.
pHप्रथिने चार्ज आणि विद्राव्यतेवर गंभीर परिणाम होतो. प्रथिनांच्या समविद्युत बिंदूजवळ द्रावण pH समायोजित केल्याने निव्वळ चार्ज कमी होतो, प्रथिने-प्रथिन प्रतिकर्षण कमी होते आणि तात्पुरते चिकटपणा कमी होतो, ज्यामुळे गाळण्याची प्रक्रिया सुलभ होते. उदाहरणार्थ, BSA किंवा IgG च्या समविद्युत बिंदूजवळ अल्ट्राफिल्ट्रेशन चालवल्याने पारगम्य प्रवाह आणि पृथक्करण निवडकता लक्षणीयरीत्या वाढू शकते.
आयनिक शक्तीप्रथिनांभोवतीच्या विद्युत दुहेरी थरात बदल करून चिकटपणा प्रभावित करते. वाढलेली आयनिक शक्ती इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवादांना प्रतिबंधित करते, पडद्याद्वारे प्रथिने प्रसारित करण्यास प्रोत्साहन देते परंतु एकत्रीकरण आणि संबंधित चिकटपणाच्या वाढीचा धोका देखील वाढवते. ट्रान्समिशन कार्यक्षमता आणि निवडकता यांच्यातील तडजोड बहुतेकदा मीठ सांद्रता आणि बफर रचना सुधारण्यावर अवलंबून असते.
आर्जिनिन हायड्रोक्लोराइड किंवा ग्वानिडाइन सारख्या लहान आण्विक पदार्थांचा वापर चिकटपणा कमी करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. हे घटक हायड्रोफोबिक किंवा इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षणांना व्यत्यय आणतात, एकत्रीकरण कमी करतात आणि द्रावण प्रवाह गुणधर्म सुधारतात. तापमान पुढील नियंत्रण चल म्हणून काम करते; कमी तापमानामुळे चिकटपणा वाढतो, तर अतिरिक्त उष्णता अनेकदा ती कमी करते.
प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणाचे मापन करताना हे विचारात घेतले पाहिजे:
- आण्विक वजन वितरण
- द्रावण रचना (क्षार, सहायक घटक, पदार्थ)
- पीएच आणि बफर सिस्टम निवड
- आयोनिक ताकद सेटिंग
अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कामगिरी ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी आणि एकाग्रता टप्प्यांमध्ये आणि TFF प्रक्रियांमध्ये सुसंगतता सुनिश्चित करण्यासाठी हे घटक महत्त्वाचे आहेत.
अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रथिने एकाग्रतेची मूलतत्त्वे
अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्याची तत्त्वे
अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रोटीन कॉन्सन्ट्रेसन हे अर्ध-पारगम्य पडद्यावर ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) लागू करून कार्य करते, ज्यामुळे प्रथिने आणि मोठे रेणू टिकवून ठेवताना द्रावक आणि लहान द्राव्ये चालतात. ही प्रक्रिया आण्विक आकारावर आधारित निवडक पारगमनाचा वापर करते, पडद्याचे आण्विक वजन कट-ऑफ (MWCO) उत्तीर्ण होणाऱ्या रेणूंचा कमाल आकार परिभाषित करते. MWCO पेक्षा जास्त प्रथिने रिटेंटेट बाजूला जमा होतात, ज्यामुळे परमीट काढून टाकले जाते तेव्हा त्यांची एकाग्रता वाढते.
अल्ट्राफिल्ट्रेशन कॉन्सन्ट्रेसन फेजमध्ये प्रथिने द्रावणाचे प्रमाण कमी करणे आणि समृद्ध करणे हे लक्ष्य केले जाते. गाळण्याची प्रक्रिया जसजशी पुढे जाते तसतसे प्रथिने द्रावणाची चिकटपणा सामान्यतः वाढते, ज्यामुळे प्रवाह आणि TMP आवश्यकतांवर परिणाम होतो. राखून ठेवलेले प्रथिने एकमेकांशी आणि पडद्याशी संवाद साधू शकतात, ज्यामुळे वास्तविक-जगातील प्रक्रिया साध्या आकाराच्या बहिष्कारापेक्षा अधिक जटिल बनते. इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवाद, प्रथिने एकत्रीकरण आणि pH आणि आयनिक शक्ती सारख्या द्रावणाची वैशिष्ट्ये धारणा आणि पृथक्करण परिणामांवर परिणाम करतात. काही प्रकरणांमध्ये, अॅडव्हेक्टिव्ह ट्रान्सपोर्ट प्रसारावर वर्चस्व गाजवते, विशेषतः मोठ्या छिद्रांसह पडद्यांमध्ये, केवळ MWCO निवडीवर आधारित अपेक्षा गुंतागुंतीच्या करतात [संशोधन सारांश पहा].
ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन (TFF) स्पष्ट केले
ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन, ज्याला टेंजेंशियल फ्लो फिल्ट्रेशन (TFF) देखील म्हणतात, ते प्रोटीन सोल्यूशनला झिल्लीच्या पृष्ठभागावर स्पर्शिकरित्या मार्गस्थ करते. हा दृष्टिकोन डेड-एंड फिल्ट्रेशनच्या विरुद्ध आहे, जिथे प्रवाह झिल्लीला लंब असतो, कणांना थेट फिल्टरवर आणि फिल्टरमध्ये ढकलतो.
प्रमुख फरक आणि परिणाम:
- दूषितता नियंत्रण:टीएफएफ पडद्यातून संभाव्य दूषित पदार्थ सतत काढून टाकून प्रथिने आणि कणांच्या थरांचे संचय कमी करते, ज्याला केक फॉर्मेशन म्हणतात. यामुळे अधिक स्थिर पारगम्य प्रवाह होतो आणि देखभाल सुलभ होते.
- प्रथिने धारणा:टीएफएफ एकाग्रता ध्रुवीकरणाचे चांगले व्यवस्थापन करण्यास समर्थन देते - पडद्याजवळ ठेवलेल्या रेणूंचा एक थर - जो अनियंत्रित असल्यास, पृथक्करण निवडकता कमी करू शकतो आणि फाउलिंग वाढवू शकतो. टीएफएफमधील गतिमान प्रवाह हा परिणाम कमी करतो, उच्च प्रथिने धारणा आणि पृथक्करण कार्यक्षमता राखण्यास मदत करतो.
- प्रवाह स्थिरता:TFF सतत प्रवाहात दीर्घकाळ काम करण्यास सक्षम करते, उच्च-प्रथिने किंवा कण-समृद्ध फीड असलेल्या प्रक्रियांमध्ये कार्यक्षमता वाढवते. याउलट, डेड-एंड फिल्ट्रेशनमध्ये दूषितपणा, थ्रूपुट कमी होणे आणि वारंवार साफसफाईच्या हस्तक्षेपांची आवश्यकता यामुळे लवकर अडथळा येतो.
अल्टरनेटिंग टेंजेन्शियल फ्लो (ATF) सारखे प्रगत TFF प्रकार, वेळोवेळी टेंजेन्शियल वेग उलट करून किंवा बदलून, फिल्टर आयुर्मान वाढवून आणि प्रथिने थ्रूपुट सुधारून फाउलिंग आणि केक निर्मितीमध्ये आणखी व्यत्यय आणतात [संशोधन सारांश पहा]. क्लासिक आणि प्रगत TFF सेटअपमध्ये, कार्यप्रदर्शन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी आणि फाउलिंग कमी करण्यासाठी विशिष्ट प्रथिने प्रणाली, पडदा प्रकार आणि लक्ष्य एकाग्रतेनुसार ऑपरेशनल सेटिंग्ज तयार केल्या पाहिजेत.
अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP)
३.१. ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर म्हणजे काय?
ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) म्हणजे गाळण्याच्या पडद्यावरील दाबातील फरक, जो सॉल्व्हेंटला फीड बाजूपासून पारगम्य बाजूकडे नेतो. अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये पृथक्करण प्रक्रियेमागील TMP ही मुख्य शक्ती आहे, ज्यामुळे सॉल्व्हेंट प्रथिने आणि इतर मॅक्रोमोलेक्यूल्स टिकवून ठेवताना पडद्यामधून जाऊ शकतो.
TMP सूत्र:
- साधा फरक: TMP = P_feed − P_permeate
- अभियांत्रिकी पद्धत: TMP = [(P_feed + P_retentate)/2] − P_permeate
येथे, P_feed हा इनलेट प्रेशर आहे, P_retentate हा रिटेंटेट बाजूचा आउटलेट प्रेशर आहे आणि P_permeate हा रिटेंटेट बाजूचा प्रेशर आहे. रिटेंटेट (किंवा कॉन्सन्ट्रेट) प्रेशर समाविष्ट केल्याने पडद्याच्या पृष्ठभागावर अधिक अचूक मूल्य मिळते, जे प्रवाह प्रतिरोध आणि फाउलिंगमुळे होणाऱ्या प्रेशर ग्रेडियंट्ससाठी जबाबदार असते. - फीड प्रेशर आणि फ्लो रेट
- रिटेंटेट प्रेशर (लागू असल्यास)
- झिरपणारा दाब (बहुतेकदा वातावरणीय)
- पडदा प्रतिकार
टीएमपी मेम्ब्रेन प्रकार, सिस्टम डिझाइन आणि प्रक्रिया परिस्थितीनुसार बदलते.
नियंत्रण व्हेरिएबल्स:
३.२. टीएमपी आणि अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रिया
टीएमपी अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रोटीन एकाग्रतेमध्ये मध्यवर्ती भूमिका बजावते, ज्यामुळे प्रोटीन सोल्यूशन्स पडद्यामधून जातात. पडदा आणि कोणत्याही जमा झालेल्या पदार्थाच्या प्रतिकारावर मात करण्यासाठी दाब पुरेसा जास्त असला पाहिजे परंतु इतका जास्त नसावा की तो फाउलिंगला गती देईल.
द्रावणातील चिकटपणा आणि प्रथिनांच्या एकाग्रतेचा प्रभाव
- प्रथिने द्रावणांची चिकटपणा:जास्त स्निग्धता प्रवाह प्रतिरोध वाढवते, ज्यामुळे समान पारगम्य प्रवाह राखण्यासाठी उच्च TMP आवश्यक असते. उदाहरणार्थ, फीडमध्ये ग्लिसरॉल जोडल्याने किंवा केंद्रित प्रथिनांसह कार्य केल्याने स्निग्धता वाढते आणि त्यामुळे आवश्यक असलेले ऑपरेशनल TMP वाढते.
- प्रथिनांचे प्रमाण:अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्यात जसजशी एकाग्रता वाढते तसतसे द्रावणाची चिकटपणा वाढते, TMP वाढते आणि पडदा दूषित होण्याचा किंवा एकाग्रता ध्रुवीकरणाचा धोका वाढतो.
- डार्सीचा नियम:TMP, परमीट फ्लक्स (J), आणि स्निग्धता (μ) हे TMP = J × μ × R_m (झिल्ली प्रतिरोध) द्वारे संबंधित आहेत. उच्च-स्निग्धता प्रथिने द्रावणांसाठी, कार्यक्षम अल्ट्राफिल्ट्रेशनसाठी काळजीपूर्वक TMP समायोजन करणे अत्यंत आवश्यक आहे.
उदाहरणे:
- वाढत्या चिकटपणाला रोखण्यासाठी दाट अँटीबॉडी द्रावणांच्या अल्ट्राफिल्ट्रेशनसाठी काळजीपूर्वक TMP व्यवस्थापन आवश्यक आहे.
- PEGylation किंवा इतर प्रथिने बदल पडद्याशी असलेल्या परस्परसंवादात बदल करतात, ज्यामुळे इच्छित प्रवाहासाठी आवश्यक असलेल्या TMP वर परिणाम होतो.
३.३. टीएमपीचे निरीक्षण आणि ऑप्टिमायझेशन
च्या आत TMP राखणेसामान्य ट्रान्समेम्ब्रेन दाब श्रेणीस्थिर अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कामगिरी आणि उत्पादनाच्या गुणवत्तेसाठी हे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. कालांतराने, अल्ट्राफिल्ट्रेशन जसजसे पुढे जाते तसतसे एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि फाउलिंगमुळे TMP वाढू शकते, कधीकधी वेगाने.
देखरेख पद्धती:
- रिअल-टाइम देखरेख:टीएमपी इनलेट, रिटेंटेट आणि पेरमीट द्वारे ट्रॅक केला जातो.प्रेशर ट्रान्समीटर.
- रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी:अल्ट्राफिल्ट्रेशन आणि डायफिल्ट्रेशन दरम्यान अनुकूली टीएमपी नियंत्रण सुलभ करण्यासाठी, प्रथिने आणि एक्सिपियंट सांद्रतांचे नॉन-इनवेसिव्ह मॉनिटरिंगसाठी वापरले जाते.
- प्रगत नियंत्रण:एक्सटेंडेड कलमन फिल्टर्स (EKF) सेन्सर डेटावर प्रक्रिया करू शकतात, जास्त फाउलिंग टाळण्यासाठी स्वयंचलितपणे TMP समायोजित करतात.
- सामान्य श्रेणीमध्ये प्रारंभिक TMP सेट करा:प्रवाह कमी करण्यासाठी खूप कमी नाही, जलद फाउलिंग टाळण्यासाठी खूप जास्त नाही.
- चिकटपणा वाढतो तसे TMP समायोजित करा:अल्ट्राफिल्ट्रेशन कॉन्सन्ट्रेसन टप्प्यात, गरजेनुसारच TMP वाढवा.
- फीड फ्लक्स आणि पीएच नियंत्रित करा:फीड फ्लक्स वाढवणे किंवा TMP कमी करणे यामुळे एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि फाउलिंग कमी होते.
- पडदा साफ करणे आणि बदलणे:जास्त टीएमपी अधिक वारंवार साफसफाई आणि पडद्याचे आयुष्य कमी होण्याशी संबंधित आहेत.
ऑप्टिमायझेशन स्ट्रॅटेजीज:
उदाहरणे:
- प्रथिने प्रक्रिया लाईन्समध्ये गंज दूषित झाल्यामुळे TMP वाढते आणि फ्लक्स कमी होतो, ज्यामुळे सामान्य ऑपरेशन पुनर्संचयित करण्यासाठी पडदा साफ करणे किंवा बदलणे आवश्यक असते.
- उच्च-स्निग्धता असलेल्या रेपसीड प्रोटीन अल्ट्राफिल्ट्रेशन दरम्यान एंजाइमॅटिक प्रीट्रीटमेंट (उदा. पेक्टिनेज अॅडिशन) TMP कमी करू शकते आणि पडद्याचे आयुष्य वाढवू शकते.
३.४. टीएफएफ सिस्टीममध्ये टीएमपी
स्पर्शिका (ट्रान्सव्हर्स) फ्लो फिल्ट्रेशन (TFF) हे फीड सोल्यूशनला थेट पडद्यामधून न जाता संपूर्ण पडद्यावर वाहून नेऊन कार्य करते, ज्यामुळे TMP डायनॅमिक्सवर लक्षणीय परिणाम होतो.
टीएमपीचे नियमन आणि संतुलन
- TFF ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TFF TMP):जास्त टीएमपी टाळण्यासाठी आणि जास्तीत जास्त परमिट फ्लक्स टाळण्यासाठी फीड फ्लो रेट आणि पंप प्रेशर दोन्ही नियंत्रित करून व्यवस्थापित केले जाते.
- ऑप्टिमायझिंग पॅरामीटर्स:वाढत्या खाद्य प्रवाहामुळे प्रथिनांचे स्थानिक संचय कमी होते, TMP स्थिर होते आणि पडद्यातील दूषितता कमी होते.
- संगणकीय मॉडेलिंग:सीएफडी मॉडेल्स जास्तीत जास्त उत्पादन पुनर्प्राप्ती, शुद्धता आणि उत्पन्नासाठी टीएफएफ टीएमपीचा अंदाज लावतात आणि ऑप्टिमाइझ करतात - विशेषतः एमआरएनए किंवा बाह्य पेशीय वेसिकल आयसोलेशन सारख्या प्रक्रियांसाठी महत्वाचे.
उदाहरणे:
- बायोप्रोसेसिंगमध्ये, इष्टतम TFF TMP क्षय न होता ७०% पेक्षा जास्त mRNA पुनर्प्राप्ती देते, अल्ट्रासेंट्रीफ्यूगेशन पद्धतींपेक्षा जास्त कामगिरी करते.
- गणितीय मॉडेल्स आणि सेन्सर फीडबॅकद्वारे सूचित केलेले अॅडॉप्टिव्ह टीएमपी नियंत्रण, मेम्ब्रेन रिप्लेसमेंट फ्रिक्वेन्सी कमी करते आणि फाउलिंग मिटिगेशनद्वारे मेम्ब्रेनचे आयुष्य वाढवते.
महत्वाचे मुद्दे:
- प्रक्रिया कार्यक्षमता, प्रवाह आणि पडदा आरोग्य राखण्यासाठी TFF मध्ये TMP ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर सक्रियपणे व्यवस्थापित करणे आवश्यक आहे.
- पद्धतशीर टीएमपी ऑप्टिमायझेशनमुळे ऑपरेशनल खर्च कमी होतो, उच्च-शुद्धता उत्पादन पुनर्प्राप्तीस समर्थन मिळते आणि प्रथिने अल्ट्राफिल्ट्रेशन आणि संबंधित प्रक्रियांमध्ये पडद्याचे आयुष्य वाढते.
दूषित यंत्रणा आणि त्यांचा स्निग्धतेशी संबंध
प्रथिने अल्ट्राफिल्ट्रेशनमधील मुख्य दूषित मार्ग
प्रथिने अल्ट्राफिल्ट्रेशन अनेक वेगवेगळ्या दूषित मार्गांमुळे प्रभावित होते:
गंज दूषित होणे:जेव्हा गंज उत्पादने - सामान्यतः लोह ऑक्साईड - पडद्याच्या पृष्ठभागावर जमा होतात तेव्हा उद्भवते. हे प्रवाह कमी करतात आणि मानक रासायनिक स्वच्छता एजंट्ससह काढणे कठीण असते. गंज दूषित होण्यामुळे पडद्याची कार्यक्षमता सतत कमी होते आणि कालांतराने पडदा बदलण्याची वारंवारता वाढते. पाणी प्रक्रिया आणि प्रथिने अनुप्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या PVDF आणि PES पडद्यांवर त्याचा परिणाम विशेषतः तीव्र असतो.
सेंद्रिय घाण:प्रामुख्याने बोवाइन सीरम अल्ब्युमिन (BSA) सारख्या प्रथिनांमुळे प्रेरित होते आणि पॉलिसेकेराइड्स (उदा. सोडियम अल्जिनेट) सारख्या इतर सेंद्रिय पदार्थांच्या उपस्थितीत ते तीव्र होऊ शकते. यंत्रणेमध्ये पडद्याच्या छिद्रांवर शोषण, छिद्रे बंद होणे आणि केक थर तयार होणे समाविष्ट आहे. जेव्हा अनेक सेंद्रिय घटक असतात तेव्हा सहक्रियात्मक परिणाम होतात, ज्यामध्ये मिश्रित-फाउलंट सिस्टम सिंगल-प्रोटीन फीडपेक्षा अधिक गंभीर फाउलिंग अनुभवतात.
एकाग्रता ध्रुवीकरण:अल्ट्राफिल्ट्रेशन जसजसे पुढे जाते तसतसे, राखून ठेवलेले प्रथिने पडद्याच्या पृष्ठभागाजवळ जमा होतात, ज्यामुळे स्थानिक सांद्रता आणि चिकटपणा वाढतो. यामुळे ध्रुवीकरण थर तयार होतो जो दूषित होण्याची प्रवृत्ती वाढवतो आणि प्रवाह कमी करतो. अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्याच्या प्रगतीसह ही प्रक्रिया वेगवान होते, ज्याचा थेट परिणाम ट्रान्समेम्ब्रेन दाब आणि प्रवाह गतिशीलतेवर होतो.
कोलाइडल आणि मिश्र-फाउलंट फाउलिंग:कोलाइडल पदार्थ (उदा., सिलिका, अजैविक खनिजे) प्रथिनांशी संवाद साधू शकतात, ज्यामुळे जटिल एकत्रित थर तयार होतात जे पडद्याच्या दूषिततेला वाढवतात. उदाहरणार्थ, कोलाइडल सिलिकाची उपस्थिती, विशेषतः जेव्हा सेंद्रिय पदार्थांसह किंवा कमी अनुकूल pH परिस्थितीत एकत्रित केली जाते तेव्हा, प्रवाह दर लक्षणीयरीत्या कमी करते.
द्रावणाच्या चिकटपणाचा दूषित विकासावर होणारा परिणाम
प्रथिने द्रावणांची चिकटपणा फाउलिंग गतिज आणि पडदा कॉम्पॅक्शनवर जोरदार परिणाम करते:
त्वरित फाउलिंग:उच्च प्रथिने द्रावणाची चिकटपणा राखून ठेवलेल्या द्राव्यांच्या परत वाहतुकीसाठी प्रतिकार वाढवते, ज्यामुळे केक थर तयार होण्यास जलद गती मिळते. हे ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) वाढवते, पडदा कॉम्पॅक्शन आणि फाउलिंग जलद करते.
द्रावण रचना प्रभाव:प्रथिने प्रकारामुळे चिकटपणा बदलतो; गोलाकार प्रथिने (उदा., BSA) आणि विस्तारित प्रथिने प्रवाह आणि ध्रुवीकरणाच्या बाबतीत वेगळ्या पद्धतीने वागतात. पॉलिसेकेराइड्स किंवा ग्लिसरॉल सारखी संयुगे जोडल्याने चिकटपणा लक्षणीयरीत्या वाढतो, ज्यामुळे दूषित होण्यास मदत होते. उच्च सांद्रतेमध्ये अॅडिटिव्ह्ज आणि प्रथिने एकत्रीकरण पडदा बंद होण्याचा दर आणखी तीव्र करतात, ज्यामुळे प्रवाह आणि पडद्याचे आयुष्यमान थेट कमी होते.
ऑपरेशनल परिणाम:ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन प्रक्रियेत गाळण्याची प्रक्रिया टिकवून ठेवण्यासाठी उच्च स्निग्धतेसाठी वाढलेले TMP आवश्यक असते. उच्च TMP च्या दीर्घकाळ संपर्कात राहिल्याने अपरिवर्तनीय फाउलिंग वाढते, ज्यामुळे अनेकदा अधिक वारंवार पडदा साफ करणे किंवा लवकर पडदा बदलणे आवश्यक असते.
खाद्य वैशिष्ट्यांची भूमिका
खाद्य वैशिष्ट्ये - म्हणजे प्रथिने गुणधर्म आणि पाण्याचे रसायनशास्त्र - दूषित होण्याची तीव्रता निश्चित करतात:
प्रथिनांचा आकार आणि वितरण:मोठ्या किंवा एकत्रित प्रथिनांमध्ये छिद्रे ब्लॉक होण्याची आणि केक जमा होण्याची प्रवृत्ती जास्त असते, ज्यामुळे अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रथिनांच्या एकाग्रतेदरम्यान चिकटपणा आणि कॉम्पॅक्शनची प्रवृत्ती वाढते.
पीएच:वाढलेला pH इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षण वाढवतो, ज्यामुळे प्रथिने पडद्याजवळ एकत्रित होण्यापासून रोखतात, त्यामुळे दूषित होणे कमी होते. याउलट, आम्लयुक्त परिस्थिती दूषित होणे कमी करते, विशेषतः कोलाइडल सिलिकासाठी, दूषित होणे वाढवते आणि प्रवाह दर कमी करते.
तापमान:कमी प्रक्रिया तापमानामुळे सामान्यतः गतिज ऊर्जा कमी होते, ज्यामुळे द्रावणाची चिकटपणा वाढू शकतो परंतु द्रावणाची चिकटपणा देखील वाढू शकतो. उच्च तापमान द्रावणाची गती वाढवते परंतु साफसफाईची प्रभावीता देखील वाढवू शकते.
कोलाइडल/अकार्बनिक पदार्थ:कोलाइडल सिलिका किंवा धातूंची उपस्थिती विशेषतः आम्लयुक्त परिस्थितीत, दूषित होण्याचे प्रमाण वाढवते. सिलिका कण एकूण द्रावणाची चिकटपणा वाढवतात आणि छिद्रांना भौतिकदृष्ट्या अडथळा आणतात, ज्यामुळे अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता कमी कार्यक्षम होते आणि एकूण पडद्याचे आयुष्य आणि कार्यक्षमता कमी होते.
आयनिक रचना:काही आयनिक प्रजाती (Na⁺, Zn²⁺, K⁺) जोडल्याने प्रथिने आणि पडद्यामधील इलेक्ट्रोस्टॅटिक आणि हायड्रेशन फोर्समध्ये बदल करून फाउलिंग कमी होऊ शकते. तथापि, Ca²⁺ सारखे आयन बहुतेकदा एकत्रीकरणाला प्रोत्साहन देतात आणि फाउलिंग क्षमता वाढवतात.
उदाहरणे:
- ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन दरम्यान, उच्च-आण्विक-वजन प्रथिने आणि उच्च स्निग्धता असलेल्या खाद्यामध्ये जलद प्रवाह कमी होतो, ज्यामुळे साफसफाई आणि बदलण्याची प्रक्रिया वाढते.
- जेव्हा खाद्याच्या पाण्यात कोलाइडल सिलिका असते आणि ते आम्लीकृत होते, तेव्हा सिलिका एकत्रीकरण आणि साठणे तीव्र होते, ज्यामुळे दूषित होण्याचे प्रमाण मोठ्या प्रमाणात वाढते आणि पडद्याची कार्यक्षमता कमी होते.
थोडक्यात, अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता ऑप्टिमायझ करण्यासाठी, मेम्ब्रेन फाउलिंग कमी करण्यासाठी आणि मेम्ब्रेनचे आयुष्य वाढवण्यासाठी द्रावणाची चिकटपणा, फाउलिंगचे प्रकार आणि फीड वैशिष्ट्ये यांच्यातील परस्परसंवाद समजून घेणे आवश्यक आहे.
एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि त्याचे व्यवस्थापन
एकाग्रता ध्रुवीकरण म्हणजे काय?
एकाग्रता ध्रुवीकरण म्हणजे अल्ट्राफिल्ट्रेशन दरम्यान पडदा/द्रावण इंटरफेसवर राखून ठेवलेल्या द्रावणाचे - जसे की प्रथिने - स्थानिक संचय. प्रथिने द्रावणांच्या संदर्भात, जेव्हा द्रव अर्ध-पारगम्य पडद्याविरुद्ध वाहतो, तेव्हा पडद्याद्वारे नाकारलेले प्रथिने पृष्ठभागाच्या शेजारी असलेल्या पातळ सीमा थरात ढीग होतात. या संचयनामुळे तीव्र एकाग्रता ग्रेडियंट तयार होतो: पडद्याजवळ उच्च प्रथिन सांद्रता, मोठ्या प्रमाणात द्रावणात खूपच कमी. ही घटना उलट करता येण्यासारखी आहे आणि हायड्रोडायनामिक बलांद्वारे नियंत्रित केली जाते. हे पडदा फाउलिंगच्या विरुद्ध आहे, ज्यामध्ये पडद्याच्या आत किंवा त्यावर अधिक कायमस्वरूपी जमा होणे किंवा शोषण समाविष्ट असते.
एकाग्रता ध्रुवीकरणामुळे स्निग्धता आणि दूषितता कशी वाढते
पडद्याच्या पृष्ठभागावर, प्रथिनांचे सतत संचय एक सीमा थर तयार करते ज्यामुळे स्थानिक द्रावणाची एकाग्रता वाढते. याचे दोन महत्त्वपूर्ण परिणाम होतात:
स्निग्धतेमध्ये स्थानिक वाढ:पडद्याजवळ प्रथिनांची सांद्रता वाढत असताना, या सूक्ष्म प्रदेशातील प्रथिन द्रावणाची चिकटपणा देखील वाढते. वाढलेली चिकटपणा पडद्यापासून द्रावणाच्या परत वाहतुकीत अडथळा आणते, ज्यामुळे सांद्रता ग्रेडियंट आणखी तीव्र होते आणि प्रवाहाच्या प्रतिकारात वाढ होण्याचा अभिप्राय लूप तयार होतो. यामुळे पारगम्य प्रवाह कमी होतो आणि सतत गाळण्यासाठी जास्त ऊर्जेची आवश्यकता असते.
पडदा दूषित होण्याची सुविधा:पडद्याजवळ उच्च प्रथिनांचे प्रमाण प्रथिने एकत्रीकरणाची शक्यता वाढवते आणि काही प्रणालींमध्ये, जेल थर तयार होतो. हा थर पडद्याच्या छिद्रांना अडथळा आणतो आणि प्रवाहाचा प्रतिकार वाढवतो. अशा परिस्थिती अपरिवर्तनीय दूषित होण्याच्या प्रारंभासाठी योग्य असतात, जिथे प्रथिने एकत्रीकरण आणि अशुद्धता भौतिक किंवा रासायनिकरित्या पडदा मॅट्रिक्सशी बांधल्या जातात.
प्रायोगिक इमेजिंग (उदा. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी) पडद्यावरील नॅनोसाईज्ड प्रोटीन क्लस्टर्सच्या जलद संचयनाची पुष्टी करते, जर ऑपरेशनल सेटिंग्ज योग्यरित्या व्यवस्थापित केल्या नाहीत तर ते मोठ्या प्रमाणात साठ्यांमध्ये वाढू शकतात.
एकाग्रता ध्रुवीकरण कमी करण्यासाठी धोरणे
अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रोटीन कॉन्सन्ट्रेसन किंवा ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशनमध्ये एकाग्रता ध्रुवीकरण व्यवस्थापित करण्यासाठी दुहेरी दृष्टिकोन आवश्यक आहे: हायड्रोडायनामिक्स समायोजित करणे आणि ऑपरेशनल पॅरामीटर्स ट्यून करणे.
क्रॉस-फ्लो वेग ऑप्टिमायझेशन:
क्रॉस-फ्लो वेग वाढवल्याने पडद्यावरील स्पर्शिक प्रवाह वाढतो, कातरणे वाढतो आणि सांद्रता सीमा थर पातळ होतो. अधिक जोरदार कातरणे पडद्याच्या पृष्ठभागावरून जमा झालेले प्रथिने काढून टाकते, ज्यामुळे ध्रुवीकरण आणि दूषित होण्याचा धोका दोन्ही कमी होतो. उदाहरणार्थ, स्थिर मिक्सर वापरणे किंवा गॅस स्पार्जिंग सुरू केल्याने द्रावणीय थर विस्कळीत होतो, विशेषतः ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन प्रक्रियेत पारगम्य प्रवाह आणि कार्यक्षमता सुधारते.
ऑपरेशनल पॅरामीटर्समध्ये बदल करणे:
ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP):टीएमपी म्हणजे पडद्यावरील दाबातील फरक आणि अल्ट्राफिल्ट्रेशनसाठी प्रेरक शक्ती. तथापि, गाळण्याची प्रक्रिया वेगवान करण्यासाठी टीएमपी जास्त दाबल्याने एकाग्रता ध्रुवीकरण तीव्र होऊन उलट परिणाम होऊ शकतो. सामान्य ट्रान्समेम्ब्रेन दाब श्रेणीचे पालन करणे - प्रथिने अल्ट्राफिल्ट्रेशनसाठी निश्चित केलेल्या मर्यादेपेक्षा जास्त नसणे - जास्त द्राव्य जमा होण्यास आणि स्थानिक चिकटपणामध्ये संबंधित वाढ रोखण्यास मदत करते.
कातरणे दर:क्रॉस-फ्लो वेग आणि चॅनेल डिझाइनचे कार्य असलेले शीअर रेट, द्रावणीय वाहतूक गतिमानतेमध्ये मध्यवर्ती भूमिका बजावते. उच्च शीअरमुळे ध्रुवीकरण थर पातळ आणि गतिमान राहतो, ज्यामुळे पडद्याजवळील द्रावण-कमी झालेल्या प्रदेशाचे वारंवार नूतनीकरण होऊ शकते. शीअर रेट वाढल्याने प्रथिने जमा होण्यासाठी लागणारा वेळ कमी होतो आणि इंटरफेसवर स्निग्धता वाढ कमी होते.
फीड गुणधर्म:येणाऱ्या प्रथिन द्रावणाचे गुणधर्म समायोजित करणे - जसे की प्रथिन द्रावणाची चिकटपणा कमी करणे, एकत्रित सामग्री कमी करणे किंवा pH आणि आयनिक शक्ती नियंत्रित करणे - एकाग्रता ध्रुवीकरणाची व्याप्ती आणि प्रभाव कमी करण्यास मदत करू शकते. फीड प्रीट्रीटमेंट आणि फॉर्म्युलेशन बदल अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कार्यक्षमता वाढवू शकतात आणि मेम्ब्रेन क्लीनिंगची वारंवारता कमी करून मेम्ब्रेनचे आयुष्य वाढवू शकतात.
अर्ज उदाहरण:
मोनोक्लोनल अँटीबॉडीज एकाग्र करण्यासाठी टेंजेन्शियल फ्लो फिल्ट्रेशन (TFF) वापरणारा प्लांट काळजीपूर्वक ऑप्टिमाइझ केलेले क्रॉस-फ्लो वेग लागू करतो आणि एका कडक चौकटीत TMP राखतो. असे केल्याने, ऑपरेटर एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि पडदा फाउलिंग कमी करतात, पडदा बदलण्याची वारंवारता आणि साफसफाईचे चक्र दोन्ही कमी करतात - थेट ऑपरेशनल खर्च कमी करतात आणि उत्पादन उत्पन्न सुधारतात.
या चलांचे योग्य समायोजन आणि देखरेख - रिअल-टाइम प्रथिने द्रावण स्निग्धता मापनासह - अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता कामगिरी ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी आणि प्रथिने प्रक्रियेत एकाग्रता ध्रुवीकरणाशी संबंधित प्रतिकूल परिणाम कमी करण्यासाठी मूलभूत आहेत.
हाय-व्हिकोसिटी प्रोटीन सोल्यूशन्ससाठी अल्ट्राफिल्ट्रेशन ऑप्टिमायझेशन
६.१. ऑपरेशनल सर्वोत्तम पद्धती
उच्च-स्निग्धता असलेल्या प्रथिने द्रावणांसह इष्टतम अल्ट्राफिल्ट्रेशन कामगिरी राखण्यासाठी ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP), प्रथिने एकाग्रता आणि द्रावणाच्या चिकटपणामध्ये नाजूक संतुलन आवश्यक आहे. TMP - पडद्याच्या ओलांडून दाबातील फरक - थेट अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रथिने एकाग्रता दर आणि पडदा फाउलिंगच्या डिग्रीवर परिणाम करतो. मोनोक्लोनल अँटीबॉडीज किंवा उच्च-सांद्रता असलेल्या सीरम प्रथिने यासारख्या चिकट द्रावणांवर प्रक्रिया करताना, TMP मध्ये कोणतीही जास्त वाढ सुरुवातीला फ्लक्स वाढवू शकते, परंतु ते पडद्याच्या पृष्ठभागावर फाउलिंग आणि प्रथिने संचयनास देखील जलद गती देते. यामुळे एक तडजोड आणि अस्थिर गाळण्याची प्रक्रिया होते, ज्याची पुष्टी इमेजिंग अभ्यासांद्वारे केली जाते जी उंचावलेल्या TMP वर दाट प्रथिने थर तयार होतात आणि 200 mg/mL पेक्षा जास्त प्रथिने सांद्रता दर्शवते.
इष्टतम दृष्टिकोन म्हणजे प्रणालीला गंभीर TMP जवळ चालवणे, परंतु त्यापेक्षा जास्त न करणे. या टप्प्यावर, उत्पादकता जास्तीत जास्त केली जाते परंतु अपरिवर्तनीय फाउलिंगचा धोका कमी राहतो. खूप जास्त स्निग्धतेसाठी, अलिकडच्या निष्कर्षांमध्ये TMP कमी करणे आणि एकाच वेळी फीड फ्लो (ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन) वाढवणे सुचवले आहे जेणेकरून एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि प्रथिने जमा होण्यास मदत होईल. उदाहरणार्थ, Fc-फ्यूजन प्रोटीन एकाग्रतेतील अभ्यास दर्शवितात की कमी TMP सेटिंग्ज उत्पादनाचे नुकसान कमी करताना स्थिर प्रवाह राखण्यास मदत करतात.
अल्ट्राफिल्ट्रेशन दरम्यान प्रथिनांच्या एकाग्रतेत हळूहळू आणि पद्धतशीर वाढ करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. अचानक एकाग्रता पावले द्रावणाला उच्च-स्निग्धता पद्धतीत खूप लवकर आणू शकतात, ज्यामुळे एकत्रीकरणाचे धोके आणि फाउलिंगची तीव्रता दोन्ही वाढतात. त्याऐवजी, प्रथिन पातळी वाढवल्याने TMP, क्रॉस-फ्लो वेग आणि pH सारखे प्रक्रिया पॅरामीटर्स समांतरपणे समायोजित करता येतात, ज्यामुळे सिस्टम स्थिरता राखण्यास मदत होते. एंजाइम अल्ट्राफिल्ट्रेशन केस स्टडीज पुष्टी करतात की या टप्प्यांदरम्यान कमी ऑपरेटिंग प्रेशर राखल्याने एकाग्रतेत नियंत्रित वाढ सुनिश्चित होते, उत्पादनाच्या अखंडतेचे रक्षण करताना फ्लक्स घट कमी होते.
६.२. पडदा बदलण्याची वारंवारता आणि देखभाल
अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये पडदा बदलण्याची वारंवारता फाउलिंग आणि घटत्या प्रवाहाच्या निर्देशकांशी घट्ट जोडलेली आहे. जीवनाच्या शेवटच्या निर्देशका म्हणून केवळ सापेक्ष प्रवाहाच्या घटीवर अवलंबून राहण्याऐवजी, विशिष्ट फाउलिंग प्रतिकाराचे निरीक्षण करणे - संचित सामग्रीद्वारे लादलेल्या प्रतिकाराचे प्रतिनिधित्व करणारे एक परिमाणात्मक माप - अधिक विश्वासार्ह सिद्ध झाले आहे, विशेषतः मिश्र-प्रथिने किंवा प्रथिने-पॉलिसेकेराइड फीडमध्ये, जिथे फाउलिंग अधिक जलद आणि गंभीरपणे होऊ शकते.
अतिरिक्त फाउलिंग निर्देशकांसाठी देखरेख करणे देखील महत्त्वाचे आहे. पृष्ठभागावरील साचणे, असमान पारगम्य प्रवाह किंवा टीएमपीमध्ये सतत वाढ (साफसफाई असूनही) हे सर्व मेम्ब्रेन बिघाड होण्यापूर्वीच्या प्रगत फाउलिंगचे चेतावणी संकेत आहेत. सुधारित फाउलिंग निर्देशांक (MFI-UF) ट्रॅक करणे आणि मेम्ब्रेन कामगिरीशी त्याचा सहसंबंध जोडणे यासारख्या तंत्रांमुळे प्रतिक्रियात्मक बदलांऐवजी बदलण्याचे अंदाजे वेळापत्रक तयार करणे शक्य होते, त्यामुळे डाउनटाइम कमी होतो आणि देखभाल खर्च नियंत्रित होतो.
पडद्याची अखंडता केवळ सेंद्रिय दूषितता जमा झाल्यामुळेच नव्हे तर गंजण्यामुळे देखील धोक्यात येते, विशेषतः अत्यधिक pH वर किंवा उच्च क्षार सांद्रता असलेल्या प्रक्रियांमध्ये. गंज आणि दूषितता जमा होण्याचे व्यवस्थापन करण्यासाठी नियमित तपासणी आणि रासायनिक साफसफाईचे दिनक्रम सुरू केले पाहिजेत. जेव्हा गंज-संबंधित दूषितता आढळते, तेव्हा पडद्याचे आयुष्यमान आणि सातत्यपूर्ण अल्ट्राफिल्ट्रेशन पडद्याची कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी पडदा साफसफाईची वारंवारता आणि बदलण्याचे अंतराल समायोजित केले पाहिजेत. या समस्यांचा प्रभाव कमी करण्यासाठी आणि प्रभावी ऑपरेशन लांबवण्यासाठी संपूर्ण, नियोजित देखभाल आवश्यक आहे.
६.३. प्रक्रिया नियंत्रण आणि इनलाइन व्हिस्कोसिटी मापन
अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये प्रक्रिया नियंत्रणासाठी, विशेषतः जेव्हा सांद्रता आणि चिकटपणा वाढतो तेव्हा प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणाचे अचूक, रिअल-टाइम मापन आवश्यक आहे. इनलाइन चिकटपणा मापन प्रणाली सतत देखरेख प्रदान करतात, ज्यामुळे त्वरित अभिप्राय मिळतो आणि सिस्टम पॅरामीटर्समध्ये गतिमान समायोजन सक्षम होतात.
उदयोन्मुख तंत्रज्ञानामुळे प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणाच्या मापनाचे स्वरूप बदलले आहे:
कालमन फिल्टरिंगसह रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी: विस्तारित कालमन फिल्टर्सद्वारे समर्थित रिअल-टाइम रमन विश्लेषण, प्रथिने एकाग्रता आणि बफर रचनेचे मजबूत ट्रॅकिंग सक्षम करते. हा दृष्टिकोन संवेदनशीलता आणि अचूकता वाढवतो, अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता आणि डायफिल्ट्रेशनसाठी प्रक्रिया ऑटोमेशनला समर्थन देतो.
स्वयंचलित किनेमॅटिक कॅपिलरी व्हिस्कोमेट्री: संगणकीय दृष्टी वापरून, हे तंत्रज्ञान स्वयंचलितपणे द्रावणाची चिकटपणा मोजते, मॅन्युअल त्रुटींवर मात करते आणि अनेक प्रक्रिया प्रवाहांमध्ये पुनरावृत्ती करण्यायोग्य, बहुविध देखरेख प्रदान करते. हे मानक आणि जटिल प्रथिने फॉर्म्युलेशन दोन्हीसाठी प्रमाणित आहे आणि अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्यात हस्तक्षेप कमी करते.
मायक्रोफ्लुइडिक रिओलॉजी उपकरणे: मायक्रोफ्लुइडिक सिस्टीम नॉन-न्यूटोनियन, उच्च-स्निग्धता प्रथिने द्रावणांसाठी देखील तपशीलवार, सतत रिओलॉजिकल प्रोफाइल प्रदान करतात. हे विशेषतः औषध निर्मिती, समर्थन प्रक्रिया विश्लेषणात्मक तंत्रज्ञान (PAT) धोरणे आणि अभिप्राय लूपसह एकत्रीकरणात मौल्यवान आहेत.
या साधनांचा वापर करून प्रक्रिया नियंत्रणामुळे स्निग्धता बदलांना प्रतिसाद म्हणून TMP, फीड रेट किंवा क्रॉसफ्लो वेगाचे रिअल-टाइम समायोजन करण्यासाठी फीडबॅक लूपची अंमलबजावणी शक्य होते. उदाहरणार्थ, जर इनलाइन सेन्सिंगला स्निग्धतेत अचानक वाढ आढळली (केंद्रितता वाढ किंवा एकत्रीकरणामुळे), तर अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये एकाग्रता ध्रुवीकरणाची सुरुवात मर्यादित करण्यासाठी TMP आपोआप कमी करता येते किंवा क्रॉसफ्लो वेग वाढवता येतो. हा दृष्टिकोन केवळ पडद्याचे आयुष्य वाढवत नाही तर प्रथिने द्रावणांच्या स्निग्धतेवर परिणाम करणारे घटक गतिमानपणे व्यवस्थापित करून सुसंगत उत्पादन गुणवत्तेला देखील समर्थन देतो.
सर्वात योग्य व्हिस्कोसिटी मॉनिटरिंग तंत्रज्ञानाची निवड अल्ट्राफिल्ट्रेशन अनुप्रयोगाच्या विशिष्ट आवश्यकतांवर अवलंबून असते, ज्यामध्ये अपेक्षित व्हिस्कोसिटी श्रेणी, प्रथिने फॉर्म्युलेशन जटिलता, एकत्रीकरण गरजा आणि किंमत समाविष्ट असते. रिअल-टाइम मॉनिटरिंग आणि डायनॅमिक प्रक्रिया नियंत्रणातील या प्रगतीमुळे उच्च-व्हिस्कोसिटी प्रोटीन सोल्यूशन्ससाठी अल्ट्राफिल्ट्रेशन ऑप्टिमाइझ करण्याची क्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे, ज्यामुळे ऑपरेशनल स्थिरता आणि उच्च उत्पादन उत्पन्न दोन्ही सुनिश्चित होते.
प्रथिने अल्ट्राफिल्ट्रेशनमधील समस्यानिवारण आणि सामान्य समस्या
७.१. लक्षणे, कारणे आणि उपाय
ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशरमध्ये वाढ
अल्ट्राफिल्ट्रेशन दरम्यान ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) मध्ये वाढ होणे हे पडद्याच्या ओलांडून वाढत्या प्रतिकाराचे संकेत देते. अल्ट्राफिल्ट्रेशनवर ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशरचे परिणाम थेट असतात: सामान्य ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर रेंज सामान्यतः प्रक्रियेवर अवलंबून असते, परंतु सतत तपासणीची गुणवत्ता वाढवते. दोन सामान्य कारणे स्पष्ट होतात:
- प्रथिने द्रावणाची जास्त चिकटपणा:प्रथिने द्रावणांची चिकटपणा वाढत असताना - सामान्यतः उच्च अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रथिने एकाग्रतेवर - प्रवाहासाठी आवश्यक असलेला दाब वाढतो. हे अंतिम एकाग्रता आणि डायफिल्ट्रेशन चरणांमध्ये स्पष्ट होते जिथे द्रावण सर्वात जास्त चिकट असतात.
- पडदा फाउलिंग:प्रथिने एकत्रित किंवा पॉलिसेकेराइड-प्रथिने मिश्रण यांसारखे दूषित घटक पडद्याच्या छिद्रांना चिकटून राहू शकतात किंवा ब्लॉक करू शकतात, ज्यामुळे जलद TMP स्पाइक होतो.
उपाय:
- TMP कमी करा आणि फीड फ्लक्स वाढवा: फीड वेग वाढवताना TMP कमी केल्याने एकाग्रता ध्रुवीकरण आणि जेल थर निर्मिती कमी होते, ज्यामुळे स्थिर प्रवाह वाढतो.
- नियमित पडदा साफ करणे: जमा झालेले दूषित पदार्थ काढून टाकण्यासाठी इष्टतम पडदा साफ करण्याची वारंवारता स्थापित करा. साफसफाईनंतर प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणाच्या मापनाद्वारे प्रभावीतेचे निरीक्षण करा.
- जुने पडदे बदला: जर साफसफाई अपुरी असेल किंवा पडद्याचे आयुष्यमान पूर्ण झाले असेल तर पडदा बदलण्याची वारंवारता वाढवणे आवश्यक असू शकते.
घटणारा प्रवाह दर: निदान वृक्ष
अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्यात प्रवाहात सातत्याने घट होणे उत्पादकतेची चिंता दर्शवते. या निदान पद्धतीचे अनुसरण करा:
- टीएमपी आणि चिकटपणाचे निरीक्षण करा:जर दोन्ही वाढले असतील तर फाउलिंग किंवा जेल लेयरची उपस्थिती तपासा.
- खाद्य रचना आणि पीएच तपासा:येथील बदलांमुळे प्रथिने द्रावणांची चिकटपणा बदलू शकते आणि दूषित होण्यास कारणीभूत ठरू शकते.
- पडद्याच्या कामगिरीचे मूल्यांकन करा:साफसफाई असूनही परमिट फ्लक्समध्ये घट होणे हे पडद्याचे नुकसान किंवा अपरिवर्तनीय दूषित होण्याचे संकेत देते.
उपाय:
- अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये फाउलिंग आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण कमी करण्यासाठी फीडमध्ये तापमान, पीएच आणि आयनिक शक्ती ऑप्टिमाइझ करा.
- जेल थरांना विस्कळीत करण्यासाठी आणि प्रवाह पुनर्संचयित करण्यासाठी पृष्ठभागावर-सुधारित किंवा फिरणारे पडदा मॉड्यूल वापरा.
- प्रवाहावर परिणाम करणारे बदल अपेक्षित करण्यासाठी नियमित प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणाचे मापन करा.
जलद दूषित होणे किंवा जेल थर तयार होणे
पडद्याच्या पृष्ठभागावर जास्त प्रमाणात सांद्रता असलेल्या ध्रुवीकरणामुळे जलद जेल थर तयार होतो. उच्च-स्निग्धता किंवा उच्च-प्रथिनेयुक्त खाद्य परिस्थितीत ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन (TFF) ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर विशेषतः संवेदनशील असतो.
कमी करण्याच्या धोरणे:
- प्रथिने बंधन आणि जोड कमी करण्यासाठी हायड्रोफिलिक, नकारात्मक चार्ज असलेल्या पडद्याच्या पृष्ठभागावर (उदा. पॉलीव्हिनिलिडीन फ्लोराइड [PVDF] पडदा) लावा.
- अल्ट्राफिल्ट्रेशन करण्यापूर्वी जास्त दूषित पदार्थ काढून टाकण्यासाठी कोग्युलेशन किंवा इलेक्ट्रोकोग्युलेशन वापरून प्री-ट्रीट फीड.
- केकच्या थराची जाडी कमी करण्यासाठी आणि जेल थर तयार होण्यास विलंब करण्यासाठी ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन प्रक्रियेत रोटेटिंग मॉड्यूल्स सारख्या यांत्रिक उपकरणांचे एकत्रीकरण करा.
७.२. फीड व्हेरिएबिलिटीशी जुळवून घेणे
प्रथिने अल्ट्राफिल्ट्रेशन सिस्टमना फीड प्रथिने गुणधर्म किंवा रचनेतील परिवर्तनशीलतेशी जुळवून घ्यावे लागते. प्रथिने द्रावणांच्या चिकटपणावर परिणाम करणारे घटक - जसे की बफर रचना, प्रथिने एकाग्रता आणि एकत्रीकरण प्रवृत्ती - सिस्टम वर्तन बदलू शकतात.
प्रतिसाद धोरणे
- रिअल-टाइम स्निग्धता आणि रचना निरीक्षण:लेगसी यूव्ही किंवा आयआर पद्धतींपेक्षा चांगली कामगिरी करणाऱ्या फीड बदलांचा जलद शोध घेण्यासाठी इन-लाइन विश्लेषणात्मक सेन्सर्स (रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी + कालमन फिल्टरिंग) तैनात करा.
- अनुकूली प्रक्रिया नियंत्रण:पॅरामीटर सेटिंग्ज समायोजित करा (प्रवाह दर, TMP, पडदा निवड) आढळलेल्या बदलांच्या प्रतिसादात. उदाहरणार्थ, वाढलेल्या प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणासाठी कमी TMP आणि उच्च कातरणे दरांची आवश्यकता असू शकते.
- पडदा निवड:प्रथिने धारणा आणि प्रवाह संतुलित करून, वर्तमान खाद्य गुणधर्मांसाठी अनुकूलित छिद्र आकार आणि पृष्ठभाग रसायनशास्त्र असलेले पडदा वापरा.
- खाद्यपूर्व प्रक्रिया:जर खाद्याच्या स्वरूपातील अचानक बदलांमुळे दूषित होण्यास मदत होत असेल, तर अल्ट्राफिल्ट्रेशनच्या वरच्या दिशेने कोग्युलेशन किंवा गाळण्याची प्रक्रिया सुरू करा.
उदाहरणे:
- बायोप्रोसेसिंगमध्ये, बफर स्विच किंवा अँटीबॉडी समुच्चयांमधील बदलांमुळे नियंत्रण प्रणालीद्वारे TMP आणि प्रवाह समायोजन सुरू झाले पाहिजेत.
- क्रोमॅटोग्राफी-लिंक्ड अल्ट्राफिल्ट्रेशनसाठी, अॅडॉप्टिव्ह मिक्सिंग-इंटिजर ऑप्टिमायझेशन अल्गोरिदम अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेनची कार्यक्षमता राखून परिवर्तनशीलता कमी करू शकतात आणि ऑपरेशनल खर्च कमी करू शकतात.
प्रथिने द्रावणाच्या चिकटपणाच्या मापनाचे नियमित ट्रॅकिंग आणि प्रक्रियेच्या परिस्थितीनुसार त्वरित समायोजन अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता ऑप्टिमाइझ करण्यास, थ्रूपुट राखण्यास आणि पडदा फाउलिंग आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण कमी करण्यास मदत करते.
सतत विचारले जाणारे प्रश्न
८.१. प्रथिने द्रावणांच्या अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशरची सामान्य श्रेणी किती असते?
अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रोटीन कॉन्सन्ट्रेसन सिस्टीममध्ये सामान्य ट्रान्समेम्ब्रेन प्रेशर (TMP) श्रेणी मेम्ब्रेन प्रकार, मॉड्यूल डिझाइन आणि फीड वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते. बहुतेक प्रोटीन अल्ट्राफिल्ट्रेशन प्रक्रियांसाठी, TMP सामान्यतः 1 ते 3 बार (15-45 psi) दरम्यान राखले जाते. 0.2 MPa (सुमारे 29 psi) पेक्षा जास्त TMP मूल्ये मेम्ब्रेनचे नुकसान, जलद फाउलिंग आणि मेम्ब्रेनचे आयुष्य कमी होण्याचा धोका असू शकतो. बायोमेडिकल आणि बायोप्रोसेसिंग अनुप्रयोगांमध्ये, मेम्ब्रेन फुटणे टाळण्यासाठी शिफारस केलेले TMP सामान्यतः 0.8 बार (~12 psi) पेक्षा जास्त नसावे. ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशन सारख्या प्रक्रियांसाठी, या TMP श्रेणीमध्ये राहिल्याने उत्पन्न आणि प्रथिने अखंडता दोन्ही सुरक्षित राहते.
८.२. प्रथिने द्रावणांची चिकटपणा अल्ट्राफिल्ट्रेशन कामगिरीवर कसा परिणाम करते?
प्रथिने द्रावणाची चिकटपणा अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रतेच्या कामगिरीवर थेट परिणाम करते. उच्च चिकटपणा प्रवाह प्रतिरोध वाढवते आणि TMP वाढवते, परिणामी परमिट फ्लक्स कमी होते आणि जलद पडदा फाउलिंग होते. हा परिणाम उच्च एकाग्रतेवर मोनोक्लोनल अँटीबॉडीज किंवा Fc-फ्यूजन प्रथिनांसह स्पष्ट होतो, जिथे प्रथिने-प्रथिने परस्परसंवाद आणि चार्ज इफेक्ट्समुळे स्निग्धता वाढते. एक्सिपियंट्स किंवा एंजाइमॅटिक उपचारांसह स्निग्धता व्यवस्थापित करणे आणि ऑप्टिमाइझ करणे अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्यात फ्लक्स सुधारते, फाउलिंग कमी करते आणि उच्च साध्य करण्यायोग्य सांद्रता देते. कार्यक्षम प्रक्रिया राखण्यासाठी प्रथिने द्रावणाच्या स्निग्धता मापनाचे निरीक्षण करणे महत्वाचे आहे.
८.३. एकाग्रता ध्रुवीकरण म्हणजे काय आणि TFF मध्ये ते का महत्त्वाचे आहे?
अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये एकाग्रता ध्रुवीकरण म्हणजे पडद्याच्या पृष्ठभागावर प्रथिनांचे संचय, ज्यामुळे बल्क सोल्यूशन आणि पडदा इंटरफेसमध्ये ग्रेडियंट निर्माण होतो. ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशनमध्ये, यामुळे स्थानिक चिकटपणा वाढतो आणि संभाव्यतः उलट करता येणारा प्रवाह कमी होतो. जर ते व्यवस्थापित केले नाही तर ते पडदा फाउलिंगला प्रोत्साहन देऊ शकते आणि सिस्टम कार्यक्षमता कमी करू शकते. अल्ट्राफिल्ट्रेशनमध्ये एकाग्रता ध्रुवीकरणाला संबोधित करण्यासाठी पातळ ध्रुवीकरण थर राखण्यासाठी क्रॉस-फ्लो दर, TMP आणि पडदा निवड ऑप्टिमाइझ करणे समाविष्ट आहे. अचूक नियंत्रण थ्रूपुट उच्च ठेवते आणि फाउलिंगचा धोका कमी ठेवते.
८.४. माझा अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन कधी बदलायचा हे मी कसे ठरवू?
जेव्हा तुम्हाला थ्रूपुट (फ्लक्स) मध्ये लक्षणीय घट दिसून येते, मानक साफसफाईमुळे निराकरण होऊ शकत नाही अशा TMP मध्ये सतत वाढ होते किंवा साफसफाईनंतरही दृश्यमान फाउलिंग राहते तेव्हा अल्ट्राफिल्ट्रेशन मेम्ब्रेन बदला. अतिरिक्त निर्देशकांमध्ये निवडकतेचे नुकसान (अपेक्षेनुसार लक्ष्य प्रथिने नाकारण्यात अयशस्वी होणे) आणि कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्यांपर्यंत पोहोचण्यास असमर्थता यांचा समावेश आहे. नियमित फ्लक्स आणि निवडकता चाचणीसह मेम्ब्रेन रिप्लेसमेंट फ्रिक्वेन्सीचे निरीक्षण करणे हे प्रोटीन सोल्यूशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता प्रक्रियेत मेम्ब्रेन आयुर्मान वाढवण्याचा पाया आहे.
८.५. TFF मध्ये प्रथिने फाउलिंग कमी करण्यासाठी मी कोणते ऑपरेशनल पॅरामीटर्स समायोजित करू शकतो?
ट्रान्सव्हर्स फ्लो फिल्ट्रेशनमध्ये प्रथिने फाउलिंग कमी करण्यासाठी प्रमुख ऑपरेशनल पॅरामीटर्समध्ये हे समाविष्ट आहे:
- स्थानिक प्रथिने जमा होण्याचे प्रमाण कमी करण्यासाठी आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण व्यवस्थापित करण्यासाठी पुरेसा क्रॉस-फ्लो वेग राखा.
- उत्पादनाची जास्त गळती आणि पडद्याचे नुकसान टाळण्यासाठी शिफारस केलेल्या TMP श्रेणीमध्ये, सामान्यतः 3-5 psi (0.2-0.35 बार) काम करा.
- अपरिवर्तनीय दूषितता मर्यादित करण्यासाठी नियमित पडदा साफसफाईचे नियम लागू करा.
- निरीक्षण करा आणि आवश्यक असल्यास, चिकटपणा नियंत्रित करण्यासाठी खाद्य द्रावणाची पूर्व-उपचार करा (उदाहरणार्थ, पेक्टिनेज सारख्या एंजाइमॅटिक उपचारांचा वापर करून).
- लक्ष्य प्रथिन आकार आणि प्रक्रिया उद्दिष्टांसाठी योग्य असलेले पडदा साहित्य आणि छिद्र आकार (MWCO) निवडा.
हायड्रोसायक्लोन प्रीफिल्ट्रेशन किंवा एंजाइमॅटिक प्रीट्रीटमेंट एकत्रित केल्याने सिस्टमची कार्यक्षमता सुधारू शकते, विशेषतः उच्च-स्निग्धता असलेल्या फीड्ससाठी. फीड रचनेचा बारकाईने मागोवा घ्या आणि पडदा दूषित होणे कमी करण्यासाठी आणि अल्ट्राफिल्ट्रेशन एकाग्रता टप्प्याला अनुकूल करण्यासाठी गतिमानपणे सेटिंग्ज समायोजित करा.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-०३-२०२५
